CN101298833A - 天平式游梁抽油机 - Google Patents
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Abstract
一种天平式游梁抽油机，包括游梁、支承架、挂绳机构、动力装置、驱动绳、驱动轮、配重、抽油杆，游梁通过支承轴安装在支承架上，支承架安装在机架上，驱动轮设在机架上的驱动架上，抽油杆和配重分别位于游梁的回转中心的两侧，抽油杆通过挂绳机构与游梁连接，配重连接到游梁上，动力装置与驱动轮连接，驱动绳的一端或者连接游梁回转中心一侧的挂绳机构，或者直接固定在游梁上，驱动绳的另一端或者绕过驱动轮与游梁回转中心另一侧的挂绳机构连接，或者直接固定在驱动轮上。本发明提供的天平式游梁抽油机换向冲击小，完全由程序控制，平衡精度可达96％以上，因此节电率可达35％~60％，尤其是减速机构中没有变速箱时，该机的节电效率更高，并且大幅度降低噪音(50db以下)，并且无漏油处。
Description
技术领域
本发明涉及采油装置，尤其是涉及一种天平式游梁抽油机。
背景技术
目前，油田常用的游梁式抽油机如CYJ型抽油机换向全靠四连杆机构，其换向效率低、换向冲击大、调冲程难，并且游梁式抽油机采用曲柄回转离心力平衡方式，其平衡精度低，并且调节平衡难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种以电动机在电控装置的控制下按着程序正、反换向的方式代替一般游梁式抽油机的四连杆换向机构，并且在游梁上对称平衡的方式代替曲柄回转离心力平衡方式的天平式游梁抽油机，该抽油机平衡精度高、换向效率高、换向冲击小，并且调冲程、冲次特别容易。
为解决上述技术问题，本发明提供一种天平式游梁抽油机，包括游梁、支承架、挂绳机构、动力装置、驱动绳、驱动轮、配重、抽油杆，其特征在于：游梁通过支承轴安装在支承架上，支承架安装在机架上，驱动轮设在机架上的驱动架上，抽油杆和配重分别位于游梁的回转中心的两侧，抽油杆通过挂绳机构与游梁连接，配重连接到游梁上，动力装置与驱动轮连接，驱动绳的一端或者连接游梁回转中心一侧的挂绳机构，或者直接固定在游梁上，驱动绳的另一端或者绕过驱动轮与游梁回转中心另一侧的挂绳机构连接，或者直接固定在驱动轮上。
配重通过挂绳机构悬挂在游梁上或者直接固定在游梁上。
在一个实施方案中，动力装置包括电动机、第一皮带轮、第二皮带轮、皮带和变速箱，第一皮带轮安装在电动机的输出轴上，第二皮带轮安装在变速箱的输入轴上，皮带连接第一皮带轮和第二皮带轮。
在一个优选实施方案中，动力装置包括电动机、第一皮带轮、第二皮带轮和皮带，第一皮带轮安装在电动机的输出轴上，第二皮带轮安装在驱动轮的轴上，皮带连接第一皮带轮和第二皮带轮，此时电动机为低速、大转矩的永磁同步电机。
在另一个实施方案中，挂绳机构包括安装在游梁上的驴头、驴头牵引绳和悬绳器，驴头与驴头牵引绳连接，悬绳器连接在驴头牵引绳上。
优选的天平式游梁抽油机还包括为了调节驱动绳绕驱动轮包角大小的增角轮和为了调节驱动绳运动方向的导向轮，增角轮安装在机架上，导向轮安装在机架上的导向轮架上，驱动绳绕过增角轮和导向轮，且驱动绳的两端分别连接游梁回转中心两侧的挂绳机构，在该优选的方案中，还包括用于调节驱动绳张力的涨紧轮，涨紧轮压在驱动绳上。
再一个优选实施方案中，还设有电控装置、测位装置和编码器，以便动力装置有规律地正反向转动，同时调节其换向间歇，测位装置安装在机架上，编码器安装在电动机的输出轴上，电控装置与动力装置、测位装置及编码器连接。
机架上与驱动轮相对的一侧安装有卷扬机，驴头的下端安装有滑轮，卷扬机的钢丝绳经过滑轮后挂到机架上的挂绳勾上，用来提升配重或者挂抽油杆。
本发明提供的天平式游梁抽油机能够大大地节约电能，比一般游梁式抽油机节电40％-70％，并且在游梁上对称平衡方式代替曲柄回转离心力平衡方式，平衡精度可达96％以上，从而驱动装置在正反转切换时的机械冲击很小。
采用了测位装置的抽油机还能够精确、简便地实现行程调节。
采用本发明中具有无齿传动动力装置的抽油机进一步降低能耗，并且可大幅度降低工作噪音，并且无漏油处。
附图说明
图1是动力机构包括皮带、变速箱传动，且驱动绳的两端分别连接游梁回转中心两侧的驱动驴头，配重悬挂在配重驴头绳上的天平式游梁抽油机的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是动力机构为皮带传动，且驱动绳两端分别连接游梁回转中心两侧的抽油杆驴头和配重驴头，配重直接固定在配重驴头上的天平式游梁抽油机的结构示意图；
图4是图3的俯视图；
图5是动力机构为皮带传动，且驱动绳的一端与游梁相连而另一端固定在驱动轮轮周上，配重固定在游梁上的天平式游梁抽油机的结构示意图；
图6是图5的俯视图。
具体实施方式
实施例1
参照图1、图2，本发明实施例包括电控装置1、机架2、配重3、驱动轮架4、驱动轮5、变速箱6、位移测位器7、配重驴头牵引绳8、增角轮9、配重驴头10、第二驱动驴头11、第二皮带轮12、皮带13、驱动绳14、第一皮带轮15、游梁16、支承轴17、支承架18、制动器19、电动机20、第一驱动驴头21、抽油杆驴头22、涨紧轮23、滑轮24、导向轮25、抽油杆驴头牵引绳26、导向轮架27、悬绳器28、抽油杆29、卷扬机30、挂绳勾31、编码器32。
由第一皮带轮15、第二皮带轮12、皮带13和变速箱6组成传动机构，而传动机构和电动机20或其他动力机组成动力装置。电动机20的输出轴上安装有第一皮带轮15，通过皮带13，将扭矩传输到第二皮带轮12，第二皮带轮12连接变速箱6，所述变速箱6为齿轮箱，具有多组相互啮合的齿轮，变速箱6的输出轴连接驱动轮5。
游梁16通过支承轴17安装在支承架18上，支承架18安装在抽油机的机架2上，抽油杆29和配重3分别位于游梁9回转中心的两侧，抽油杆29通过悬绳器28、抽油杆驴头牵引绳26、抽油杆驴头22与游梁16连接，配重3通过配重驴头牵引绳8、配重驴头10与游梁16连接，配重3的重量基本平衡了抽油杆29一侧负载的重量。电动机20通过传动机构带动驱动绳14运动，因此只需要很小的电能就能使游梁16绕支承轴17旋转。两个驱动驴头11和21、驱动轮5和导向轮25相对于通过支承轴17的轴心并与机架2垂直的平面相对称分布。
电控装置采用电控柜1的形式，通常在电控柜1中设置有变频器、可编程序控制器(PLC)、制动单元、显示单元。变频器的输出端与电动机20相连，在PLC的控制下，电动机20有规律地正转、反转，从而实现游梁16绕支承轴17的旋转和抽油杆29的上、下往复运动。测位装置采用位移测位器7，位移测位器7安装在机架上与电控柜1连接，用来校正单次运行距离。编码器32安装在电动机20的输出轴上与电控柜1连接，它把抽油机运行情况反馈给变频器和可编程序控制器，从而抽油机实现闭环控制。
驱动绳14绕过驱动轮5、增角轮9、涨紧轮23和导向轮25分别与安装在游梁回转中心两侧的驱动驴头11、21连接。驱动轮5、增角轮9、涨紧轮23和导向轮25安装在抽油机的机架2上，增角轮9紧靠在驱动绳14上，涨紧轮23压在驱动绳14上，共同作用以使驱动绳14张紧，从而使传动机构高效地传动。
当抽油机安装或修井时，卷扬机30放出的钢丝绳经过滑轮24后挂到机架2上的挂绳勾31上，以便用卷扬机30提升配重3或者挂抽油杆29。
实施例2
参照图3、图4，本发明实施例包括电控装置1、机架2、配重3、驱动轮架4、驱动轮5、位移测位器7、增角轮9、第二驱动驴头11、第二皮带轮12、皮带13、驱动绳14、第一皮带轮15、游梁16、支承轴17、支承架18、制动器19、电动机20、第一驱动驴头21、涨紧轮23、滑轮24、导向轮25、抽油杆驴头牵引绳26、导向轮架27、悬绳器28、抽油杆29、卷扬机30、挂绳勾31、编码器32。
与实施例1所示的实施方式类似，其区别是动力机构由皮带传动，将实施例1中的第一驱动驴头21和抽油杆驴头22、第二驱动驴头11和配重驴头10各自合二为一，配重3直接固定在第二驱动驴头11上。另外，本实施例的动力机构中没有齿轮变速箱，而只是皮带传动，因此所述的电动机20需要大转矩、低速永磁同步电动机。
由第一皮带轮15、第二皮带轮12、皮带13组成传动机构，而传动机构和电动机20或其他动力机组成动力装置。电动机20的输出轴上安装有第一皮带轮15，通过皮带13将扭矩传输到第二皮带轮12，第二皮带轮12安装在驱动轮5的轴上。
游梁16通过支承轴17安装在支承架18上，支承架18安装在抽油机的机架2上，抽油杆29和配重3分别位于游梁9回转中心的两侧，抽油杆29通过悬绳器28、抽油杆驴头牵引绳26、第一驱动驴头21与游梁16连接，配重3通过第二驱动驴头11与游梁16连接，配重3的重量基本平衡了抽油杆29一侧负载的重量。电动机20通过传动机构带动驱动绳14运动，因此只需要很小的电能就能使游梁16绕支承轴17旋转。两个驱动驴头11和21、驱动轮5和导向轮25相对于通过支承轴17的轴心并与机架2垂直的平面相对称分布。
电控装置采用电控柜1的形式，通常在电控柜1中设置有变频器、可编程序控制器(PLC)、制动单元、显示单元等电器件。变频器的输出端与电动机20相连，在PLC的控制下，电动机20有规律地正转、反转，从而实现游梁16绕支承轴17的旋转和抽油杆29的上、下往复运动。测位装置采用位移测位器7，位移测位器7安装在机架上与电控柜1连接，用来校正单次运行距离。编码器32安装在电动机20的输出轴上与电控柜1连接，它把抽油机运行情况反馈给变频器和可编程序控制器，从而抽油机实现闭环控制。
驱动绳14绕过驱动轮5、增角轮9、涨紧轮23和导向轮25分别与安装在游梁回转中心两侧的驱动驴头11、21连接。驱动轮5、增角轮9、涨紧轮23和导向轮25安装在抽油机的机架2上，增角轮9紧靠在驱动绳14上，涨紧轮23压在驱动绳14上，共同作用以使驱动绳14张紧，从而使传动机构高效地传动。
当抽油机安装或修井时，卷扬机30放出的钢丝绳经过滑轮24后挂到机架2上的挂绳勾31上，以便用卷扬机30提升配重3或者挂抽油杆29。
本实施例节能效率高，大约节能40％~70％，同时无处漏油，其运行噪音也很低，大约50db以下，因此非常有利于保护环境。
实施例3
参照图5、图6，本发明实施例包括电控装置1、机架2、配重3、驱动轮架4、驱动轮5、位移测位器7、第二皮带轮12、皮带13、驱动绳14、第一皮带轮15、游梁16、支承轴17、支承架18、制动器19、电动机20、抽油杆驴头22、滑轮24、抽油杆驴头牵引绳26、悬绳器28、抽油杆29、卷扬机30、挂绳勾31、编码器32。
与实施例1所示的实施方式的区别是动力机构由皮带传动，将实施例1中的第一驱动驴头21和抽油杆驴头22合二为一，配重3直接固定在游梁16上，驱动绳14的一端与游梁16相连，而另一端与驱动轮5的轮周连接固定，该实施方式的抽油机不设置增角轮、涨紧轮和导向轮，因此，结构比较简单、安装方便。另外，本实施例的动力机构中没有齿轮变速箱，而只是皮带传动，因此所述的电动机20需要大转矩、低速永磁同步电动机。
由第一皮带轮15、第二皮带轮12、皮带13组成传动机构，而传动机构和电动机20或其他动力机组成动力装置。电动机20的输出轴上安装有第一皮带轮15，通过皮带13将扭矩传输到第二皮带轮12，第二皮带轮12安装在驱动轮5的轴上。
游梁16通过支承轴17安装在支承架18上，支承架18安装在抽油机的机架2上，抽油杆29和配重3分别位于游梁16回转中心的两侧，抽油杆29通过悬绳器28、抽油杆驴头牵引绳26、抽油杆驴头22与游梁16连接，配重3直接固定在游梁16上，配重3的重量基本平衡了抽油杆29一侧负载的重量。驱动绳14的一端与游梁16相连，而另一端与驱动轮5的轮周连接固定。电动机20通过传动机构带动驱动绳14运动，因此只需要很小的电能就能使游梁16绕支承轴17旋转。
电控装置采用电控柜1的形式，通常在电控柜1中设置有变频器、可编程序控制器(PLC)、制动单元、显示单元等电器件。变频器的输出端与电动机20相连，在PLC的控制下，电动机20有规律地正转、反转，从而实现游梁16绕支承轴17的旋转和抽油杆29的上、下往复运动。测位装置采用位移测位器7，位移测位器7安装在机架上与电控柜1连接，用来校正单次运行距离。编码器32安装在电动机20的输出轴上与电控柜1连接，它把抽油机运行情况反馈给变频器和可编程序控制器，从而抽油机实现闭环控制。
当抽油机安装或修井时，卷扬机30放出的钢丝绳经过滑轮24后挂到机架2上的挂绳勾31上，以便用卷扬机30提升配重3或者挂抽油杆29。
Claims (9)
1、一种天平式游梁抽油机，包括游梁、支承架、挂绳机构、动力装置、驱动绳、驱动轮、配重、抽油杆，其特征在于：游梁通过支承轴安装在支承架上，支承架安装在机架上，驱动轮设在机架上的驱动架上，抽油杆和配重分别位于游梁的回转中心的两侧，抽油杆通过挂绳机构与游梁连接，配重连接到游梁上，动力装置与驱动轮连接，驱动绳的一端或者连接游梁回转中心一侧的挂绳机构，或者直接固定在游梁上，驱动绳的另一端或者绕过驱动轮与游梁回转中心另一侧的挂绳机构连接，或者直接固定在驱动轮上。
2、根据权利要求1所述的天平式游梁抽油机，其特征在于：动力装置包括电动机、第一皮带轮、第二皮带轮、皮带和变速箱，第一皮带轮安装在电动机的输出轴上，第二皮带轮安装在变速箱的输入轴上，皮带连接第一皮带轮和第二皮带轮。
3、根据权利要求1所述的天平式游梁抽油机，其特征在于：动力装置包括电动机、第一皮带轮、第二皮带轮和皮带，第一皮带轮安装在电动机的输出轴上，第二皮带轮安装在驱动轮的轴上，皮带连接第一皮带轮和第二皮带轮，此时电动机为低速、大转矩的永磁同步电机。
4、根据权利要求1-3中任何一项所述的天平式游梁抽油机，其特征在于：挂绳机构包括安装在游梁上的驴头、驴头牵引绳和悬绳器，驴头与驴头牵引绳连接，悬绳器连接在驴头牵引绳上，配重通过挂绳机构悬挂在游梁上或者直接固定在游梁上。
5、根据权利要求4所述的天平式游梁抽油机，其特征在于：还包括为了调节驱动绳绕驱动轮包角大小的增角轮和为了调节驱动绳运动方向的导向轮，增角轮安装在机架上，导向轮安装在机架上的导向轮架上，驱动绳绕过增角轮和导向轮，且驱动绳的两端分别连接游梁回转中心两侧的挂绳机构。
6、根据权利要求5所述的天平式游梁抽油机，其特征在于：还包括用于调节驱动绳张力的涨紧轮，涨紧轮压在驱动绳上。
7、根据权利要求6所述的天平式游梁抽油机，其特征在于：还设有电控装置、测位装置和编码器，以便动力装置有规律地正反向转动，同时调节其换向间歇，测位装置安装在机架上，编码器安装在电动机的输出轴上，电控装置与动力装置、测位装置及编码器连接。
8、根据权利要求4所述的天平式游梁抽油机，其特征在于：还设有电控装置、测位装置和编码器，以便动力装置有规律地正反向转动，同时调节其换向间歇，测位装置安装在机架上，编码器安装在电动机的输出轴上，电控装置与动力装置、测位装置及编码器连接。
9、根据权利要求7或8所述的天平式游梁抽油机，其特征在于：机架上安装有卷扬机，驴头下端安装有滑轮，卷扬机的钢丝绳经过滑轮后挂到机架上的挂绳勾上，用来提升配重或者挂抽油杆。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: Daqing Huali Mechanical Manufacturing Co., Ltd. Assignor: Jin Chengqun Contract record no.: 2011230000213 Denomination of invention: Energy-saving balance walking beam pumping unit License type: Exclusive License Open date: 20081105 Record date: 20110819 |
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| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20081105 |