CN102220855B - 一种双曲柄二次往复平衡举升装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双曲柄二次往复平衡举升装置，包括井口支架、主机底座、平衡系统、动力传递系统和支架系统，在所述支架系统上设置有竖向放置的滑轨，所述滑轨固定在所述主机底座上，在所述滑轨上设置有拴绳架，在滑轨和井口支架之间设置有一个支杆，所述支杆确保系统横向的受力平衡及稳固。本发明通过改变动滑轮旋转半径，实现调节冲程长度；通过采用配重箱进行平衡，配重箱中装有一定重量的数块水泥块进行平衡，因此节省钢材，便于调节平衡；电动机始终做有效功，电流始终保持在正值范围内，提高系统效率；具有结构比较小、能耗比较低等优点。

Description

一种双曲柄二次往复平衡举升装置

技术领域

本发明属于石油煤炭开采机械制造领域，具体涉及一种双曲柄二次往复平衡举升装置。

背景技术

目前，国际能源供需关系日趋紧张，能源消耗过大，急需发展安全、节能、环保的油气田煤田举升装置。为适应不同开采期的需要，机械采油设备从游梁式抽油机发展到无游梁式抽油机。目前，75％的人工举升抽油机以游梁式抽油机为主，分为常规型游梁式抽油机、前置型游梁式抽油机、异相型游梁式抽油机和双驴头型游梁式抽油机、高架曲柄平衡、直接平衡抽油机等。这些结构型式的抽油机主要是利用曲柄连杆机构将旋转运动变为游梁的上下摆动，或电机正反转等带动抽油杆和抽油泵进行往复运动，将井液抽汲至地面。这些类型的抽油机结构稳固，配套工艺齐全，但其结构庞大、载荷波动大，在连杆转动、驴头上下运动过程中，电机存在发电和在低效区工作、减速箱存在正负和交变大的载荷，即冲程上下死点、减速箱扭矩、电机功率均存在负值、零值和交变幅度较大，为满足系统需要必须配用功率较大的电机，致使电机发电和利用率低，系统存在低效和发电区，导致运动性能差、载荷冲击大、系统效率低和能耗大。其主要原因是上下冲程死点的扭矩负值无正扭矩值进行平衡使其增大，扭矩最大值也无负扭矩进行抵消使其减小。人们一直试图研究一种方法或结构，使减速箱扭矩不但无负值，并且使其最大值减小，最小值增大，交变幅度减小，但始终没有解决这个问题。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提出了一种双曲柄二次往复平衡举升装置，该装置除了传统的减速箱输出轴连接的曲柄平衡外，还有配重箱的一次平衡，以柔性绳代替刚性能量传递结构，动力通过柔性绳、滑轮组实现抽油杆的往复运动；实现减速箱扭矩电机功率全部为正值，并且波动小；其结构比较小、耗钢比较少、能耗比较低。

本发明的技术方案为：一种双曲柄二次往复平衡举升装置，包括井口支架、主机底座、平衡系统、动力传递系统和支架系统，在所述支架系统上设置有竖向放置的滑轨，所述滑轨固定在所述主机底座上，在所述滑轨上设置有拴绳架，在滑轨和井口支架之间设置有一个支杆，所述支杆确保系统横向的受力平衡及稳固。

所述平衡系统包括曲柄支架、配重箱、大曲柄和小曲柄。所述配种箱上设置有滑轮，所述配重箱通过滑轮嵌入在滑轨上并沿滑轨上下滑动，所述大曲柄通过一个大曲柄转轴固定在曲柄支架上，在大曲柄和配重箱之间设置有一个连杆，通过连杆，大曲柄的旋转运动转化为配重箱的垂直运动，小曲柄固定在减速箱的输出轴上。

所述动力传动系统包括电机、链轮组、动滑轮、定滑轮、减速箱和柔性绳，所述动滑轮固定在大曲柄上、并与大曲柄一起做旋转运动，柔性绳的末端固定在滑轨的拴绳架上，并绕过动滑轮、定滑轮连接在一个悬绳器上，柔性绳与动滑轮一起做旋转运动，油井载荷通过柔性绳施加在动滑轮上。

在所述支杆上设置有一个支杆张紧器。

所述链轮组包括小链轮、大链轮和链条，小链轮固定在减速箱的输出轴上。

本发明采用配重箱对悬点载荷进行一次平衡，采用小曲柄对一次平衡后的减速箱的输出轴扭矩进行二次补偿平衡，一次平衡和二次平衡通过链轮组传递动力。

本发明具有如下有益效果：

1)本发明采用配重箱对悬点载荷进行一次平衡，采用小曲柄及小平衡块对一次平衡后的减速箱的输出轴扭矩进行二次补偿平衡，解决了传统抽油机冲程上下死点减速箱扭矩存在负值或零值、扭矩和功率交变大、导致载荷冲击大、系统效率低、能耗大、耗钢量大的问题。

2)本发明通过改变动滑轮旋转半径，实现调节冲程长度；通过采用配重箱进行平衡，配重箱中装有一定重量的数块水泥块进行平衡，因此节省钢材，便于调节平衡；电动机始终做有效功，电流始终保持在正值范围内，提高系统效率；具有结构比较小、能耗比较低等优点。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式进一步说明本发明。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的俯视机构示意图。

图中，1、主机底座；2、电机；3、减速箱；4、小链轮；5、链条；6、拴绳架；7、配重箱；8、滑轨；9、支杆；10、支杆张紧器；11、连杆；12、柔性绳张紧器；13、柔性绳；14、动滑轮；15、大曲柄；16、大链轮；17、曲柄支架；18、定滑轮；19、悬绳器；20、井口支架；21、小曲柄；22、配重箱转轴；23、大曲柄转轴。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明，并非限制本发明所涉及的范围。

参见图1和图2所示，电机2通过减速箱3减速后，由减速箱3的动力输出轴带动小曲柄21绕减速箱3的输出轴做顺时针旋转运动，小链轮4固定在减速箱的输出轴上，通过链条5带动大链轮16绕着大曲柄转轴23做旋转运动，大链轮16和小链轮4的传动比为2∶1。大曲柄15固定在大曲柄转轴23上，动滑轮14固定在大曲柄15上，滑轨8固定在主机底座1上，连杆11一端固定在配重箱7的配种箱转轴22上，另一端固定在大曲柄15上，并随大曲柄15一起做旋转运动。配重箱7通过连杆11由大曲柄15的旋转运动转化为配重箱7的垂直运动。柔性绳13末端固定在滑轨上的拴绳架6上，并绕过动滑轮14、定滑轮18连接在悬绳器19上。柔性绳13与动滑轮14一起以减速箱3的输出轴为中心做旋转运动，油井载荷通过柔性绳13施加在动滑轮14上。柔性绳13上设置有一个柔性绳张紧器12。通过改变动滑轮14固定在大曲柄15的位置，可以改变动滑轮14的旋转半径，从而实现调节冲程长度。曲柄支架17固定在主机底座1上。

井口支架20固定在井口上，支架9一端固定在井口支架20上，另一端固定在滑轨8上，拴绳架6固定在滑轨8上，支架9上的支架张紧器10用来调节支架9的长短以及其张紧力的大小，并起到使井口支架和抽油机之间内力平衡。

本发明波动小、结构紧凑、节约材料、能耗低。

Claims (1)

1.一种双曲柄二次往复平衡举升装置，包括井口支架、主机底座、平衡系统、动力传递系统和支架系统，其特征在于：所述支架系统上设置有竖向放置的滑轨，所述滑轨固定在所述主机底座上，在所述滑轨上设置有拴绳架，在滑轨和井口支架之间设置有一个支杆，所述支杆确保系统横向的受力平衡及稳固；

所述平衡系统包括曲柄支架、配重箱、大曲柄和小曲柄，所述配重箱上设置有滑轮，所述配重箱通过滑轮嵌入在滑轨上并沿滑轨上下滑动，所述大曲柄通过一个大曲柄转轴固定在曲柄支架上，在大曲柄和配重箱之间设置有一个连杆，通过连杆，大曲柄的旋转运动转化为配重箱的垂直运动，小曲柄固定在减速箱的输出轴上；

所述动力传动系统包括电机、链轮组、动滑轮、定滑轮、减速箱和柔性绳，所述动滑轮固定在大曲柄上、并与大曲柄一起做旋转运动，柔性绳的末端固定在滑轨的拴绳架上，并绕过动滑轮、定滑轮连接在一个悬绳器上，柔性绳与动滑轮一起做旋转运动，油井载荷通过柔性绳施加在动滑轮上；

在所述支杆上设置有一个支杆张紧器；

所述链轮组包括小链轮、大链轮和链条，小链轮固定在减速箱的输出轴上，通过链条带动大链轮绕着大曲柄转轴做旋转运动。