CN102777152A - 齿轮齿条行走式提油机 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种齿轮齿条行走式提油机，属于抽油机技术领域。它包括塔架（3）、安装于塔架（3）的左竖直齿条（4）和右竖直齿条（5）、安装于左竖直齿条（4）和右竖直齿（5）条之间的变速行走机构（6）、安装于变速行走机构（6）上用于驱动变速行走机构沿左竖直齿条（4）和右竖直齿条（5）往复运动的电机（1），还包括安装于塔架（3）顶部的定滑轮（7），还包括提油杆，还包括一端与变速行走机构（6）相连另一端绕过定滑轮（7）与提油杆相连的钢丝绳（2）。本抽油机机构简单、工作平稳、维护方便、效率高、占空间小等优点。
Description
技术领域
本发明属于一种新型长冲程、低冲次的新型齿轮齿条行走式节能抽油机，使用于油田油水井的机械式小空间采油。
背景技术
石油工业中，采油方法主要有自喷采油和机械采油两种。自喷采油是利用底层本身的能量来举升原油，常见于新开发且储量大的一些油田，但是随着油田的不断开发，底层压力不断降低，底层本身能量不足以使原油产生自喷，即使在注水开发的油田，在中、后期也出现了水淹和强水淹现象，就必须采用机械设备将原油从井底举升到地面。国内外运用最广泛的抽油设备是游梁式抽油机，其基本特点是结构简单，制造容易，维修方便，特别是可以长期在油田全天候运转，但也存在先天的缺点，不容易实现长冲程，低冲次的要求，因而不能满足稠油井、深油井和含气油井采油作业的需要，此外，其驴头悬点运动的加速度较大、平衡效果较差、效率较低，在长冲程时体积太笨重、电动机功率利用率低、减速器扭矩波动大等缺点已经被各个油井和科研机构所重视。
发明内容
本发明的目的在于提供一种占地空间小、效率高的、长冲程的齿轮齿条行走式提油机，以满足稠油井、深油井和含气油井采油作业的需要。
一种齿轮齿条行走式提油机，其特征在于：包括塔架、安装于塔架的左竖直齿条和右竖直齿条、安装于左竖直齿条和右竖直齿条之间的变速行走机构、安装于变速行走机构上用于驱动变速行走机构沿左竖直齿条和右竖直条往复运动的电机，还包括安装于塔架顶部的定滑轮，还包括提油杆，还包括一端与变速行走机构相连另一端绕过定滑轮与提油杆相连的钢丝绳。
上述变速行走机构有两种结构：
方案1结构：上述变速行走机构由与电机相连的蜗杆、与蜗杆配合对称布置的两组行走机构组成；每组行走机构均包括第一轴、第二轴、安装于第一轴的与蜗杆配合的涡轮、安装于第二轴的与左竖直齿条或右竖直齿条配合的行走齿轮，第二轴和第一轴之间安装有用于减速传动的传动齿轮组。
方案2结构：上述变速行走机构由与电机相连的输入轴、安装于输入轴的第一圆柱直齿轮、与第一圆柱直齿轮配合对称布置的两组行走机构组成；每组行走机构均包括第一轴、第二轴、安装于第一轴的与第一圆柱直齿轮配合的第二圆柱直齿轮、安装于第二轴的与左竖直齿条或右竖直齿条配合的行走齿轮，第二轴和第一轴之间安装有用于减速传动的传动齿轮组。
电机采用正反转电机，即电机在控制器的控制下可以正向和反向旋转，电机带动齿轮变速行走机构，齿轮变速行走机构沿着竖直对称布置与塔架上的齿条往复移动，齿轮变速行走机构带动钢丝绳牵动提油杆往复移动。
齿轮变速行走机构方案1结构，涡轮蜗杆齿轮减速走机构，采用蜗轮蜗杆作为第一级机构，在蜗杆的两侧对称布置两个涡轮，电机的输入轴与蜗杆相连接，动力由齿轮变速行走机构的蜗杆输入，分流为两部分，称布置的两组行走机构组成，其中一组行走机构为涡轮轴的第一轴两侧对称的安装有两个圆柱齿轮，与安装于第二轴的两个大齿轮相配合组成传动齿轮组，同时第二轴的中间一个带有行走齿轮，与齿条相配合。
齿轮变速行走机构方案2结构，圆柱齿轮式变速行走机构，采用圆柱齿轮作为第一级机构，输入轴连接的第一圆柱直齿轮的两侧对称布置两个第二圆柱直齿轮，电机的输入轴，分流为两部分，称布置的两组行走机构组成，其中一组行走机构为第一轴两侧对称的安装有两个圆柱齿轮，与安装于第二轴的两个大齿轮相配合组成传动齿轮组，同时第二轴的中间一个带有行走齿轮，与齿条相配合。
齿轮变速行走机构的两端行走齿轮与塔架上固定的两个齿条相配合，形成齿条齿轮行走机构，其中变速行走机构的齿轮与齿条采用非对称式高重合度齿轮结构，增加抽油机机构的运行稳定性和减轻重量。
齿轮齿条式是一种传动效率高的机构，齿条的长度可以实现较长的冲程长度，而且还能运动平稳，齿轮结构，具有较高的可靠性，可以减少维护的压力，蜗轮蜗杆和齿轮机构可以实现较高的传动比的减速增扭，系统具有良好的动力学性能。同时电机和变速行走在机构在运行过程中沿着齿条上下运动，在上升的过程，提油杆下降，变速减速机构上升起到蓄能的作用，在下降过程中释放势能为动能，提高整体的运行的稳定性和工作效率，达到节能的目的。同时本发明采用的齿轮结构，使得结构更加紧凑，减小占地面积，对于减少耕地的占用具有较大的意义。
经查阅有关资料，尚未发现有与本实用新型相同或相似的记载。
附图说明
图1一种齿轮齿条行走式提油机的主视图；
图2一种齿轮齿条行走式提油机的蜗轮蜗杆齿轮式变速行走机构示意图；
图3一种齿轮齿条行走式提油机的圆柱齿轮式变速行走机构示意图；
图中标号名称：1.电机，2. 钢丝绳，3.塔架，4.左竖直齿条，5.右竖直齿条，6.变速行走机构，7.定滑轮，8.蜗杆，9.涡轮，10.行走齿轮组，11.行走齿轮，12.第一轴，13.第二轴，14.第一圆柱直齿轮，15.第二圆柱直齿轮，16.输入轴。
具体实施方式
一种齿轮齿条行走式提油机，主要由电机1、钢丝绳2、塔架3、左竖直齿条4、右竖直齿条5、变速行走机构6、定滑轮7组成。电机正反旋转驱动齿轮变速行走机构6沿着塔架3上固定的左竖直齿条4、右竖直齿条5上下往复运动，带动钢丝绳2，牵引提油杆往复运行。
左竖直齿条4和右竖直齿条5固定在塔架3上，齿轮变速行走机构6的行走齿轮与左竖直齿条4和右竖直齿条5相啮合，齿轮变速行走机构6的一端与电机1联接，另一端与钢丝绳2联接，钢丝绳2联接到提油杆。电机1采用正反转电机，当齿轮变速行走机构到达齿条的顶部时，正反转电机1减速并且停止，然后电机1反转，齿轮变速行走机构6下行，带动钢丝绳2向下运动，提油杆1上行，当齿轮变速行走机构6到达齿条的底部时，正反转电机1减速并且停止，然后电机1反转，齿轮变速行走机构6上行，钢丝绳2向上运动。
齿轮变速行走机构6为对称结构，实现方案有以下两种：
齿轮变速行走机构方案1结构涡轮蜗杆齿轮减速走机构，蜗杆8与电机1联接，作为动力的输入端，蜗杆对动力进行分流，与蜗杆8配合对称布置的两组行走机构组成；每组行走机构均包括第一轴12、第二轴13、安装于第一轴12的与蜗杆配合的涡轮9、安装于第二轴13的与齿条配合的行走齿轮11，第二轴13和第一轴12之间通过传动齿轮组10减速传动。
齿轮变速行走机构方案1结构圆柱齿轮式变速行走机构，输入轴16与电机1联接，作为动力的输入端，第一圆柱齿轮对动力进行分流，安装于输入轴16的第一圆柱直齿轮14、与第一圆柱直齿轮14配合对称布置的两组行走机构组成；每组行走机构均包括第一轴12、第二轴13、安装于第一轴12的与第一圆柱直齿轮14配合的第二圆柱直齿轮15、安装于第二轴13的与齿条配合的行走齿轮11，第二轴13和第一轴12之间通过传动齿轮组10减速传动。
Claims (3)
1.一种齿轮齿条行走式提油机，其特征在于：包括塔架（3）、安装于塔架（3）的左竖直齿条（4）和右竖直齿条（5）、安装于左竖直齿条（4）和右竖直齿（5）条之间的变速行走机构（6）、安装于变速行走机构（6）上用于驱动变速行走机构沿左竖直齿条（4）和右竖直齿条（5）往复运动的电机（1），还包括安装于塔架（3）顶部的定滑轮（7），还包括提油杆，还包括一端与变速行走机构（6）相连另一端绕过定滑轮（7）与提油杆相连的钢丝绳（2）。
2.根据权利要求1所述的齿轮齿条行走式提油机，其特征在于：
上述变速行走机构（6）由与电机（1）相连的蜗杆（8）、与蜗杆（8）配合对称布置的两组行走机构组成；每组行走机构均包括第一轴（12）、第二轴（13）、安装于第一轴（12）的与蜗杆配合的涡轮（9）、安装于第二轴（13）的与左竖直齿条（4）或右竖直齿条（5）配合的行走齿轮（11），第二轴（13）和第一轴（12）之间安装有用于减速传动的传动齿轮组（10）。
3.根据权利要求1所述的齿轮齿条行走式提油机，其特征在于：
上述变速行走机构（6）由与电机（1）相连的输入轴（16）、安装于输入轴的第一圆柱直齿轮（14）、与第一圆柱直齿轮（14）配合对称布置的两组行走机构组成；每组行走机构均包括第一轴（12）、第二轴（13）、安装于第一轴（12）的与第一圆柱直齿轮（14）配合的第二圆柱直齿轮（15）、安装于第二轴（13）的与左竖直齿条（4）或右竖直齿条（5）配合的行走齿轮（11），第二轴（13）和第一轴（12）之间安装有用于减速传动的传动齿轮组（10）。
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