CN108458049A - 一种游梁式多井联动抽油系统的可调式共用平衡装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种游梁式多井联动抽油系统的可调式共用平衡装置，包括：支架，其顶部两侧分别设置一个轴承箱；平衡轮，其置于两个轴承箱中间，平衡轮上设有平衡盘、对称位于平衡盘两侧的平衡块以及与对称位于平衡盘内部两侧的驱动机构，每个平衡块径向装入平衡盘内部并与对应的驱动机构连接，驱动机构驱动平衡块沿平衡盘轴向同步滑入或滑出；转轴，其同时穿过两个轴承箱及平衡轮，且转轴与平衡轮同轴固定，转轴在两个轴承箱的支撑下转动并带动平衡轮同轴转动。本发明的有益效果：在抽油过程中平衡上、下冲程且无需对游梁式多井联动抽油系统的每台抽油机配备平衡块，减少了平衡块数量，大大降低电机的启动和运行功率，同时实现平衡负载可调的功能。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采技术领域，具体而言，涉及一种游梁式多井联动抽油系统的可调式共用平衡装置。
背景技术
游梁式多井联动抽油系统通过一台电机同时驱动多台单元抽油机作业，通过联轴器将单元抽油机进行联接，实现动力传递，以达到降低成本投入的目的。在现有技术中，单元抽油机的曲柄上均安装有平衡块，使得单元抽油机在运行时运行平稳，且上、下冲程时载荷互为平衡。然而在将多台单元抽油机通过同一条主轴连接之后，如果在每一台单元抽油机的曲柄上仍然安装平衡块，此时不仅需要提高电机的启动和运行功率，而且会增加平衡块的使用数量，提高了成本投入且经济效益不乐观。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种减少了平衡块数量的游梁式多井联动抽油系统的可调式共用平衡装置，在抽油过程中平衡上、下冲程且无需对游梁式多井联动抽油系统的每一台抽油机配备平衡块。
本发明提供了一种游梁式多井联动抽油系统的可调式共用平衡装置，包括：
支架，其顶部两侧分别设置一个轴承箱；
平衡轮，其置于两个轴承箱中间，所述平衡轮上设有平衡盘、对称位于所述平衡盘两侧的平衡块以及与对称位于所述平衡盘内部两侧的驱动机构，每个平衡块径向装入所述平衡盘内部并与对应的驱动机构连接，所述驱动机构驱动所述平衡块沿所述平衡盘轴向同步滑入或滑出；
转轴，其同时穿过两个轴承箱及所述平衡轮，且所述转轴与所述平衡轮同轴固定，所述转轴在两个轴承箱的支撑下转动并带动所述平衡轮同轴转动。
作为本发明进一步的改进，所述平衡轮中心设有转轴孔，所述转轴轴向穿过所述转轴孔，所述转轴孔内壁开设有键槽，所述转轴外壁设有平键，平键与键槽匹配连接。
作为本发明进一步的改进，所述平衡块为板状，包括平衡块本体以及对称固定于所述平衡块本体两侧的平衡块上盖，所述平衡块上盖与所述平衡块本体之间的间隔形成配合所述驱动机构安装的平衡块安装槽。
作为本发明进一步的改进，所述平衡盘为圆盘状，在所述平衡盘径向上对称开设有一组平衡盘开口，所述平衡块对应装入所述平衡盘开口内；
所述平衡盘开口沿所述平衡盘径向的两个端面上分别开设有配合所述平衡块安装的平衡盘凹槽以及配合所述驱动机构安装的容纳槽，且两个平衡盘开口的容纳槽关于所述平衡盘的轴心中心对称。
作为本发明进一步的改进，所述容纳槽包括对称开设在所述平衡盘开口内端面两侧的锥齿轮容纳槽，以及在其中任意一个锥齿轮容纳槽的内端面进一步开设形成的电机容纳槽，两个平衡盘开口的锥齿轮容纳槽以及电机容纳槽关于所述平衡盘的轴心中心对称。
作为本发明进一步的改进，所述平衡盘的两个端面上分别设置有两组挡板，两组挡板分别对相应平衡盘开口上的锥齿轮容纳槽以及电机容纳槽进行遮挡。
作为本发明进一步的改进，所述驱动机构包括固定在所述平衡盘内部的驱动电机以及由所述驱动电机驱动的同步且同向转动的两条螺杆，所述螺杆的螺纹段置于所述平衡块内部。
作为本发明进一步的改进，所述驱动电机的输出轴上同心固定有电机锥齿轮，驱动轴与所述驱动电机同轴且间隔设置，所述驱动轴的两端分别固定有一个驱动轴锥齿轮，在两个驱动轴锥齿轮的内侧分别套装有一个驱动轴弹簧，在每个驱动轴弹簧的内侧分别套装有一个驱动轴轴承；
所述螺杆位于所述驱动轴的两端且所述螺杆一端端部固定有一个螺杆锥齿轮，其中一条螺杆的螺杆锥齿轮位于所述驱动轴锥齿轮和所述电机锥齿轮之间并同时与所述驱动轴锥齿轮和所述电机锥齿轮啮合，另一条螺杆的螺杆锥齿轮与所述驱动轴锥齿轮啮合，两条螺杆的轴线与所述驱动轴的轴线以及所述驱动电机输出轴的轴线垂直且处于同一平面。
作为本发明进一步的改进，每个所述螺杆锥齿轮的内侧分别套装有一个螺杆弹簧，每个螺杆弹簧的内侧分别套装有一个螺杆轴承，所述螺杆轴承的内侧至所述螺杆另一端为螺纹段，所述螺纹段上开设有外螺纹，且所述螺纹段上均匀套设有多个螺纹块，所述螺纹块中空且开设有与所述外螺纹匹配连接的内螺纹，所述螺纹块固定在所述平衡块内部。
作为本发明进一步的改进，所述轴承箱包括上、下扣合的轴承座以及轴承盖，所述轴承箱内设置有一个轴承，所述转轴同时穿过所述平衡轮以及两个轴承箱中的轴承。
本发明的有益效果为：
1、本发明的游梁式多井联动抽油系统的可调式共用平衡装置，在抽油过程中平衡上、下冲程且无需对游梁式多井联动抽油系统的每一台抽油机配备平衡块，减少了平衡块数量，大大降低了电机的启动和运行功率，同时实现了平衡负载可调的功能；
2、通过设置与平衡块一一对应的驱动机构，通过驱动机构可以实现平衡块的滑入或滑出，实现了对游梁式多井联动抽油系统的可调式共用平衡装置平衡负载的调节；
3、在平衡盘的两个端面上分别设置有两组挡板，两组挡板从两个端面上分别对相应平衡盘开口中的锥齿轮容纳槽以及电机容纳槽进行遮挡，可以到有效地防水效果；
4、通过在驱动轴锥齿轮以及螺杆锥齿轮的内侧分别套装驱动轴弹簧和螺杆弹簧，可以有效减缓驱动轴锥齿轮以及螺杆锥齿轮传动过程中的震动，使得驱动轴锥齿轮以及螺杆锥齿轮更为有效的啮合，提高了传递效率；
5、螺杆轴承以及驱动轴轴承均采用滑动轴承，可以有效减小摩擦损失和表面磨损，使传动过程平稳、可靠、无噪声。
附图说明
图1为本发明实施例所述的一种游梁式多井联动抽油系统的可调式共用平衡装置的正视图；
图2为图1的侧视图；
图3为游梁式多井联动抽油系统的可调式共用平衡装置中平衡轮的局部剖视图；
图4为游梁式多井联动抽油系统的可调式共用平衡装置中平衡块的剖视图；
图5为游梁式多井联动抽油系统的可调式共用平衡装置中平衡盘的局部剖视图；
图6为游梁式多井联动抽油系统的可调式共用平衡装置中平衡盘的侧视图；
图7为游梁式多井联动抽油系统的可调式共用平衡装置中驱动机构的结构示意图。
图中，
1、平衡轮；2、转轴；3、轴承箱；4、支架；5、平衡块；6、平衡盘；7、驱动机构；8、转轴孔；9、平衡块上盖；10、平衡块安装槽；11、平衡块本体；12、平衡盘开口；13、锥齿轮容纳槽；14、挡板；15、电机容纳槽；16、平衡盘凹槽；17、螺纹块；18、螺杆；19、螺杆轴承；20、螺杆弹簧；21、螺杆锥齿轮；22、驱动轴锥齿轮；23、驱动轴；24、驱动轴轴承；25、驱动轴弹簧；26、电机锥齿轮；27、驱动电机。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
如图1-2所示，本发明实施例所述的一种游梁式多井联动抽油系统的可调式共用平衡装置，包括：支架4、平衡轮1、转轴2。支架4顶部两侧分别设置一个轴承箱3，平衡轮1置于两个轴承箱3中间，转轴2同时穿过两个轴承箱3及平衡轮1，且转轴2与平衡轮1同轴固定，转轴2在两个轴承箱3的支撑下转动并带动平衡轮1同轴转动。
进一步的，轴承箱3包括上、下扣合的轴承座以及轴承盖，轴承箱3内设置有一个轴承，转轴2同时穿过平衡轮1以及两个轴承箱3中的轴承。转轴2自轴承箱3穿出后通过联轴器(图中未画出)与游梁式多井联动抽油机的主轴同轴连接，游梁式多井联动抽油机的主轴在转动时通过转轴2带动平衡轮1同步转动，通过平衡块1实现游梁式多井联动抽油机工作中分别在上、下冲程时载荷的平衡。
如图3所示，平衡轮1上设有平衡盘6、对称位于平衡盘6两侧的平衡块5以及与对称位于平衡盘6内部两侧的驱动机构7，每个平衡块5径向装入平衡盘6内部并与对应的驱动机构7连接，驱动机构7驱动平衡块5沿平衡盘6轴向同步滑入或滑出。平衡轮1中心设有转轴孔8，转轴2轴向穿过转轴孔8，转轴孔8内壁开设有键槽，转轴2外壁设有平键，平键与键槽匹配连接。通过转轴2与转轴孔8之间平键与键槽的配合方式实现转轴2带动平衡轮1同轴转动。
如图4所示，平衡块5为板状，包括平衡块本体11以及对称固定于平衡块本体11两侧的平衡块上盖9，平衡块上盖9与平衡块本体11之间的间隔形成配合驱动机构7安装的平衡块安装槽10。
如图5-6所示，平衡盘6为圆盘状，在平衡盘6径向上对称开设有一组平衡盘开口12，平衡块5对应装入平衡盘开口12内，平衡块5通过平衡盘开口12与平衡盘6配合安装。在每一个平衡盘开口12沿平衡盘6径向的两个端面上分别开设有配合平衡块5安装的平衡盘凹槽16以及配合驱动机构7安装的容纳槽，且两个平衡盘开口12的容纳槽关于平衡盘6的轴心中心对称。平衡块5与平衡盘6配合安装时，平衡块5两侧的平衡块上盖9以及平衡块安装槽10位于平衡盘凹槽16中，因此，平衡盘凹槽16同时作为相应平衡块5的导向槽辅助平衡块5滑入或滑出平衡盘开口12。
进一步的，容纳槽包括对称开设在平衡盘开口12内端面两侧的锥齿轮容纳槽13，以及在其中任意一个锥齿轮容纳槽13的内端面进一步开设形成的电机容纳槽15，在两个平衡盘开口12内均设置有两个锥齿轮容纳槽13以及与其中一个锥齿轮容纳槽13连接为整体的电机容纳槽15，两个平衡盘开口12的锥齿轮容纳槽13以及电机容纳槽15关于平衡盘6的轴心中心对称。
进一步的，平衡盘6的两个端面上分别设置有两组挡板14，两组挡板14分别对相应平衡盘开口12上的锥齿轮容纳槽13以及电机容纳槽15进行遮挡，可以到有效地防水效果。
如图7所示，驱动机构7包括固定在平衡盘6内部的驱动电机27以及由驱动电机27驱动的同步且同向转动的两条螺杆18，螺杆18的螺纹段置于平衡块5内部。其中，驱动电机27的输出轴上同心固定有电机锥齿轮26，驱动轴23与驱动电机27同轴且间隔设置，驱动轴23的两端分别固定有一个驱动轴锥齿轮22，在两个驱动轴锥齿轮22的内侧分别套装有一个驱动轴弹簧25，在每个驱动轴弹簧25的内侧分别套装有一个驱动轴轴承24。
螺杆18位于驱动轴23的两端且螺杆18一端端部固定有一个螺杆锥齿轮21，其中一条螺杆18的螺杆锥齿轮21位于驱动轴锥齿轮22和电机锥齿轮26之间并同时与驱动轴锥齿轮22和电机锥齿轮26啮合，另一条螺杆18的螺杆锥齿轮21与驱动轴锥齿轮22啮合，两条螺杆18的轴线与驱动轴23的轴线以及驱动电机27输出轴的轴线垂直且处于同一平面，因此，驱动电机27在转动时可以根据电机锥齿轮26、驱动轴锥齿轮22以及螺杆锥齿轮21的啮合关系带动两条螺杆18同步且同向转动。
每个螺杆锥齿轮21的内侧分别套装有一个螺杆弹簧20，每个螺杆弹簧20的内侧分别套装有一个螺杆轴承19，螺杆轴承19的内侧至螺杆18另一端为螺纹段，螺纹段上开设有外螺纹，且螺纹段上均匀套设有多个螺纹块17，螺纹块17中空且开设有与外螺纹匹配连接的内螺纹，螺纹块17固定在平衡块5内部。
通过在驱动轴锥齿轮22以及螺杆锥齿轮18的内侧分别套装驱动轴弹簧25和螺杆弹簧20，可以有效减缓驱动轴锥齿轮22以及螺杆锥齿轮18传动过程中的震动，使得驱动轴锥齿轮22以及螺杆锥齿轮18更为有效的啮合，提高了传递效率。螺杆轴承20以及驱动轴轴承24均采用滑动轴承，可以有效减小摩擦损失和表面磨损，使传动过程平稳、可靠、无噪声。
本发明的游梁式多井联动抽油系统的可调式共用平衡装置的具体安装过程：
在驱动机构7与平衡盘6以及平衡块5配合安装时，两条螺杆18的螺纹段分别置于平衡块5的平衡块安装槽10中，套装在螺杆18螺纹段外部的螺纹块17固定于平衡块本体11上，螺杆18的螺纹段在平衡块5与平衡盘安装完成之后位于平衡盘6的平衡盘凹槽16中。
安装在螺杆18螺纹段外侧的螺杆轴承19、螺杆弹簧20以及螺杆锥齿轮21位于平衡块安装槽10的外侧，切中螺杆轴承19同时固定在平衡块本体11上，用于对螺杆18进行支撑。螺杆锥齿轮20以及与之啮合的驱动轴锥齿轮21置于相应的锥齿轮容纳槽13中。驱动电机27以及安装在其输出轴上的电机锥齿轮26置于相应的电机容纳槽15中。
驱动轴23置于平衡块5与平衡盘开口12内端间隔形成的间隙内，套设在其两端的驱动轴轴承24固定于平衡盘开口12的内端面上。
本发明的游梁式多井联动抽油系统的可调式共用平衡装置的具体工作过程及工作原理如下：
游梁式多井联动抽油机的主轴通过联轴器与转轴2同轴连接，游梁式多井联动抽油机的主轴转动时带动转轴2转动，转轴2与平衡盘6之间通过平键和键槽的形式配合，转轴2带动平衡轮1即平衡盘6同轴转动。
当需要对平衡块5进行调节时，驱动电机27工作，固定在其输出轴上的电机锥齿轮26通过与之直接啮合的螺杆锥齿轮21带动相对应的螺杆18转动，驱动轴23两端的驱动轴锥齿轮22与两端的螺杆锥齿轮21啮合，其中一条螺杆18在驱动电机27直接驱动时会通过驱动轴23带动另一条螺杆18同向且同步转动。
螺杆18的螺纹段套装的螺纹块17平衡块5固定，螺杆18转动时会带动平衡块5沿平衡盘6径向滑入或滑出平衡盘6，实现了平衡轮1平衡的调节，位于两个平衡盘开口12中的两个驱动电机27同步转动，实现了位于平衡盘6两侧的平衡块5以相同的速度相向移动。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种游梁式多井联动抽油系统的可调式共用平衡装置，其特征在于，包括：
支架(4)，其顶部两侧分别设置一个轴承箱(3)；
平衡轮(1)，其置于两个轴承箱(3)中间，所述平衡轮(1)上设有平衡盘(6)、对称位于所述平衡盘(6)两侧的平衡块(5)以及与对称位于所述平衡盘(6)内部两侧的驱动机构(7)，每个平衡块(5)径向装入所述平衡盘(6)内部并与对应的驱动机构(7)连接，所述驱动机构(7)驱动所述平衡块(5)沿所述平衡盘(6)轴向同步滑入或滑出；
转轴(2)，其同时穿过两个轴承箱(3)及所述平衡轮(1)，且所述转轴(2)与所述平衡轮(1)同轴固定，所述转轴(2)在两个轴承箱(3)的支撑下转动并带动所述平衡轮(1)同轴转动。
2.根据权利要求1所述的可调式共用平衡装置，其特征在于，所述平衡轮(1)中心设有转轴孔(8)，所述转轴(2)轴向穿过所述转轴孔(8)，所述转轴孔(8)内壁开设有键槽，所述转轴(2)外壁设有平键，平键与键槽匹配连接。
3.根据权利要求1所述的可调式共用平衡装置，其特征在于，所述平衡块(5)为板状，包括平衡块本体(11)以及对称固定于所述平衡块本体(11)两侧的平衡块上盖(9)，所述平衡块上盖(9)与所述平衡块本体(11)之间的间隔形成配合所述驱动机构(7)安装的平衡块安装槽(10)。
4.根据权利要求1所述的可调式共用平衡装置，其特征在于，所述平衡盘(6)为圆盘状，在所述平衡盘(6)径向上对称开设有一组平衡盘开口(12)，所述平衡块(5)对应装入所述平衡盘开口(12)内；
所述平衡盘开口(12)沿所述平衡盘(6)径向的两个端面上分别开设有配合所述平衡块(5)安装的平衡盘凹槽(16)以及配合所述驱动机构(7)安装的容纳槽，且两个平衡盘开口(12)的容纳槽关于所述平衡盘(6)的轴心中心对称。
5.根据权利要求4所述的可调式共用平衡装置，其特征在于，所述容纳槽包括对称开设在所述平衡盘开口(12)内端面两侧的锥齿轮容纳槽(13)，以及在其中任意一个锥齿轮容纳槽(13)的内端面进一步开设形成的电机容纳槽(15)，两个平衡盘开口(12)的锥齿轮容纳槽(13)以及电机容纳槽(15)关于所述平衡盘(6)的轴心中心对称。
6.根据权利要求5所述的可调式共用平衡装置，其特征在于，所述平衡盘(6)的两个端面上分别设置有两组挡板(14)，两组挡板(14)分别对相应平衡盘开口(12)上的锥齿轮容纳槽(13)以及电机容纳槽(15)进行遮挡。
7.根据权利要求1所述的可调式共用平衡装置，其特征在于，所述驱动机构(7)包括固定在所述平衡盘(6)内部的驱动电机(27)以及由所述驱动电机(27)驱动的同步且同向转动的两条螺杆(18)，所述螺杆(18)的螺纹段置于所述平衡块(5)内部。
8.根据权利要求7所述的可调式共用平衡装置，其特征在于，所述驱动电机(27)的输出轴上同心固定有电机锥齿轮(26)，驱动轴(23)与所述驱动电机(27)同轴且间隔设置，所述驱动轴(23)的两端分别固定有一个驱动轴锥齿轮(22)，在两个驱动轴锥齿轮(22)的内侧分别套装有一个驱动轴弹簧(25)，在每个驱动轴弹簧(25)的内侧分别套装有一个驱动轴轴承(24)；
所述螺杆(18)位于所述驱动轴(23)的两端且所述螺杆(18)一端端部固定有一个螺杆锥齿轮(21)，其中一条螺杆(18)的螺杆锥齿轮(21)位于所述驱动轴锥齿轮(22)和所述电机锥齿轮(26)之间并同时与所述驱动轴锥齿轮(22)和所述电机锥齿轮(26)啮合，另一条螺杆(18)的螺杆锥齿轮(21)与所述驱动轴锥齿轮(22)啮合，两条螺杆(18)的轴线与所述驱动轴(23)的轴线以及所述驱动电机(27)输出轴的轴线垂直且处于同一平面。
9.根据权利要求7所述的可调式共用平衡装置，其特征在于，每个所述螺杆锥齿轮(21)的内侧分别套装有一个螺杆弹簧(20)，每个螺杆弹簧(20)的内侧分别套装有一个螺杆轴承(19)，所述螺杆轴承(19)的内侧至所述螺杆(18)另一端为螺纹段，所述螺纹段上开设有外螺纹，且所述螺纹段上均匀套设有多个螺纹块(17)，所述螺纹块(17)中空且开设有与所述外螺纹匹配连接的内螺纹，所述螺纹块(17)固定在所述平衡块(5)内部。
10.根据权利要求1所述的可调式共用平衡装置，其特征在于，所述轴承箱(3)包括上、下扣合的轴承座以及轴承盖，所述轴承箱(3)内设置有一个轴承，所述转轴(2)同时穿过所述平衡轮(1)以及两个轴承箱(3)中的轴承。
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|---|---|---|---|---|
| CN115401480A (zh) * | 2022-08-16 | 2022-11-29 | 成都飞机工业（集团）有限责任公司 | 一种高速偏心旋转夹持装置及其偏心调节方法 |
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