CN1079485C - 抽油机 - Google Patents
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Abstract
抽油机属于石油开采机械。该机由电动机定向运转，通过传动装置，齿轮减速器驱动两条封闭链条定向运行。在两条链条之间装一循环换向轴和悬挂挠性件接头，循环换向轴两端为与链条联在一起的特征链节。一条悬挂挠性件经导向天轮与光杆联接，另一条经地轮、小导向天轮与平衡重联接，形成重量平衡力纱，循环换向轴在随链条运行同时，作上下往复运动，从而带动光杆进行抽油作业。导向天轮通过天轮仰俯机构升起或回位。
Description
抽油机属于石油开采机械。
目前，石油矿场所用的抽油机多种多样，最为成熟的机种为游梁式抽油机，这种抽油机的电动机定向运转，经胶带传动装置、齿轮减速器和曲柄连杆机构，驱动游梁绕支架座上的销轴进行反复摆动，再通过悬挂装置、卡杆器、光杆、抽油杆及配重块组成平衡传力系统，使井下往复抽油泵进行抽油工作。该机具有简单，耐用，故障少，使用方便。但是，由于该机属于简谐运动机构，机械效率低，系统平衡度差，耗电量大，以及冲程加长受限，稳定性差(指稠油区作业)等缺点。因此，多年来人们一直在寻求较理想的新型抽油机。
本发明的目的在于克服已有的游梁式抽油机的上述不足，提供一种高效、节能的抽油机。
上述目的是通过以下技术方案实现的：该抽油机，由电动机(1)，胶带传动装置(2)、齿轮减速器(3)、抽油泵以及由悬架装置(11)、卡杆器(10)、光杆(9)、抽油杆、平衡重(23)构成的平衡力系，组成，定向运转的电动机(1)通过胶带传动装置(2)与齿轮减速器(3)相联，齿轮减速器(3)采用两根动力输出轴(29)、(29′)，其上分别装有主动链轮(4)、(4′)，两个主动链轮(4)、(4′)与两个从动链轮(13)、(13′)之间分别装有封闭链条(5)、(5′)，在两根链条(5)、(5′)之间装有一个由循环换向轴(6)和悬挂挠性件接头(7、24)构成的组件，其中，循环换向轴(6)两轴端链节分别与链条(5)、(5′)联接在一起，悬杆挠性件接头(7)上的悬杆挠性件(8)绕经导向天轮(12)，并通过悬挂装置(11)和卡杆器(10)与光杆(9)联接，悬重挠性件接头(24)上的悬重挠向件(25)绕经地轮(26)和小导向天轮(21)，通过配重接头(22)与平衡重(23)相接，导向天轮(12)和小导向天轮(21)装在井架上方的主梁(16)上，导向天轮(12)可由天轮仰俯机构控制其仰起或复位。
本发明是采用简单的循环换向轴机构换向进行工作的。其工作过程是：当电动机(1)定向运转时，通过胶带传动装置(2)、并排两路两级的齿轮减速器(3)驱使两根动力输出轴(29)、(29′)上的两个主动链轮(4)、(4′)， 带动两条封闭链条(5)、(5′)及两个从动链轮(13)、(13′)定向运转。装在两条封闭链条(5)、(5′)之间带有特殊链节的循环换向轴(6)随链条(5)、(5′)运行的同时，在主动链轮(4)、(4′)与从动链轮(13)、(13′)之间作上下往复运动。光杆(9)通过悬杆挠性件(8)绕经导向天轮(12)与悬杆挠性件接头(7)联接，平衡重(23)通过悬重挠性件(25)绕经小导向天轮(21)、地轮(26)与悬重挠性件接头(24)连接，从而形成重力相对平衡的力系，驱使光杆(9)和平衡重(23)作相反方向的往复运动。
本发明可用一套电动机、减速器和悬挂系统通用于8型、10型、12型和14型抽油机，易实现3m、5m、6m和8m冲程，冲次可达2.8～6min-1，亦可用另套规格的配套件组装4型、5型和6型抽油机。本发明与游梁式抽油机相对照，其性能指标见下表：
| 序号 | 对比项目 | 本机机型 | 游梁机机型 |
| 1 | 额定悬点负荷(tf) | 8，10，12，14 | 8，10，12 |
| 2 | 电动机功率(kw) | 18.5～37 | 30～75 |
| 3 | 机重(t) | 18.9～23 | 22～40 |
| 4 | 平衡度(％) | 97～98 | 70 |
| 5 | 扭矩(kmm) | 18～24 | 37～125 |
| 6 | 冲程(m) | 3，5，6，8 | 2，4，3，5 |
| 7 | 单产液耗电(kwh) | 5.66 | 13.1 |
本发明由于采用循环换向轴式结构，因此，具有适合长冲程，平衡度高，稳定性好，机械效率高，泵效高，节能，产液量大，使用方便等优点。
本发明的具体结构由以下实施例及其附图给出。
图1是根据本发明提出的抽油机结构示意图；
图2是图1的侧视图；
图3是循环换向轴及悬挂挠性件接头组件示意图；
图4是图3的A-A剖视图；
图5是图3的B-B剖视图；
图6是齿轮减速器结构示意图。
下面结合附图详细说明依据本发明提出的具体抽油机的细节及工作情况。
循环换向轴(6)和悬挂挠性件接头(7、24)是本机将电动机的定向运转转换为工作部件上、下往复运动进行工作的关键部件。悬挂挠性件接头(7、24)是由悬杆挠性件接头(7)和悬重挠性件接头(24)固定在一起，其中间的结合处设一轴孔，循环换向轴(6)从该孔穿过。循环换向轴(6)的两端有特殊链节(相当于链条的外链板)，即开成与链条(5)内节外侧相互间隙配合的槽，在槽的侧壁上加工出与循环换向轴(6)的中心线相对称，且与链条(5)节矩相等的两个孔，该孔与链条(5)两端的内链节套筒孔用销轴铰接。循环换向轴(6)可采用整体结构，使整体结构紧凑小巧，容易加工和保证精度。若采用分体结构，要保证严格的相位精度和联接精度将增加难度。当循环换向轴(6)作成分体结构，悬杆挠性件接头(7)与悬重挠性件接头(24)可以作成整体结构。悬杆挠性件(8)绕经导向天轮(12)，其一端与悬杆挠性件接头(7)联接，另一端通过悬挂装置(11)、卡杆器(10)与光杆(9)联接。悬重挠性件(25)一端与悬重挠性件接头(24)联接，另一端绕经地轮(26)、小导向天轮(12)，与平衡重(23)上的配重接头(22)联接。从而形成重力相对平衡的力系。
由于循环换向轴(6)两端的链节与链条(5)联接在一起，可使循环换向轴(6)和悬挂挠性件接头(7、4)在随封闭链条(5)运行的同时，在主动链轮与从动链轮之间上、下往复运动，从而在光杆(9)与平衡重(23)所构成的重力相对平衡力系作用下进行抽油工作。
齿轮减速器(3)的结构参阅图6：它采用双排两室下箱体结构，箱体内装有对称布置的半轴(27)、(27′)、两级齿轮传动(28)、(28′)、动力输出轴(29)、(29′)及主动链轮(4)、(4′)，半轴(27)与半轴(27′)之间由联轴器组件(31)联接，半轴(27′)的外端装有制动轮(30)，两级齿轮传动(28)、(28′)分别装在半轴(27)、(27′)与动力输出轴(29)、(29′)之间，主动链轮(4)、(4′)分别装在动力输出轴(29)、(29′)的轴端，并置于两室之间箱底的孔(A)处。
该机包括一台电动机(1)，它是本机的动力源。电动机(1)经胶带传动装置(2)将动力传至齿轮减速器(3)。根据本机的结构要求，齿轮减速器(3)采用双排两室下箱体结构，两室之间的箱底上开有孔(A)。半轴(27)、(27′)对称布置，它们之间由联轴器组件(31)联接。联轴器组件(31)可采用链式、齿式、锥形摩擦联轴器组件，其中链式联轴器组件是由两个不同齿数的链式联轴器与中间轴组成，由于其结构简单适用，成本低，因此，采用链式联轴器组件较经济，且容易布置安装，其精度尽管不高，但也能满足本机联轴和调相要求。半轴(27)为动力输入轴，半轴(27′)的外端装有制动轮(30)。半轴(27)、(27′)通过两套两级传动齿轮(28)、(28′)将动力传至动力轮输出轴(29)、(29′)，两动力输出轴(29)、(29′)的内端装有主动链轮(4)、(4′)，孔(A)开在主动链轮(4)、(4′)处。两级传动齿轮(28)、(28′)的轮齿，以采用双圆弧形为最佳，虽然加工难度稍大些，但传动能力强，模数小，因而，可使减速器、整机尺寸以及质量小些。当然采用渐开线齿轮或标准齿轮均可，只是尺寸和质量变大，特别采用标准齿轮，同轴度不易保证。
天轮仰俯机构是为采油生产中修井作业时，能让出所需的空间，无需移机完成修井作业而设置的。其结构是由支座(14)、导向滑轮(18)、 蜗轮蜗杆减速器(19)组成，导向天轮(12)(装在支座(14)上，)通过支座(14)用销轴(15)铰接于井架上方的主梁(16)上，导向天轮(12)和支座(14)可由绕经导向滑轮(18)、一端固定在蜗轮蜗杆减速器(19)输出轴的卷筒轴(20)上的起重钢丝绳(17)升起。其具体结构参阅图1的上部：在主梁(16)的右侧装一蜗轮蜗杆减速器(19)，其输出轴为卷筒(轴)(20)，在支座(14)与蜗轮蜗杆减速器(19)之间装有导向滑轮(18)。当停机检修需要仰起导向在轮时，备用的起重钢丝绳(17)的一端固定在蜗轮蜗杆减速器(19)输出轴的卷筒(轴)(20)上，另一端经导向滑轮(18)挂于导向天轮(12)上。卷筒正转缠绳，于是导向天轮(12)和支座(14)即随之仰起，并能自销。当需导向天轮(12)下落时，使卷筒(20)反转，导向天轮(12)和支座(14)即可回位。此机构省时省力，可提高采油作业率。
Claims (4)
1、抽油机，由电动机(1)、胶带传动装置(2)、齿轮减速器(3)、抽油泵以及由悬挂装置(11)、卡杆器(10)、光杆(9)、抽油杆、平衡重(23)构成的平衡力系组成，其特征在于定向运转的电动机(1)通过胶带传动装置(2)与齿轮减速器(3)相联，齿轮减速器(3)采用两根动力输出轴(29)、(29′)，其上分别装有主动链轮(4)、(4′)，两个主动链轮(4)、(4′)与两个从动链轮(13)、(13′)之间分别装有封闭链条(5)、(5′)，在两根链条(5)、(5′)之间装有一个由循环换向轴(6)和悬挂挠性件接头(7、24)构成的组件，其中，循环换向轴(6)两轴端链节分别与链条(5)、(5′)联接在一起，悬杆挠性件接头(7)上的悬杆挠性件(8)绕经导向天轮(12)，通过悬挂装置(11)和卡杆器(10)与光杆(9)联接，悬重挠性件接头(24)上的悬重挠向件(25)绕经地轮(26)和小导向天轮(21)，并通过配重接头(22)与平衡重(23)相接，导向天轮(12)和小导向天轮(21)装在井架上方的主梁(16)上，导向天轮(12)可由天轮仰俯机构控制其仰起或复位。
2、根据权利要求1所述的抽油机，其特征在于所说的由循环换向轴(6)和悬挂挠性件接头(7)、(24)构成的组件，其结构是：悬挂挠性件接头(7)、(24)是由悬杆挠性件接头(7)和悬重挠性件接头(24)固定在一起，循环换向轴(6)从悬重挠性件接头(24)和悬杆挠性件接头(7)结合处中间孔穿过，循环换向轴(6)的两端设有特殊链节即开成与链条(5)、(5′)内节外侧相互间隙配合的槽，在槽的侧壁上加工出与循环换向轴(6)的中心线相对称，且与链条(5)、(5′)节矩相等的两个孔，该孔与链条(5)、(5′)两端的内链节套筒孔用销轴铰接。
3、根据权利要求1或2所述的抽油机，其特征在于所说的齿轮减速器(3)采用双排两室下箱体结构，箱体内装有对称布置的半轴(27)、(27′)、两级齿轮传动(28)、(28′)、动力输出轴(29)、(29′)及主动链轮(4)、(4′)，半轴(27)与半轴(27′)之间由联轴器组件(31)联接，半轴(27′)的外端装有制动轮(30)，两级齿轮传动(28)、(28′)分别装在半轴(27)、(27′)与动力输出轴(29)、(29′)之间，主动链轮(4)、(4′)分别装在动力输出轴(29)、(29′)的轴端，并置于两室之间箱底的孔(A)处。
4、根据权利要求1或2所述的抽油机，其特征在于用于升起导向天轮的天轮仰俯机构是由支座(14)、导向滑轮(18)、蜗轮蜗杆减速器(19)组成，导向天轮(12)通过支座(14)铰接于主梁(16)上，导向天轮(12)和支座(14)可由绕经导向滑轮(18)、一端固定在蜗轮蜗杆减速器(19)输出轴的卷筒轴(20)上的起重钢丝绳(17)升起。
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