CN102536167B - 单曲柄无级调速游梁式抽水机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单曲柄无级调速游梁式抽水机，包括减速机，所述减速机由电机、调速器和减速器集成在一起构成，所述减速器一端连接曲柄，所述曲柄通过连杆连接横梁支撑，所述横梁支撑上设有游梁，所述游梁一端设有游梁平衡重，另一端设有驴头，所述驴头上连接悬绳器，所述游梁下方设有支架。本发明适合油田、煤层气开采使用，该抽水机通过机构传动系统的合理组合、四杆机构合理面设计、平衡系统的重新设计，具有结构简单、占地面积小、修井方便、能实现无级调速和平衡连续调整的优点。

Description

单曲柄无级调速游梁式抽水机

技术领域

本发明涉及煤层气开采领域，特别涉及一种单曲柄无级调速游梁式抽水机。

背景技术

随着我国煤层气开采的不断深入，对小型抽水设备的需求不断增加，小型抽水机的应用越来越多，已经在市场中占有重要地位。

目前，我国钻煤层气井2600多口，投入排采1000多口，均使用的是开采常规油气时常用的抽油机、管、杆和泵设备，所使用的小型抽水机大多数就采用与油田大型抽油机基本相同的结构和设计方法。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：现有的小型抽水机存在投资大、设备不配套、重量偏大、减速箱传动比偏小、不能实现无级调速、平衡系统调节困难、检泵周期过短等诸多问题，严重影响了煤层气井的正常排采和高产，直接降低了煤层气的投资效益。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的不足，提供了一种结构简单、占地面积小、修井方便、能实现无级调速和平衡连续调整的单曲柄无级调速游梁式抽水机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种单曲柄无级调速游梁式抽水机，包括减速机，所述减速机由电机、调速器和减速器集成在一起构成，所述减速器一端连接曲柄，所述曲柄通过连杆连接横梁支撑，所述横梁支撑上设有游梁，所述游梁一端设有游梁平衡重，另一端设有驴头，所述驴头上连接悬绳器，所述游梁下方设有支架。

所述减速机为螺旋锥齿轮无级调速机。

所述减速机下方设有减速机底座，所述减速机底座和所述支架设置在底座上，所述底座上设有导轨装置。

所述导轨装置由三块钢板焊接而成，所述三块钢板构成一个凹槽结构，所述三块钢板与底座主体所用工字钢的低端面配合在一起。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：

本发明采用螺旋锥齿轮减速机取代原来的电机、带传动、减速器的传动系统，同时采用单曲柄、单连杆和滑动轴承结构，使整机尺寸减小，占地面积小，且装机总重量减小，节约成本；游梁平衡采用分体式结构，实现抽水机的较好平衡；采用螺旋锥齿轮减速机构成的无极变速传动系统，可以实现较大传动比，并且冲次连续可调；底座上设计有导轨，方便整机移动，以便修井时让出井口位置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面所列附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的单曲柄游梁式抽水机的结构示意图；

图2是图1的侧视图；

图3是本发明实施例手柄和螺杆及横撑的连接结构示意图；

图4是本发明实施例滑动轴承的结构示意图。

附图中，各标号所代表的组件列表如下：

1-导轨，2-底座，3-减速机底座，4-减速机，5-曲柄，6-连杆，7-横梁支撑，8-游梁平衡重，9-游梁，10-驴头，11-悬绳器，12-支架，13-手柄，14-螺杆，15-压板，16-垫片，17-横撑，18-轴承盖，19-螺栓，20-剖分轴瓦，21-轴承座。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

参见图1，一种单曲柄无级调速游梁式抽水机，包括减速机4，减速机4由电机、调速器和减速器集成在一起构成，减速机4上的减速器一端连接曲柄5，曲柄5通过连杆6连接横梁支撑7，横梁支撑7上设有游梁9，游梁9一端设有游梁平衡重8，另一端设有驴头10，驴头10上连接悬绳器11，游梁9下方设有支架12。

本发明的单曲柄游梁式抽水机适合油田、煤层气开采使用，该抽水机通过机构传动系统的合理组合、四杆机构合理面设计、平衡系统的重新设计，具有结构简单、占地面积小、修井方便、能实现无级调速和平衡连续调整。

减速机优选为螺旋锥齿轮无级调速机。选择螺旋锥齿轮减速机，实现无极变速传动系统，该减速机将电机、调速器和减速器集成在一起，可以实现较大传动比和冲次连续可调的要求，可满足煤层气开采的排水量连续降低的现场要求；该减速机输出力矩依据冲次范围需求的变化而变化，可满足小型抽水机输出力矩的需要；同时，简化了电气系统，提高了系统的可靠性和系统效率，对于煤层气开采，具有重大意义。

参见图1和图3，减速机4下方设有减速机底座3，减速机底座3和支架12设置在底座2上，底座2上设有导轨装置1。导轨装置1的主体由三块钢板焊接而成，所述三块钢板构成一个凹槽结构，所述三块钢板与底座2主体所用工字钢的底端面配合在一起，底座2远离井口端设计有手柄13和螺杆14，导轨装置1远离井口端放有压板15，压板15采用钢板并与导轨装置1的主体焊接在一起，压板15中间加工有内螺纹并与螺杆14连接在一起。。

参见图3，螺杆14一端通过梯形螺纹依次连接压板15和底座2上远离井口端的横撑17，以传递运动。横撑17中间设有铰制孔，螺杆14与横撑17相连的端部采用阶梯轴结构，横撑17与螺杆14通过移动副紧密配合，螺杆14端面与横撑17表面结合处采用铜制垫片16，以减少摩擦，垫片16通过螺钉固定到横撑17上。旋转手柄13，通过螺杆14梯形螺纹传递运动，即可调整导轨装置1与底座2之间的相对位置，可用较小的转动力矩而使底座产生轴向运动，方便整机移动，以便修井时让出井口位置。

参见图4，横梁支撑7采用滑动轴承与连杆6连接在一起，该滑动轴承属于对开式二螺旋正滑动轴承，采用剖分式结构，由轴承盖18、轴承座21、剖分轴瓦20和螺栓19组成，轴承盖18设置在轴承座21上，轴承盖18和轴承座21中间设有轴承孔，剖分轴瓦20位于轴承孔的最内部，直接支承轴颈，轴承盖18和轴承座21通过左右两个螺栓19连接在一起，从而将剖分轴瓦20适度压紧在轴颈上，使剖分轴瓦20不能在轴承孔中转动。轴承盖18上制有螺纹孔，以便安装油杯或油管，通过轴承盖上的油杯或油管润滑轴承。该滑动轴承具有较好的润滑性能，改变了目前较复杂的横梁支撑结构形式。本发明抽水机的采用游梁9平衡形式，游梁平衡设计了可调式的复合平衡结构，其尾部装有游梁平衡重8，游梁平衡重8采用分体式结构，即游梁平衡重8是由数个单体平衡块组成，在进行平衡重调整时，只需要增加或减少平衡块的数量，即可使抽水机处在较好的平衡状态，增强了抽水机的适应范围，达到节能和改善抽水机启动性能的目的。该平衡装置的现场应用，对减轻工人调整平衡块劳动强度有较大意义。本发明抽水机通过曲柄孔的选择，进行冲程调整，通过减速机3调整冲次，可实现冲程的有级、冲次的较大范围内无级调节。横梁支撑7采用对开式二螺旋正滑动轴承，该滑动轴承采用剖分式，具有较好的润滑性能，改变了目前较复杂的横梁支撑结构形式。底座2上设计有导轨装置1，方便整机移动。该抽油机选用四腿支架12，稳定性好，结构简单。支架12也可选三腿等多种结构形式，选用三腿时，按前部单腿，后部两腿的形式放置。

本发明的工作原理：由电动机通过机械式无级调速器，带动减速器运动，电动机可以选择变频电机，增加调速范围，减速后由减速器输出轴连接曲柄，并在减速器的一侧安装由单曲柄、单连杆、游梁和支架顺序联接组成的四杆机构，游梁通过驴头连接并驱动井口光杆，实现悬点的上下往复运动。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种单曲柄无级调速游梁式抽水机，其特征在于，包括减速机，所述减速机由电机、调速器和减速器集成在一起构成，所述减速器一端连接曲柄，所述曲柄通过连杆连接横梁支撑，所述横梁支撑上设有游梁，所述游梁一端设有游梁平衡重，另一端设有驴头，所述驴头上连接悬绳器，所述游梁下方设有支架；

所述减速机下方设有减速机底座，所述减速机底座和所述支架设置在底座上，所述底座上设有导轨装置；

所述底座一端设有螺杆，所述导轨装置一端设有压板，所述螺杆一端设有手柄，另一端穿过所述压板与横撑相连，所述螺杆、压板和横撑之间采用梯形螺纹连接，所述横撑中间设有铰制孔，所述螺杆与所述横撑相连的端部采用阶梯轴结构，所述横撑与所述螺杆通过移动副紧密配合，所述螺杆与所述横撑之间设有垫片，所述垫片通过螺钉固定到所述横撑上；

所述垫片为铜制垫片；

所述支架为三腿支架或四腿支架。

2.根据权利要求1所述的单曲柄无级调速游梁式抽水机，其特征在于，所述减速机为螺旋锥齿轮无级调速机。

3.根据权利要求1所述的单曲柄无级调速游梁式抽水机，其特征在于，所述导轨装置包括焊接而成的三块钢板，所述三块钢板构成一个凹槽结构，所述三块钢板与底座主体所用工字钢的底端面配合在一起。

4.根据权利要求1所述的单曲柄无级调速游梁式抽水机，其特征在于，所述压板采用钢板，并与所述导轨装置的主体焊接在一起。

5.根据权利要求1所述的单曲柄无级调速游梁式抽水机，其特征在于，所述螺杆与所述横撑之间设有垫片，所述垫片通过螺钉固定到所述横撑上。

6.根据权利要求1所述的单曲柄无级调速游梁式抽水机，其特征在于，所述游梁平衡重由至少一个单体平衡块组成。

7.根据权利要求1所述的单曲柄无级调速游梁式抽水机，其特征在于，所述横梁支撑通过滑动轴承与连杆连接，所述滑动轴承包括轴承盖、轴承座、剖分轴瓦和螺栓，所述轴承盖设置在所述轴承座上，所述轴承盖和轴承座中间设有轴承孔，所述剖分轴瓦位于所述轴承孔的内部，用于支承轴颈，所述轴承盖和轴承座通过左右两个螺栓连接。

8.根据权利要求7所述的单曲柄无级调速游梁式抽水机，其特征在于，所述轴承盖上通过螺纹孔安装油杯或油管。