CN104329059A - 一种长冲程抽油机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种长冲程抽油机，包括底座、机架、驱动电机、换向传动机构、载荷机构和平衡机构，所述换向传动机构位于机架的上部，通过轴座与所述机架连接，并分别通过牵引钢绳与载荷机构和平衡机构连接，所述驱动电机通过传动件与换向传动机构连接，通过驱动电机带动换向辊旋转，在换向辊旋转的同时，通过正反螺旋槽推动滑块沿导向杆往复运动，并完成抽油杆上下冲程的切换，换向辊和驱动电机的转速较低，取代了高速旋转部件，结构更加简单、而且抽油杆上下冲程运行平稳，消除了冲击载荷，利于延长抽油杆和抽油泵的寿命。本申请的滚筒换向长冲程低冲次抽油机不仅结构简单、重量轻、节能省材，而且皮实、稳定可靠、便于维修，冲程、冲次调整便捷。

Description

一种长冲程抽油机

技术领域

本发明涉及抽油设备技术领域，特别涉及一种长冲程抽油机。

背景技术

在油田常用的采用油设备中，普遍使用的游梁式抽油机体积大，比较笨重，其减速器往往都重达4-5吨，而且能耗高、载荷性能差且不易实现长冲程。因此，长冲程、低冲次、大排量、重负载抽油机一直是国内外采油设备的研究发展方向。由于抽油机是在地理气候复杂的野外进行连续无看管作业，要求抽油机结构可靠、皮实、便于维修，现有的转向可逆电动机或液压马达带动滚筒正反转，虽然能够实现长冲程抽油，但由于电机逆转和滚筒反转需要耗费较大的能量，十分不利于节能，并且极容易损毁电机或滚筒，可靠性差、不皮实、维修管理不便、平衡效果差。随之出现的天轮式无游梁增程抽油机以其节能、平衡效果好、易实现长冲程等特点，在油田开采业中被广泛应用，其借助双曲柄双连杆机构带动滚轴增程机构推动天轮摆动，并通过绕在天轮上的钢丝绳带动抽油杆作上下往复运动，实现长冲程作业。但其存在的不足之处在于：增程部分运动构件多，结构复杂，容易损坏，可靠性差，同时由于换向驱动和增程机构设置在机架的顶端，现场安装维修困难，制造和操作管理难度大。其次，采用双曲柄双连杆结构，容易形成剪刀差，而且连杆较长，对连杆的材料及制造精度要求较高，给制造、安装都带来较大的难度，增加了整机的重量，加大了制造成本。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种结构简单、节能省材，而且稳定可靠、便于维修，有效实现长冲程、低冲次的长冲程抽油机。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种长冲程抽油机，包括底座、机架、驱动电机、换向传动机构、载荷机构和平衡机构，所述换向传动机构位于机架的上部，通过轴座与所述机架连接，并分别通过牵引钢绳与载荷机构和平衡机构连接，所述驱动电机通过传动件与换向传动机构连接，所述换向传动机构包括换向辊、滑动机构和滑动导向杆，所述滑动导向杆截面为矩形结构，所述换向辊周侧设置首尾连接的正反螺旋槽，所述滑动机构包括滑座和与所述螺旋槽配合的滑块，所述滑动导向杆通过支架与机架连接，载荷机构和平衡机构位于机架的两侧，分别包括通过牵引钢绳与所述换向传动机构连接的钢绳传动构件Ⅰ、Ⅱ，该钢绳传动构件Ⅰ、Ⅱ通过支撑件Ⅰ、Ⅱ与所述机架连接，所述钢绳传动构件Ⅰ、Ⅱ为绳轮，所述牵引钢绳的一端与抽油杆连接，另一端悬挂连接有平衡重。

所述载荷机构和平衡机构位于所述机架的两侧端部，分别包括通过所述牵引钢绳与所述换向传动机构连接的钢绳传动构件Ⅰ、Ⅱ，该钢绳传动构件Ⅰ、Ⅱ分别通过支撑件Ⅰ、Ⅱ与所述机架连接，所述钢绳传动构件Ⅰ、Ⅱ分别包括同轴连接的主动绕绳轮Ⅰ、Ⅱ和被动绕绳轮Ⅰ、Ⅱ，所述主动绕绳轮Ⅰ、Ⅱ通过牵引钢绳与所述换向传动机构连接，所述被动绕绳轮Ⅰ、Ⅱ分别通过钢绳悬挂连接所述平衡重和抽油杆。

所述载荷机构中的支撑件Ⅰ通过销轴与所述机架铰接连接，在支撑件Ⅰ设置定位销钉。

所述钢绳传动构件Ⅰ、Ⅱ包括同轴连接的主动绕绳轮Ⅰ、Ⅱ和被动绕绳轮Ⅰ、Ⅱ，所述主动绕绳轮Ⅰ、Ⅱ通过牵引钢绳与所述换向传动机构连接，所述被动绕绳轮Ⅰ、Ⅱ分别通过钢绳悬挂连接所述平衡重和抽油杆。

所述换向传动机构设置润滑油箱。

所述换向辊为空心结构。

所述平衡重设置导向防摆机构，所述导向防摆机构由与平衡重连接的导向杆和与所述机架连接的导向套组成。

所述载荷机构设置导向轮。

所述滑动导向杆数量为2根。

所述驱动电机采用调速电机。

本发明的长冲程抽油机，其有益效果是：

1）通过驱动电机带动换向辊旋转，在换向辊旋转的同时，通过正反螺旋槽推动滑块沿导向杆往复运动，并完成抽油杆上下冲程的切换，换向辊和驱动电机的转速较低，取代了高速旋转部件，结构更加简单、而且抽油杆上下冲程运行平稳，消除了冲击载荷，利于延长抽油杆和抽油泵的寿命。

2）该抽油机采用牵引钢绳两端直接平衡，故而平衡系数可达95﹪以上，加之由换向辊换向，传动效率较高，可以减小驱动电机规格型号，比之现有技术节能60﹪以上。

3）换向传动机构设置了全封闭的润滑油箱，使之得到有效的防护和润滑，减小了滑块与螺旋槽之间的摩擦，利于延长运动构件的使用寿命，而且可提高传动效率，同时使设备更加稳定可靠，保障在恶劣天气下照常稳定作业。。

4）换向辊采用空心滚筒结构，便于空心滚筒的更换，可进一步有效地节省钢材使用量，降低加工成本。

5）本申请的滚筒换向长冲程低冲次抽油机不仅结构简单、重量轻、节能省材，而且皮实、稳定可靠、便于维修，冲程、冲次调整便捷。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步地说明：

图1是本发明实施例一的结构示意图；

图2是本发明换向辊的平面展开结构示意图；

图3是本发明实施例二的结构示意图；

图4是本发明实施例二中滑座的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例一

如图1、图2所示：本发明的长冲程抽油机，包括底座1、机架3、驱动电机4、换向传动机构、载荷机构和平衡机构。所述换向传动机构位于机架3的上部，通过轴座14与所述机架3连接，并通过牵引钢绳12分别与载荷机构和平衡机构连接。所述驱动电机4通过传动件与换向传动机构连接。所述换向传动机构包括换向辊10、滑动机构和滑动导向杆9，所述滑动导向杆9截面为矩形结构，以防止所述滑动机构转动。所述滑动机构包括滑座8和与之连接的滑块7，所述滑块7与滑座8可采用一体结构。所述换向辊10周侧设置首尾连接的正反螺旋槽11，该螺旋槽11与所述滑块7配合。所述正、反螺旋槽11均小于一个导程，避免正、反螺旋槽11的交叉，保证所述滑块7的导向。正、反螺旋槽11采用径向滑槽互相首尾连接。所述滑动导向杆9通过支架13与所述机架3连接，该支架13可与所述轴座14一体设置，也可单独设置于轴座14的一侧，直接与所述机架3连接。所述载荷机构和平衡机构位于所述机架3的两侧端部，分别包括通过所述牵引钢绳12与所述换向传动机构连接的钢绳传动构件Ⅰ5、Ⅱ15，该钢绳传动构件Ⅰ5、Ⅱ15通过支撑件Ⅰ6、Ⅱ16与所述机架3连接，所述钢绳传动构件Ⅰ5、Ⅱ15可以为绳轮。所述牵引钢绳12的载荷端与抽油杆17连接，牵引钢绳12的平衡端悬挂连接有平衡重2。所述驱动电机4采用调速电机，可以通过旋转速度的调整适应抽油机在各种冲次下的运行。

该抽油机运行时，所述驱动电机4带动换向辊10旋转，换向辊10上的正（反）螺旋槽11推动所述滑块7并带动牵引钢绳12向平衡侧（载荷侧）移动，由牵引钢绳12带动抽油杆17上（下）行。当所述滑块7移动至正（反）螺旋槽11尾端时，随着驱动电机4的旋转，滑块7沿所述径向滑槽移至反（正）螺旋槽11的首端。而后由换向辊10上的反（正）螺旋槽11推动所述滑块7并带动牵引钢绳12向载荷侧（平衡侧）移动，由牵引钢绳12带动抽油杆17下（上）行，即完成抽油泵的一个冲程。该抽油机采用牵引钢绳12两端直接平衡，故而能够达到最佳的平衡效果，平衡系数可达95﹪以上，加之由换向辊10进行传动换向，传动效率较高，由此可以减小驱动电机规格型号，比之现有技术节能在60﹪以上。

实施例二

如图3、图4所示：本实施例的长冲程抽油机，包括底座1、机架3、驱动电机4、换向传动机构、载荷机构和平衡机构。所述换向传动机构位于机架3的上部，通过轴座14与所述机架3连接，并通过牵引钢绳12分别与载荷机构和平衡机构连接。所述驱动电机通过传动件与换向传动机构连接。所述换向传动机构包括换向辊10、滑动机构和滑动导向杆9，所述滑动导向杆9可设置为2根圆杆，以有效地防止所述滑动机构转动，且能减小导向杆9与滑动机构之间的摩擦力。所述滑动机构包括滑座8和与之活动连接的滑块7，所述滑块7与换向辊10的正反螺旋槽11配合，滑块7属于消耗配件，与滑座8活动连接，便于维修更换，减少维修成本。所述换向辊10周侧设置首尾连接的正反螺旋槽11，正、反螺旋槽11均小于一个导程，避免正、反螺旋槽11之间的交叉，保证所述滑块7的导向。正、反螺旋槽11之间采用径向滑槽互相首尾连接。所述换向辊11为空心结构，利于减轻重量，也便于加工制作。所述滑动导向杆9通过支架13与所述机架3连接，该支架13可与所述轴座14一体设置，也可单独设置于轴座14的一侧，直接与所述机架3连接。为减小滑块7与所述滑槽11之间的摩擦力，所述换向机构可设置润滑油箱20。所述载荷机构和平衡机构位于所述机架3的两侧端部，分别包括通过所述牵引钢绳12与所述换向传动机构连接的钢绳传动构件Ⅰ、Ⅱ，该钢绳传动构件Ⅰ、Ⅱ分别通过支撑件Ⅰ6、Ⅱ16与所述机架3连接，所述钢绳传动构件Ⅰ、Ⅱ分别包括同轴连接的主动绕绳轮Ⅰ26、Ⅱ24和被动绕绳轮Ⅰ27、Ⅱ23、，所述主动绕绳轮Ⅰ26、Ⅱ24通过牵引钢绳12与所述换向传动机构连接，所述被动绕绳轮Ⅰ27、Ⅱ23分别通过钢绳悬挂连接平衡重2和抽油杆17。采用该结构可以通过调整主动绕绳轮Ⅰ26、Ⅱ24和被动绕绳轮Ⅰ27、Ⅱ23的直径及其传动比减少换向辊10的长度，并可通过更换被动绕绳轮Ⅱ23调整抽油机的冲程。所述驱动电机4采用调速电机，可以通过旋转速度的调整适应各种冲次下的运行。为保证抽油杆17在运行中始终对准井口中心，防止出现偏磨，所述载荷机构设置导向轮25，使被动绕绳轮Ⅱ23的钢绳穿过导向轮25后悬挂抽油杆17。为了便于修井时被动绕绳轮Ⅱ23和导向轮25方便地偏离井口，所述载荷机构中的支撑件Ⅱ16通过销轴21与所述机架3铰接连接，可以侧转。在支撑件Ⅱ16设置定位销钉22，可保证被动绕绳轮Ⅱ23上钢绳悬挂的抽油杆17稳定地对准油井井口。所述平衡重2设置导向防摆机构，所述导向防摆机构由与平衡重2连接的导向杆18和与所述机架3连接的导向套19组成。

Claims (10)

1.一种长冲程抽油机，包括底座、机架、驱动电机、换向传动机构、载荷机构和平衡机构，其特征在于：所述换向传动机构位于机架的上部，通过轴座与所述机架连接，并分别通过牵引钢绳与载荷机构和平衡机构连接，所述驱动电机通过传动件与换向传动机构连接，所述换向传动机构包括换向辊、滑动机构和滑动导向杆，所述滑动导向杆截面为矩形结构，所述换向辊周侧设置首尾连接的正反螺旋槽，所述滑动机构包括滑座和与所述螺旋槽配合的滑块，所述滑动导向杆通过支架与机架连接，载荷机构和平衡机构位于机架的两侧，并且分别包括通过牵引钢绳与所述换向传动机构连接的钢绳传动构件Ⅰ、Ⅱ，该钢绳传动构件Ⅰ、Ⅱ通过支撑件Ⅰ、Ⅱ与所述机架连接，所述钢绳传动构件Ⅰ、Ⅱ为绳轮，所述牵引钢绳的一端与抽油杆连接，另一端悬挂连接有平衡重。

2.如权利要求1所述的抽油机，其特征在于：所述载荷机构和平衡机构位于所述机架的两侧端部，分别包括通过所述牵引钢绳与所述换向传动机构连接的钢绳传动构件Ⅰ、Ⅱ，该钢绳传动构件Ⅰ、Ⅱ分别通过支撑件Ⅰ、Ⅱ与所述机架连接，所述钢绳传动构件Ⅰ、Ⅱ分别包括同轴连接的主动绕绳轮Ⅰ、Ⅱ和被动绕绳轮Ⅰ、Ⅱ，所述主动绕绳轮Ⅰ、Ⅱ通过牵引钢绳与所述换向传动机构连接，所述被动绕绳轮Ⅰ、Ⅱ分别通过钢绳悬挂连接平衡重和抽油杆。

3.如权利要求2所述的抽油机，其特征在于：所述载荷机构中的支撑件Ⅰ通过销轴与所述机架铰接连接，在支撑件Ⅰ设置定位销钉。

4.如权利要求2所述的抽油机，其特征在于：所述钢绳传动构件Ⅰ、Ⅱ包括同轴连接的主动绕绳轮Ⅰ、Ⅱ和被动绕绳轮Ⅰ、Ⅱ，所述主动绕绳轮Ⅰ、Ⅱ通过牵引钢绳与所述换向传动机构连接，所述被动绕绳轮Ⅰ、Ⅱ分别通过钢绳悬挂连接所述平衡重和抽油杆。

5.如权利要求1或2或3或4所述的抽油机，其特征在于：所述换向传动机构设置润滑油箱。

6.如权利要求1或2或3或4所述的抽油机，其特征在于：所述换向辊为空心结构。

7.如权利要求1或2或3或4所述的抽油机，其特征在于：所述平衡重设置导向防摆机构，所述导向防摆机构由与平衡重连接的导向杆和与所述机架连接的导向套组成。

8.如权利要求1或2或3或4所述的抽油机，其特征在于：所述载荷机构设置导向轮。

9.如权利要求1或2或3或4所述的抽油机，其特征在于：所述滑动导向杆数量为2根。

10.如权利要求1或2或3或4所述的抽油机，其特征在于：所述驱动电机采用调速电机。