CN106652752A - 一种石油钻采机械实验演示装置 - Google Patents

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Abstract

一种石油钻采机械实验演示装置，齿轮支座上安装有大小齿轮轴，大小齿轮互相啮合，大齿轮轴外伸端上分别装有传动齿轮、小链轮以及曲柄，小链轮通过啮合链条与安装在传动轴上大链轮啮合，传动轴上还装有小锥齿，小锥齿与大锥齿啮合，传动齿轮与绞车上的绞车传动齿轮相啮合，绞车上缠绕有钢丝绳，其中齿轮传动演示了抽油机、钻机绞车、钻井泵的减速箱或变速箱工作原理，圆锥齿轮机构主要演示了钻井转盘工作部分工作原理，曲柄摇杆机构演示了抽油机的工作部分主要原理，曲柄滑块机构演示了钻井泵的工作部分工作原理，滚筒、钢丝绳、滑轮等机构演示了钻井时钻杆的起升环节，链传动演示了钻机的动力传动部分，实现整套系统传动。

Description

一种石油钻采机械实验演示装置
技术领域
本发明涉及石油工业类的实验演示装置，特别涉及一种石油钻采机械实验演示装置。
技术背景
随着石油需求量的增加，石油行业需要越来越多的石油专业人才。仅仅靠图纸讲解石油钻采机械的工作原理存在一定的抽象性，因此非常需要一种演示装置能够在教学中向学生传授石油机械知识，增强学生对石油井场钻采设备的认知程度，并且进一步掌握机械原理中的重要机构在石油钻采机械中的应用，增强课堂的教学效果和课堂的活跃性，让学生更容易认识和掌握到石油钻采机械的工作原理，有利于培养学生动手能力及创新性。。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，达到增强学生对石油井场钻采设备的认知程度，并且进一步掌握机械原理中的重要机构在石油钻采机械中的应用，培养学生动手能力及创新性本；本发明的目的在于提供一种石油钻采机械实验演示装置，装置中的直齿圆柱齿轮机构演示了抽油机、钻井转盘、钻井绞车中的减速箱或变速器，曲柄摇杆机构演示了抽油机的主要工作原理，曲柄滑块机构演示了钻井泵的主要工作原理，滚筒、钢丝绳、滑轮等机构演示了钻井时钻杆的起升环节，链传动演示了钻机的动力传动部分；该演示装置中的各机构之间有联接关系，并配合工作，实现整套系统的工作，演示了各钻采机械的工作原理及钻井过程和采油过程。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种石油钻采机械实验演示装置，包括基座1，基座1上安装有齿轮支座2，齿轮支座2上安装有小齿轮轴8和大齿轮轴9，小齿轮轴8上安装有左小齿轮4和右小齿轮6，大齿轮轴9上安装有左大齿轮5和右大齿轮7，左小齿轮4、右小齿轮6分别与左大齿轮5、右大齿轮7啮合，小齿轮轴8一端装有手柄3，大齿轮轴9外伸端上分别装有传动齿轮10、小链轮21以及曲柄12。
所述的小链轮21通过啮合链条22与大链轮23啮合，大链轮23安装在传动轴24上。
所述的传动轴24上还装有小锥齿25，小锥齿25与大锥齿26啮合，大锥齿26安装在大锥齿支撑轴32上，大锥齿支撑轴32由安装在基座1上的转盘支撑33提供支撑。
所述的传动齿轮10与绞车27上的绞车传动齿轮11相啮合，绞车27上缠绕有钢丝绳30，钢丝绳30通过滑轮组29提升模拟转杆31，滑轮组29安装在模拟井架28上，模拟转杆31穿过大锥齿26的中心孔。
所述的曲柄12与滑块连杆13铰接，滑块连杆13与滑块14铰接，滑块14与滑块支座15形成移动副联接，滑块支座15安装在基座1上；同时，曲柄12与连杆16铰接，连杆16另一端与模拟游梁17一端铰接，模拟游梁17另一端与固定在基座1上的抽油机支架18铰接，抽油机支架18上安装有模拟驴头19和模拟抽油杆20。
本发明的主要演示了石油钻采机械中抽油机，钻井泵，绞车，提升系统，转盘的工作原理，演示了钻井过程和采油过程，以及齿轮传动，曲柄摇杆机构，曲柄滑块机构，滑轮等机械原理中常用机构的原理，整个装置轻便小巧，成本低廉，便于学生进一步掌握机械原理中重要机构在石油钻采机械中的应用，增强教学效果，有利于培养学生动手能力及创新性。
附图说明
图1是本发明的主视图。
图2是本发明的俯视图。
图3是本发明的侧视图
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细叙述。
参照图2、图3，一种石油钻采机械实验演示装置，包括基座1，基座1上安装有齿轮支座2，齿轮支座2上安装有小齿轮轴8和大齿轮轴9，小齿轮轴8上安装有左小齿轮4和右小齿轮6，大齿轮轴9上安装有左大齿轮5和右大齿轮7，左小齿轮4、右小齿轮6分别与左大齿轮5、右大齿轮7啮合，小齿轮轴8一端装有手柄3，大齿轮轴9外伸端上分别装有传动齿轮10、小链轮21以及曲柄12。
参照图2、图3，所述的小链轮21通过啮合链条22与大链轮23啮合，大链轮23安装在传动轴24上，大链轮23将动力传递给所在传动轴24。
参照图2、图3，所述的传动轴24上还装有小锥齿25，小锥齿25与大锥齿26啮合，大锥齿26安装在大锥齿支撑轴32上，大锥齿支撑轴32由安装在基座1上的转盘支撑33提供支撑。
参照图1、图2，所述的传动齿轮10与绞车27上的绞车传动齿轮11相啮合，传动齿轮10通过绞车传动齿轮11将动力传给绞车27，绞车27上缠绕有钢丝绳30，钢丝绳30通过滑轮组29提升模拟转杆31，滑轮组29安装在模拟井架28上，模拟转杆31穿过大锥齿26的中心孔。
参照图1、图2，所述的曲柄12与滑块连杆13铰接，滑块连杆13与滑块14铰接，滑块14与滑块支座15形成移动副联接，滑块支座15安装在基座1上；同时，曲柄12与连杆16铰接，连杆16另一端与模拟游梁17一端铰接，模拟游梁17另一端与固定在基座1上的抽油机支架18铰接，抽油机支架18上安装有模拟驴头19和模拟抽油杆20。
本发明主要的工作原理包括以下五个部分：
(1)轮系变速：左小齿轮4和右小齿轮6安装在小齿轮轴上8，并可以沿其轴向滑移，左大齿轮5和右大齿轮7安装在大齿轮轴9上，并可以沿其轴向滑移，通过左小齿轮4与左大齿轮5啮合(此时左小齿轮4与左大齿轮5脱离啮合)或右小齿轮6与右大齿轮7啮合(此时左小齿轮4与左大齿轮5脱离啮合)，来实现变速传动，手柄转动手柄3，将动力经小齿轮轴8传递给大齿轮轴9。此过程演示了直齿圆柱齿轮减速器及变速器工作原理，演示了钻采机械中抽油机减速器及钻井绞车变速箱的工作原理。
(2)钻井泵的工作原理：大齿轮轴9旋转时，动力经曲柄12，滑块连杆13传递给滑块14，滑块支座15为此机构的机架，该机构为曲柄滑块机构，演示了石油钻井泵的工作部分的工作原理。
(3)抽油机工作原理：大齿轮轴旋转时9，动力经曲柄12(与曲柄滑块机构共用)，连杆16，传递给模拟游梁17，模拟驴头19和模拟抽油杆20，演示了曲柄摇杆机构，以及抽油机工作部分的工作原理，将曲柄的旋转运动转化为抽油杆的上下往复移动。
(4)起升系统：大齿轮轴旋转时9，动力再经传动齿轮10，绞车传动齿轮11，传递给绞车27，绞车转动缠绕钢丝绳30，经滑轮组29，提升模拟转杆31，模拟钻井时的起钻和下钻过程。
(5)转盘旋转系统：大齿轮轴9旋转时，经小链轮21，啮合链条22，大链轮23组成的链传动系统，将动力传递给锥齿轮传动轴24，带动其上的小锥齿25转动，经啮合大锥齿26，改变动力传递的方向，带动大锥齿支撑旋转32，大锥齿支撑32旋转驱动模拟转杆31旋转，演示了锥齿轮传动，模拟了钻井时转盘工作部分的工作原理。

Claims (5)

1.一种石油钻采机械实验演示装置，其特征在于，包括基座(1)，基座(1)上安装有齿轮支座(2)，齿轮支座(2)上安装有小齿轮轴(8)和大齿轮轴(9)，小齿轮轴(8)上安装有左小齿轮(4)和右小齿轮(6)，大齿轮轴(9)上安装有左大齿轮(5)和右大齿轮(7)，左小齿轮(4)、右小齿轮(6)分别与左大齿轮(5)、右大齿轮(7)啮合，小齿轮轴(8)一端装有手柄3，大齿轮轴(9)外伸端上分别装有传动齿轮(10)、小链轮(21)以及曲柄(12)。
2.根据权利要求1所述的一种石油钻采机械实验演示装置，其特征在于，所述的小链轮(21)通过啮合链条(22)与大链轮(23)啮合，大链轮(23)安装在传动轴(24)上。
3.根据权利要求2所述的一种石油钻采机械实验演示装置，其特征在于，所述的传动轴(24)上还装有小锥齿(25)，小锥齿(25)与大锥齿(26)啮合，大锥齿(26)安装在大锥齿支撑轴(32)上，大锥齿支撑轴(32)由安装在基座1上的转盘支撑(33)提供支撑。
4.根据权利要求1所述的一种石油钻采机械实验演示装置，其特征在于，所述的传动齿轮(10)与绞车(27)上的绞车传动齿轮(11)相啮合，绞车(27)上缠绕有钢丝绳(30)，钢丝绳(30)通过滑轮组(29)提升模拟转杆(31)，滑轮组(29)安装在模拟井架(28)上，模拟转杆(31)穿过大锥齿(26)的中心孔。
5.根据权利要求1所述的一种石油钻采机械实验演示装置，其特征在于，所述的曲柄(12)与滑块连杆(13)铰接，滑块连杆(13)与滑块(14)铰接，滑块(14)与滑块支座(15)形成移动副联接，滑块支座(15)安装在基座(1)上；同时，曲柄(12)与连杆(16)铰接，连杆(16)另一端与模拟游梁(17)一端铰接，模拟游梁(17)另一端与固定在基座1上的抽油机支架(18)铰接，抽油机支架(18)上安装有模拟驴头(19)和模拟抽油杆(20)。
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