CN1033404A - 齿轮式无游梁抽油机 - Google Patents

Abstract

一种齿轮式无游梁抽油机，由于采用了由多根轴 及安装在轴上的齿轮副构成的、输出轴旋转方向可变 的齿轮换向减速箱，以及在提升系统中采用大小不同 的偏心绞车轮。使该齿轮式无游梁抽油机重量轻、结 构简单、使用可靠，维护方便，既能在长冲程使用，又 能在较短冲程，较高冲次中使用。

Description

本发明涉及一种用于油田采油的抽油设备。

本发明是在胜利油田采油设备研究设计院发明，并于1980年获得国家发明二等奖的链条式抽油机的基础上发展而来的一种无游梁抽油机。公知的链条式抽油机的换向系统由主动链轮、上链轮、轨迹链轮、主轴销、滑块、往返架和导轨等组成。轨迹链条在垂直布置的主动链轮和上链轮运转，其上一个特殊链节。链条式抽油机利用该特殊链节，通过主轴销、滑块带动往返架上下运动，再由固定于往返架上的钢丝绳经天车轮带动悬绳器作往复运动，实现抽吸动作。由于链条传动垂直安装，张紧困难，限制了抽油机冲程长度，且换时间短，冲击大，使该机既不能用于高冲次，也不能用于超过5米的超长冲程。同时，由于钢丝绳进入换向系统，当钢丝绳折断时，若不能及时停机，将损怀系统部件。

本发明的目的是提供一种结构尺寸小，重量轻、结构简单、使用可靠，维护方便，既能够在长冲程使用，又能在较短冲程、较高冲次中使用的无游梁轴油机。

本发明的上述目的，是通过设置一个由多根轴及安装在轴上的齿轮付组成的，输出轴旋转方向可变的齿轮换向减速箱，取代链条式抽油机中的减速系统和换向系统，以及在提升系统中采用大小不同的偏心绞车轮而实现。

下面结合附图说明本发明的基本构思和基本原理。

图1为本发明齿轮式抽油机设备示意图。

图2为本发明齿轮换向减速箱的结构示意图。

图3为本发明齿轮换向减速箱的换向原理图。

参看图1，本发明齿轮式抽油机，由电机（1），皮带传动（2），齿轮换向减速箱（3），提升系统（4′）（4″）悬重系统（5），悬绳器（6），平衡钢丝绳（7），平衡系统（8），机架（9）及机座（10）组成。运转时，电动机（1）通过皮带传动（2）驱动齿轮换向减速箱（3）工作;齿轮换向减速箱（3）的旋转方向可周期性变化的输出轴，使提升系统的绞车轮（4′）来回转动，完成缠绳和放绳运作，进而使悬绳器（6）上下往复运动，实现抽吸动作。

参看图2，设备中的齿轮移向减速箱，是由箱体，输入轴（11）、中间轴（13），行星轴（16）、输出轴（20）和分别在各轴上安装的齿轮传动（12））、（12″）中间齿轮（14′）、（14″）双联齿轮（15），销齿轮（18）以及摆臂（17）等构成。摆臂（17）装在中间轴（13）上，可绕中间轴（13）摆动;销齿轮（18）上装有销齿（19），并制有环形导轨凹槽（18）、（18′）（18″）（18′″）（18''''），行星轴（16）两端插入导轨凹槽中，并可沿凹槽滑动。工作时，输入轴（11）通过皮带传动（2）由电动机（1）带动，通过齿轮传动（12′）、（12″）把输入轴（11）的传动传递给中间轴（13），再给中间齿轮（14′）（14″）使双联齿轮（15）转动，继而使行星轴（16）通过转臂（17）绕中间轴（13）转动。由于行星轴（16）两端插入销齿轮（18）的导轨凹槽中，当双联齿轮（15）转动时，通过销齿轮（18）上的销齿（19）带动销齿轮（18）转动，从而使换向减速箱（3）的输出轴（20）转动。

结合附图2，参看附图3，当销齿轮（18）上的导轨凹槽（18″）允许行星轴（16）绕中间轴（13）转动时，行星轴（16）即从凹形槽（18′）转到沿凹形槽（18′″）中，使双联齿轮（15）与销齿（19）的啮合由外啮合变为内啮合，使销齿轮（18）和输出轴（20）的转动方向改变，即使它们从原来与双联齿轮（15）转动方向相反的转动改变为与双联齿轮（15）转动方向相同的转动。同样，当凹形槽（18''''）允许行星轴（16）绕中间轴（13）转动时，行星轴（16）又由凹槽（18′″）转到凹槽（18″）中，使双联齿轮（15）与销齿（19）的啮合又由内啮合变为外啮合，从而改变了销齿轮（18）与输出轴（20）的旋转方向。因此，虽然输入轴（11）的转动方向为一个固定的旋转方向，但输出轴（20）的旋转方向却作周期性的变化。

当把提升系统的绞车轮（4′）作成偏心时，可以改变悬绳器（6）在换向前后的速度，从而减小换向冲击，使本发明的抽油设备在高冲次中亦可应用。改变绞车轮（4′）的大小，可适应不同冲次的要求，得到不同冲程的长度、以适应各种油井的需要。

本发明的平衡系统（8）可以是气动平衡装置，也可为机械平衡装置。由平衡钢丝绳（7）直接作用在绞车轮（4′）的轮缘上，这样抽油机所承受的光杆载荷和平衡载荷皆作用在绞车轮（4′）轮缘上，正确改变平衡载荷，就能使轴油机在各种工况下得到良好的平衡。

综上可见，本发明既具有结构简单、使用可靠、维护方便的优点，又有尺寸较小、重量轻的特点。同时，由于其平衡可靠，电机负载变化小，具有节能效果。

通过采用前面所述的如附图2和附图3所示的齿轮换向减速箱，按附图1的方案可实施本发明。下面是依据它们实施本发明的一个实施例。

该实施例由电动机（1）、皮带传动（2）、齿轮换向减速箱（3）、提升系统（4′）（4″），光杆钢丝绳（5）、悬绳器（6）、平衡钢丝绳（7）、平衡系统（8）、机架（9）和机座（10）组成。当抽油机工作时，电动机（1）通过皮带传动（2）带动齿轮换向减速箱（3）的输入轴（11）转动，而输入轴（11）通过齿轮传动（12′）、（12″）把转动传递给中间轴（13），再经齿轮（14′）、（14″）和双联齿轮（15）、销齿轮（18）使齿轮换向减速箱的输出轴（20）转动。由于在传动过程中行星轴（16）在销齿轮（18）上的导轨凹槽中的位置不断改变，而使双联齿轮（15）与销齿轮（18）上的销齿（19）的啮合不断地由外啮合转变为内啮合，又由内啮合转变为外啮合，而使输出轴（20）的旋转方向不断地变化而来回转动，这样使提升系统的绞车轮（4′）来回转动，不断地进行缠绳和放绳动作，而使光杆钢丝绳（5）带动悬绳器（6）上下运动，完成抽吸动作。本实例的一些参数如下：

绞车轮有效直径    1650-2310毫米

冲程长度    5-7米

冲次    2.5-4冲/分

悬点最大载荷    117.6千牛顿

Claims (3)

1、一种用于油田采油的齿轮式无游梁抽油机，除由电动机(1)、皮带传动(2)、提升系统(4′)(4″)、光杆钢丝绳(5)、悬绳器(6)、平衡钢丝绳(7)、平衡系统(8)、机架(9)和机座(10)组成外，其特征是：在皮带传动(2)和提升系统之间，采用一个由多根轴及安装在轴上的齿轮付组成的，且输出轴旋转方向能不断改变的齿轮换向减速箱(3)与它们分别相连。

2、按照权利要求1所规定的齿轮式无游梁抽油机，其特征是所述的齿轮换向减速箱（3）由输入轴（11）、齿轮传动（12′）（12″）、中间轴（13）、中间齿轮传动（14′）和（14″）、安装在中间轴（13）上可绕中间轴（13）摆动的摆臂（17）、安装在摆臂（17）上的行星轴（16）、安装在行星轴上的双联齿轮（15），输出轴（20）和安装在输出轴（20）上的销齿轮（18）构成。

3、按照权利要求1和2所规定的齿轮式无游梁抽油机，其特征是所述的齿轮换向减速箱（3）中的销齿轮（18）上有一由四条园弧（18′）、（18″）（18′″）（18''''）组成的封闭环行导轨凹槽，该导轨凹槽允许所述的行星轴（16）两端端部在里面滑动。

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