CN104895532A - 一种链条传动换向矮支架倍程长冲程抽油机及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种链条传动换向矮支架倍程长冲程抽油机及使用方法，其技术方案是在底座总成上安装制动系统和支架总成，支架总成的高度可小于抽油机的冲程，在支架总成上安装换向机构总成、滑车总成、负荷钢丝绳总成、配重箱总成；负荷钢丝绳总成的一端固定在支架中部，另一端绕过滑车总成上的滑车支承滑轮组连接抽油系统光杆卡子，根据动滑轮工作原理使系统光杆卡子的行程是滑车总成行程的两倍，滑车总成在换向机构总成的带动下，作上下往复直线运动。本发明利用链条传动换向和矮支架倍程长冲程结构使抽油机高度尺寸小、冲程长、结构紧凑，机构简单；运动平稳，制动可靠；电动机不换向，效率高，噪音低；抽油机静态高度可小于抽油机冲程长度。

Description

一种链条传动换向矮支架倍程长冲程抽油机及使用方法

技术领域

本发明涉及一种石油工业用的采油机械，特别涉及一种链条传动换向矮支架倍程长冲程抽油机及使用方法。

背景技术

    目前，油田采油使用的抽油机种类很多，游梁式抽油机部件多，安装工作量大，效率低，设备保养维护复杂,装机功率大，能源消耗大，负载变化大，冲程短。液压抽油机能耗高、效率低；链条抽油机噪声大、漏油污染环境；电机正反转抽油机启动电流大，效率低。现有的抽油机因传动原理和结构限制，或冲程小，或冲程受限，或抽油机高度太大运输受限、安装不便。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种链条传动换向矮支架倍程长冲程抽油机及使用方法，利用链条传动换向和矮支架倍程长冲程结构使抽油机高度尺寸小、冲程长、结构紧凑，机构简单。

本发明提到的链条传动换向矮支架倍程长冲程抽油机，包括底座总成（1）、支架总成（2）、换向机构总成、滑车总成（4）、负荷钢丝绳总成（5）、配重箱总成（6）、配重钢丝绳总成（7）、动力总成（8）、传动链条（9）、制动系统（10）、电控系统（11），在底座总成（1）上安装制动系统（10），电控系统（11）为抽油机的控制部分；所述的支架总成（2）的高度可小于抽油机的冲程，抽油机静态高度可小于抽油机冲程长度；

所述的底座总成（1）为钢制底座，用于安装动力总成（8）、制动系统（10）和支架总成（2），支架总成（2）主要为焊制钢结构，安装在底座总成（1）上，支架总成（2）顶部设有两组配重钢丝绳总成（7）的支承滑轮组（2.1），中部设有负荷钢丝绳总成（5）的固定轮组（2.2），安装链条换向机构总成（3），支架设有滑车滑道（2.3），所述滑车总成（4）沿着滑车滑道（2.3）做上下往复运动；

所述负荷钢丝绳总成（5）的一端固定在支架中部，另一端绕过滑车总成（4）上的滑车支承滑轮组连接抽油系统光杆卡子，根据动滑轮工作原理使系统光杆卡子的行程是滑车总成（4）行程的两倍，滑车总成（4）在换向机构总成的带动下，作上下往复直线运动；

所述的动力总成（8）通过传动链条（9）驱动换向机构总成，并形成滑车总成（4）的上下往复运动；配重箱总成（6）沿支架外侧滑动，上端连接配重钢丝绳总成（7），配重钢丝绳总成（7）一端固定于配重箱总成（6）上端，另一端绕过配重箱支承滑轮组固定于滑车总成（4）上，对于滑车总成（4）的上下运动起到配重平衡作用。

上述的滑车总成（4）顶部设有负荷钢丝绳总成（5）的滑车支承滑轮组（4.1），下部设有换向滚道（4.2），换向机构总成的换向担杠上的滚轮（4.4）可在换向滚道（4.2）内前后滚动，滑车总成（4）两侧设有扶正滚轮或扶正滑块（4.3），与支架的滑车滑道（2.3）配合。

上述的换向机构总成可以是链条传动换向机构（3），或者是液压油缸液压系统换向机构，或者是同步带传动换向机构，或者是螺旋丝杠正反转换向机构，或者是往复丝杠换向机构，或者是齿轮齿条换向机构。

上述的链条传动换向机构（3）由两个上链轮总成（3.1）、两个下链轮总成（3.2）和两组链条（3.3）组成，两组链条（3.3）上各有一个特殊链节（3.4），两个特殊链节始终处于同一水平位置，两个特殊链节间有换向担杠（3.5）连接，换向担杠中间安装有滚轮；

抽油机换向时，动力总成（8）输出动力通过传动链条（9）驱动链条换向机构总成（3）的下链轮转动，下链轮驱动上下链轮之间的链条（3.3）运动，链条（3.3）中的特殊链节随链条（3.3）作长圆轨迹运动，两个特殊链节始终处于同一水平位置，两个特殊链节间的换向担杠始终处于水平状态并和滚轮一起作长圆轨迹运动，滚轮在滑车总成（4）的换向滚道中前后水平滚动，带动滑车总成（4）沿支架上的滑道作上下往复直线运动，实现抽油机换向。

上述的负荷钢丝绳总成（5）和配重钢丝绳总成（7）均为多股钢丝绳。

上述的支架总成（2）顶部的支承滑轮组（2.1）和滑车总成顶部的滑车支承滑轮组（4.1）为多个单独可转动的滑轮组成，亦可以是一个滑轮有两个或两个以上轮槽的单个滑轮或多个滑轮组成。

上述的特殊链节包括担杠连接耳轴（10.1）、插孔（10.2）、凹槽（10.3）、主体（10.4），所述的主体（10.4）的一侧设有担杠连接耳轴（10.1），下侧设有多组凹槽（10.3），凹槽（10.3）的下部开口，多组凹槽（10.3）之间设有插孔（10.2）。

另外，本发明提到的链条传动换向矮支架倍程长冲程抽油机的使用方法，包括以下步骤：

抽油机装配完成，系统未启动时，配重箱总成（6）在重力作用下位于行程的底部，系统启动后，动力总成（8）输出动力通过链轮链条传动副驱动链传动换向机构（3）工作，电动机始终一个方向连续转动，链传动换向机构通过链节、换向担杠、换向滚轮、换向滚道带动滑车总成（4）作连续上下往复直线运动；抽油机采油系统安装完成后，抽油机上冲程时，抽油机动力和配重系统重力共同作用使抽油系统杆柱上行，杆柱带动井下泵举升井液；抽油机下冲程时，抽油机动力和抽油系统杆柱重力共同作用使抽油机配重箱上行，杆柱系统下行，井液进入井下泵；如此，抽油机上下冲程连续交替工作实现抽油系统连续采油，制动系统可使抽油机在任何状态即时可靠制动，不人为操作不会移动。

本发明的有益效果是：电动机带动双输出减速机输出动力通过链轮链条传动副驱动链条传动换向机构工作，链轮链条通过特殊链节、换向担杠、换向滚轮、滑车上的换向滚道带动滑车在抽油机支架滑道上作上下往复直线运动；抽油机支架顶部设有配重钢丝绳支承滑轮组；滑车顶部设有负荷钢丝绳支承滑轮组；配重钢丝绳一端固定在配重箱上，另一端绕过配重钢丝绳支承滑轮组与滑车连接；负荷钢丝绳一端固定在抽油机支架中部，另一端绕过负荷钢丝绳支承滑轮组连接抽油系统光杆卡子连接抽油系统杆柱。滑车向上运动时，抽油机的动力和配重系统的重力（拉力）共同作用拉动抽油系统杆柱向上运动，抽油系统井下抽油泵实现井液举升，此为抽油机上冲程；滑车向下运动时，抽油机动力和抽油系统杆柱拉力（重力）共同作用拉动配重箱上行，抽油系统杆柱下行，井液进入井下泵内，此为抽油机下冲程；抽油机上下冲程连续交替变换实现抽油系统连续举升井液，实现抽油系统连续采油；

本发明利用链条传动换向和矮支架倍程长冲程结构使抽油机高度尺寸小、冲程长、结构紧凑，机构简单；运动平稳，制动可靠；电动机不换向，效率高，噪音低；抽油机静态高度可小于抽油机冲程长度。

附图说明

附图1是本发明的整体结构侧视图；

附图2是本发明的整体结构主视图

附图3是本发明的整体结构俯视图；

附图4是支架总成的结构图；

附图5是支架总成的侧视图；

附图6是滑车总成的结构图；

附图7是滑车总成的侧视图；

附图8是链条换向机构总成的结构图；

附图9是链条换向机构总成的侧视图；

附图10是特殊链节的结构图；

附图11是图8中的A部放大图；

上图中：底座总成1、支架总成2、链条换向机构总成3、滑车总成4、负荷钢丝绳总成5、配重箱总成6、配重钢丝绳总成7、动力总成8、传动链条9、制动系统10、电控系统11；支承滑轮组2.1、固定轮组2.2、滑车滑道2.3，上链轮总成3.1、下链轮总成3.2、链条3.3、链节3.4、换向担杠3.5、连接套3.6，担杠连接耳轴10.1、插孔10.2、凹槽10.3、主体10.4。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明的实施例的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明：

参照附图1-2，本发明提到的一种链条传动换向矮支架倍程长冲程抽油机，包括底座总成1、支架总成2、换向机构总成、滑车总成4、负荷钢丝绳总成5、配重箱总成6、配重钢丝绳总成7、动力总成8、传动链条9、制动系统10、电控系统11，在底座总成1上安装制动系统10，电控系统11为抽油机的控制部分；所述的支架总成2的高度可小于抽油机的冲程，抽油机静态高度可小于抽油机冲程长度，抽油机为矮支架；抽油机滑车总成4的顶端可超出抽油机的支架总成2若干米；动力总成8由电动机、联轴器、减速箱、主动链轮等组成，两主动链轮通过两组传动链条9驱动链条换向机构总成3中的两个下链轮总成中的链轮转动；制动系统10可使抽油机系统随时可靠地制动并停止运行；电控系统11保证抽油机按要求可靠工作。                

参照附图3-5，底座总成1为钢制底座，用于安装动力总成8、制动系统10和支架总成2，支架总成2主要为焊制钢结构，安装在底座总成1上，支架总成2顶部设有两组配重钢丝绳总成7的支承滑轮组2.1，中部设有负荷钢丝绳总成5的固定轮组2.2，安装链条换向机构总成3，支架设有滑车滑道2.3，所述滑车总成4沿着滑车滑道2.3做上下往复运动；

所述负荷钢丝绳总成5的一端固定在支架中部，另一端绕过滑车总成4上的滑车支承滑轮组连接抽油系统光杆卡子，根据动滑轮工作原理使系统光杆卡子的行程是滑车总成4行程的两倍，滑车总成4在换向机构总成的带动下，作上下往复直线运动；

所述的动力总成8通过传动链条9驱动换向机构总成，并形成滑车总成4的上下往复运动；配重箱总成6沿支架外侧滑动，上端连接配重钢丝绳总成7，配重钢丝绳总成7一端固定于配重箱总成6上端，另一端绕过配重箱支承滑轮组固定于滑车总成4上，对于滑车总成4的上下运动起到配重平衡作用。

参照附图6和7，滑车总成4顶部设有负荷钢丝绳总成5的滑车支承滑轮组4.1，下部设有换向滚道4.2，换向机构总成的换向担杠上的滚轮4.4可在换向滚道4.2内前后滚动，滑车总成4两侧设有扶正滚轮或扶正滑块4.3，与支架的滑车滑道2.3配合。

另外，换向机构总成可以是链条传动换向机构3，或者是液压油缸液压系统换向机构，或者是同步带传动换向机构，或者是螺旋丝杠正反转换向机构，或者是往复丝杠换向机构，或者是齿轮齿条换向机构。

参照附图8、9和11，链条传动换向机构3由两个上链轮总成3.1、两个下链轮总成3.2和两组链条3.3组成，两组链条3.3上各有一个特殊链节3.4，两个特殊链节始终处于同一水平位置，两个特殊链节间有换向担杠3.5连接，换向担杠中间安装有滚轮，其中，换向担杠3.5通过连接套3.6连接特殊链节3.4；

抽油机换向时，动力总成8输出动力通过传动链条9驱动链条换向机构总成3的下链轮转动，下链轮驱动上下链轮之间的链条3.3运动，链条3.3中的特殊链节随链条3.3作长圆轨迹运动，两个特殊链节始终处于同一水平位置，两个特殊链节间的换向担杠始终处于水平状态并和滚轮一起作长圆轨迹运动，滚轮在滑车总成4的换向滚道中前后水平滚动，带动滑车总成4沿支架上的滑道作上下往复直线运动，实现抽油机换向。

负荷钢丝绳总成5和配重钢丝绳总成7均为多股钢丝绳，可减小滑轮直径，提高钢丝绳寿命；支架总成2顶部的支承滑轮组2.1和滑车总成顶部的滑车支承滑轮组4.1为多个单独可转动的滑轮组成，亦可以是一个滑轮有两个或两个以上轮槽的单个滑轮或多个滑轮组成。

参照附图10，特殊链节包括担杠连接耳轴10.1、插孔10.2、凹槽10.3、主体10.4，所述的主体10.4的一侧设有担杠连接耳轴10.1，下侧设有多组凹槽10.3，凹槽10.3的下部开口，多组凹槽10.3之间设有插孔10.2。

本发明提到的一种链条传动换向矮支架倍程长冲程抽油机的使用方法，包括以下步骤：

抽油机装配完成，系统未启动时，配重箱总成6在重力作用下位于行程的底部，系统启动后，动力总成8输出动力通过链轮链条传动副驱动链传动换向机构3工作，电动机始终一个方向连续转动，链传动换向机构通过链节、换向担杠、换向滚轮、换向滚道带动滑车总成4作连续上下往复直线运动；抽油机采油系统安装完成后，抽油机上冲程时，抽油机动力和配重系统重力共同作用使抽油系统杆柱上行，杆柱带动井下泵举升井液；抽油机下冲程时，抽油机动力和抽油系统杆柱重力共同作用使抽油机配重箱上行，杆柱系统下行，井液进入井下泵；如此，抽油机上下冲程连续交替工作实现抽油系统连续采油，制动系统可使抽油机在任何状态即时可靠制动，不人为操作不会移动。

抽油机换向原理：动力总成8输出动力通过传动链条9驱动链条换向机构总成3的下链轮转动，下链轮驱动上下链轮之间的链条运动，链条中的特殊链节随链条作长圆轨迹运动，两特殊链节始终处于同一水平位置，两特殊链节间的换向担杠始终处于水平状态并和滚轮一起作长圆轨迹运动，滚轮在滑车总成4的换向滚道中前后水平滚动，带动滑车总成4沿支架上的滑道作上下往复直线运动，实现抽油机换向。

其中，倍程长冲程原理：滑车总成4作上下往复直线运动，由于负荷钢丝绳总成5一端固定于支架中部（固定不动），另一端绕过滑车总成4顶部支承滑轮组与采用系统光杆卡子连接（活动端），所以根据动滑轮工作原理可知采用系统光杆卡子的行程是滑车总成4行程的两倍。

矮支架长冲程原理：游梁抽油机受结构和传动原理限制，一般冲程在6米以内，均比较小。无游梁塔式抽油机均为定滑轮系统，由于传动原理和结构的原因抽油机的支架必须高出抽油机冲程2米左右；本发明抽油机为动滑轮系统，抽油机的冲程是滑车支持4（动滑轮）冲程的两倍；根据需要和滑车总成4的结构设计，滑车总成4的顶端可超出抽油机支架总成2若干米，因而，可以使抽油机实现矮支架长冲程。

本发明抽油机的换向机构：可以是链条传动换向机构；可以是液压油缸液压系统换向机构；可以是同步带传动换向机构；可以是螺旋丝杠正反转换向机构；也可以是往复丝杠换向机构；可以是齿轮齿条换向机构等。

 以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何本领域的普通技术人员不经过创造性想到的其他结构变换，尽属于本发明要求保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种链条传动换向矮支架倍程长冲程抽油机，其特征是：包括底座总成（1）、支架总成（2）、换向机构总成、滑车总成（4）、负荷钢丝绳总成（5）、配重箱总成（6）、配重钢丝绳总成（7）、动力总成（8）、传动链条（9）、制动系统（10）、电控系统（11），在底座总成（1）上安装制动系统（10），电控系统（11）为抽油机的控制部分；所述的支架总成（2）的高度可小于抽油机的冲程，抽油机静态高度可小于抽油机冲程长度；

所述的底座总成（1）为钢制底座，用于安装动力总成（8）、制动系统（10）和支架总成（2），支架总成（2）主要为焊制钢结构，安装在底座总成（1）上，支架总成（2）顶部设有两组配重钢丝绳总成（7）的支承滑轮组（2.1），中部设有负荷钢丝绳总成（5）的固定轮组（2.2），安装链条换向机构总成（3），支架设有滑车滑道（2.3），所述滑车总成（4）沿着滑车滑道（2.3）做上下往复运动；

所述负荷钢丝绳总成（5）的一端固定在支架中部，另一端绕过滑车总成（4）上的滑车支承滑轮组连接抽油系统光杆卡子，根据动滑轮工作原理使系统光杆卡子的行程是滑车总成（4）行程的两倍，滑车总成（4）在换向机构总成的带动下，作上下往复直线运动；

所述的动力总成（8）通过传动链条（9）驱动换向机构总成，并形成滑车总成（4）的上下往复运动；配重箱总成（6）沿支架外侧滑动，上端连接配重钢丝绳总成（7），配重钢丝绳总成（7）一端固定于配重箱总成（6）上端，另一端绕过配重箱支承滑轮组固定于滑车总成（4）上，对于滑车总成（4）的上下运动起到配重平衡作用。

2.根据权利要求1所述的链条传动换向矮支架倍程长冲程抽油机，其特征是：所述的滑车总成（4）顶部设有负荷钢丝绳总成（5）的滑车支承滑轮组（4.1），下部设有换向滚道（4.2），换向机构总成的换向担杠上的滚轮（4.4）可在换向滚道（4.2）内前后滚动，滑车总成（4）两侧设有扶正滚轮或扶正滑块（4.3），与支架的滑车滑道（2.3）配合。

3.根据权利要求1所述的链条传动换向矮支架倍程长冲程抽油机，其特征是：所述的换向机构总成可以是链条传动换向机构（3），或者是液压油缸液压系统换向机构，或者是同步带传动换向机构，或者是螺旋丝杠正反转换向机构，或者是往复丝杠换向机构，或者是齿轮齿条换向机构。

4.根据权利要求3所述的链条传动换向矮支架倍程长冲程抽油机，其特征是：所述的链条传动换向机构（3）由两个上链轮总成（3.1）、两个下链轮总成（3.2）和两组链条（3.3）组成，两组链条（3.3）上各有一个特殊链节（3.4），两个特殊链节始终处于同一水平位置，两个特殊链节间有换向担杠（3.5）连接，换向担杠中间安装有滚轮；

抽油机换向时，动力总成（8）输出动力通过传动链条（9）驱动链条换向机构总成（3）的下链轮转动，下链轮驱动上下链轮之间的链条（3.3）运动，链条（3.3）中的特殊链节随链条（3.3）作长圆轨迹运动，两个特殊链节始终处于同一水平位置，两个特殊链节间的换向担杠始终处于水平状态并和滚轮一起作长圆轨迹运动，滚轮在滑车总成（4）的换向滚道中前后水平滚动，带动滑车总成（4）沿支架上的滑道作上下往复直线运动，实现抽油机换向。

5.根据权利要求1所述的链条传动换向矮支架倍程长冲程抽油机，其特征是：所述的负荷钢丝绳总成（5）和配重钢丝绳总成（7）均为多股钢丝绳。

6.根据权利要求2所述的链条传动换向矮支架倍程长冲程抽油机，其特征是：所述的支架总成（2）顶部的支承滑轮组（2.1）和滑车总成顶部的滑车支承滑轮组（4.1）为多个单独可转动的滑轮组成，亦可以是一个滑轮有两个或两个以上轮槽的单个滑轮或多个滑轮组成。

7.根据权利要求4所述的链条传动换向矮支架倍程长冲程抽油机，其特征是：所述的特殊链节包括担杠连接耳轴（10.1）、插孔（10.2）、凹槽（10.3）、主体（10.4），所述的主体（10.4）的一侧设有担杠连接耳轴（10.1），下侧设有多组凹槽（10.3），凹槽（10.3）的下部开口，多组凹槽（10.3）之间设有插孔（10.2）。

8.一种如权利要求1-7中任一项所述的链条传动换向矮支架倍程长冲程抽油机的使用方法，其特征是包括以下步骤：

抽油机装配完成，系统未启动时，配重箱总成（6）在重力作用下位于行程的底部，系统启动后，动力总成（8）输出动力通过链轮链条传动副驱动链传动换向机构（3）工作，电动机始终一个方向连续转动，链传动换向机构通过链节、换向担杠、换向滚轮、换向滚道带动滑车总成（4）作连续上下往复直线运动；抽油机采油系统安装完成后，抽油机上冲程时，抽油机动力和配重系统重力共同作用使抽油系统杆柱上行，杆柱带动井下泵举升井液；抽油机下冲程时，抽油机动力和抽油系统杆柱重力共同作用使抽油机配重箱上行，杆柱系统下行，井液进入井下泵；如此，抽油机上下冲程连续交替工作实现抽油系统连续采油，制动系统可使抽油机在任何状态即时可靠制动，不人为操作不会移动。