帶有可逆馬達(dá)的平衡式抽吸的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種包括兩個或更多可逆馬達(dá)的平衡式井抽吸裝置，每個可逆馬達(dá)與安裝在位于井口上方的支撐結(jié)構(gòu)上的旋轉(zhuǎn)傳動部件直接地并可操作地連接。對于每個馬達(dá)，在配套的旋轉(zhuǎn)傳動部件上繞有細(xì)長的柔性傳動元件，所述柔性傳動元件的一端連接至配重組件，另一端連接至與井口配套的抽吸桿柱。馬達(dá)的致動使旋轉(zhuǎn)傳動部件旋轉(zhuǎn)，從而使傳動元件沿彼此相反的豎直方向移動抽吸桿柱和配重組件。驅(qū)動馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)方向交替變化，從而使抽吸桿柱和配重的垂直運(yùn)動方向交替變化。配重組件可與井口同心，或者與井口偏置。
【專利說明】帶有可逆馬達(dá)的平衡式抽吸機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于操作桿動式井下抽油泵等設(shè)備的井抽吸裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在從鉆至地下含油層的井開采流體的常用方法中，在井眼中布置鋼制套管柱，該鋼制套管柱從地下開采層一直延伸至地面井口。在開采區(qū)中的套管內(nèi)布置有井下泵，通過使結(jié)合在泵中的游動閥往復(fù)地豎向移動，把井液(例如石油、天然氣、地層水)提升至地面。游動閥被抽吸桿柱(或“吸桿柱”)驅(qū)動而往復(fù)運(yùn)動，抽吸桿柱在套管內(nèi)向上延伸至井口，在井口處連接至“光桿”，所述光桿向上延伸，穿過井口出流三通和防噴盒，從而連接至抽吸裝置。這種泵通常稱為容積泵或“桿式泵”。
[0003]為了操作容積式井下泵，人們開發(fā)了各種井抽吸裝置，最常用的類型是“抽吸機(jī)”，所述抽吸機(jī)包括利用驅(qū)動機(jī)構(gòu)使連接至井下泵的抽吸桿柱往復(fù)運(yùn)動的步進(jìn)梁機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括馬達(dá)或內(nèi)燃機(jī)、齒輪減速機(jī)構(gòu)、以及制動系統(tǒng)。步進(jìn)梁式抽吸裝置龐大、笨重，制造成本高。若把步進(jìn)梁的自由端連接至位于抽吸桿柱上端的光桿的纜索斷裂,則抽吸桿柱會不受控制地墜落，使井口遭到損壞，并且整個抽吸桿柱可能完全落入井中，因而不得不進(jìn)行費(fèi)用高昂的修理，并且產(chǎn)生安全隱患。
[0004]一種已知的措施是，可以改進(jìn)步進(jìn)梁式抽吸機(jī)，使其結(jié)合有配重系統(tǒng)，以減少抽吸機(jī)的驅(qū)動系統(tǒng)必須提升的總重量。在井下泵的上行行程過程中，抽吸機(jī)必須提升抽吸桿柱加上位于井下泵的游動閥上方的井液柱的總重量。例如，如果抽吸桿柱的重量是15000磅(包括游動閥)，需要提升的液柱的重量是10000磅，那么抽吸機(jī)在每次上行行程中需要提升的總重量為25000磅。在每次上行行程的頂端，抽吸機(jī)的驅(qū)動系統(tǒng)必須脫開，以開始下行行程，使游動閥落至井底部。在下行行程中，15000磅重的抽吸桿柱基本上以受控的自由下落方式穿過套管中的液體。相應(yīng)地，抽吸機(jī)裝置需要結(jié)合有穩(wěn)固的制動系統(tǒng)，以調(diào)節(jié)下行行程速度。
[0005]在平衡式抽吸機(jī)系統(tǒng)中，配重與抽吸桿柱的重量加上待提升的液柱的一半重量的和精確對應(yīng)。在上述的例子中，配重的精確重量為20000磅(即，15000磅加10000磅的1/2)，因而泵的上行行程中所需的凈提升力僅為5000磅。在上行行程的頂端，作用于在配重上的凈向下力為5000磅，S卩，20000磅配重重量減去15000磅抽吸桿柱重量(在下行行程中沒有液柱載荷)。因此，抽吸機(jī)的驅(qū)動系統(tǒng)只需有5000磅凈提升能力，即，用于在泵的上行行程中提升抽吸桿柱和液柱，在泵的下行行程中提升配重。與僅在上行行程中進(jìn)行提升的非平衡式抽吸機(jī)相比，在制動要求不變的條件下，所需的提升能力顯著降低。
[0006]由于平衡式抽吸裝置通常需要在井下泵的上行行程和下行行程中都發(fā)揮提升作用，因此這種裝置的驅(qū)動系統(tǒng)必須是可逆的。最常見的抽吸機(jī)的驅(qū)動系統(tǒng)采用常規(guī)型馬達(dá)，這種馬達(dá)只能單向旋轉(zhuǎn)。因此，在平衡式抽吸裝置中使用這種馬達(dá)需要某種類型的換向機(jī)構(gòu)。需要提供適當(dāng)?shù)目刂葡到y(tǒng)，以便在每次上行行程或下行行程的末端改變泵的行程方向。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)中由馬達(dá)驅(qū)動的平衡式抽吸裝置的一個例子是由美國得克薩斯州休斯頓市的 Weatherford? Internat1nal Ltd.公司制造的Rotaflex?裝置。Rotaflex?裝置具有豎塔式結(jié)構(gòu)，在塔架的基部布置有馬達(dá)。在馬達(dá)的輸出軸上配裝有齒輪箱，在齒輪箱上安裝有傳動鏈輪。在傳動鏈輪周圍和安裝在塔架的上部區(qū)域中的從動鏈輪周圍繞有連續(xù)傳動鏈。配重連接至傳動鏈中的選定鏈環(huán)上，從而配重能隨傳動鏈一起豎向移動。布置有機(jī)械換向機(jī)構(gòu)，用于改變傳動鏈的移動方向以及配重的移動方向。
[0008]在安裝在塔架頂部的惰輪上布置有不連續(xù)承重皮帶，承重皮帶的一端連接至配重，配重的另一端連接至與井口配套的抽吸桿柱的光桿。惰輪的轉(zhuǎn)軸垂直于傳動鏈輪的轉(zhuǎn)軸，而不是平行于傳動鏈輪的轉(zhuǎn)軸。通過配重與傳動鏈和承重皮帶的連接，馬達(dá)的致動使得承重皮帶提升抽吸桿柱或配重，具體是提升抽吸桿柱還是提升配重取決于傳動鏈的運(yùn)動方向(由驅(qū)動系統(tǒng)的機(jī)械換向機(jī)構(gòu)控制)。
[0009]因此，Rotaflex?裝置的優(yōu)點(diǎn)是具有平衡功能并采用單向轉(zhuǎn)動的主驅(qū)動馬達(dá)，但是其缺點(diǎn)是需要復(fù)雜的機(jī)械裝置，以便在被該裝置驅(qū)動的井下泵的上行行程和下行行程中提供必要的提升能力。例如，這種機(jī)械復(fù)雜性包括:需要在驅(qū)動馬達(dá)的輸出軸上安裝齒輪減速器(輸出軸的轉(zhuǎn)速比傳動鏈輪的轉(zhuǎn)速高得多)，需要專門的機(jī)械換向機(jī)構(gòu)，需要使配重及承重皮帶裝置往復(fù)運(yùn)動的傳動鏈機(jī)構(gòu)，以便在井下泵的上行行程過程中向抽吸桿柱傳遞提升力。
[0010]美國專利US4，226，404(Zens)揭示了一種采用由液壓泵驅(qū)動的可逆液壓馬達(dá)的平衡式抽吸裝置。液壓馬達(dá)直接耦合至滾筒，從而使?jié)L筒繞水平軸轉(zhuǎn)動。該裝置中布置有一對槽輪，每個槽輪布置在滾筒的一側(cè)，槽輪的轉(zhuǎn)軸大致平行于滾筒的轉(zhuǎn)軸。第一牽弓丨索固定在滾筒周圍的第一選定點(diǎn)的一端，并繞過第一槽輪，所述第一牽引索的另一端連接至配重組件。第二牽引索固定在滾筒周圍的第二選定點(diǎn)的一端，并繞過第二槽輪，所述第二牽引索的另一端連接至與井口配套的抽吸桿柱。滾筒沿第一方向旋轉(zhuǎn)會導(dǎo)致抽吸桿柱被提升，而配重被降下；滾筒沿相反方向旋轉(zhuǎn)會導(dǎo)致配重被提升，而抽吸桿柱被降下。
[0011]所示的US4，226，404的裝置的實(shí)施例包括繞在槽輪上的一條或多條承重索，承重索的兩端連接至配重和抽吸桿柱。承重索不與滾筒結(jié)合，因此不被驅(qū)動，但是它們用于分擔(dān)配重和抽吸桿柱載荷，優(yōu)選均等分擔(dān)配重和抽吸桿柱載荷。為了防止?fàn)恳骱统兄厮髟谒鲅b置的工作過程中不受控制地側(cè)向移位，并防止這些纜索之間發(fā)生干擾，滾筒的周圍表面形成有連續(xù)的螺旋槽，用于容納和旋繞牽引索，槽輪的周圍表面形成有平行的環(huán)形槽，用于容納和旋繞承重索。
[0012]由于滾筒上有螺旋槽，當(dāng)滾筒從上行行程至下行行程旋轉(zhuǎn)擺動時，牽引索在滾筒上的側(cè)向位置和相對于滾筒的側(cè)向位置(在平行于滾筒的轉(zhuǎn)軸的方向上)會改變。由于牽引索在槽輪處的側(cè)向位置在所述裝置的工作過程中不發(fā)生變化，因此牽引索在滾筒處的側(cè)向位移會導(dǎo)致在每次擺動時形成偏角(即，與承重索不同的是，牽引索不再垂直于滾筒和槽輪的轉(zhuǎn)軸)。在4，226，404的裝置中，通過提供一個輔助機(jī)構(gòu)來根據(jù)需要傾斜滾筒的軸線以補(bǔ)償可能的偏角，克服了這種不應(yīng)有的狀況。
[0013]因此，US4, 226，404的裝置是不需要Rotaflex?裝置中的齒輪減速部件和換向機(jī)構(gòu)的平衡式抽吸裝置的一個例子。但是，它也有機(jī)械復(fù)雜性的缺點(diǎn)，包括需要與牽引索配套的較大滾筒，除了牽引索之外還需要“必要的”承重索，并且需要為牽引索和承重索配置較大的槽輪。在專利US4，226，404中聲稱，使用附加的纜索可以減小槽輪的尺寸；但是，提供附加的牽引索和承重索會增加復(fù)雜性。US4，226，404的裝置的另一個缺點(diǎn)是相對于牽引索形成移角的固有問題，利用不斷傾斜滾筒的軸線以保持偏角基本等于零的機(jī)構(gòu)能夠解決這個問題，但是這進(jìn)一步增加了機(jī)械復(fù)雜性。
[0014]出于上述原因，需要一種經(jīng)過改進(jìn)的平衡式抽吸裝置，該裝置具有比常規(guī)的平衡式抽吸裝置的機(jī)械復(fù)雜性低的驅(qū)動系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明揭示了一種平衡式抽吸機(jī)，所述平衡式抽吸機(jī)包括配重組件，抽吸桿柱可懸掛在該配重組件上。在高架平臺上安裝有一個或多個(通常至少兩個)可逆驅(qū)動馬達(dá)。在一些優(yōu)選實(shí)施例中，可逆驅(qū)動馬達(dá)是液壓馬達(dá)。對于每個馬達(dá)，在被馬達(dá)轉(zhuǎn)動的傳動槽輪(或傳動鏈輪)上繞有細(xì)長的柔性非連續(xù)連接裝置(例如傳動皮帶或傳動鏈，但不限于這些裝置)。每個連接裝置的一端連接至配重組件，另一端通過適當(dāng)?shù)臈U支撐裝置(在此稱為“桿夾持裝置”，此術(shù)語意在涵蓋適合于連接至并支撐抽吸桿柱的各種裝置)連接至抽吸桿柱。配重具有適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量，以抵消抽吸桿柱與被井下泵提升的液柱的總重量的一定百分比。
[0016]在上行行程中，驅(qū)動馬達(dá)只需提升抽吸桿柱和液柱的總重量與配重重量的差。在上行行程的頂端，驅(qū)動馬達(dá)反向，開始下行行程，在下行行程過程中，抽吸桿柱向下移動至其最低位置。在此點(diǎn)，驅(qū)動馬達(dá)反向，從而開始下一個上行行程。
[0017]采用協(xié)同工作的多個驅(qū)動馬達(dá)，能使多個柔性連接裝置附接至桿夾持裝置。為了實(shí)現(xiàn)最佳的安全性和可靠性，優(yōu)選為所述柔性連接裝置選擇或設(shè)計(jì)足夠大的安全系數(shù)，以確保即使僅剩一個柔性連接裝置沒有斷裂，抽吸桿柱也不會墜落。
[0018]相應(yīng)地，在一個方面，本發(fā)明揭示一種井抽吸裝置，所述井抽吸裝置包括由支撐結(jié)構(gòu)支撐的高架平臺，在平臺上安裝有兩個或更多可逆驅(qū)動馬達(dá)。每個驅(qū)動馬達(dá)具有以可工作的方式連接至旋轉(zhuǎn)傳動部件的旋轉(zhuǎn)輸出軸(或者稱為傳動軸)，從而驅(qū)動馬達(dá)的致動會導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)傳動部件以與傳動軸相同的速度旋轉(zhuǎn)(換言之，是“直接驅(qū)動”布置形式，沒有配套的減速裝置)。
[0019]對于每個驅(qū)動馬達(dá)，有細(xì)長的柔性傳動元件(例如,可以是傳動皮帶(例如同步皮帶)或傳動鏈，但不局限于這些)繞置在配套的旋轉(zhuǎn)傳動部件上(例如，根據(jù)所用的柔性傳動元件的類型，可以是同步皮帶輪或傳動鏈輪，但不局限于這些)。柔性傳動元件是不連續(xù)的，其第一端連接至可在平臺下豎向移動的配重組件，第二端可連接至與井口配套的抽吸桿柱。
[0020]布置有適當(dāng)?shù)膭恿涂刂葡到y(tǒng)，以控制驅(qū)動馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)。從一種意義上說，動力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)可為獨(dú)立的系統(tǒng)。但是，由于這些系統(tǒng)通常在工作時直接地并且基本上不間斷地彼此相互作用，從實(shí)際意義上說，可把它們作為統(tǒng)一的動力和控制系統(tǒng)。
[0021]在此專利文件中所用的術(shù)語“動力系統(tǒng)”可指用于向可逆驅(qū)動馬達(dá)傳遞能量以產(chǎn)生輸出扭矩的一個或多個部件。在液壓系統(tǒng)的情況中，這些部件通常包括原動機(jī)(例如燃?xì)獍l(fā)動機(jī)或馬達(dá)，但不局限于這些)、由原動機(jī)驅(qū)動的液壓泵、以及液壓油箱。通過如本文所揭示的那樣把液壓馬達(dá)布置在高架平臺上，可以把原動機(jī)、液壓泵、液壓油箱和/或其它相關(guān)部件布置在地面上，并把液壓液管線布置在液壓泵和液壓馬達(dá)之間，從而最大限度地減少需要布置在平臺上的部件，以提高動力系統(tǒng)維護(hù)和保養(yǎng)的效率。
[0022]在本專利文件中所用的術(shù)語“控制系統(tǒng)”可指用于按照選定的運(yùn)轉(zhuǎn)指標(biāo)調(diào)節(jié)抽吸桿的行程長度、速度、移動方向(即，上行行程或下行行程)的一組部件。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，利用已知技術(shù)，可通過多種方式實(shí)現(xiàn)適合于與本發(fā)明所揭示的抽吸裝置結(jié)合工作的控制系統(tǒng)，因此，不一定必須使用特定部件來構(gòu)成這種控制系統(tǒng)。
[0023]從廣義上說，控制系統(tǒng)包括用于接收和綜合抽吸桿柱和/或配重的狀態(tài)信息(例如速度和方向)的裝置或方法，控制系統(tǒng)的特定實(shí)施例所需的具體部件最終是由所選的裝置或方法的技術(shù)特性和特點(diǎn)決定的。例如，通過液壓、電動、機(jī)械、氣動或磁性裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)抽吸桿和/或配重組件的狀態(tài)信息/數(shù)據(jù)的傳遞。
[0024]控制系統(tǒng)的一個功能是根據(jù)井抽吸裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)要求交替改變驅(qū)動馬達(dá)的轉(zhuǎn)動方向，從而在抽吸桿柱所連接的井下泵的下行行程中，所有柔性傳動元件都提升配重(即，它們的第一端都向上移動)，在上行行程中，所有柔性傳動元件都提升抽吸桿柱(即，它們的第二端都向上移動)。根據(jù)所選的驅(qū)動馬達(dá)的數(shù)目和布置方式，在任何給定的時間，一個或多個驅(qū)動馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)方向可與其余驅(qū)動馬達(dá)的方向相反。在本專利說明書的背景下，為了清楚起見，當(dāng)所有驅(qū)動馬達(dá)都用于提升配重時，可稱為以“第一協(xié)作意義”運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)所有驅(qū)動馬達(dá)都用于提升抽吸桿柱時，可稱為以“第二協(xié)作意義”運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0025]在本發(fā)明所揭示的抽吸裝置中，柔性傳動元件作為傳動裝置和承重裝置，與此相反的是，現(xiàn)有技術(shù)的平衡式抽吸裝置采用獨(dú)立的柔性傳動元件(例如纜索、鏈條或皮帶)和獨(dú)立的柔性承重元件(例如纜索、鏈條或皮帶)。具有適當(dāng)強(qiáng)度和可靠性的傳動鏈和傳動皮帶有各種形式。在一側(cè)或兩側(cè)具有與輔助同步皮帶輪嚙合的齒牙的同步皮帶是人們所熟知的(一種特別常用的同步皮帶是汽車上的正時皮帶)，并能可靠地承受很大的拉伸載荷，尤其是在這種同步皮帶由Kevlar?或其它加強(qiáng)材料加強(qiáng)的情況下。
[0026]在一些優(yōu)選實(shí)施例中，驅(qū)動馬達(dá)及與其配套的旋轉(zhuǎn)傳動部件布置在平臺上，使柔性傳動元件基本上均等地承受配重和抽吸桿柱的總重量的一部分。這種布置方式的優(yōu)點(diǎn)是，所有驅(qū)動馬達(dá)和所有柔性傳動元件都具有相同的動力或承載要求，這能降低制造和維護(hù)成本，并提高效率。但是，這不是一項(xiàng)本質(zhì)性的要求；對于某些運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，抽吸裝置的驅(qū)動系統(tǒng)的各個部件可能需要布置為不均等地分擔(dān)被提升的載荷。
[0027]本發(fā)明所揭示的井抽吸裝置可用于豎直井，也可改裝為用于以某一角度與地面相交的斜井。
[0028]在一些實(shí)施例中，配重組件限定一條豎直通道，柔性傳動元件的第二端可穿過該通道連接至抽吸桿柱,從而配重的重心與抽吸桿柱同心。在另一些實(shí)施例中，配重組件從抽吸桿柱沿側(cè)向偏置。
[0029]作為選擇，井抽吸裝置可具有護(hù)籠，所述護(hù)籠圍住豎向支撐結(jié)構(gòu)的至少一個部分。其它可選的安全裝置包括配重鎖定裝置和光桿鎖定裝置，它們用于鎖定配重組件和抽吸桿柱的豎向位置，以防止工作人員因配重和抽吸桿柱在抽吸裝置的維護(hù)過程中或其它活動中意外移動而受傷。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]現(xiàn)在，將參照【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的實(shí)施例，其中，相似的數(shù)字標(biāo)號表示相似的部分。在附圖中:
[0031]圖1是平衡式抽吸機(jī)的第一實(shí)施例的立面透視圖，其中，配重組件處于被提升的位置，而抽吸桿柱在其下行行程的底部附近。
[0032]圖2是圖1所示的平衡式抽吸機(jī)的俯視圖，其中，多個驅(qū)動馬達(dá)經(jīng)由傳動軸附接至軸承座和傳動槽輪。
[0033]圖3是圖1所示的平衡式抽吸機(jī)的設(shè)備平臺的斜向俯視圖，其中示出了已安裝的配重鎖定裝置和抽吸桿柱鎖定裝置的示例性實(shí)施例。
[0034]圖4是本發(fā)明所揭示的平衡式抽吸機(jī)的第二實(shí)施例的透視圖。
[0035]圖5是適合于與斜井結(jié)合使用的平衡式抽吸機(jī)的第三實(shí)施例的透視圖。
[0036]圖6是與圖5所示的抽吸機(jī)相似的抽吸機(jī)的透視圖，不同的是采用了另一種驅(qū)動系統(tǒng)實(shí)施方式。
[0037]圖7是平衡式抽吸機(jī)的第四實(shí)施例的透視圖，其中，配重從安裝有配套的抽吸機(jī)的井眼沿側(cè)向偏置，配重組件處于被提升位置，而抽吸桿柱在其下行行程的底部附近。

【具體實(shí)施方式】
[0038]圖1-3示出了本發(fā)明所揭示的井抽吸裝置的第一實(shí)施例100。抽吸裝置100包括支撐結(jié)構(gòu)120，所述支撐結(jié)構(gòu)120可布置在與井眼配套的井口 10的上方。井口 10通常包括防噴盒12，與抽吸桿柱配套的光桿15穿過所述防噴盒12并向上延伸，抽吸桿柱連接至布置在井眼中的套管柱內(nèi)的井下泵(未示出)。井口 10還包括用于抽取從井中采出的流體的出流二通14。
[0039]在圖1-3中，所示的支撐結(jié)構(gòu)120包括多根豎柱20，周邊支承構(gòu)件25在一半高度處連接豎柱20。這種描述僅是為了概念性的示例目的；對于特定應(yīng)用，支撐結(jié)構(gòu)120的構(gòu)造由設(shè)計(jì)選擇決定，本發(fā)明所揭示的井抽吸裝置的實(shí)施例不局限于在任何所示實(shí)施例中示出的支撐結(jié)構(gòu)，也不局限于任何其它特定構(gòu)造的支撐結(jié)構(gòu)。
[0040]在支撐結(jié)構(gòu)120的頂端或上部區(qū)域布置有設(shè)備平臺30。在圖1-3中，所示的平臺30為基本上實(shí)心的平臺(為了下文所述的功能目的，該平臺具有開口)，但不局限于這種構(gòu)造。在另一些實(shí)施例中，平臺30可具有開式格柵表面，或者可包括開式結(jié)構(gòu)。
[0041]在圖2中清晰地示出，在平臺30上，以環(huán)繞用于穿設(shè)光桿15的中央開口 32大致對稱的形式安裝有多個驅(qū)動馬達(dá)70，每個驅(qū)動馬達(dá)70具有輸出傳動軸72。每個傳動軸72以可工作的方式與配有一對適當(dāng)?shù)妮S承82的旋轉(zhuǎn)傳動部件80 (在圖中以傳動槽輪的形式示出)結(jié)合。在每個旋轉(zhuǎn)傳動部件80上，以可工作結(jié)合的方式繞置有細(xì)長的柔性傳動元件60 (在圖中以傳動皮帶的形式示出)，所述柔性傳動元件60具有第一端60C和第二端60R，這兩端都在配套的旋轉(zhuǎn)傳動部件80的一側(cè)向下延伸，穿過平臺30中的一個或多個副開口35。
[0042]如圖1所示，所有柔性傳動元件60的第一端60C通過適當(dāng)?shù)呐渲剡B接部件54連接至配重組件50。在圖1所示的實(shí)施例中，配重組件50包括托架結(jié)構(gòu)51,所述托架結(jié)構(gòu)51大致為環(huán)形構(gòu)造，具有中央豎向開口 55。托架51配置為接收可拆卸的弧形配重板52，并布置在支撐結(jié)構(gòu)120中，從而能在其中豎向移動。圖中示出了用于在支撐結(jié)構(gòu)120內(nèi)引導(dǎo)配重組件50的豎向移動的豎向?qū)蜓b置(以可與柱20結(jié)合的導(dǎo)輥56的形式示出)。所示的配重組件50的構(gòu)造僅是示例性的，而不是限定性的，配重組件50也可為其它構(gòu)造，以適應(yīng)特定的運(yùn)轉(zhuǎn)要求。
[0043]如圖1所示，所有柔性傳動元件60的第二端60R都向下延伸，穿過配重托架51中的中央開口 55，并通過適當(dāng)?shù)某槲鼦U夾持連接部件42連接至抽吸桿結(jié)合件40。抽吸桿結(jié)合件40通過適當(dāng)?shù)墓鈼U夾具44與光桿15牢固地結(jié)合。
[0044]因此，可以看出，在第一協(xié)作意義上，所有驅(qū)動馬達(dá)70的致動會導(dǎo)致配重組件50被提升(而抽吸桿結(jié)合件40和配套的抽吸桿柱向下移動)，在第二協(xié)作意義上(與第一協(xié)作意義相反)，所有驅(qū)動馬達(dá)70的致動會導(dǎo)致抽吸桿結(jié)合件40和配套的抽吸桿柱被提升(而配重組件50向下移動)。
[0045]布置有動力和控制系統(tǒng)(在圖1中概念性地不出，并由標(biāo)號110表不)，用于驅(qū)策驅(qū)動馬達(dá)70。嚴(yán)格來說，驅(qū)動馬達(dá)70構(gòu)成動力和控制系統(tǒng)110的一部分，但是出于本文的說明目的，動力和控制系統(tǒng)110被視為包括驅(qū)策驅(qū)動馬達(dá)70和控制其運(yùn)轉(zhuǎn)功能的裝置。在本發(fā)明所揭示的抽吸裝置的一些優(yōu)選實(shí)施例中，驅(qū)動馬達(dá)70包括液壓驅(qū)動馬達(dá)，在這些實(shí)施例中，動力和控制系統(tǒng)110包括一個或多個原動機(jī)(未示出)，這些原動機(jī)驅(qū)策一個或多個液壓泵，所述液壓泵通過適當(dāng)?shù)囊簤汗苈?在圖1中以概念性的方式示出，并由標(biāo)號115表示)使液壓液循環(huán)往返于驅(qū)動馬達(dá)70。
[0046]圖3示出了抽吸裝置100，其中，光桿15的上端伸出平臺30，并且該裝置安裝有適當(dāng)?shù)墓鈼U鎖定夾具46作為安全措施，以防止抽吸桿柱在維護(hù)和保養(yǎng)工作過程中豎向移動。出于相似的目的，安裝有適當(dāng)?shù)呐渲劓i定裝置(以支撐在周邊支撐件25上的結(jié)構(gòu)梁90的形式示出)，以防止配重組件50在維護(hù)和保養(yǎng)工作過程中向下運(yùn)動。
[0047]圖4示出了本發(fā)明所揭示的抽吸裝置的第二實(shí)施例200。抽吸裝置200與圖1_3所示的抽吸裝置100的不同之處在于，抽吸裝置200具有由方柱220構(gòu)成的支撐結(jié)構(gòu)210、方形設(shè)備平臺230、具有L型配重板252的方形配重組件250、以及驅(qū)動馬達(dá)70的另一種布置形式。抽吸裝置200在運(yùn)轉(zhuǎn)方式上與抽吸裝置100基本相同。
[0048]圖5示出了本發(fā)明所揭示的抽吸裝置的第三實(shí)施例300，該抽吸裝置適合于與斜井結(jié)合使用。抽吸裝置300具有支撐設(shè)備平臺330的豎柱320和斜柱325，驅(qū)動馬達(dá)70的布置形式(僅是一個非限定性的例子)與圖4中的布置形式類似。圖5中的配重組件350與圖4中的配重組件250類似，但是經(jīng)過修改，以避免與柔性傳動元件60的傾斜部分干涉，所述柔性傳動元件60連接至與從傾斜井口 10探出的光桿15結(jié)合的抽吸桿結(jié)合件40。
[0049]圖6示出了驅(qū)動馬達(dá)70的另一種布置形式，這種布置形式用在圖5所示的斜井用抽吸裝置300的情況中。在這種布置形式中，與所示的其它實(shí)施例相同的是，有四個柔性傳動元件60,但是僅有兩個驅(qū)動馬達(dá)70,每個驅(qū)動馬達(dá)70具有延伸的傳動軸72E,所述傳動軸72E與兩個旋轉(zhuǎn)傳動部件80結(jié)合。雖然所示的布置形式是與斜井用抽吸裝置300結(jié)合使用的，但是這種驅(qū)動馬達(dá)布置形式和類似的驅(qū)動馬達(dá)布置形式當(dāng)然也可與其它的抽吸裝置實(shí)施方式結(jié)合使用。
[0050]圖7示出了本發(fā)明所揭示的抽吸裝置的第四實(shí)施例400，該抽吸裝置具有從井口10沿側(cè)向偏置的配重組件450。抽吸裝置400具有由柱425構(gòu)成的支撐結(jié)構(gòu)420、承載與配重組件450配套的驅(qū)動馬達(dá)70C的第一懸臂平臺430C、以及承載與光桿15配套的驅(qū)動馬達(dá)70R的第二懸臂平臺430R。在所示的實(shí)施例中，提供有中間連接裝置65，用于接合柔性傳動元件60，但是這種連接裝置屬于可選的結(jié)構(gòu)。
[0051]圖7所示的實(shí)施例具有通過公共傳動軸72C耦合的兩個驅(qū)動馬達(dá)70C，這兩個驅(qū)動馬達(dá)用于共同地轉(zhuǎn)動與配重組件450配套的一對傳動槽輪，該實(shí)施例還具有通過公共傳動軸72R耦合的兩個驅(qū)動馬達(dá)70R，這兩個驅(qū)動馬達(dá)用于共同地轉(zhuǎn)動與抽吸桿柱配套的一對傳動槽輪。這種驅(qū)動馬達(dá)布置形式當(dāng)然也可與其它的抽吸裝置實(shí)施方式結(jié)合使用。
[0052]本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠輕易地理解，根據(jù)本發(fā)明的揭示，在不脫離本發(fā)明的范圍和示教內(nèi)容的前提下，能夠?qū)λ鰧?shí)施例進(jìn)行各種修改，包括利用今后設(shè)計(jì)或開發(fā)的等效結(jié)構(gòu)或材料進(jìn)行的修改。應(yīng)理解，所附權(quán)利要求的范圍不應(yīng)被本文所述和所示的特定實(shí)施例限制，而是應(yīng)采用總體上與本文的說明一致的最廣泛的解釋方式對其進(jìn)行解釋。還應(yīng)理解，在不會導(dǎo)致實(shí)質(zhì)性的功能改變的前提下，當(dāng)使用任何變化形式來替代所提出的元件或特征時，這種變化形式應(yīng)視為包含在本發(fā)明的揭示范圍之內(nèi)。
[0053]在本專利文件中，術(shù)語“包括”的任何形式應(yīng)理解為非限定性地包含該詞之后的任何項(xiàng)目，但不排除未明確提及的項(xiàng)目。當(dāng)未指定數(shù)量(即使用不定冠詞“a”或“an”)限定某個元件時不排除存在不只一個這種元件的可能性，除非在上下文中明確聲明有且僅有一個這種元件。使用術(shù)語“連接”、“結(jié)合”、“耦合”、“附接”或描述元件之間的相互作用的任何其它術(shù)語的任何形式不意味著把這種相互作用限定為所述元件之間的直接相互作用，還可包括這些元件之間的間接相互作用，例如通過輔助結(jié)構(gòu)或中介結(jié)構(gòu)相互作用。“平行”、“垂直”和“同心”等位置關(guān)系術(shù)語不旨在表示或要求絕對的數(shù)學(xué)或幾何精度。相應(yīng)地，除非在上下文中另有明確聲明，否則這種術(shù)語應(yīng)理解為僅表示或要求大致精確(例如，“大致平行”)。在此文件中所用的術(shù)語“通常的”和“通常地”應(yīng)理解為代表習(xí)慣用法或慣例，不應(yīng)理解為暗含實(shí)質(zhì)性或不變性。
【權(quán)利要求】
1.一種井抽吸裝置，包括: (a)由支撐結(jié)構(gòu)支撐的平臺； (b)安裝在平臺上的兩個或更多可逆驅(qū)動馬達(dá)，每個可逆驅(qū)動馬達(dá)具有可操作地連接至配套的旋轉(zhuǎn)傳動部件的旋轉(zhuǎn)傳動軸，從而驅(qū)動馬達(dá)的致動使配套的旋轉(zhuǎn)傳動部件以與所述傳動軸相同的速度轉(zhuǎn)動； (C)與每個可逆驅(qū)動馬達(dá)配套的細(xì)長柔性傳動元件具有第一端和第二端，所述柔性傳動元件能夠與配套的旋轉(zhuǎn)傳動部件牽引地結(jié)合，所述柔性傳動元件繞在配套的旋轉(zhuǎn)傳動部件上，并與旋轉(zhuǎn)傳動部件牽引地結(jié)合，從而: C.1柔性傳動元件的第一端在平臺下延伸，并連接至配重組件；和 c.2柔性傳動元件的第二端在平臺下延伸，并適合于連接至抽吸桿柱； 從而: c.3在第一協(xié)作意義上，所述兩個或更多可逆驅(qū)動馬達(dá)全部轉(zhuǎn)動會提升所有柔性傳動兀件的第一端；和 c.4在與所述第一協(xié)作意義相反的第二協(xié)作意義上，所述兩個或更多可逆驅(qū)動馬達(dá)全部轉(zhuǎn)動會提升所有柔性傳動元件的第二端；和 (d)用于調(diào)節(jié)可逆驅(qū)動馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)的動力和控制系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的井抽吸裝置，其中，所有柔性傳動元件的第二端連接至與井口配套的抽吸桿柱。
3.如權(quán)利要求2所述的井抽吸裝置，其中，與所述兩個或更多可逆驅(qū)動馬達(dá)配套的旋轉(zhuǎn)傳動部件布置在平臺上，使得各細(xì)長柔性傳動元件大致均等地承載配重組件的重量的一定百分比，并大致均等地承載抽吸桿柱和所承載負(fù)荷的總重量的一定百分比。
4.如權(quán)利要求2或3所述的井抽吸裝置，其中， (a)抽吸桿柱從井口沿豎直方向延伸； (b)配重組件限定出一條豎直通道，柔性傳動元件的第二端延伸穿過該豎直通道，從而連接至抽吸桿柱；和 (b)配重的重心與抽吸桿柱同心。
5.如權(quán)利要求2或3所述的井抽吸裝置，其中，抽吸桿柱從井口沿非豎直方向延伸。
6.如權(quán)利要求2或3所述的井抽吸裝置，其中， (a)抽吸桿柱從井口沿豎直方向延伸；和 (b)配重組件從抽吸桿柱沿側(cè)向偏置。
7.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的井抽吸裝置，其中，所述兩個或更多可逆驅(qū)動馬達(dá)中的至少一個可逆驅(qū)動馬達(dá)是液壓馬達(dá)。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的井抽吸裝置，其中，旋轉(zhuǎn)傳動部件中的一個包括傳動鏈輪，并且與所述傳動鏈輪配套的柔性傳動元件包括傳動鏈。
9.如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的井抽吸裝置，其中，旋轉(zhuǎn)傳動部件中的一個包括傳動槽輪，并且與所述傳動槽輪配套的柔性傳動元件包括傳動皮帶。
10.如權(quán)利要求9所述的井抽吸裝置，其中，傳動皮帶包括同步皮帶，傳動槽輪包括同步皮帶輪。
11.如權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的井抽吸裝置，還包括圍住豎向支撐結(jié)構(gòu)的至少一個部份的護(hù)籠。
12.如權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的井抽吸裝置，還包括光桿鎖定裝置。
13.如權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述的井抽吸裝置，還包括配重鎖定裝置。
【文檔編號】F04B49/06GK104160151SQ201380012900
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2013年3月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月9日
【發(fā)明者】D.J.蔡卡 申請人:Dc創(chuàng)新股份有限公司