CN105134140A - 固定链条式长冲程抽油机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固定链条式长冲程抽油机，涉及石油开采设备技术领域，该抽油机结构更为紧凑、运作过程中更加平稳，且具有维修容易、安全可靠的技术效果。一种固定链条式长冲程抽油机，包括：驱动单元、传动杆、换向单元、悬挂系统以及机架，换向单元中包括有换向齿轮箱以及链轮传动结构；换向齿轮箱中设置有主动轮轴、第一锥齿轮及第二锥齿轮，第一锥齿轮套设在主动轮轴上，第二锥齿轮套设在传动杆上，第一锥齿轮与第二锥齿轮相互啮合；链轮传动结构中设置有与主动轮轴通过传动链条连接的从动轮轴，从动轮轴上套设有链轮，链轮与固定设置在机架内部的长环形固定链条相啮合。

Description

固定链条式长冲程抽油机

技术领域

本发明涉及石油开采设备技术领域的抽油机，具体是一种固定链条式长冲程抽油机。

背景技术

随着油田开采工作的持续进行，油井的渗透率逐年降低，由此导致油井的动液面逐渐下降；而由于下泵深度逐年增加，对抽油机带来的载荷也会越来越大。在前述影响的制约下，常规的游梁抽油机已经不能再满足开发需要。而无游梁的链条或皮带式直线电机抽油机作为一种新型抽油设备，具有着体积小、质量轻、长冲程、低冲次、悬点运动匀速、载荷能力大、电机功率小、节能等特点。然而发明人发现，在实际应用过程中现有的链条抽油机依然存在着诸多缺点，例如：1、换向冲击大；2、链条易伸长脱链；3、链条断裂造成机械事故；4、换向系统受力不平衡，存在翻转力矩，造成换向机构配件磨损失效；5、易损件多，运转率低，维修费用高等等。因此，研发一种具有更佳动力性能的无游梁式抽油机是本领域技术人员的当务之急。

发明内容

本发明的目的为解决上述技术问题，提供了一种换向平稳、运行效率高且安全可靠的固定链条式长冲程抽油机。

本发明采用了如下技术方案：

一种固定链条式长冲程抽油机，包括驱动单元1、传动杆2、换向单元3、悬挂系统5以及机架4；其中，驱动单元1包括电机11以及与电机联动的传动轮13和传动齿轮箱14，悬挂系统5包括牵引带或牵引绳51和与牵引带或牵引绳51配合的滚筒或滚轮53，机架4包括立架和底座，其区别在于：

所述驱动单元1中的传动齿轮箱14内设置有与传动杆2联动的第四锥齿轮143和与传动轮13联动的第三锥齿轮142，第三锥齿轮142与第四锥齿轮143相互啮合并构成换向旋转配合；

传动杆2上端呈圆柱形，杆体为方形横截面，杆体下端置于传动齿轮箱14的方孔内，上端与机架4连接，中间部分与换向单元3经上下导向器构成纵向滚动配合；

所述换向单元3包括换向齿轮箱31和链轮传动结构32，其中，换向齿轮箱31中设置有主动轮轴311、第一锥齿轮312及第二锥齿轮313，第一锥齿轮312连接在主动轮轴311上，第二锥齿轮313套设在传动杆2上,传动杆2经上下导向器构成纵向滚动配合，第一锥齿轮312与第二锥齿轮313相互啮合并构成换向旋转配合；链轮传动结构32设置有与主动轮轴311联动配合的从动轮轴321，从动轮轴321上设有链轮323，链轮323与固定设置在机架内部的长环形固定链条7相啮合；

所述悬挂系统5中的牵引带或牵引绳51一端连接悬绳器52，另一端连接在换向单元3上。

上述方案进一步包括：

还包括刹车机构15，该刹车机构15与驱动单元1的传动轮13构成摩擦配合。

还包括与所述换向齿轮箱31连接的平衡块。

所述悬挂系统5中采用的牵引带51与滚筒53配合，且滚筒采用前后双滚筒，前滚筒53a通过旋转支架固定在立架的外侧，后滚筒53b固定在换向齿轮箱31上方的立架上，牵引带51通过连接器和销轴铰链在换向单元3的换向齿轮箱31上。

所述换向单元3中的换向齿轮箱31在与传动杆2滚动配合的上、下端口分别设有上导向器8和下导向器9；第一锥齿轮312和主动轮轴311与换向齿轮箱31之间设置有轴承套314；第二锥齿轮313与换向齿轮箱31之间设置有轴承；主动轮轴311与从动轮轴321通过传动销轮322实现联动；主动轮轴311和从动轮轴321的端部分别设有第一轴承组324和第二轴承组325。

所述驱动单元1的传动轮13通过皮带与电机11输出皮带轮联动，并且传动轮13或电机11输出皮带轮采用同轴塔式皮带轮。

所述传动杆2为方横截面传动杆，其两端分别与传动齿轮箱14内和立架顶部的转动轴承连接配合；上导向器8和下导向器9均由四个对称的导向辊与传动杆2的四个面滚动配合。

所述机架底座上还设置有用于支撑皮带轮轴的支架。

本发明提供的固定链条式长冲程抽油机，在驱动单元的驱使下，传动杆旋转传动，进而连带换向单元链轮传动结构中链轮的转动；在链轮沿长环形固定链条轨迹运转的过程中，换向齿轮箱受驱动完成上下垂直往复运动，并带动悬挂系统以及井下抽油杆、抽油泵垂直往复运动而最终完成抽油功能。具有上述结构的固定链条式长冲程抽油机，结构更为简单紧凑、运转更加平稳，且适用范围更广，其不仅可以用于陆地采油，还可用于海上采油。

附图说明

图1为本发明一种固定链条式长冲程抽油机实施例的结构示意图；

图2为图1中的上半部分结构放大示意图；

图3为图1中换向单元部分的结构放大示意图；

图4为图1中驱动单元部分的结构放大示意图；

图5为图1中驱动单元电机与传动轮部分的结构放大示意图；

图6为图1中悬挂系统的结构放大示意图；

图7为图6的俯视结构示意图；

图8为图1中链轮与长环形固定链条相配合的示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种固定链条式长冲程抽油机，该抽油机结构更为紧凑、运作过程中更加平稳，且具有维修容易、安全可靠的技术效果。

下面结合下述附图对本发明实施例做详细描述。

本发明提供了一种固定链条式长冲程抽油机，如图1或图2所示，该抽油机包括有驱动单元1、传动杆2、换向单元3、机架4、悬挂系统5、平衡块6、长环形固定链条7等。其中机架4包括立架和底座；传动杆2上端呈圆柱形，杆体为方形横截面，杆体下端置于传动齿轮箱14内的锥齿轮方孔内，上端与机架4连接，中间部分与换向单元3构成纵向滚动配合；

进一步的，如图3所示，换向单元3包括换向齿轮箱31和链轮传动结构32，换向齿轮箱31中设置有主动轮轴311、第一锥齿轮312及第二锥齿轮313，第一锥齿轮312连接在主动轮轴311上，第二锥齿轮313套设在传动杆2上经上下导向器与与传动杆2构成纵向滚动配合，第一锥齿轮312与第二锥齿轮313相互啮合并构成换向旋转配合；链轮传动结构32设置有与主动轮轴311联动配合的从动轮轴321，从动轮轴321上设有链轮323，链轮323与固定设置在机架内部的长环形固定链条7相啮合；此外，换向齿轮箱3上还连接设置有平衡块6。

而作为本发明的一种较为优选的实施方式，换向单元3中的换向齿轮箱31在与传动杆2滚动结合的上、下端口分别设有上导向器8和下导向器9；第一锥齿轮312和主动轮轴311与换向齿轮箱31之间设置有轴承套314；第二锥齿轮313与换向齿轮箱31之间设置有轴承；主动轮轴311与从动轮轴321通过传动链条322实现联动；主动轮轴311和从动轮轴321的端部分别设有第一轴承组324和第二轴承组325。同时与之相配合的，传动杆2优选使用方横截面传动杆，其两端分别与传动齿轮箱14内和立架顶部的转动轴承连接配合，上导向器8和下导向器9均由四个对称的导向辊与传动杆2的四个面滚动配合。

如图4及图5所示，驱动单元1包括有电机11以及与电机联动的传动轮13以及传动齿轮箱14；驱动单元1中的传动齿轮箱14内设置有与传动杆2联动的第四锥齿轮143和与传动轮13、传动轮轴141联动的第三锥齿轮142，第三锥齿轮142与第四锥齿轮143相互啮合并构成换向旋转配合；

作为本发明的一种较为优选的实施方式，驱动单元中还包括刹车机构15，该刹车机构15与驱动单元1的传动轮13构成摩擦配合。驱动单元1的传动轮13通过皮带12与电机11输出皮带轮联动，并且传动轮13或电机11输出皮带轮采用同轴塔式皮带轮。

如图6及图7所示，悬挂系统5包括牵引带或牵引绳51以及与牵引带或牵引绳51配合的滚筒或滚轮53，悬挂系统5中的牵引带或牵引绳51一端连接悬绳器52，另一端连接在换向单元3上。其中优选的，悬挂系统5中采用的牵引带51与滚筒53配合，且滚筒采用前后双滚筒，前滚筒53a通过旋转支架固定在立架的外侧，后滚筒53b固定在换向齿轮箱31上方的立架上，牵引带51通过连接器和销轴铰链在换向单元3的换向齿轮箱31上。

除此之外，结合上述结构描述以及各附图，对本发明提供的固定链条式长冲程抽油机其工作方式进行一下解释。

首先，本发明提供的固定链条式长冲程抽油机由电机11提供动力；电机11的旋转通过皮带12带动传动轮13以及传动轮轴141转动；而在第三锥齿轮142、第四锥齿轮143的啮合配合作用下，驱动力进一步传递至传动杆2上；同理，在第一锥齿轮312与第二锥齿轮313的啮合配合作用下，传动杆2会驱动主动轮轴311转动；而后在传动链条322的传动作用下，主动轮轴311又驱动从动轮轴321以及链轮323转动；随着链轮323的转动，链轮323会沿相啮合的长环形固定链条7其设置的轨迹往复运转，从而带动换向单元3（包括换向齿轮箱31以及链轮传动结构32）沿长环形固定链条7所在轨迹往复运动；而换向齿轮箱31与复合胶带51、悬绳器52、抽油机光杆、抽油泵和/或其他抽油设备等顺次连接，由此电机11提供的动力最终转化为了抽油设备的往复运动动作。至此，本发明提供的固定链条式长冲程抽油机完成了抽油动作的全部过程。

值得注意的上，链轮323沿长环形固定链条7的轨迹往复运转的具体工作方式可参考图8所示。其中，为防止链轮323与长环形固定链条7发生啮合分离现象，还可在机架4内进一步设置用于导向且限位链轮323的导轨10。而该长环形固定链条可具体由焊接到长环形托架的链条制备而成。

此外，还有一点需要补充：作为本发明的一种较为优选的实施方式，驱动单元中的传动轮优选使用同轴塔式皮带轮，通过调整皮带轮的尺寸，可为本固定链条式长冲程抽油机提供不同的驱动速度。而在油井作业时，通过拆卸悬挂系统中的前置滚筒53a，令其向后方翻转从而让开修井作业空间；待修井作业完成后再将其恢复为原安装位置即可。

本发明提供的一种固定链条式长冲程抽油机，该固定链条式长冲程抽油机中包括有驱动单元、传动杆、换向单元、机架以及悬挂系统等结构单元。在驱动单元的驱使下带动传动杆的旋转，进而连带换向单元链轮传动结构中链轮的转动；在链轮沿长环形固定链条轨迹运转的过程中，换向齿轮箱受驱动完成上下垂直往复运动，并带动悬挂系统以及井下抽油杆、抽油泵垂直往复运动而最终完成抽油功能。具有上述结构的固定链条式长冲程抽油机，结构更为简单紧凑、运转更加平稳，安全可靠且经济耐用。

以上所述，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，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种固定链条式长冲程抽油机，包括驱动单元（1）、传动杆（2）、换向单元（3）、悬挂系统（5）以及机架（4）；其中，驱动单元（1）包括电机（11）以及与电机联动的传动轮（13）和传动齿轮箱（14），悬挂系统（5）包括牵引带或牵引绳（51）以及与牵引带或牵引绳（51）配合的滚筒或滚轮（53），机架（4）包括立架和底座，其特征在于：

所述驱动单元（1）中的传动齿轮箱（14）内设置有与传动杆（2）联动的第四锥齿轮（143）和与传动轮（13）联动的第三锥齿轮（142），第三锥齿轮（142）与第四锥齿轮（143）相互啮合并构成换向旋转配合；

传动杆（2）上端呈圆柱形，杆体为方形截面,杆体下端置于传动齿轮箱（14）内，上端与机架（4）连接，中间部分与换向单元（3）构成纵向滚动配合；

所述换向单元（3）包括换向齿轮箱（31）和链轮传动结构（32），其中，换向齿轮箱（31）中设置有主动轮轴（311）、第一锥齿轮（312）及第二锥齿轮（313），第一锥齿轮（312）连接在主动轮轴（311）上，第二锥齿轮（313）套设在传动杆（2）上并与传动杆（2）构成纵向滚动配合，第一锥齿轮（312）与第二锥齿轮（313）相互啮合并构成换向旋转配合；链轮传动结构（32）设置有与主动轮轴（311）联动配合的从动轮轴（321），从动轮轴（321）上设有链轮（323），链轮（323）与固定设置在机架内部的长环形固定链条（7）相啮合；

所述悬挂系统（5）中的牵引带或牵引绳（51）一端连接悬绳器（52），另一端连接在换向单元（3）上。

2.根据权利要求1所述的固定链条式长冲程抽油机，其特征在于：还包括刹车机构（15），该刹车机构（15）与驱动单元（1）的传动轮（13）构成摩擦配合。

3.根据权利要求1所述的固定链条式长冲程抽油机，其特征在于：还包括与所述换向齿轮箱（31）连接的平衡块。

4.根据权利要求1、2或3所述的固定链条式长冲程抽油机，其特征在于：所述悬挂系统（5）中采用的牵引带（51）与滚筒（53）配合，且滚筒采用前后双滚筒，前滚筒（53a）通过旋转支架固定在立架的外侧，后滚筒（53b）固定在换向齿轮箱（31）上方的立架上，牵引带（51）通过连接器和销轴铰链在换向单元（3）的换向齿轮箱（31）上。

5.根据权利要求4所述的固定链条式长冲程抽油机，其特征在于：所述换向单元（3）中的换向齿轮箱（31）在与传动杆（2）滚动结合的上、下端口分别设有上导向器（8）和下导向器（9）；第一锥齿轮（312）和主动轮轴（311）与换向齿轮箱（31）之间设置有轴承套（314）；第二锥齿轮（313）与换向齿轮箱（31）之间设置有轴承；主动轮轴（311）与从动轮轴（321）通过传动链条（322）实现联动；主动轮轴（311）和从动轮轴（321）的端部分别设有第一轴承组（324）和第二轴承组（325）。

6.根据权利要求5所述的固定链条式长冲程抽油机，其特征在于：所述驱动单元（1）的传动轮（13）通过皮带与电机（11）输出皮带轮联动，并且传动轮（13）或电机（11）输出皮带轮采用同轴塔式皮带轮。

7.根据权利要求6所述的固定链条式长冲程抽油机，其特征在于：所述传动杆（2）为方横截面传动杆，其两端分别与传动齿轮箱（14）内和立架顶部的转动轴承连接配合，上导向器（8）和下导向器（9）均由四个对称的导向辊与传动杆（2）的四个面滚动配合。