專利名稱：長沖程抽油機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種長沖程抽油機(jī)，特別是以行星齒輪傳動為增程機(jī)構(gòu)的長沖程抽油機(jī)，屬于石油行業(yè)中使用的采油設(shè)備。
目前國內(nèi)研制了多種形式的長沖程抽油機(jī)，已有技術(shù)的各種抽油機(jī)，包括以下幾個部分動力裝置、減速裝置、抽油機(jī)架、換向機(jī)構(gòu)、增程機(jī)構(gòu)、平衡裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其中的動力裝置一般選用電機(jī)，減速裝置為一具體的減速器，抽油機(jī)架包括減速箱底座、機(jī)座和機(jī)架，換向機(jī)構(gòu)大都采用曲柄連桿機(jī)構(gòu)，平衡裝置一般為平衡塊，也有采用單獨(dú)的液力平衡機(jī)構(gòu)，所說的執(zhí)行機(jī)構(gòu)為天車輪、鋼索和懸繩器。例如中國專利CN85103185、CN86102979、CN87214833三種抽油機(jī)采用鏈條傳動換向或者采用滑輪增程來實(shí)現(xiàn)長沖程，但由于換向鏈條或纏繞在增程滑輪上的鋼絲繩易發(fā)生疲勞破壞，從而降低了整個抽油裝置的可靠性。申請?zhí)枮镃N88203046的中國專利中介紹的齒輪增程式長沖程抽油機(jī)采用一對定軸齒輪傳動實(shí)現(xiàn)增程，其增程效果主要取決于定軸齒輪傳動的齒數(shù)比，為增大天車輪擺角必須增加齒輪的齒數(shù)比，從而使齒輪傳動裝置的體積龐大，整機(jī)重量增加。
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種體積小、重量輕、工作可靠、增程效果顯著、節(jié)能效果好的長沖程抽油機(jī)。
本實(shí)用新型的長沖程抽油機(jī)，由抽油機(jī)架、動力裝置、減速裝置、平衡裝置、換向機(jī)構(gòu)、增程機(jī)構(gòu)、天車輪、懸繩器、鋼索組成；換向機(jī)構(gòu)包括曲柄、連桿、搖桿、扇形齒輪；增程機(jī)構(gòu)包括搖桿、扇形齒輪、增程齒輪；增程齒輪與天車輪同軸安置，扇形齒輪固定連接連桿，扇形齒輪與增程齒輪相嚙合，搖桿可轉(zhuǎn)動地連接于連桿和天車輪的軸。
本實(shí)用新型的長沖程抽油機(jī)，結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、增程效果顯著且能減少抽油桿的應(yīng)力幅值和曲柄扭矩的波動，不但節(jié)能，而且使用效果好。
為詳細(xì)介紹本實(shí)用新型，
以下結(jié)合附圖進(jìn)行說明


圖1是本實(shí)用新型的長沖程抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2、3為二種不同的動力傳動方式的示意圖；圖4a、4b是不同的抽油機(jī)的扭矩曲線圖。
本實(shí)用新型的長沖程抽油機(jī)是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)而成的，包括以下幾個部分動力裝置、減速裝置、抽油機(jī)架、換向機(jī)構(gòu)、增程機(jī)構(gòu)、平衡裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其中的動力裝置、減速裝置、抽油機(jī)架、平衡裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)這幾大部分與現(xiàn)有技術(shù)基本相同，本實(shí)用新型主要改進(jìn)了換向機(jī)構(gòu)和增程機(jī)構(gòu)。
本實(shí)用新型的長沖程抽油機(jī)，包括機(jī)座14、機(jī)架13、電動機(jī)1、減速器3、平衡塊5、曲柄4、連桿6、天車輪12、懸繩器17、鋼索16，還包括搖桿8，扇形齒輪9，增程齒輪10，增程齒輪10與天車輪12同軸11安置，扇形齒輪9固定連接在連桿6上，扇形齒輪9與增程齒輪10相嚙合，搖桿8可轉(zhuǎn)動地連接于連桿6和天車輪12的軸11上。
本長沖程抽油機(jī)的換向機(jī)構(gòu)由曲柄4、連桿6、扇形齒輪9、搖桿8構(gòu)成，扇形齒輪9、增程齒輪10及搖桿8構(gòu)成了一個行星齒輪傳動的增程機(jī)構(gòu)。
本實(shí)用新型的整機(jī)采用立式結(jié)構(gòu)，機(jī)架13的頂部安裝有天車輪12，增程齒輪10同軸安裝在天車輪12的軸11上，連桿6與扇形齒輪9固定安裝在搖擺軸7上，即連桿6與扇形齒輪9剛性連接，搖桿8保證了扇形齒輪9與增程齒輪10傳動的中心距不變，并構(gòu)成一行星輪系。扇形齒輪9的齒數(shù)不小于增程齒輪10的齒數(shù)，齒數(shù)比i為1～6。曲柄4、連桿6、搖擺軸7、扇形齒輪9與搖桿8構(gòu)成換向機(jī)構(gòu)，扇形齒輪9、增程齒輪10及搖桿8所構(gòu)成的行星齒輪傳動達(dá)到了增程效果。曲柄4安裝在減速箱3的輸出軸上，底座14上安裝有機(jī)架13，減速箱底座15及電動機(jī)1。鋼索16固定在天車輪12上，懸繩器17固定在鋼索16的下方。
搖桿8的兩端分別與搖擺軸7及天車輪12的軸11鉸接，增程機(jī)構(gòu)的傳動安裝方式有兩種方案一是如圖2所示的齒輪傳動位于中間，即扇形齒輪9和增程齒輪10位于一對天車輪12的中部；二是圖3所示的結(jié)構(gòu)，采用一個天車輪，天車輪12位于兩對扇形齒輪9和增程齒輪10中部。一對搖桿8對稱地安放在扇形齒輪9的兩側(cè)邊，搖桿8可轉(zhuǎn)動地連接于天車輪12的軸11和搖擺軸7。為了保證抽油機(jī)的整體均衡，連桿、搖桿、扇形齒輪、增程齒輪、天車輪最好采用對稱的一對，并保證其重心在同一平面內(nèi)。
本實(shí)用新型的工作過程如下電動機(jī)1輸出的動力經(jīng)皮帶2傳動至減速箱3減速后帶動曲柄4旋轉(zhuǎn)，曲柄4、連桿6、搖擺軸7、扇形齒輪9及搖桿8構(gòu)成特殊的曲柄搖桿換向機(jī)構(gòu)，扇形齒輪9、增程齒輪10及搖桿8構(gòu)成的行星齒輪傳動將扇形齒輪9的擺動轉(zhuǎn)化成增程齒輪10的大擺角擺動，增程齒輪10帶動天車輪12的軸11及天車輪12一同擺動，天車輪12帶動鋼索16及懸繩器17上下往復(fù)運(yùn)動，從而達(dá)到抽油的目的。
圖4a、b分別為同工況下異機(jī)曲柄平衡抽油機(jī)與本實(shí)用新型的行星齒輪增程式抽油機(jī)的扭矩曲線對比圖，圖中曲線L為懸點(diǎn)載荷產(chǎn)生的扭矩曲線；曲線M為曲柄平衡重產(chǎn)生的扭矩曲線；曲線N為曲柄軸凈扭矩曲線。從圖4a、b對比可知，本實(shí)用新型的抽油機(jī)與異相曲柄平衡抽油機(jī)相比，其曲柄軸最大扭矩下降32％，而與常規(guī)游梁式抽油機(jī)相比，其曲柄軸最大扭矩可以降低50％。
本實(shí)用新型可以采用異相曲柄平衡方案，平衡重相位角
為15～35°。
本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)1、由于采用了行星齒輪傳動增程，因此抽油機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，天車輪可實(shí)現(xiàn)180°～600°的大擺角，從而可實(shí)現(xiàn)6～10米的長沖程。例如當(dāng)搖桿擺角為58°、齒輪齒數(shù)比i為3.2時，天車輪擺角可達(dá)240°～360°，而中國專利CN88203046U抽油機(jī)在同樣參數(shù)下，其擺角只有185.6°。
2、動力性能優(yōu)越，和動力性能較好的異機(jī)曲柄平衡抽油機(jī)相比，其懸點(diǎn)最大加速度下降35％。
3、減速箱輸出扭矩小、波動小，基本上消除了其負(fù)扭矩。
4、具有顯著的節(jié)能效果。在同工況下比異機(jī)曲柄平衡抽油機(jī)節(jié)能27％，比常規(guī)游梁式抽油機(jī)節(jié)能效果可達(dá)40％。
5、減少了抽油桿的應(yīng)力幅值，使加速度的最大幅值下降，并延長了抽油桿的使用壽命。
6、由于采用曲柄、連桿、扇形齒輪、增程齒輪、搖桿來實(shí)現(xiàn)換向和增程，使更好地優(yōu)化設(shè)計抽油機(jī)成為可能，甚至為計算機(jī)的優(yōu)化設(shè)計提供了可能。
實(shí)施例本實(shí)用新型可用于生產(chǎn)沖程長度在6～10米范圍內(nèi)各種型號抽油機(jī)。實(shí)施設(shè)計了CYZ10－6－53HB抽油機(jī)，懸點(diǎn)最大沖程長度為6米，懸點(diǎn)允許最大負(fù)荷100KN，減速箱曲柄軸允許最大扭矩值為53KN－m。其機(jī)構(gòu)尺寸為曲柄半徑為R＝0.819m；連桿長為P＝5.736m；搖桿長度為C＝1.75m；基桿長(減速器回轉(zhuǎn)中心到天車輪回轉(zhuǎn)中心的距離)K＝6.661m；基桿水平投影I＝3m；天車輪半徑A＝1.31m；齒輪齒數(shù)比i＝3.2。
權(quán)利要求1.一種長沖程抽油機(jī)，由抽油機(jī)架、動力裝置、減速裝置、平衡裝置、換向機(jī)構(gòu)、增程機(jī)構(gòu)、天車輪、懸繩器、鋼索組成；其特征在于換向機(jī)構(gòu)包括曲柄、連桿、搖桿、扇形齒輪；增程機(jī)構(gòu)包括搖桿、扇形齒輪、增程齒輪；增程齒輪與天車輪同軸安置，扇形齒輪固定連接連桿，扇形齒輪與增程齒輪相嚙合，搖桿可轉(zhuǎn)動地連接于連桿和天車輪的軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長沖程抽油機(jī)，其特征在于連桿與扇形齒輪通過搖擺軸固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長沖程抽油機(jī)，其特征在于搖桿對稱地安放在扇形齒輪的兩側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長沖程抽油機(jī)，其特征在于連桿、搖桿、扇形齒輪、增程齒輪、天車輪的重心在同一平面內(nèi)。
專利摘要本實(shí)用新型為一種長沖程抽油機(jī)，它由機(jī)架、動力、減速、平衡裝置，換向、增程機(jī)構(gòu)等組成；換向機(jī)構(gòu)包括曲柄、連桿、搖桿、扇形齒輪；增程機(jī)構(gòu)包括搖桿、扇形齒輪、增程齒輪；增程齒輪與天車輪同軸安置，扇形齒輪固定連接連桿，扇形齒輪與增程齒輪相嚙合，搖桿可轉(zhuǎn)動地連接于連桿和天車輪的軸。該機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、增程效果好，能減少抽油桿的應(yīng)力幅值和曲柄扭矩的波動，且節(jié)能、使用效果好。
文檔編號F04B47/00GK2120898SQ92209619
公開日1992年11月4日 申請日期1992年5月16日 優(yōu)先權(quán)日1992年5月16日
發(fā)明者董世民, 崔振華, 董福洲 申請人:大慶石油學(xué)院, 大慶石油管理局第一采油廠