CN104775795A - 游梁式抽油机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种游梁式抽油机，包括支架、减速器、曲柄、连杆、游梁、驴头、恒温加热器、平衡臂、平衡块和支撑杆，游梁活动连接在支架上，驴头固定在游梁的一端，平衡臂活动连接在游梁的另一端，平衡块固定在平衡臂上，支撑杆的一端活动连接在支架上，另一端活动连接在平衡臂上；减速器与曲柄连接，连杆活动连接在曲柄与游梁之间，恒温加热器固定设置在减速器的箱体内用于加热润滑油。本发明能够解决以下两个技术问题，一是能在驴头运动到上止点时减小电机的峰值电流，以及在驴头运动到下止点时减小电机的峰值电流和减速器的峰值扭矩，二是能够防止减速器内的润滑油在低温状态下结冰或变成粘稠状态。
Description
技术领域
本发明涉及采油机械技术领域，具体地说涉及一种超低冲次运转的游梁式抽油机，能够实现在温度较低的工况下顺利采油。
背景技术
在石油开采行业中，通常采用游梁式抽油机将石油从油井中抽出，目前，常规的游梁式抽油机一般由悬绳器、驴头、游梁、连杆、减速器、曲柄、平衡装置、底座、支架和电机等组成。如中国专利号“201010143444.2”在2011年9月21日公开了一种异型游梁增程复合平衡抽油机，其技术方案为所述抽油机由底座、刹车系统、电动机装置、减速器、减速器的输出轴两端上的两个曲柄、曲柄上的主平衡重、连杆、横梁、后异型游梁、前异型游梁、前异型游梁上的横担梁、辅助平衡重、支架所组成。电动机装置的动力，经皮带轮、减速器的输入轴和输出轴两端上的曲柄、连杆、横梁、后异型游梁，使前异型游梁的长臂有规律的上下摆动，从而通过固定在前异型游梁的长臂前端驴头上的钢丝绳组带动悬点载荷，做有规律的上下交替往复垂直直线运动，达到抽吸原油的目的。但该专利在实际使用过程中，仍然存在以下缺陷：
一、在抽油过程中，当驴头运行到上止点位置和下止点位置时，游梁的平衡重心均不在距离游梁支承水平中心线较小距离处，平衡重量所产生平衡力矩较小，且由于驴头在上下止点位置的动载加速度处于最大，抽油机驴头上承受最大动载，需要的平衡力矩也需要最大，此时就靠电机消耗能量来克服，因此电机的峰值电流最大，电机能耗较高产生的。二、曲柄上设置有配重平衡块，抽油机驴头处于上下止点位置时，平衡块位置处于力矩从动轴轴心线最近的下方或上方，所产生的平衡力矩最小，由于抽油机在上下止点位置动载加速度处于最大，抽油机驴头上承受最大动载，需要的平衡力矩也需要最大，此时就靠电机消耗能量来克服，因此抽油机必须使用大功率电机才能驱动抽油机运转，进一步导致电机的能耗较高。三、游梁平衡式抽油机在设计时设定了平衡块重心的一定得偏置角度和距离，在抽油机运转时无法随时自动调整平衡块重心位置而是抽油机在上下止点位置获得最大或最小平衡力矩。
另外，现有常规游梁式抽油机用减速器的轴承大多数是靠设置在箱体上的油槽和齿轮啮合飞溅的润滑油来实现润滑的。但由于某些类型油气的含水量大，其附着力较小，需要超低冲次运转（0.18~9次/min)才能顺利抽出油气，而抽油机又是在野外工作，特别是在新疆克拉玛依油田等地，其冬季气温很低，最低室外温度可低至-30~0℃，此时减速器箱体内的润滑油均是处于粘稠状态或结冰状态，箱体内的润滑油难以顺畅流动，相应地减少了齿轮啮合飞溅的润滑油量，导致轴承的润滑效果差，进而导致抽油机不能正常工作。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中游梁式抽油机存在的上述问题，提供一种游梁式抽油机，本发明能够解决以下两个技术问题，一是能够在驴头运动到上止点时减小电机的峰值电流，以及在驴头运动到下止点时减小电机的峰值电流和减速器的峰值扭矩，达到降低能耗的目的，二是能够防止减速器内的润滑油在低温状态下结冰或变成粘稠状态，使减速器轴承始终处于有效润滑状态。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种游梁式抽油机，其特征在于：包括支架、减速器、曲柄、连杆、游梁、驴头、恒温加热器、平衡臂、平衡块和支撑杆，所述游梁活动连接在支架上，所述驴头固定在游梁的一端，所述平衡臂活动连接在游梁的另一端，所述平衡块固定在平衡臂上，所述支撑杆的一端活动连接在支架上，另一端活动连接在平衡臂上，游梁与支撑杆配合带动平衡块摆动；所述减速器与曲柄连接，所述连杆活动连接在曲柄与游梁之间，所述恒温加热器固定设置在减速器的箱体内用于加热润滑油。
所述恒温加热器的数量为两个，两个恒温加热器分别固定在减速器的从动轴齿轮两侧的箱体内壁上，且恒温加热器的下部位于润滑油液面下方。
所述恒温加热器的外表面设置有由不锈钢制成的保护层。
所述支撑杆的一端铰接连接在支架上，另一端铰接连接在平衡臂的中部，且当驴头运动到上止点位置时，游梁的中心线与平衡臂的中心线位于同一直线上；当驴头运动到下止点位置时，游梁的中心线与平衡臂的中心线相垂直。
所述减速器内还设置有接油槽，所述接油槽的两端分别固定在箱体两侧壁的内表面上，所述接油槽位于减速器的主动齿轮轴的正下方，且主动齿轮轴轴承的下部位于接油槽下方。
所述接油槽两端的下部设置有垂直于接油槽的连接片，所述接油槽通过连接片和螺栓与减速器的箱体连接。
所述接油槽的槽底向下凹陷形成导流沟。
所述接油槽的两端分别设置有用于向主动齿轮轴轴承涂抹润滑油的软质涂抹件。
采用本发明的优点在于：
一、本发明中，由于平衡臂活动连接在游梁的端部，且支撑杆的两端分别与平衡臂和支架活动连接，因此，游梁能够带动平衡臂以支撑杆为支点而上下摆动。这样，在抽油过程中，当驴头进行上冲程运动时，游梁与平衡臂之间的水平线夹角增大，平衡块的重心不断变化，特别是当驴头运动到上止点位置时，平衡臂与游梁处于同一直线上，此时的平衡臂最长，即此时平衡臂的长度相当于平衡臂与游梁的长度之和，达到了最大平衡力矩，减小了电机的峰值电流；而在驴头进行下冲程运动时，游梁与平衡臂之间的水平线夹角减小，平衡块的重心同样不断变化，特别是当驴头运动到下止点位置时，平衡臂最短，达到了最小的平衡力矩，减小了电机的峰值电流和减速器的峰值扭矩，从而能够有效降低能耗，实现节能和降低生产成本的目的。而设置在减速器箱体内的恒温加热器能够根据润滑油的温度实时加热润滑油，具有加热效果好、加热速度快和智能加热的优点，能够保证润滑油温度恒定在设定流动性好的范围内，即使在寒冷的冬季，也能保证润滑油具有较好的流动性和润滑性能，既能够避免因润滑油的流动性差而将润滑油回油油道堵塞的现象，又能够防止润滑油结冰或者变成粘稠状态，使减速器轴承始终处于有效润滑状态，进而使得减速器在低温状态下顺利运转成为现实，不仅更好地保护了减速器，还使得抽油机能够在低温状态下抽油，大幅提高了生产效率。
二、本发明中，由于从动轴齿轮下方的润滑油较多，以及从动轴齿轮处的空间较为合理，再加上从动轴齿轮对箱体内润滑油的搅拌力度最大，因此将两个恒温加热器分别设置在从动轴齿轮两侧的箱体内壁上的结构，能够在从动轴齿轮的带动下快速加热箱体内的所有润滑油，从而使润滑油的流动性更好。
三、本发明在恒温加热器的外表面设置不锈钢保护层，提高了恒温加热器对原油及其制品介质抗腐蚀的性能，进而能够延长恒温加热器的使用寿命。
四、本发明中，支撑杆铰接连接在平衡臂中部的结构，能在抽油过程中实现最长平衡臂和最短平衡臂，从而能够在驴头位于上止点和下止点位置时大幅降低电机的峰值电流。
五、本发明中，将接油槽固定设置在减速器的主动齿轮轴正下方，在重力和离心力的作用下，该设置方式能够最大化地接收来自主动轴齿轮上的润滑油。另外，接油槽的两端分别固定在箱体两侧壁的内表面上，表明接油槽的长度与该两侧壁之间的距离相适配，这也增大了接油面积。采用上述结构的配合，就能够使接收到的润滑油油量更加充足，保证主动齿轮轴轴承在工作时始终处于有效润滑状态，大幅提高了减速器的使用寿命。
六、本发明中，接油槽通过与其垂直的连接片和螺栓固定在箱体上，既具有方便安装拆卸的优点，又能够引导接油槽内的润滑油快速而准确地流至主动齿轮轴轴承上。
七、本发明中，接油槽的槽底向下凹陷形成导流沟，通过导流沟避免接油槽内的润滑油无序流动，进而引导润滑油准确地流至主动齿轮轴轴承上，有利于提高主动齿轮轴轴承的润滑效果。
八、本发明中，通过软质涂抹件将接油槽内的润滑油涂抹至主动齿轮轴轴承上，能够增大主动齿轮轴轴承的润滑面积；同时，通过软质涂抹件能够将接油槽内的润滑油持续均匀涂抹至主动齿轮轴轴承上，进一步提高了主动齿轮轴轴承的润滑效果。另外，由于软质涂抹件的特性，即使减速器停止运转，涂抹件上也带有一定余量的润滑油，这样在减速器刚启动时就能够润滑主动齿轮轴轴承，能够减少主动齿轮轴轴承启动时的磨损。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中减速器的主视结构示意图。
图3为本发明中减速器的俯视结构示意图。
图4为图3的右视剖面结构示意图。
图5为本发明中接油槽的结构示意图。
图中标记为：1、支架，2、游梁，3、驴头，4、平衡臂，5、平衡块，6、支撑杆，7、曲柄，8、连杆，9、电机，10、减速器，11、箱体，12、主动齿轮轴轴承，13、接油槽，14、连接片，15、导流沟，16、涂抹件，17、恒温加热器，18、从动轴齿轮，19、主动齿轮轴。
具体实施方式
实施例1
一种游梁式抽油机，包括支架1、电机9、减速器10、曲柄7、连杆8、游梁2、驴头3、恒温加热器17、平衡臂4、平衡块5和支撑杆6，所述游梁2活动连接在支架1上，所述驴头3固定在游梁2的一端，所述平衡臂4活动连接在游梁2的另一端，所述平衡块5固定在平衡臂4上，所述支撑杆6的一端活动连接在支架1上，另一端活动连接在平衡臂4上，游梁2与支撑杆6配合带动平衡块5摆动；所述电机9与减速器10连接，所述减速器10与曲柄7连接用于带动曲柄7转动，所述连杆8活动连接在曲柄7与游梁2之间，曲柄7通过连杆8带动游梁2摆动，所述恒温加热器17固定设置在减速器10的箱体11内用于加热润滑油。
本实施例中，所述恒温加热器17为棒状加热器，恒温加热器17采用特殊矿物绝缘（MI）加热电缆（或高性能合金电热管作为发热元件，其结构坚实，抗弯强度高，具有小巧、密封性能好，绝缘性能高而且防爆特点，防爆等级达到d II B T1-T6，加热器内置了恒温控制器具有可调性，温度可调范围为30~40℃。进一步的，恒温加热器17的外表面设置有由不锈钢制成的保护层，
本实施例中，所述恒温加热器17的数量为两个，两个恒温加热器17分别固定在减速器10的从动轴齿轮18两侧的箱体11内壁上，且恒温加热器17的下部位于润滑油液面下方。当然，根据实际情况，所述恒温加热器17的数量可以为三个、四个或更多个。
本实施例中，在冬季可以使用夏季齿轮润滑油，这样就可以减少冬季更换齿轮润滑油时间，大大降低了抽油机运行润滑油成本，降低了抽油机的维护工的劳动强度。
实施例2
一种游梁式抽油机，包括支架1、电机9、减速器10、曲柄7、连杆8、游梁2、驴头3、恒温加热器17、平衡臂4、平衡块5和支撑杆6，所述游梁2活动连接在支架1上，所述驴头3固定在游梁2的一端，所述平衡臂4活动连接在游梁2的另一端，所述平衡块5固定在平衡臂4上，所述支撑杆6的一端活动连接在支架1上，另一端活动连接在平衡臂4上，游梁2与支撑杆6配合带动平衡块5摆动；所述电机9与减速器10连接，所述减速器10与曲柄7连接用于带动曲柄7转动，所述连杆8活动连接在曲柄7与游梁2之间，曲柄7通过连杆8带动游梁2摆动，所述恒温加热器17固定设置在减速器10的箱体11内用于加热润滑油。
本实施例中，所述平衡臂4与游梁2铰接连接，所述支撑杆6的一端铰接连接在支架1上，另一端铰接连接在平衡臂4的中部，且当驴头3运动到上止点位置时，游梁2的中心线与平衡臂4的中心线位于同一直线上；当驴头3运动到下止点位置时，游梁2的中心线与平衡臂4的中心线相垂直。
实施例3
一种游梁式抽油机，包括支架1、电机9、减速器10、曲柄7、连杆8、游梁2、驴头3、恒温加热器17、平衡臂4、平衡块5和支撑杆6，所述游梁2活动连接在支架1上，所述驴头3固定在游梁2的一端，所述平衡臂4活动连接在游梁2的另一端，所述平衡块5固定在平衡臂4上，所述支撑杆6的一端活动连接在支架1上，另一端活动连接在平衡臂4上，游梁2与支撑杆6配合带动平衡块5摆动；所述电机9与减速器10连接，所述减速器10与曲柄7连接用于带动曲柄7转动，所述连杆8活动连接在曲柄7与游梁2之间，曲柄7通过连杆8带动游梁2摆动，所述恒温加热器17固定设置在减速器10的箱体11内用于加热润滑油。
本实施例中，所述减速器10内设置有接油槽13，所述接油槽13的两端分别固定在箱体11两侧壁的内表面上，所述接油槽13位于减速器10的主动齿轮轴19的正下方，且主动齿轮轴轴承12的下部位于接油槽13下方。
进一步的，所述接油槽13两端的下部设置有垂直于接油槽13的连接片14，所述接油槽13通过连接片14和螺栓与减速器10的箱体11连接。
更进一步的，所述接油槽13的长度与箱体11两侧壁之间的距离相适配，安装完成后，连接片14与箱体11之间紧密结合。为了防止接油槽13内的润滑油从连接片14与箱体11之间流走，优选在连接片14与箱体11之间设置密封件。
本实施例中，所述接油槽13的槽底向下凹陷形成导流沟15，接油槽13内的润滑油通过导流沟15分别准确地流向两个轴承。
本实施例中，所述接油槽13的两端分别设置有用于向主动齿轮轴轴承12涂抹润滑油的软质涂抹件16，接油槽13内的润滑油通过软质涂抹件16涂抹至主动齿轮轴轴承12上。
本实施例中，所述涂抹件16的长度与接油槽13的宽度相同，且优选涂抹件16的厚度大于0.5cm，这就使得接油槽13内始终有0.5cm的存油，进而能够在减速器10工作时，将接油槽13内的润滑油持续均匀地涂抹至主动齿轮轴轴承12上。
进一步的，所述软质涂抹件16优选由耐腐蚀的软质橡胶材料制成。
本发明的实施原理为：抽油时，电机9带动减速器10运转，减速器10通过曲柄7和连杆8带动游梁2上的驴头3摆动，当驴头3进行上冲程运动时，游梁2与平衡臂4之间的水平线夹角增大，平衡块5的重心逐渐下移，在驴头3运动到上止点位置时，平衡块5的重心处于最低点，且平衡臂4与游梁2处于同一直线上，此时的平衡臂4最长，即此时平衡臂4的长度相当于平衡臂4与游梁2的长度之和，达到了最大的平衡力矩，减小了电机9的峰值电流；而当驴头3进行下冲程运动时，游梁2与平衡臂4之间的水平线夹角减小，平衡块5的重心逐渐上移，特别是当驴头3运动到下止点位置时，平衡块5的重心处于最高处，此时的平衡臂4最短，达到了最小的平衡力矩，减小了电机9的峰值电流和减速器10的峰值扭矩，进而能够有效降低能耗和降低生产成本。另外，设置在减速器10箱体11内的恒温加热器17能够根据润滑油的温度实时加热润滑油，保证润滑油的温度恒定在设定流动性好的范围内，即使在寒冷的冬季，也能保证润滑油具有较好的流动性和润滑性能。而设置在主动齿轮轴19正下方的接油盘则保证抽油机在超低冲次运转时能够更好地润滑主动齿轮轴轴承12。
Claims (8)
1.一种游梁式抽油机，其特征在于：包括支架（1）、减速器（10）、曲柄（7）、连杆（8）、游梁（2）、驴头（3）、恒温加热器（17）、平衡臂（4）、平衡块（5）和支撑杆（6），所述游梁（2）活动连接在支架（1）上，所述驴头（3）固定在游梁（2）的一端，所述平衡臂（4）活动连接在游梁（2）的另一端，所述平衡块（5）固定在平衡臂（4）上，所述支撑杆（6）的一端活动连接在支架（1）上，另一端活动连接在平衡臂（4）上，游梁（2）与支撑杆（6）配合带动平衡块（5）摆动；所述减速器（10）与曲柄（7）连接，所述连杆（8）活动连接在曲柄（7）与游梁（2）之间，所述恒温加热器（17）固定设置在减速器（10）的箱体（11）内用于加热润滑油。
2.如权利要求1所述的一种游梁式抽油机，其特征在于：所述恒温加热器（17）的数量为两个，两个恒温加热器（17）分别固定在减速器（10）的从动轴齿轮（18）两侧的箱体（11）内壁上，且恒温加热器（17）的下部位于润滑油液面下方。
3.如权利要求1或2所述的一种游梁式抽油机，其特征在于：所述恒温加热器（17）的外表面设置有由不锈钢制成的保护层。
4.如权利要求1或2所述的一种游梁式抽油机，其特征在于：所述支撑杆（6）的一端铰接连接在支架（1）上，另一端铰接连接在平衡臂（4）的中部，且当驴头（3）运动到上止点位置时，游梁（2）的中心线与平衡臂（4）的中心线位于同一直线上；当驴头（3）运动到下止点位置时，游梁（2）的中心线与平衡臂（4）的中心线相垂直。
5.如权利要求1所述的一种游梁式抽油机，其特征在于：其特征在于：所述减速器（10）内还设置有接油槽（13），所述接油槽（13）的两端分别固定在箱体（11）两侧壁的内表面上，所述接油槽（13）位于减速器（10）的主动齿轮轴（19）的正下方，且主动齿轮轴轴承（12）的下部位于接油槽（13）下方。
6.如权利要求5所述的一种游梁式抽油机，其特征在于：所述接油槽（13）两端的下部设置有垂直于接油槽（13）的连接片（14），所述接油槽（13）通过连接片（14）和螺栓与减速器（10）的箱体（11）连接。
7.如权利要求5所述的一种游梁式抽油机，其特征在于：所述接油槽（13）的槽底向下凹陷形成导流沟（15）。
8.如权利要求5—7中任一项所述的一种游梁式抽油机，其特征在于：所述接油槽（13）的两端分别设置有用于向主动齿轮轴轴承（12）涂抹润滑油的软质涂抹件（16）。
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