CN101368478A - 四连杆式抽油机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抽油机，具体是一种采用四连杆机构作为传动机构的抽油机。本发明为实现上述解决的问题所采用技术方案是：在可移动底座上分别搭建钢结构支架与立梁，立梁上安装配重平衡块、驱动机构、滑轮等；在支架平台上安装手轮移位结构和轴承座，轴承座支承起四连杆传动机构且轴承中心C为四连杆传动机构的转动中心；四连杆传动机构的一端A悬挂连接抽油机连杆的柔性连绳，另一端E与立梁上的驱动机构直线运动执行单元相连。本发明主要优点在于：通过采用四连杆传动结构和配重平衡块，可以大幅度降低抽油机的质量和抽油能耗，同时，手轮移位机构可以很方便的实现抽油机连杆对井口；另一方面，本发明结构简单、体积小、性能可靠。

Description

四连杆式抽油机

技术领域  本发明涉及一种抽油机，具体是一种采用四连杆机构作为传动机构的抽油机。

背景技术  油田勘探采油中，石油的开采技术至关重要，抽油机是采油过程中的关键设备；目前在采油过程中，抽油机普遍存在质量重、耗能大的缺点，采油过程中抽油机的能耗所发生的生产成本有时占到整个采油成本的50％以上。目前普遍采用的抽油机主要有两类：游梁式抽油机与直线电机抽油机，其中游梁式抽油机(俗称“磕头机”或“叩头机”)具有性能稳定、结构简单的特点，占据着国内外抽油机市场的主导地位，但存在最大不足是：因配备巨大的驴头而使得质量重、传动能耗大；直线电机抽油机相比于游梁式抽油机，能耗有所降低，但是因为抽油过程具有超大载荷、长冲程、低周次的特点，因而；直线电机抽油机需要建造体形非常庞大的直线电机塔台，造价成本非常高，且移动不及游梁式抽油机方便，另一方面直线电机塔台离油井口距离太近，存在安全隐患，因而在实际生产中依然很少采用。因此，提出一种质量小、能耗低、且便于移动的抽油机，对于提高采油效率、降低采油能耗均具有非常重要的工业价值。

发明内容  本发明针对目前上述的问题与现状，设计提出了一种四连杆式抽油机，通过采用配重平衡块、四连杆传动机构、手轮移位机构，可以大大降低抽油机的质量和采油能耗，同时便于移动。

本发明为实现上述解决的问题所采用技术方案是：在可移动底座上分别搭建钢结构支架与立梁，立梁上安装配重平衡块、驱动机构、滑轮等；在支架平台上安装手轮移位结构和轴承座，轴承座支承起四连杆传动机构且轴承中心C为四连杆传动机构的转动中心；四连杆传动机构的一端A悬挂连接抽油机连杆的柔性连绳，另一端E与立梁上的驱动机构直线运动执行单元相连。

按上述方案，四根杆AF、BC、CD、EF构成的四连杆传动机构，其作用类似于游梁式抽油机的游梁，属于绕支架平台上轴承座中心C转动的“梁”，但由于本发明中采用杆构件，则重量会大幅度降低；另一方面，四根杆之间通过转动销连接后形成BCDF平行四边形机构，且保证任何时候机构ABC、CDE总为相似三角形，由机构运动学知道，通过计算对四杆的长度进行合理配比，总可以实现A、E两点在垂直方向上的直线运动轨迹，因此，本发明中没有了笨重的“驴头”构件，从而将抽油机的质量和运动中的能耗可以大幅度的降低。

按上述方案，在支架平台上安装有手轮移位机构，手轮移位机构主要包括手轮和水平螺杆，转动手轮使得水平螺杆发生转动，配合在螺杆上的螺母副将带动轴承座作水平移位，从而可以调节四连杆传动结构的A点空间位置，实现抽油机连杆与油井口的准确对位。

按上述方案，在明确提取石油所需要的重量W和AC、CE水平距离后，由杠杆原理知道，若AC/CE＝n，则配重平衡块的重量应该位nW，从而可以很容易的实现平衡块准确配重；在配重平衡块的作用下，驱动机构只需要耗费很小的能量，就可以驱动直线运动执行单元的E点作垂直方向直线运动，通过四连杆传动结构作用，带动A点的垂直方向运动，实现采油作业。

按上述方案，直线运动执行单元使得E点垂直方向上运动S位移，由杠杆原理知道A点将运动nS位移，正好满足了抽油机长冲程的运动要求，且提取石油的重量W主要通过配重平衡块来解决，驱动机构的电机功耗大大减小，提高了作业效率却降低了能耗。

本发明主要优点在于：通过采用四连杆传动结构和配重平衡块，可以大幅度降低抽油机的质量和抽油能耗，同时，手轮移位机构可以很方便的实现抽油机连杆对井口；另一方面，本发明结构简单、体积小、性能可靠。

附图说明

图1为本发明实施例的平面结构示意图。

图中1.底座，2.配重平衡块，3.立梁，4.传动带，5.驱动机构的直线运动执行单元，6.四连杆传动机构，7.手轮移位机构，8.轴承座 9.支架，10.柔性连绳，11.抽油机连杆，12.支架平台.

具体实施方式

在图1中，可移动底座(1)上分别同时搭建钢结构支架(9)与立梁(3)，立梁(3)上安装配重平衡块(2)、驱动机构、驱动机构的直线运动执行单元(5)、滑轮、传动带(4)等；在支架平台(12)上安装有手轮移位机构(7)和轴承座(8)，轴承座(8)支承起四连杆传动机构(6)且轴承中心C为四连杆传动机构(6)的转动中心；四连杆传动机构(6)的一端A悬挂连接抽油机连杆(11)的柔性连绳(10)，另一端E与立梁(3)上驱动机构的直线运动执行单元(5)E点相连。

在图1中，四连杆传动机构(6)由四根杆AF、BC、CD、EF通过销连接而成：杆AF与BC在B点用转动销连接，杆BC与CD在C点用转动销连接，杆CD与EF在D点用转动销连接，杆EF与AF在F点用转动销连接，四根杆AF、BC、CD、EF通过转动销连接后形成BCDF平行四边形机构，且保证任何时候机构ABC、CDE总为相似三角形，四连杆传动机构(6)类似于游梁式抽油机的游梁，因本发明中采用组合杆构件代替梁，因而重量会大幅度降低，另一方面，由于任何时候机构ABC、CDE总为相似三角形，由机构运动学知道，通过计算对四杆的长度进行合理配比，总可实现A、E两点在垂直方向上的直线运动轨迹，因此本发明中没有了笨重的“驴头”构件，从而使得抽油机质量和运动中的能耗进一步大幅度的降低。

在图1中，手轮移位机构(7)主要包括手轮和水平螺杆，转动手轮使得水平螺杆发生转动时，配合在螺杆上的螺母副将带动轴承座(8)作水平移位(如图中箭头方向所示)，从而可以调节四连杆传动结构(6)A点空间位置，实现抽油机连杆(11)与油井口的准确对位。

在图1中，在明确提取石油需要的重量W和调整好AC、CE水平距离后，由杠杆原理知道，若AC/CE＝n(如图设CE＝X，AC＝nX)，则配重平衡块(2)的重量为nW，这是确定配重平衡块重量的依据；本发明作业状态下，立梁(3)上的驱动机构动作，使得其直线运动执行单元(5)的E点垂直方向上运动S位移(如图中方向所示)，同样由杠杆原理可确定A点将运动nS位移，正好满足了抽油机长冲程的运动要求，同时由于提取石油所需的重量W主要通过配重平衡块(2)来解决，驱动机构只需要耗费很小的能量，就可以驱动直线运动执行单元(5)的E点作垂直方向直线运动，进而由四连杆传动结构(6)带动A点做垂直方向运动，实现采油作业，驱动机构的电机功耗将大大减小，提高了抽油机的作业效率和降低了其能耗。

本发明主要优点有：通过采用四连杆传动结构(6)和配重平衡块(2)，可以大幅度降低抽油机的质量和抽油能耗，同时，手轮移位机构(7)可以很方便的实现抽油机连杆(11)对井口；另一方面，本发明结构简单、体积小、性能可靠。

Claims (4)

1.四连杆式抽油机，主要由底座(1)、立梁(3)、配重平衡块(2)、支架(9)、支架平台(12)、柔性连绳(10)、抽油机连杆(11)组成，其特征在于：可移动底座(1)上同时建有钢结构支架(9)与立梁(3)，支架平台(12)上安装有手轮移位机构(7)和轴承座(8)，轴承座(8)支承起四连杆传动机构(6)且轴承中心C为四连杆传动机构(6)的转动中心，四连杆传动机构(6)的一端A悬挂连接抽油机连杆(11)的柔性连绳(10)，另一端E与立梁(3)上驱动机构的直线运动执行单元(5)E点相连。

2.根据权利要求1所述的四连杆式抽油机，其特征在于：四连杆传动机构(6)由四根杆AF、BC、CD、EF通过销连接而成，杆AF与BC在B点用转动销连接，杆BC与CD在C点用转动销连接，杆CD与EF在D点用转动销连接，杆EF与AF在F点用转动销连接；四根杆AF、BC、CD、EF通过转动销连接后形成BCDF平行四边形机构，且保证任何时候机构ABC、CDE总为相似三角形。

3.根据权利要求1所述的四连杆式抽油机，其特征在于：手轮移位机构(7)主要包括手轮和水平螺杆，转动手轮时，配合在螺杆上的螺母副带动轴承座(8)作水平移位(如附图中箭头方向所示)，可以调节四连杆传动结构(6)A点空间位置。

4.根据权利要求1所述的四连杆式抽油机，其特征在于：作业状态下，驱动机构动作使其直线运动执行单元(5)的E点垂直方向上运动S位移(如图中方向所示)，四连杆传动机构(6)的A点则运动nS位移(AC/CE＝n)。

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