CN102352738A

CN102352738A - 自平衡式抽油机

Info

Publication number: CN102352738A
Application number: CN2011103382288A
Authority: CN
Inventors: 任涛
Original assignee: Xian Shiyou University
Current assignee: Xian Shiyou University
Priority date: 2011-10-31
Filing date: 2011-10-31
Publication date: 2012-02-15

Abstract

本发明涉及一种自平衡式抽油机，电动机通过皮带传动机构与减速器相联接，减速器的输出轴上设置曲轴，曲轴通过连杆或钢丝绳与2～10偶数个单元抽油机相联；主要能够联动驱动多台单元抽油机同时作业，实现多井联动的目的，能实现抽油机悬点载荷的互平衡，而且传动过程中的动力损失小，很好地实现长冲程作业；在减速器的输出轴两侧的曲轴和单元抽油机是偶数个，且最好能对称分布，实现减速器输出平衡，提高其工作效率。

Description

自平衡式抽油机

技术领域

本发明属于一种油田开采设备技术领域，特别是涉及一种可以自平衡式的抽油机。

背景技术

近年来，我国丛式井在油气田、煤层气开采中的应用得到了快速的发展。丛式井的技术特点为：可满足钻井工程上某些特殊需要，如制服井喷的抢险井；可加快油气田勘探开发速度，节约钻井成本；有利于节约油田占用土地面积，更好地保护耕地和节约能源；便于完井后油井的集中管理，减少集输流程，节省人、财、物的投资，进而提高低渗透油气田开发经济效益等。但是丛式井的机械采油技术仍然非常落后，至今还没有一种可行的丛式井抽油机。目前，油田和煤层气开采领域仍然使用单机单采的开采模式，油井的设备投入和正常的运行费用很高，导致油井生产的经济效益已经很低，有的甚至接近于零，主要原因是单机单采已经不能满足多井共享平台的丛式井特点。

如何充分利用丛式井井距小的特点，实现一台电动机拖动相邻的多口油井同时采油，最大限度地满足丛式井采油工艺需要，节约电力消耗，提高抽油机和抽油系统的使用寿命及抽油效率，国内外许多专家学者进行过深入的研究并且获得了相关的成就。目前，国内在针对丛式井的多井联动采油方面的专项技术已经有了一些研究成果，但在可靠性方面还存在着诸多技术难题，如采用滑动机构、钢绳或链条等柔性元件、无法实现长冲程等，因此，目前还没有真正具有实际应用价值的丛式井抽油机。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有的采油设备不能多井联动、单机单采、需要附加平衡重，尤其是无法实现长冲程作业的缺陷，提供了一种设计合理、可靠性好、出油效率高、冲程长的自平衡式抽油机。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：电动机通过皮带传动机构与减速器相联接，减速器的输出轴上设置曲轴，曲轴通过连杆或钢丝绳与2～10偶数个单元抽油机相联。通过电动机驱动皮带传动机构，再经减速器调整转动速度后，进而通过曲轴传动动力给与其联接的多台单元抽油机，从而联动驱动多台单元抽油机同时作业。

在一根曲轴或相互联接的曲轴上设置有与单元抽油机个数相同的2～10个等分圆周的弯曲段，提高轴系动态性能以及平衡性。

本发明的曲轴最好是能够对称设置于减速器的输出轴上，使得减速器的输出轴两侧平衡。

本发明的曲轴的弯曲段可以呈山脊形或马鞍形或弧线形等，其可以作旋转运动从而带动单元抽油机的抽油杆做往复直线运动。

本发明的自平衡式抽油机主要通过电动机驱动皮带传动机构，经减速器调整转动速度，进而通过曲轴传动动力给与其联接的多台单元抽油机，从而联动驱动多台单元抽油机同时作业，实现多井联动的目的，为了使得减速器输出平衡，提高工作效率，在减速器的输出轴两侧的曲轴和单元抽油机最好是偶数个，且能对称分布，实现抽油机悬点载荷的互平衡。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图。

图2是图1曲轴通过传动机构与动力装置的联接示意图。

图中1-电动机、2-皮带传动机构、3-减速器、4-第一曲轴、5-第二曲轴、6-第三曲轴、7-第四曲轴、8-第一单元抽油机、9-第二单元抽油机、10-第三单元抽油机、11-第四单元抽油机、12-第一联轴器、13-第二联轴器、14-第三联轴器、15-第四联轴器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。

本实施例的自平衡式抽油机由电动机1、皮带传动机构2、减速器3、曲轴以及2～10偶数个单元抽油机组成。其中电动机1通过皮带传动机构2驱动减速器3运动，减速器3的输出轴两端分别用联轴器联接有曲轴，最好是能够对称设置，在一根曲轴或相互联接的曲轴上设置有与单元抽油机个数相同的等分圆周的弯曲段，即单元抽油机连联在曲轴的弯曲段上，与曲轴相对应。鉴于实际的应用环境以及动力设备的动力限制，最好是将曲轴的数量控制在2～10偶数个，使其更具有可行性。

具体可以采用如下实施方式：

实施例1

以4个单元抽油机为例自平衡式抽油机的具体结构如下：

参见图1和图2，本实施例的单元抽油机为4个，即第一单元抽油机8、第二单元抽油机9、第三单元抽油机10、第四单元抽油机11。

本实施例的自平衡式抽油机由电动机1、皮带传动机构2、减速器3、第一曲轴4、第二曲轴5、第三曲轴6、第四曲轴7、第一单元抽油机8、第二单元抽油机9、第三单元抽油机10、第四单元抽油机11、第一联轴器12、第二联轴器13、第三联轴器14、第四联轴器15联接构成。

电动机1的输出轴上用联接件联接有受电动机1驱动的皮带传动机构2，皮带传动机构2为机械设计中常规的传动机构，即安装在电动机输出轴上的主动皮带轮通过皮带与安装在被驱动设备上的从动皮带轮相联传动驱动力矩。皮带传动机构2的输出轴上用联接件联接有减速器3，减速器3的输出轴一端通过第一联轴器12与第一曲轴4联相、另一端通过第二联轴器13与第二曲轴5联相；第一曲轴4的末端再通过第三联轴器14与第三曲轴6固连，第二曲轴5的末端再通过第四联轴器15与第四曲轴7固连；第一单元抽油机8与第一曲轴4中部的弯曲段联接，第二单元抽油机9与第二曲轴5中部的弯曲段联接，第三单元抽油机10与第三曲轴6中部的弯曲段联接，第四单元抽油机11与第四曲轴7中部的弯曲段联接，从而使得第一单元抽油机8和第三单元抽油机10设置于减速器3的输出轴一侧，第二单元抽油机9和第四单元抽油机11设置于减速器3的输出轴的另一侧。

在本实施例中，第三曲轴6的弯曲段所在的平面与第一曲轴4的弯曲段所在的平面之间的夹角为90°，第二曲轴5的弯曲段所在的平面与第四曲轴7的弯曲段所在的平面的夹角为90°，其在减速器3的输出轴两侧呈对称设置。第一曲轴4与第一联轴器12之间、第二曲轴5与第二联轴器13之间、第三曲轴6与第三联轴器14之间、第四曲轴7与第四联轴器15之间均可通过轴承联接，轴承通过轴承座固定。另外，第一曲轴4与第三联轴器14之间、第二曲轴5与第四联轴器15之间、第三曲轴6和第四曲轴7的末端也均可设置轴承以及轴承座来固定，实现曲轴平衡。

本实施例的第一单元抽油机8、第二单元抽油机9、第三单元抽油机10、第四单元抽油机11均是采用常规游梁式抽油机，其中第一单元抽油机8和第二单元抽油机9的顶端与游梁的顶端活动联接，游梁的后端通过连杆或者钢丝绳分别与第一曲轴4和第二曲轴5中部的弯曲段联接，即第一单元抽油机8的第一连杆与第一曲轴4的弯曲段联接，第二单元抽油机9的第二连杆与第二曲轴5的弯曲段联接，第三单元抽油机10的第三连杆与第三曲轴6的弯曲段联接，第四单元抽油机11的第四连杆与第四曲轴7的弯曲段联接，连杆可以是直杆，也可以是上端是直杆，下端呈倒U形结构，能够增加其结构强度。本实施例的曲轴中部的弯曲段可以设置为凸形，其主要是能够实现曲轴的圆周旋转运动带动单元抽油机的往复直线运动。

实施例2

以2个单元抽油机为例自平衡式抽油机的具体结构如下：

本实施例的单元抽油机为2个，即第一单元抽油机8、第二单元抽油机9。本实施例中，在电动机1上联接有受电动机1驱动的皮带传动机构2，皮带传动机构2的输出轴上联接有减速器3，减速器3的输出轴一端通过第一联轴器12与第一曲轴4联相，另一端通过第二联轴器13与第二曲轴5联相。第一曲轴4与第一联轴器12之间以及第二曲轴5与第二联轴器13之间通过轴承联接，轴承通过轴承座固定。本实施例的曲轴中部的弯曲段可以设置为凸形。

本实施例的第一单元抽油机8和第二单元抽油机9也可采用现有技术中的常规游梁式抽油机，其结构以及设置与于上述实施例1中的相同。

本实施例的第一曲轴4和第二曲轴5中部的弯曲段在圆周面上呈180°分布。

其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。

实施例3

以4个单元抽油机为例自平衡式抽油机的具体结构如下：

本实施例与上述实施例1的主要区别在于第一曲轴4、第三曲轴6是一体式设置，第二曲轴5、第四曲轴7是一体式设置，取消了第三联轴器14和第四联轴器15的设置。其他零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。

实施例4

以6个单元抽油机为例自平衡式抽油机的具体结构如下：

本实施例与上述实施例1的主要区别在于在减速器3的输出轴两侧分别设置三个曲轴，且对称设置，即共设置有6个曲轴，在曲轴的弯曲段相应地设置有6个单元抽油机，此时，相邻两个曲轴的弯曲段所在圆周面之间的夹角为60°。其他零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。

实施例5

以10个单元抽油机为例自平衡式抽油机的具体结构如下：

本实施例与上述实施例1的主要区别在于在减速器3的输出轴两侧分别设置5个曲轴，且对称设置，即共设置有10个曲轴，在曲轴的弯曲段相应地设置有10个单元抽油机，此时，相邻两个曲轴的弯曲段所在圆周面之间的夹角为36°，其他零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。

实施例6

本实施例与上述实施例1的主要区别在于单元抽油机采用双驴头式抽油机，游梁与曲轴的弯曲段通过钢丝绳联接，或者单元抽油机采用渐开线天轮式抽油机，其渐开线天轮上缠绕的钢丝绳与曲轴的弯曲段相联接。第三曲轴6的末端和第四曲轴7的末端也是通过设置在轴承座上的轴承支撑固定。其他零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。

实施例7

在上述实施例1～6中的曲轴中部弯曲段还可以是马鞍形或者弧线形或者山脊形，还可以是其他的只要能够实现曲轴的圆周旋转运动从而带动单元抽油机的往复直线运动的形状均可。

本发明的平衡式抽油机的工作原理(4个单元抽油机为例)如下：

电动机1通过皮带传动机构2将动力传动到减速器3的输入轴，经减速器3减速后，减速器3的输出轴分别带动第一联轴器12和第二联轴器13转动，第一联轴器12和第二联轴器13分别带动第一曲轴4和第二曲轴5转动，第一曲轴4和第二曲轴5再带动第三联轴器14和第四联轴器15转动，第三联轴器14和第四联轴器15再分别驱动第三曲轴6和第四曲轴7做圆周转动，转动的第一曲轴4、第二曲轴5、第三曲轴6、第四曲轴7分别带动第一单元抽油机8、第二单元抽油机9、第三单元抽油机10、第四单元抽油机11的抽油杆作往复直线运动进行抽油作业，实现多井联动抽油目的。

Claims

1.一种自平衡式抽油机，其特征在于：电动机(1)通过皮带传动机构(2)与减速器(3)相联接，减速器(3)的输出轴上设置曲轴，曲轴通过连杆或钢丝绳与2～10偶数个单元抽油机相联。

2.根据权利要求1所述的自平衡式抽油机，其特征在于所述的曲轴为：在一根曲轴或相互联接的曲轴上设置有与单元抽油机个数相同的2～10个等分圆周的弯曲段。

3.根据权利要求1或2所述的自平衡式抽油机，其特征在于：所述的曲轴是对称地设置在减速器(3)的输出轴上。

4.根据权利要求2所述的自平衡式抽油机，其特征在于：所述曲轴的弯曲段呈山脊形或马鞍形或弧线形。