CN107191162A - 自适应柔性传动游梁式抽油机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及游梁式抽油机技术领域，是一种自适应柔性传动游梁式抽油机；其包括游梁式抽油机组件和活动配重架；游梁式抽油机组件包括底座、支架、游梁、驴头、连杆、曲柄和动力装置；在底座右部上端固定安装有支架；在支架的上端固定安装有游梁铰接座。本发明结构合理而紧凑，使用方便；通过活动配重架上重锤的力臂变化来平衡本抽油机的载荷，能够有效的缓冲抽油机启动时和运转过程中各部件受力的急剧变化，从而很好的自动适应油井的载荷变化曲线，平衡效果好；而且减小了对抽油机部件的冲击，延长抽油机使用寿命的作用；不仅如此，载荷峰值降低还使动力装置的负载减小，可以选用输出扭矩相对较小的动力装置，更加节能。
Description
技术领域
本发明涉及游梁式抽油机技术领域，是一种自适应柔性传动游梁式抽油机。
背景技术
目前油田应用的游梁式抽油机，由电动机通过三角皮带带动减速器；减速后，由四连杆机构把减速器输出轴的旋转运动变为游梁驴头的往复运动，再由驴头带动光杆和抽油杆作上下往复的直线运动，驱动井下抽油泵抽油；其中，四连杆机构包括曲柄、连杆、游梁和基杆，在曲柄的旋向和转速确定以后，连杆和游梁的运动是确定的，游梁式抽油机的传动参数和平衡力矩的变化曲线是固定且有规则的曲线；但目前使用的游梁式抽油机，在实际运转过程中，由于载荷力矩是变化的，每口油井的载荷曲线是不一样的，同一口油井不同时期的载荷曲线也是不一样的，因此四连杆机构不能自动适应光杆载荷的变化而自动变化，所以现有游梁式抽油机平衡效果差、能耗大、传动部件载荷值大且载荷波动幅度大，需配置的电动机和减速器规格较大，部件设计安全系数大，造成整机制造成本偏高。
发明内容
本发明提供了一种自适应柔性传动游梁式抽油机，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有传动参数按固定规律变化的游梁式抽油机，其平衡效果差的问题。
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种自适应柔性传动游梁式抽油机，包括游梁式抽油机组件和活动配重架；游梁式抽油机组件包括底座、支架、游梁、驴头、连杆、曲柄和动力装置；在底座右部上端固定安装有支架；在支架的上端固定安装有游梁铰接座，在游梁铰接座上安装有能摆动的游梁，在游梁的右端固定安装有驴头；在底座左部上端固定安装有动力装置，在动力装置的动力输出轴上固定安装有曲柄，在曲柄上铰接安装有连杆；在连杆与游梁左端之间连接有能随游梁往复运动而同步动作的活动配重架；在活动配重架上固定有铰接挂耳和横梁铰接座；活动配重架一端通过铰接挂耳铰接安装在游梁的左端；活动配重架的另一端通过横梁铰接座与连杆的上端铰接；横梁铰接座的轴孔中心与铰接挂耳的轴孔中心之间有沿水平方向的力臂间距。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：
上述游梁的左侧下端可固定有配重架铰接座，活动配重架通过铰接挂耳铰接安装在配重架铰接座上，并位于游梁的左下方；活动配重架包括力臂杆和配重杆；铰接挂耳固定在力臂杆左侧上端；在力臂杆的左侧下端固定有配重杆，配重杆的重心位置位于铰接挂耳的轴孔中心的左侧；连杆横梁铰接座固定在力臂杆的右侧下端，在连杆的上端固定有用于将两侧连杆横向贯穿连接的横梁，横梁铰接安装在横梁铰接座上。将活动配重架置于游梁的左下方，这样可适用于游梁与动力装置间的空间较小的情况下使用。
上述游梁可为直梁；或，游梁呈左高右低的梁体，游梁的低段与高段之间倾斜过渡。
上述配重杆的下端固定有加重锤；或，根据需要，为方便调节配重量，配重杆的后端固定有配重箱，配重箱内装有至少一个配重块。
上述游梁尾部的左上端可固定有配重架铰接座，活动配重架通过铰接挂耳呈右高左低的倾斜状态铰接安装在配重架铰接座上，并位于游梁的左上方；活动配重架包括力臂配重杆；铰接挂耳固定安装在力臂配重杆的中部下端；在力臂配重杆的右上端固定有横梁铰接座，在连杆的上端固定有用于将两侧连杆横向贯穿连接的横梁，横梁铰接安装在横梁铰接座上；力臂配重杆的重心位于铰接挂耳的轴孔中心左侧。
上述力臂配重杆左端可固定有加重锤；或，为方便调节配重量，力臂配重杆的后端固定有配重箱，配重箱内装有至少一个配重块。
本发明结构合理而紧凑，使用方便；通过活动配重架上重锤的力臂变化来平衡本抽油机的载荷，能够有效的缓冲抽油机启动时和运转过程中各部件受力的急剧变化，从而很好的自动适应油井的载荷变化曲线，平衡效果好；而且减小了对抽油机部件的冲击，延长抽油机使用寿命的作用；不仅如此，载荷峰值降低还使动力装置的负载减小，可以选用输出扭矩相对较小的动力装置，更加节能。
附图说明
附图1为本发明实施例2的主视结构示意图。
附图2为本发明实施例3的主视结构示意图。
附图中的编码分别为：1为底座，2为支架，3为游梁铰接座，4为游梁，5为驴头，6为动力装置，7为曲柄，8为连杆，9为配重架铰接座，10为铰接挂耳，11为横梁铰接座，12为力臂杆，13为配重杆，14为横梁，15为加重锤，16为力臂配重杆，B为平衡力臂，C为驱动力臂，A为载荷力臂，Q为光杆载荷。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：
实施例1：如附图1、2所示，该自适应柔性传动游梁式抽油机包括游梁式抽油机组件和活动配重架；游梁式抽油机组件包括底座1、支架2、游梁4、驴头5、连杆8、曲柄7和动力装置6；在底座1右部上端固定安装有支架2；在支架2的上端固定安装有游梁铰接座3，在游梁铰接座3上安装有能摆动的游梁4，在游梁4的右端固定安装有驴头5；在底座1左部上端固定安装有动力装置6，在动力装置6的动力输出轴上固定安装有曲柄7，在曲柄7上铰接安装有连杆8；在连杆8与游梁4左端之间连接有能随游梁4往复运动而同步动作的活动配重架；在活动配重架上固定有铰接挂耳10和横梁铰接座11；活动配重架一端通过铰接挂耳10铰接安装在游梁4的左端；活动配重架的另一端通过横梁铰接座11与连杆8的上端铰接；横梁铰接座11的轴孔中心与铰接挂耳10的轴孔中心之间有沿水平方向的力臂间距。其中，活动配重架起到变矩平衡作用；使用时，动力装置6驱动，曲柄7旋转并通过连杆8牵引活动配重架，再通过活动配重架进一步带动游梁4，使游梁4能够上下摆动，从而通过驴头5带动抽油杆柱作上下往复运动，驱动抽油泵抽油；
当抽油载荷G增加时，游梁4加在活动配重架上的力就会增加，连杆8的拉力就会增加，打破活动配重架原有的平衡状态，使活动配重架按顺时针旋转一个角度，平衡力臂B(加重锤15的重心到游梁铰接座3的铰接中心节点之间的距离)变大，载荷力臂A(游梁铰接座3的铰接中心节点至驴头载荷节点之间的距离）变大，使抽油机达到一个新的平衡状态；与此同时，由于活动配重架顺时针旋转一个角度，连杆8的驱动力臂C（横梁铰接座11铰接中心节点至游梁铰接座3的铰接中心节点之间的水平距离）相应增大，改变了传动参数，另因活动配重架的转动，缓冲了光杆载荷的增大的速度与幅度，实现柔性传动；
当光杆载荷G减小时，游梁4加在活动配重架上的力就会减小，连杆8的拉力就会减小，打破活动配重架原有的平衡状态，使活动配重架逆时针旋转一个角度，平衡力臂B变小，直至使抽油机达到一个新的平衡状态；与此同时，由于活动配重架逆时针旋转一个角度，连杆8的驱动力臂C相应减小，改变了传动参数，另因活动配重架的转动，缓冲了光杆载荷的较小的速度与幅度，实现柔性传动；
综上，通过活动配重架加重锤位置的变化来改变平衡力矩，平衡本抽油机的载荷，从而很好的适应油井的载荷变化曲线，平衡效果好；配重架的转动能够有效的缓冲抽油机启动时和运转过程中各部件受力的急剧变化，使光杆载荷波动幅度缩小，降低抽油机启动电流和减小部件的受力，减小了对抽油机部件的冲击，延长抽油机使用寿命的作用；不仅如此，载荷峰值降低还使动力装置的负载减小，可以选用输出扭矩相对较小的动力装置，更加节能。
可根据实际需要，对上述自适应柔性传动游梁式抽油机作进一步优化或/和改进：
实施例2：作为实施例1的进一步优化，如附图1所示，在游梁4的左侧下端固定有配重架铰接座9，活动配重架通过铰接挂耳10铰接安装在配重架铰接座9上，并位于游梁4的左下方；活动配重架包括力臂杆12和配重杆13；铰接挂耳10固定在力臂杆12左侧上端；在力臂杆12的左侧下端固定有配重杆13，配重杆13的重心位置位于铰接挂耳10的轴孔中心的左侧；连杆横梁铰接座11固定在力臂杆12的右侧下端，在连杆8的上端固定有用于将两侧连杆8横向贯穿连接的横梁14，横梁14铰接安装在横梁铰接座11上。将活动配重架置于游梁4的左下方，这样可适用于游梁4与动力装置6间的空间较小的情况下使用。
如附图1所示，游梁为直梁；或，游梁4呈左高右低的梁体，游梁4的低段与高段之间倾斜过渡。
如附图1所示，配重杆13的下端固定有加重锤15；或，根据需要，为方便调节配重量，配重杆13的后端固定有配重箱，配重箱内装有至少一个配重块。
实施例3：作为实施例1的进一步优化，与实施例2不同之处在于，如附图2所示，游梁4尾部的左上端固定有配重架铰接座9，活动配重架通过铰接挂耳10呈右高左低的倾斜状态铰接安装在配重架铰接座9上，并位于游梁4的左上方；活动配重架包括力臂配重杆16；铰接挂耳10固定安装在力臂配重杆16的中部下端；在力臂配重杆16的右上端固定有横梁铰接座11，在连杆8的上端固定有用于将两侧连杆8横向贯穿连接的横梁14，横梁14铰接安装在横梁铰接座11上；力臂配重杆16的重心位于铰接挂耳10的轴孔中心左侧。将活动配重架置于游梁4的左上方，这样可适用于游梁4与动力装置6间的空间较大的情况下使用。
如附图2所示，力臂配重杆16左端固定有加重锤15；或，为方便调节配重量，力臂配重杆16的后端固定有配重箱，配重箱内装有至少一个配重块。
以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
Claims (7)
1.一种自适应柔性传动游梁式抽油机，其特征在于包括游梁式抽油机组件和活动配重架；游梁式抽油机组件包括底座、支架、游梁、驴头、连杆、曲柄和动力装置；在底座右部上端固定安装有支架；在支架的上端固定安装有游梁铰接座，在游梁铰接座上安装有能摆动的游梁，在游梁的右端固定安装有驴头；在底座左部上端固定安装有动力装置，在动力装置的动力输出轴上固定安装有曲柄，在曲柄上铰接安装有连杆；在连杆与游梁左端之间连接有能随游梁往复运动而同步动作的活动配重架；在活动配重架上固定有铰接挂耳和横梁铰接座；活动配重架一端通过铰接挂耳铰接安装在游梁的左端；活动配重架的另一端通过横梁铰接座与连杆的上端铰接；横梁铰接座的轴孔中心与铰接挂耳的轴孔中心之间有沿水平方向的力臂间距。
2.根据权利要求1所述的自适应柔性传动游梁式抽油机，其特征在于游梁的左侧下端固定有配重架铰接座，活动配重架通过铰接挂耳铰接安装在配重架铰接座上，并位于游梁的左下方；活动配重架包括力臂杆和配重杆；铰接挂耳固定在力臂杆左侧上端；在力臂杆的左侧下端固定有配重杆，配重杆的重心位置位于铰接挂耳的轴孔中心的左侧；连杆横梁铰接座固定在力臂杆的右侧下端，在连杆的上端固定有用于将两侧连杆横向贯穿连接的横梁，横梁铰接安装在横梁铰接座上。
3.根据权利要求1或2所述的自适应柔性传动游梁式抽油机，其特征在于游梁为直梁；或，游梁呈左高右低的梁体，游梁的低段与高段之间倾斜过渡。
4.根据权利要求2所述的自适应柔性传动游梁式抽油机，其特征在于配重杆的下端固定有加重锤；或，配重杆的后端固定有配重箱，配重箱内装有至少一个配重块。
5.根据权利要求3所述的自适应柔性传动游梁式抽油机，其特征在于配重杆的下端固定有加重锤；或，配重杆的后端固定有配重箱，配重箱内装有至少一个配重块。
6.根据权利要求1所述的自适应柔性传动游梁式抽油机，其特征在于游梁尾部的左上端固定有配重架铰接座，活动配重架通过铰接挂耳呈右高左低的倾斜状态铰接安装在配重架铰接座上，并位于游梁的左上方；活动配重架包括力臂配重杆；铰接挂耳固定安装在力臂配重杆的中部下端；在力臂配重杆的右上端固定有横梁铰接座，在连杆的上端固定有用于将两侧连杆横向贯穿连接的横梁，横梁铰接安装在横梁铰接座上；力臂配重杆的重心位于铰接挂耳的轴孔中心左侧。
7.根据权利要求5所述的自适应柔性传动游梁式抽油机，其特征在于力臂配重杆左端固定有加重锤；或，为方便调节配重量，力臂配重杆的后端固定有配重箱，配重箱内装有至少一个配重块。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170922 |