專利名稱：復(fù)合平衡式長(zhǎng)沖程抽油機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械采油設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種復(fù)合平衡式長(zhǎng)沖程抽油機(jī)。
背景技術(shù)：
在公知的技術(shù)中，油田通常使用的游梁式抽油機(jī)，因其結(jié)構(gòu)原因，體積龐大、能耗高、載荷性能差，尤其是不易實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)沖程。因此，長(zhǎng)沖程、低沖次、大排量、重負(fù)載抽油機(jī)一直是國(guó)內(nèi)外采油設(shè)備的研究課題。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，國(guó)內(nèi)外相繼研制了各種無(wú)游梁抽油機(jī)， 如采用轉(zhuǎn)向可逆電動(dòng)機(jī)或液壓馬達(dá)帶動(dòng)滾筒正反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)沖程抽油；采用六連桿結(jié)構(gòu)增大游梁機(jī)的沖程；利用滑輪組和齒輪傳動(dòng)的增程方式等等。雖然都取得了不同程度的有益效果。但是，由于抽油機(jī)是在地理氣候復(fù)雜的野外進(jìn)行連續(xù)無(wú)看管作業(yè)，要求抽油機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、皮實(shí)、可靠、便于維修。因此，上述方案均存在著不同程度的缺陷，如結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性差、不皮實(shí)、維修管理不便、平衡效果差、電能消耗大、耗用鋼材多等。在現(xiàn)有的技術(shù)中，還公開了一種天輪式無(wú)游梁增程抽油機(jī)，以其節(jié)能、平衡效果好、易實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)沖程等特點(diǎn)，已逐步進(jìn)入油田開采作業(yè)，并在采油設(shè)備中被作為具有發(fā)展?jié)摿屯茝V應(yīng)用前景的新機(jī)型，該機(jī)是借助雙曲柄雙連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)滾軸增程機(jī)構(gòu)推動(dòng)天輪擺動(dòng)，并通過(guò)繞在天輪上的鋼絲繩帶動(dòng)抽油桿作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)沖程作業(yè)。但該機(jī)增程部分運(yùn)動(dòng)構(gòu)件多，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜， 且受力大，容易損壞，可靠性差，同時(shí)由于換向驅(qū)動(dòng)和增程機(jī)構(gòu)設(shè)置在機(jī)架的頂端，現(xiàn)場(chǎng)安裝維修困難，制造和操作管理難度大。其次，采用雙曲柄雙連桿結(jié)構(gòu)，容易形成剪刀差，而且連桿較長(zhǎng)，對(duì)連桿的材料及制造精度要求較高，給制造、安裝都帶來(lái)較大的難度，增加了整機(jī)的重量，加大了制造成本。其三，該機(jī)的平衡系統(tǒng)采用自由懸掛的方式，雖有較好的平衡效果，但同時(shí)依靠天輪與鋼絲繩之間的相對(duì)靜摩擦力進(jìn)行傳動(dòng)，在大載荷狀態(tài)下，特別是在啟動(dòng)或剎車時(shí)，其傳動(dòng)可靠性差，容易造成鋼絲繩的疲勞和磨損，使用壽命短。其四，平衡重處于自由懸掛狀態(tài)，高空上下往返，當(dāng)抽油桿懸掛端出現(xiàn)失載時(shí)，數(shù)噸重的平衡重突然從高空落下，對(duì)機(jī)座造成強(qiáng)大的沖擊，且鋼絲繩極大的甩動(dòng)也易釀成事故。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)動(dòng)構(gòu)件少、重量輕、平衡效果好、節(jié)能省材、調(diào)整方便，并且容易實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)沖程的復(fù)合平衡式長(zhǎng)沖程抽油機(jī)。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是該抽油機(jī)具有底座和機(jī)架，底座上通過(guò)支架設(shè)有傳動(dòng)軸，該傳動(dòng)軸通過(guò)軸座與機(jī)架連接，傳動(dòng)軸的一端通過(guò)皮帶傳動(dòng)件連接有輪系懸繩機(jī)構(gòu)，另一端連接有換向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，中間部位設(shè)有復(fù)合式平衡機(jī)構(gòu)，所述換向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、主動(dòng)軸、連桿和與連桿連接的一對(duì)曲拐組成，驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在底座上，并通過(guò)傳動(dòng)件與主動(dòng)軸連接，主動(dòng)軸通過(guò)支撐座與底座安裝連接，兩曲拐分別與主動(dòng)軸和傳動(dòng)軸固定連接。所述輪系懸繩機(jī)構(gòu)由繞繩輪、懸繩、和頂滑輪組成，繞繩輪通過(guò)輪軸安裝在機(jī)架上，輪軸的另一端通過(guò)所述皮帶傳動(dòng)件與傳動(dòng)軸連接，頂滑輪安裝在機(jī)架的頂部，懸繩的一端固定在繞繩輪上，另一端繞過(guò)頂滑輪與抽油桿連接。所述復(fù)合式平衡機(jī)構(gòu)由平衡重懸掛輪和移動(dòng)平衡組件組成，平衡重懸掛輪固定穿裝在傳動(dòng)軸上，并隨傳動(dòng)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，平衡重懸掛輪上通過(guò)鋼絲繩懸掛有平衡塊，所述移動(dòng)平衡組件包括滑槽、平衡接力桿和調(diào)節(jié)限位桿，其中，滑槽內(nèi)設(shè)有平衡滾動(dòng)件，滑槽底部通過(guò)連接座與傳動(dòng)軸穿裝連接，并可與傳動(dòng)軸相對(duì)自由傳動(dòng)，調(diào)節(jié)限位桿連接在平衡接力桿的自由端，其上穿裝有上、下限位擋件，平衡接力桿與傳動(dòng)軸固定連接。所述平衡滾動(dòng)件采用平衡輥或滾球。所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用變頻調(diào)速電機(jī)。本發(fā)明的復(fù)合平衡式長(zhǎng)沖程抽油機(jī)，通過(guò)復(fù)合式平衡結(jié)構(gòu)，能大大減輕平衡重的重量，并將抽油機(jī)的平衡系數(shù)提高到90%以上，從而可降低減速器輸出軸的峰值扭矩，增大抽油機(jī)的提升能力。與游梁式抽油機(jī)相比，該機(jī)的整機(jī)重量較輕，配套電機(jī)額定功率小，耗用鋼材可節(jié)約35%以上，使用過(guò)程的能源消耗可減少50%以上。同時(shí)，沖程、沖次調(diào)整簡(jiǎn)便， 無(wú)須改變機(jī)構(gòu)配制，對(duì)不同油井狀況及其變化具有較大的適用范圍。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1的右視圖。
具體實(shí)施例方式參看圖1、圖2，本發(fā)明的復(fù)合平衡式長(zhǎng)沖程抽油機(jī)，具有底座1和機(jī)架2，底座1 上通過(guò)支架13設(shè)有傳動(dòng)軸6，該傳動(dòng)軸6通過(guò)軸座22與機(jī)架2連接。傳動(dòng)軸6的一端通過(guò)皮帶傳動(dòng)件23連接有輪系懸繩機(jī)構(gòu)，另一端連接有換向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，中間部位設(shè)有復(fù)合式平衡機(jī)構(gòu)。所述換向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)電機(jī)7、傳動(dòng)件8、主動(dòng)軸9、連桿12和與連桿12連接的一對(duì)曲拐11、14組成，驅(qū)動(dòng)電機(jī)7安裝在底座1上，并通過(guò)傳動(dòng)件8與主動(dòng)軸9連接，主動(dòng)軸9通過(guò)支撐座10與底座1安裝連接，兩曲拐11、14分別與主動(dòng)軸9和傳動(dòng)軸6固定連接。驅(qū)動(dòng)電機(jī)7采用變頻調(diào)速電機(jī)，可以方便地調(diào)節(jié)抽油機(jī)的沖次，并可調(diào)節(jié)抽油機(jī)啟動(dòng)與正常運(yùn)行兩種狀態(tài)下需求功率的大小變化，減小匹配驅(qū)動(dòng)電機(jī)7的額定功率。所述輪系懸繩機(jī)構(gòu)由繞繩輪5、懸繩19和頂滑輪20組成，繞繩輪5通過(guò)輪軸M安裝在機(jī)架2上，輪軸 24的另一端通過(guò)所述皮帶傳動(dòng)件23與傳動(dòng)軸6連接，頂滑輪20通過(guò)軸承座21安裝在機(jī)架 2的頂部，懸繩19的一端固定在繞繩輪5上，另一端繞過(guò)頂滑輪20自由下垂，用于連接抽油桿。所述復(fù)合式平衡機(jī)構(gòu)由平衡重懸掛輪18和移動(dòng)平衡機(jī)構(gòu)組成，平衡重懸掛輪18固定穿裝在傳動(dòng)軸6上，并隨傳動(dòng)軸6 —起轉(zhuǎn)動(dòng)，平衡重懸掛輪18上通過(guò)鋼絲繩4懸掛有平衡塊3。移動(dòng)平衡機(jī)構(gòu)包括滑槽16、平衡接力桿15和調(diào)節(jié)限位桿27，其中，滑槽16內(nèi)設(shè)有平衡滾動(dòng)件26，可以在滑槽16內(nèi)自由移動(dòng)，平衡滾動(dòng)件沈可采用平衡輥或滾球，滑槽16的底部通過(guò)連接座17與傳動(dòng)軸6穿裝連接，并可與傳動(dòng)軸6相對(duì)自由傳動(dòng)。調(diào)節(jié)限位桿27連接在平衡接力桿15的自由端，其上穿裝有上、下限位擋件觀、29，平衡接力桿15與傳動(dòng)軸6 固定連接，用于接受平衡重力和滑槽16傾角的控制。在底座1上設(shè)有剎車機(jī)構(gòu)25，該剎車機(jī)構(gòu)25設(shè)置在所述皮帶傳動(dòng)件23的一側(cè)部位，其結(jié)構(gòu)采用常規(guī)剎車機(jī)構(gòu)，不再贅述。工作原理該抽油機(jī)在使用過(guò)程中，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)7旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)主動(dòng)軸9和曲拐11、14、連桿12帶動(dòng)傳動(dòng)軸6正反轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)皮帶傳動(dòng)件23和繞繩輪5帶動(dòng)懸繩19的自由端上下移動(dòng)。在傳動(dòng)軸6正反轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，懸繩載荷通過(guò)傳動(dòng)軸6的扭矩傳遞，始終受到平衡塊3重力作用下產(chǎn)生反向扭矩的平衡。同時(shí)，在懸繩19自由端向上沖程的過(guò)程中， 平衡滾動(dòng)件26處于滑槽16遠(yuǎn)離傳動(dòng)軸6的一端，并由其重力使滑槽16底部與平衡接力桿 15接觸，在傳動(dòng)軸6上產(chǎn)生載荷反向扭矩，以此減少驅(qū)動(dòng)電機(jī)7的負(fù)荷功率；當(dāng)懸繩19的自由端沖程換向向下行程時(shí)，在平衡接力桿15上限位擋件觀、四的作用下，使滑槽16轉(zhuǎn)換傾斜方向，平衡滾動(dòng)件26自然滾動(dòng)至滑槽16距傳動(dòng)軸6較近的一端，此時(shí)平衡滾動(dòng)件沈的重力通過(guò)傳動(dòng)軸6的中心，平衡滾動(dòng)件沈不再發(fā)揮平衡作用。通過(guò)懸掛平衡塊3與平衡滾動(dòng)件沈移動(dòng)的復(fù)合平衡，可使抽油機(jī)的平衡系數(shù)達(dá)到90%以上，由此可以大大減小該抽油機(jī)匹配驅(qū)動(dòng)電機(jī)7的額定功率，最大限度地節(jié)省動(dòng)力消耗。當(dāng)需要調(diào)整改變抽油機(jī)的沖程時(shí)，只需更換大小直徑不同的繞繩輪5或更換皮帶傳動(dòng)件23中的一個(gè)或兩個(gè)皮帶輪即可。 當(dāng)需要調(diào)整抽油機(jī)的沖次次數(shù)時(shí)，只需調(diào)整驅(qū)動(dòng)電機(jī)7的轉(zhuǎn)速即可實(shí)現(xiàn)，操作非常簡(jiǎn)單。該抽油機(jī)由于平衡系數(shù)的提高，不僅可以大幅減少動(dòng)力消耗，而且使整機(jī)結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，大大減輕整機(jī)重量，降低制造成本。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合平衡式長(zhǎng)沖程抽油機(jī)，具有底座和機(jī)架，其特征在于底座上通過(guò)支架設(shè)有傳動(dòng)軸，該傳動(dòng)軸通過(guò)軸座與機(jī)架連接，傳動(dòng)軸的一端通過(guò)皮帶傳動(dòng)件連接有輪系懸繩機(jī)構(gòu)，另一端連接有換向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，中間部位設(shè)有復(fù)合式平衡機(jī)構(gòu)，所述換向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、主動(dòng)軸、連桿和與連桿連接的一對(duì)曲拐組成，驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在底座上，并通過(guò)傳動(dòng)件與主動(dòng)軸連接，主動(dòng)軸通過(guò)支撐座與底座安裝連接，兩曲拐分別與主動(dòng)軸和傳動(dòng)軸固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合平衡式長(zhǎng)沖程抽油機(jī)，其特征在于所述輪系懸繩機(jī)構(gòu)由繞繩輪、懸繩、和頂滑輪組成，繞繩輪通過(guò)輪軸安裝在機(jī)架上，輪軸的另一端通過(guò)所述皮帶傳動(dòng)件與傳動(dòng)軸連接，頂滑輪安裝在機(jī)架的頂部，懸繩的一端固定在繞繩輪上，另一端繞過(guò)頂滑輪與抽油桿連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合平衡式長(zhǎng)沖程抽油機(jī)，其特征在于所述復(fù)合式平衡機(jī)構(gòu)由平衡重懸掛輪和移動(dòng)平衡組件組成，平衡重懸掛輪固定穿裝在傳動(dòng)軸上，并隨傳動(dòng)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，平衡重懸掛輪上通過(guò)鋼絲繩懸掛有平衡塊，所述移動(dòng)平衡組件包括滑槽、平衡接力桿和調(diào)節(jié)限位桿，其中，滑槽內(nèi)設(shè)有平衡滾動(dòng)件，滑槽底部通過(guò)連接座與傳動(dòng)軸穿裝連接，并可與傳動(dòng)軸相對(duì)自由傳動(dòng)，調(diào)節(jié)限位桿連接在平衡接力桿的自由端，其上穿裝有上、 下限位擋件，平衡接力桿與傳動(dòng)軸固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合平衡式長(zhǎng)沖程抽油機(jī)，其特征在于所述平衡滾動(dòng)件采用平衡輥或滾球。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合平衡式長(zhǎng)沖程抽油機(jī)，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用變頻調(diào)速電機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種復(fù)合平衡式長(zhǎng)沖程抽油機(jī)，具有底座和機(jī)架，在支架上設(shè)有傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸的中間部位設(shè)有復(fù)合式平衡機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)軸一端通過(guò)皮帶傳動(dòng)件連接有輪系懸繩機(jī)構(gòu)，另一端連接有換向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，換向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、主動(dòng)軸、連桿和與連桿連接的一對(duì)曲拐組成。該機(jī)通過(guò)復(fù)合式平衡結(jié)構(gòu)，能大大減輕平衡重的重量，而且配套電機(jī)額定功率小，耗用鋼材可節(jié)約35%以上，使用過(guò)程的能源消耗可減少50%以上。同時(shí)，沖程、沖次調(diào)整簡(jiǎn)便，無(wú)須改變機(jī)構(gòu)配制，對(duì)不同油井狀況及其變化具有較大的適用范圍。
文檔編號(hào)E21B43/00GK102352740SQ201110347949
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月7日
發(fā)明者陳宗武 申請(qǐng)人:陳宗武