一種無纜平衡長沖程抽油的制造方法
【專利摘要】本實用新型適用于油田抽油機【技術領域】，提供一種無纜平衡長沖程抽油機，包括抽油桿、支架、電機組件、連桿、曲柄、垂直導向槽、鉸接的平行四邊形框架，其中有兩個對邊邊框向相異方向各延伸一段距離，其中一個端點為懸點，另一端點為平衡點，所述抽油桿連接在所述懸點上，垂直導向槽安裝有滑塊，滑塊上固定有配重塊，所述配重塊連接在所述平衡點上，所述懸點和平衡點的連線與未延長的兩條邊框之間各存在一個交點，所述支架支撐在其中一個交點上，所述連桿一端與所述曲柄的活動端鉸接，另一端鉸接在兩條未延長邊框中的任一邊框上。本設備實現(xiàn)了抽油長沖程，而且配重塊小質量平衡且無需纜繩，平行四邊形框架可平衡穩(wěn)定轉動，保證高效穩(wěn)定抽油工作。
【專利說明】一種無纜平衡長沖程抽油機

【技術領域】
[0001]本實用新型屬于油田抽油機【技術領域】，尤其涉及一種無纜平衡長沖程抽油機。

【背景技術】
[0002]目前世界范圍內有桿抽油設備主要為游梁式抽油機(俗稱磕頭機，以下簡稱磕頭機)，占80%左右；另外20%為無游梁式抽油機(如塔式抽油機、直線電機式抽油機，以下簡稱直線式抽油機)和其它無桿抽油機。
[0003]磕頭機原理如圖1所示，磕頭機結構簡單，驅動方式可靠，但該抽油機的配重塊負載100不能和抽油桿載荷200完全平衡，且受機構屬性的限制，比如由加速度變化引起的兩端附加動載荷不平衡使得能耗加劇，還會由于機構傳動角的約束，使得抽油機沖程受限，是一種高能牦低效率設備，所以至今仍有大量的科技工作者不懈的對其優(yōu)化。
[0004]直線式抽油機原理如圖2所示，由于懸點負載(即抽油桿負荷200)與配重塊負載100可以完全平衡，所以直線式抽油機比磕頭機節(jié)能40%左右。但是，因為直線式抽油機驅動方式不可靠(如電機換向頻繁等)導致設備容易故障停機，設備停機就會導致油井蠟封、沙封等狀況而作廢。另外，直線式抽油機平衡連接必須要用到纜繩，而纜繩的使用壽命有限，所以為了油井的安全，現(xiàn)在很少采用該技術。
[0005]目前公開了一種四連桿抽油機(專利號:2008 I 0197205.8)，工作原理如圖3所示，它克服了游梁式抽油機負載不能平衡的缺陷，同時保留了游梁式抽油機可靠地驅動方式，但是該技術在長沖程工藝要求下需要添加數(shù)倍于抽油桿載荷200的平衡塊載荷300和驅動塊400 (視懸點沖程和驅動塊沖程的倍數(shù)而定)來完全平衡抽油桿載荷。為了減輕平衡塊的重量，需要采用動滑輪組技術，因此需要用到纜繩，由于纜繩的抗拉強度及壽命問題，存在安全隱患。
實用新型內容
[0006]鑒于上述問題，本實用新型的目的在于提供一種無纜平衡長沖程抽油機，旨在解決現(xiàn)有四連桿抽油機需要大質量的平衡塊載荷和驅動塊，而且由于需要纜繩使得設備工作運行存在安全隱患的技術問題。
[0007]本實用新型采用如下技術方案:
[0008]所述無纜平衡長沖程抽油機，包括抽油桿、支架、電機組件、連桿、安裝在所述電機組件輸出軸上的曲柄，所述抽油機還包括一鉸接的平行四邊形框架，所述平行四邊形框架有四個邊框，其中有兩個對邊邊框向相異方向各延伸一段距離，其中一個端點為懸點，另一端點為平衡點，所述抽油桿連接在所述懸點上，所述抽油機還包括垂直導向槽，所述垂直導向槽安裝有匹配的滑塊，所述滑塊上固定有配重塊，所述配重塊連接在所述平衡點上，所述懸點和平衡點的連線與未延長的兩條邊框之間各存在一個交點，所述支架支撐在其中一個交點上，所述連桿一端與所述曲柄的活動端鉸接，另一端鉸接在兩條未延長邊框中的任一邊框上。
[0009]進一步的，在平行四邊形框架內，在兩條延長邊框平行方向和/或兩條未延長邊框平行方向設置若干鉸接桿。
[0010]進一步的，所述連桿與邊框的連接點為驅動點，所述驅動點設有多個，所述連桿連接在其中一個驅動點上。
[0011]本實用新型的有益效果是:本實用新型結構可以做到抽油長沖程，而且配重塊小質量平衡且無需纜繩；工作時懸點位置垂直往復運動，懸點相對于平衡點運動方向相反，配重塊質量可完全平衡掉抽油桿載荷質量，驅動點位置方便可可變，使得變參簡單容易。本實用新型結構簡單，平行四邊形框架平衡轉動，保證高效穩(wěn)定抽油工作。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是磕頭機原理示意圖；
[0013]圖2是直線式抽油機原理示意圖；
[0014]圖3是四連桿抽油機原理示意圖；
[0015]圖4是本實用新型實施例提供的無纜平衡長沖程抽油機的結構圖；
[0016]圖5是一種平行四邊形框架示意圖；
[0017]圖6是另一種平行四邊形框架示意圖；
[0018]圖7是設有鉸接桿的一種平行四邊形框架示意圖；
[0019]圖8是設有鉸接桿的另一種平行四邊形框架示意圖。

【具體實施方式】
[0020]為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0021]為了說明本實用新型所述的技術方案，下面通過具體實施例來進行說明。
[0022]圖4示出了本實用新型實施例提供的無纜平衡長沖程抽油機的結構，為了便于說明僅示出了與本實用新型實施例相關的部分。
[0023]本實施例提供的無纜平衡長沖程抽油機，包括抽油桿2、支架11、電機組件10、連桿8、安裝在所述電機組件輸出軸上的曲柄9，所述抽油機還包括一鉸接的平行四邊形框架，所述平行四邊形框架有四個邊框，圖示標記分別3-6，這里邊框3、6為一組平行邊框，邊框4、5為另一組平行邊框，其中有兩個對邊邊框向相異方向各延伸一段距離，其中一個端點為懸點SI,另一端點為平衡點S2,所述抽油桿2連接在所述懸點SI上,所述抽油機還包括垂直導向槽12，所述垂直導向槽安裝有匹配的滑塊(圖中未示出)，所述滑塊上固定有配重塊7，所述配重塊7連接在所述平衡點S2上，所述懸點SI和平衡點S2的連線與未延長的兩條邊框之間各存在一個交點，所述支架11支撐在其中一個交點O上，所述連桿8 一端與所述曲柄9的活動端鉸接，另一端鉸接在兩條未延長邊框中的任一邊框上，所述連桿與邊框的連接點為驅動點。所述平衡點上的配重塊和滑塊被約束在垂直方向的垂直導向槽12內，只能垂直往復運動。
[0024]圖4中，邊框3和邊框6為延長邊框,邊框4和邊框5為未延長邊框,邊框3向下延伸一段距離，邊框6向上延伸一段距離，邊框3的延伸端點為懸點，邊框6的延伸端點為平衡點，懸點和平衡點的連線與邊框5和邊框4各存在一個交點,選取其中一個交點為支撐點，所述支架支撐在所述支撐點上，這樣平行四邊形框架繞所述支撐點，可自由平衡轉動。根據(jù)力矩平衡原理，當取得抽油桿載荷質量后可計算出配重塊質量，使其兩者對支撐點O的力矩完全抵消。具體工作時，當電機組件10 (通常包括驅動電機和減速箱)驅動曲柄9旋轉，曲柄9通過鉸接在邊框5上的連桿8動作，連桿8驅動平行四邊形框架，在垂直導向槽12的導向限位作用下，配重塊可上下自由移動，這樣實現(xiàn)帶動抽油桿上下垂直運動，完成節(jié)能、高效抽油工作。
[0025]需要說明的是，圖4只是描述了一種實現(xiàn)方式，這里不限定具體的兩條延長邊框，也不限定延長邊框的延伸方向，并且懸點和平衡點可在兩個延長邊框的延長端點上任意選取，同時支架的支撐點可位于任一個未延長邊框上(但支點必須在懸點和平衡點的連接線上)，還有連桿的驅動點同樣可位于一個未延長邊框上。下面列舉兩種具體平行四邊形框架結構。
[0026]圖5是一種平行四邊形框架示意圖，圖示中，邊框3和邊框6為一對延長邊框，邊框4和邊框5為另一對未延長邊框，邊框3向下延伸一段距離，邊框6向上延伸一段距離，其中一個延長端點為懸點，另一個延長端點為平衡點，懸點和平衡點的連接線與邊框4和邊框5有兩個交點，即支撐點有兩個，分別為01、02，可選取其中任一支撐點。
[0027]圖6是另一種平行四邊形框架示意圖，圖示中，邊框4和邊框5為一對延長邊框，邊框3和邊框6為另一對未延長邊框,邊框4向左延伸一段距離,邊框5向右延伸一段距離，其中一個延長端點為懸點，另一個延長端點為平衡點，懸點和平衡點的連接線與邊框3和邊框6有兩個交點，即支撐點有兩個，分別為01、02，可選取其中任一支撐點。
[0028]另外，優(yōu)選的，所述驅動點設有多個，所述連桿連接在其中一個驅動點上。比如圖4中，驅動點有3個，分別為a、b、c，所述連桿連接在驅動點a上。根據(jù)抽油沖程的變化要求，可以將連桿設置在對應的驅動點上，以實現(xiàn)方便的變參工藝。
[0029]最后，從結構剛度和強度上考慮，優(yōu)選的，在平行四邊形框架內，在兩條延長邊框平行方向和/或兩條未延長邊框平行方向設置若干鉸接桿14，把平行四邊形框架分為若干個較短、較小的平行四邊形。圖7中，在兩條延長邊框平行方向設置若干鉸接桿，將平行四邊形框架豎分為若干個平行四邊形。在圖8中，在兩條未延長邊框平行方向設置若干鉸接桿，把平行四邊形框架橫分為若干個平行四邊形。
[0030]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種無纜平衡長沖程抽油機，所述抽油機包括抽油桿、支架、電機組件、連桿、安裝在所述電機組件輸出軸上的曲柄，其特征在于，所述抽油機還包括一鉸接的平行四邊形框架，所述平行四邊形框架有四個邊框，其中有兩個對邊邊框向相異方向各延伸一段距離，其中一個端點為懸點，另一端點為平衡點，所述抽油桿連接在所述懸點上，所述抽油機還包括垂直導向槽，所述垂直導向槽安裝有匹配的滑塊，所述滑塊上固定有配重塊，所述配重塊連接在所述平衡點上，所述懸點和平衡點的連線與未延長的兩條邊框之間各存在一個交點，所述支架支撐在其中一個交點上，所述連桿一端與所述曲柄的活動端鉸接，另一端鉸接在兩條未延長邊框中的任一邊框上。
2.如權利要求1所述無纜平衡長沖程抽油機，其特征在于，在平行四邊形框架內，在兩條延長邊框平行方向和/或兩條未延長邊框平行方向設置若干鉸接桿。
3.如權利要求1或2所述無纜平衡長沖程抽油機，其特征在于，所述連桿與邊框的連接點為驅動點，所述驅動點設有多個，所述連桿連接在其中一個驅動點上。
【文檔編號】E21B43/00GK204041026SQ201420511571
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月5日 優(yōu)先權日:2014年9月5日
【發(fā)明者】張向明 申請人:張向明