專利名稱：一種加裝橢圓齒輪變速器的游梁抽油機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種油田用的節(jié)能高效游梁抽油機(jī)，屬于石油開采機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。
普通游梁抽油機(jī)是由電機(jī)、圓柱齒輪減速機(jī)、曲柄連桿機(jī)構(gòu)、游梁、支架、驢頭、懸繩和平衡配重塊構(gòu)成，當(dāng)電機(jī)的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)通過減速機(jī)減速后轉(zhuǎn)化成曲柄的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，再由連桿轉(zhuǎn)換成游梁的往復(fù)擺動(dòng)，通過驢頭和旋繩轉(zhuǎn)換成抽油桿的對(duì)稱的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，即抽油桿上下沖程對(duì)應(yīng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度大小相等而方向相反。但是，在上沖程是深井泵吸入過程，也是井筒中液體的提升過程，負(fù)荷大，從電機(jī)恒功率角度考慮要求速度低，同時(shí)，為防止引起原油脫氣脫蠟，也要求速度低；而在下沖程是個(gè)恢復(fù)過程，負(fù)荷低，對(duì)速度沒有嚴(yán)格要求，為提高效率應(yīng)該采用較高速度，因此普通游梁抽油機(jī)既不符合電機(jī)恒功率要求，也不符合深井泵的工藝要求。
本實(shí)用新型的目的是提供一種新的游梁抽油機(jī)，它在重載的上沖程驢頭速度低，加速度小，而在輕載的下沖程驢頭速度高，加速度大，既能滿足電機(jī)恒功率的要求，又能滿足深井泵高泵效的工藝要求。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的加裝橢圓齒輪變速器的游梁抽油機(jī)，由電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、橢圓齒輪變速器、曲柄、連桿、游梁、支架、驢頭、懸繩、底座、平衡配重構(gòu)成，普通游梁抽油機(jī)的減速器輸出軸與一個(gè)橢圓齒輪變速器的輸入軸通過皮帶/鏈條相連，曲柄與橢圓齒輪變速器的輸出軸固定相連；電機(jī)、減速機(jī)、橢圓齒輪變速器及游梁支架均座固在底座上；連桿與曲柄鉸接，平衡配重塊固定在曲柄上，游梁座在支架上，一端與連桿鉸接，另一端配驢頭和懸繩；橢圓齒輪減速器由兩個(gè)節(jié)曲線全等的一階橢圓齒輪構(gòu)成，在同側(cè)的焦點(diǎn)位置上做兩軸，兩橢圓長軸頂點(diǎn)為初始嚙合點(diǎn)，主支軸為距嚙合點(diǎn)近的軸；曲柄位置與橢圓齒輪的初始嚙合點(diǎn)相位相同。其平衡配重與曲柄的相位相同或超前曲柄6°～12°。當(dāng)游梁水平狀態(tài)時(shí)，曲柄軸線與連桿和游梁的鉸支點(diǎn)不在一條垂直線上，懸點(diǎn)在上下死點(diǎn)位置時(shí)，曲柄不在豎直位置上。
由于采用本實(shí)用新型，使得抽油機(jī)在重載的上沖程速度低，而在輕載的下沖程速度高，達(dá)到近恒功率工況，且功率峰值大大降低，同時(shí)，延長了深井泵的吸入時(shí)間，滿足了深井泵的工藝要求，提高了泵效，并可延長檢泵周期。
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述


圖1是本實(shí)用新型的橢圓齒輪變速器的工作原理圖；圖2是本實(shí)用新型的第一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)簡圖；圖2中1-驢頭，2-懸繩，3-游梁，4-支架，5-底座，6-橢圓齒輪變速器，7-曲柄，8-平衡塊，9-鏈條，10-減速機(jī)，11-電機(jī)，12-皮帶，13-連桿。
其設(shè)計(jì)原理電機(jī)通過皮帶將轉(zhuǎn)速傳至減速機(jī)，將轉(zhuǎn)速降到要求數(shù)值后，通過鏈條/皮帶輸?shù)綑E圓齒輪速速器輸入軸上，變帶器輸出的是變角速轉(zhuǎn)動(dòng)，通過曲柄和連桿后轉(zhuǎn)換成游梁的不對(duì)稱擺動(dòng)，并將此擺動(dòng)通過游梁另一端固定著的驢頭和懸繩轉(zhuǎn)換成抽油桿的不對(duì)稱直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。參見
圖1，橢圓齒輪變速器中，兩嚙合的橢圓齒輪的節(jié)曲線為全等的一階橢圓，其旋轉(zhuǎn)軸為同側(cè)焦點(diǎn)C1和C1′，初始嚙合點(diǎn)為長軸之頂點(diǎn)A，且距主動(dòng)軸O′最近傳動(dòng)中，嚙合點(diǎn)永遠(yuǎn)落在兩橢圓長軸之連線上，并可以實(shí)現(xiàn)定軸平穩(wěn)傳動(dòng)。其瞬時(shí)傳動(dòng)比為i＝(1-e2)/(1+e2+2ecosφ)(e是橢圓離心率，φ是主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)角)。若以被動(dòng)輪短軸即焦點(diǎn)直徑為剖分線，則前半周的傳動(dòng)比小于1，而后半周的傳動(dòng)比大于1，傳一周的平均傳動(dòng)比等于1，從而輸出軸的轉(zhuǎn)速在變化。曲柄固定相位與橢圓齒輪變速器初始嚙合點(diǎn)同相，橢圓齒輪初始嚙合時(shí)驢頭懸點(diǎn)處在上沖程中點(diǎn)。由于橢圓齒輪對(duì)于焦點(diǎn)直徑不對(duì)稱，所以在傳動(dòng)中輸出轉(zhuǎn)速不均勻，經(jīng)過曲柄連桿及游梁驢頭轉(zhuǎn)換成懸繩的不對(duì)稱往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，且在上沖程時(shí)速度低，下沖程時(shí)速度高。
當(dāng)皮帶12將電機(jī)11的勻轉(zhuǎn)速傳到減速機(jī)10，減速機(jī)10將轉(zhuǎn)速降至要求值后，經(jīng)營鏈條9輸入到橢圓齒輪變速器6的輸入軸，橢圓齒輪將輸入的勻轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變成變角速轉(zhuǎn)動(dòng)。曲柄固定在它的輸出軸帶動(dòng)曲柄7和平衡配重塊8轉(zhuǎn)動(dòng)，曲柄的固定相位與橢圓齒輪的初始嚙合相位相同，經(jīng)鉸支在曲柄7和游梁3后端的連桿13，將變速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成游梁的不對(duì)稱擺動(dòng)，這種擺動(dòng)通過固定在游梁前端的驢頭1和懸掛在驢頭1上的懸繩2轉(zhuǎn)換成不對(duì)稱的上下往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，拖動(dòng)抽油桿在上沖程以較低的速度運(yùn)動(dòng)，下沖程以較高的速度運(yùn)動(dòng)，達(dá)到近恒功率工況并滿足深井泵的吸入時(shí)間長的工藝要求。
權(quán)利要求1.一種加裝橢圓齒輪變速器的游梁抽油機(jī)，由電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、橢圓齒輪變速器、曲柄、連桿、游梁、支架、驢頭、懸繩、底座、平衡配重構(gòu)成，其特征在于普通游梁抽油機(jī)的減速器輸出軸與一個(gè)橢圓齒輪變速器的輸入軸通過皮帶/鏈條相連，曲柄與橢圓齒輪變速器的輸出軸固定相連；電機(jī)、減速機(jī)、橢圓齒輪變速器及游梁支架均座固在底座上；連桿與曲柄鉸接，平衡配重塊固定在曲柄上，游梁座在支架上，一端與連桿鉸接，另一端配驢頭和懸繩；橢圓齒輪減速器由兩個(gè)節(jié)曲線全等的一階橢圓齒輪構(gòu)成，在同側(cè)的焦點(diǎn)位置上有兩軸，兩橢圓長軸頂點(diǎn)為初始嚙合點(diǎn)，主動(dòng)軸為距嚙合點(diǎn)近的軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加裝橢圓齒輪變速器的游梁抽油機(jī)，其特征在于曲柄位置與橢圓齒輪的初始嚙合點(diǎn)相位相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的加裝橢圓齒輪變速的游梁抽油機(jī)，其特征在于平衡配重與曲柄的相位相同或超前曲柄6°～12°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的加裝橢圓齒輪變速器的游梁抽油機(jī)，其特征在于游梁水平狀態(tài)時(shí)，曲柄軸線與連桿和游梁的鉸支點(diǎn)不在一條垂直線上，懸點(diǎn)在上下死點(diǎn)位置時(shí)，曲柄不在豎直位置上。
專利摘要一種油田用游梁抽油機(jī)，是在普通游梁抽油機(jī)減速機(jī)的輸出軸上再聯(lián)結(jié)一個(gè)由兩個(gè)節(jié)曲線全等的一階橢圓齒輪經(jīng)同側(cè)焦點(diǎn)為軸嚙合組成的變速器，將曲柄固定在其輸出軸上構(gòu)成的抽油機(jī)。利用橢圓對(duì)于焦點(diǎn)的不對(duì)稱性，使電機(jī)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)輸入時(shí)曲柄以變角速轉(zhuǎn)動(dòng)輸出，驢頭懸點(diǎn)在上沖程時(shí)速度低，在下沖程時(shí)速度高，結(jié)合上下沖程中抽油機(jī)負(fù)載差異大的特性，可以達(dá)到近恒功率工況且功率峰值大大降低。同時(shí)延長了深井泵的吸入時(shí)間，提高泵效。
文檔編號(hào)E21B43/00GK2241224SQ95213509
公開日1996年11月27日 申請(qǐng)日期1995年6月21日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月21日
發(fā)明者拓佰民 申請(qǐng)人:長慶石油勘探局鉆采工藝研究院