CN1015812B - 双带双滚筒长冲程抽油机 - Google Patents

Abstract

本发明公开的双带双滚筒长冲程抽油机，属机械采油的一种地面设备。其主要特点是：该抽油机的总体设计是以支架横断面的对角线为中心对称布置，并且对角线通过井口中心，采用双带双滚筒传动，带滑轮的绳组式悬绳器，可调式天车，十字平衡式安全装置，行星凸轮式冲程调节机构，平衡框起吊装置等新结构。有效地解决了一种大负荷抽油机的传动、长冲程的不停车无级调节和维修作业方便等问题。适合于深井，稠粘油的开采。

Description

本发明涉及的双带双滚筒长冲程抽油机，属机械采油的一种地面抽油设备。

抽油机是石油开采中最重要的设备之一。为提高井下泵效，减少冲程损失，需要负荷大、冲次低、冲程长的抽油机。我国专利CN89201812.7所公开的宽带式长冲程抽油机就是其中的一种。但该抽油机是以方形支架的一个面靠近井口。在设计上为了使支架承受的偏心载荷尽可能小，支架的这个面必然距井口很近，这尤如一面高墙挡在井口的一侧，很不利于修井作业时的需要。同时，由于单根柔性宽皮带组成的受力传动件，随着抽油机吨位的加大，必然要加宽和加厚皮带的截面尺寸，其宽度可超过半米以上。柔性宽皮带又是一种易损件，若干年必须更换一次。更换拆装十分笨重不便。在进行调防冲距或修井作业时，需要另请汽车吊配合。冲程调节采用链条减速器，体积比较大。

本发明的目的是提供一种适用于负荷大、冲程长、带有双带双滚筒、平衡框起吊装置、绳组式悬绳器、行星凸轮式冲程调节机构、十字平衡式安全装置，并且布局合理，具有可不停机就能对冲程长度进行无级调节，安装、维修作业方便的双带双滚筒长冲程抽油机。

本发明是用下述方案实现的：一种由底座[16]、支架[3]、电动机[15]、减速器[14]、滚筒[13]、柔性宽皮带[18]、过轮[12]、安全装置[17]、平衡框[11]、钢丝绳组[2]、天车轮[7]、前后天车台[5、10]、悬绳器[1]、冲程调节机构[4]所组成的双带双滚筒长冲程抽油机，其特征是该抽油机的总体设计是以支架横断面的对角线为对称轴线，并且对角线通过井口中心。减速器[14]输出轴的两端同时输出，并对称地装有一对滚筒[13]。其中一个滚筒的外侧设有行星凸轮式冲程调节机构。两滚筒[13]随同减速器[14]输出轴可正 反转，同步地缠绕各自的柔性宽皮带[18]。两根柔性宽皮带再绕过各自的过轮[12]，与十字平衡梁[19]相连接。十字梁[19]通过安全装置[17]，接在平衡框[11]的下部。平衡框[11]上部设有连接固定钢丝绳的滑轮[27b、27e、28、26a、26b]，下部设有安全装置[17]。平衡框[11]可在支架[3]中沿导轨上下运动。钢丝绳组[2]通过天车轮[7]与绳组式悬绳器[1]相连接，悬绳器[1]上设有连接钢丝绳的导向滑轮组[27a、27c、27d、27f]。天车轮[7]可以在前天车台[5]上用螺栓[6]前后调节。前后天车台[5、10]可利用螺栓[24]绕支架顶部的中心销[23]左右偏转，而前天车台[5]可以围绕销轴[9]向后旋转180°。该抽油机还设有平衡框起吊装置。

由单根柔性宽皮带组成的受力传动件，随着抽油机吨位的加大，必然要加宽和加厚其截面尺寸，其宽度可超过半米以上。这就使宽皮带接头、接头座、滚筒体的加工难度也越来越大。采用双带传动后除能克服上述弊病外，又可取消单侧传动所必须的联轴器、滚筒轴、轴承、轴承座等传动支承件，从而大大简化了大吨位长冲程抽油机的传动。

本发明所述的双带双滚筒长冲程抽油机最大特点是布局合理;承载能力可以很大;另一方面是滚筒传动，力臂远小于常规抽油机曲柄半径，所需扭矩减小50%以上，大型机可减少七至八成，节能效果极为显著。更重要的是薄而宽的运输带在滚筒上可多层缠绕。冲程长度设计十分自由，几乎不受限制。由于宽皮带在滚筒上正反转都能缠绕，与其它类型滚筒式长冲程抽油机相比，在每冲程循环中，电动机可以少换向一次，换句话说电机寿命延长一倍。宽皮带作为受力传动件，即刚又柔，无声息，又不用润滑和特别保养，更换也方便。因此本发明适合于深井采油的需要。

以下将结合附图对本发明作进一步描述。

图1是本发明双带双滚筒长冲程抽油机的主视结构示意图。

图2是本发明双带双滚筒长冲程抽油机的后视结构示意图。

图3是本发明双带双滚筒长冲程抽油机的俯视结构示意图。

图4是本发明双带双滚筒长冲程抽油机图1的A-A剖视图。

图5是本发明双带双滚筒长冲程抽油机的绳组式悬绳器系统结构原理图。

图6是本发明双带双滚筒长冲程抽油机的锁销式安全装置结构示意图。

图7是本发明双带双滚筒长冲程抽油机的十字平衡梁结构示意图。

图8是本发明双带双滚筒长冲程抽油机的行星凸轮式冲程控制机构示意图。

本发明技术方案中的绳组式悬绳器，由悬绳器[1]、导向滑轮组[27a、27c、27d、27f]、钢丝绳组[2]、平衡框上导向滑轮组[27b、27e、28]、固定绳头的滑轮[26a、26b]、绳端固定卡[25]所组成。可将一根钢丝绳绕成多根钢丝绳组[2]，以降低每根钢丝绳上的负荷。并借助导向滑轮，使钢丝绳组中的钢丝绳受力均衡。由单根钢丝绳形成的多根绳组还有下述好处：基本解决了普通钢绳用在抽油机上的打扭问题;但于现场更换;可选用直径较细的钢丝绳，增加了绳轮比，改善了钢绳疲劳弯曲受力状况，延长了使用寿命。钢绳两端用钢绳卡固定。在需要抽油机适应不同高度井口装置时，或需要改变井下泵防冲距时，只要相应缩放钢绳长度，就可改变悬绳器距井口最小距离，现场处理极为简易。

本发明技术方案中的平衡框配有起吊装置，它由电葫芦[48]、导向滑轮[49]、固定滑轮[50]、游动滑车[51]、钢丝绳[53]及吊构[52]构成。现有的宽带长冲程抽油机无此装置。故其在进行调防冲距或修井作业时，需要另请汽车吊配合。在现场，往往因等吊车或彼此配合不当而引起麻烦。本起吊装置解决了现场这一需求，同时也是在厂内进行试验所不可少的装置。

本发明技术方案中的安全装置[17]由安全销[29]，销座[30]、弹 簧[31]、垫圈[32]、端盖[39]、曲拐[36]以及空心螺栓[38]、安全销的自锁螺母[37]、螺栓[33]、销子[35、34]所组成。其目的是当两安全销弹簧压力不同或要求调整安全销外伸力时，可通过调节此空心螺栓[38]来实现。此外，根据抽油机检修或者摘除井口负荷作业时的需要，可拧紧安全销的自锁螺母[37]，人为的使安全销不起保护作用，以便用起吊装置吊起平衡框[11]，并使其能在支架中上下移动，一但检修或作业完毕，再松开自锁螺母[37]，使锁销式安全装置恢复其特有的保护功能。即在抽油机正常工作时，如果宽带或钢丝绳突然发生断裂，安全销即刻将平衡框销在支架导轨中。

本发明技术方案中的十字平衡梁[19]由梁体[41]、转轴[40]和能在抽油机卸载后托起梁体自重的弹簧[43]、活动销[42]、螺杆[46]、垫圈[44]、螺母[45]组成，以适应双带传动找平衡。采用双带传动必然会出现滚筒或宽带在加工上的误差，从而使双带可能出现受力不均或单根带先断裂的问题。此时可通过梁体的摆动自动的寻找平衡，如万一发生单根宽带先断事故，则断带端的梁体将上翅，与平衡框体下平面接触，形成支点，使未断宽带仍可继续牵动平衡框运动，待操作工发现后予以处理。如果双带均断裂，十字梁两侧弹簧可托起梁体及残余断带的重量，并协助安全销自动外伸，将平衡框销定在支架导轨的长孔上。

本发明技术方案中的行星凸轮式冲程调节机构，由行星减速器[22]、凸轮[21]、一对行程开关[20a、20b]、固定螺栓[47]组成。其结构简单，体积小，并且是全封闭润滑，布置在滚筒轴端，非常紧凑。另外双行程开关，在行星减速器端盖环形槽中可无级滑动调节，只需改变其与12点钟位置的夹角，就可方便地不停车调节冲程长度。夹角越小，冲程越大。双行程开关又延长了其本身使用寿命一倍。凸轮有油池润滑，使行程开关导向滚子受力均匀，磨损小。

本发明所述的抽油机，在底座[16]上安装电动机[15]、减速器[14]、双滚筒[13]、过轮[12]和支架[3]。在支架[3]上安装电葫芦[48] 、导向滑轮[49]、固定滑轮[50]、钢丝绳[53]、游动滑车[51]、吊钩[52]、前后天车台[5、10]、天车轮[7]、带有十字梁[19]的平衡框[11]及宽皮带[18]、钢丝绳组[2]、悬绳器[1]、行星凸轮式冲程调节机构[20a、20b、21、22、47]，并对装好的双带双滚筒长冲程抽油机进行调整，调整时可通过调节螺栓[6]，使前天车轮[7]在前天车台[5]上前后方向位移。调节螺栓[24]，可使整个天车围绕支架中心销轴[23]左右偏转一定角度，满足对中井口作业要求。当电动机[15]通过三角胶带驱动减速器[14]时，减速器输出轴的两端对称装的两个滚筒[13]均可正反转，并缠绕各自的宽皮带[18]。宽皮带从各自的过轮[12]下绕过后，向上通过十字平衡梁[19]及安全装置[17]带动平衡框[11]在支架[3]中上下运动。与平衡框[11]上部相连接着的钢丝绳组[2]，拉动绳组式悬绳器和抽油杆上下运动以便抽取原油。冲程换向，用行星凸轮式冲程机构控制。冲程长度的调节，可用改变行星凸轮式冲程调节机构中的双行程开关[20a、20b]与12点钟位置的夹角来实现，夹角调小时，冲程增长。该调节可在不停机状态下无级的进行，十分方便、省力。本发明采用直接平衡。配重需要多少，可在平衡框[11]中增减铸铁块来调整。在修井作业时，抽掉铰接前后天车台的四个销轴[9]中同侧的两个，前天车台[5]就可相应的向后侧推转180°，完全让开井口空间。作业完毕，再行复原。电动机正反转送电及送电时间另有电气系统进行自动控制。利用本发明，目前已试生产出国内最大型号的双带双滚筒长冲程抽油机。其主要参数为：型号KCJ16-8-53HZ，最大悬点负荷160KN，最大冲程8m，冲次（2.8、2.2、1.6）冲/分，电机功率45KW，自重25000kg。

Claims (6)

1、一种由底座[16]、支架[3]、电动机[15]、减速器[14]、滚筒[13]、柔性宽皮带[18]、过轮[12]、安全装置[17]、平衡框[11]、钢丝绳组[2]、天车轮[7]、前后天车台[5，10]、悬绳器[1]、冲程调节机构[4]所组成的双带双滚筒长冲程抽油机，其特征是该抽油机的总体设计是以支架横断面的对角线为对称轴线，并且对角线通过井口中心，减速器[14]输出轴的两端同时输出，并对称地装有一对滚筒[13]，其中一个滚筒的外侧设有行星凸轮式冲程调节机构[4]，两滚筒[13]随同减速器[14]输出轴可正反转，同步地缠绕各自的柔性宽皮带[18]，两根柔性宽皮带再绕过各自的过轮[12]，与十字平衡梁[19]相连接，十字梁[19]通过安全装置[17]，接在平衡框[11]的下部，平衡框[11]上部设有联接固定钢丝绳的滑轮组[27b、27e、28、26a、26b]，下部设有安全装置[17]，平衡框[11]可在支架[3]中沿导轨上下运动，钢丝绳组[2]通过天车轮[7]与绳组式悬绳器[1]相连接，悬绳器[1]上设有联接钢丝绳的导向滑轮组[27a、27c、27d、27f]，天车轮[7]可以在前天车台[5]上用螺栓[6]前后调节，前后天车台[5，10]可利用螺栓[24]绕支架顶部的中心销[23]左右偏转，而前天车台[5]可以围绕销轴[9]向后旋转180°，该抽油机还设有平衡框起吊装置。

2、根据权利要求1所述的双带双滚筒长冲程抽油机，其特征是十字平衡梁[19]由梁体[41]，转轴[40]和能在抽油机卸载后托起梁体自重的弹簧[43]、活动销[42]、螺杆[46]、垫圈[44]、螺母[45]组成。

3、根据权利要求1所述的双带双滚筒长冲程抽油机，其特征是安全装置[17]，由安全销[29]、销座[30]、弹簧[31]、垫圈[32]、端盖[39]、曲拐[36]以及空心螺栓[38]、安全销的自锁螺母[37]、螺栓[33]、销子[35、34]所组成。

4、根据权利要求1所述的双带双滚筒长冲程抽油机，其特征是行星凸轮式冲程调节机构，由行星减速器[22]、凸轮[21]、一对行程开关[20a、20b]、固定螺栓[47]组成。

5、根据权利要求1所述的双带双滚筒长冲程抽油机，其特征是绳组式悬绳器由悬绳器[1]、导向滑轮组[27a、27c、27d、27f]、钢丝绳组[2]、平衡框上导向滑轮组[27b、27e、28]、固定绳头的滑轮[26a、26b]、绳端固定卡[25]所组成。

6、根据权利要求1所述的双带双滚筒长冲程抽油机，其特征是平衡框配备的起吊装置由电葫芦[48]、导向滑轮[49]、固定滑轮[50]、游动滑车[51]、钢丝绳[53]及吊钩[52]构成。

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