CN108756776B - 一种抽油机井光杆自动旋转装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是一种抽油机井光杆自动旋转装置，这种抽油机井光杆自动旋转装置包括箱体、传动机构、重锤总成，重锤总成的扇形重锤在箱体外部，拉力弹簧支架固定在箱体上，重锤通过拉力弹簧与拉力弹簧支架相连；传动机构包括超越离合器、蜗杆、蜗轮；扇形重锤在扇形的尖端处有一孔洞，孔洞的一端通过超越离合器与蜗杆相连接，重锤可绕蜗杆轴方向摆动，蜗杆、蜗轮设置于箱体内部，蜗杆与蜗轮配合，蜗轮下部安装推力轴承，碟形弹簧居于弹簧压盖与蜗轮之间，箱体压盖压在弹簧压盖上并与蜗轮紧固在一起，抽油机光杆穿过弹簧压盖、碟形弹簧、蜗轮并与与蜗轮过盈配合。本发明有效保证光杆从单侧磨损变为周向磨损，解决了光杆和抽油杆的偏磨问题。

Description

一种抽油机井光杆自动旋转装置

技术领域

本发明涉及适用于光杆偏磨严重抽油机井的防偏磨装置，具体涉及一种抽油机井光杆自动旋转装置。

背景技术

在油田开发开采过程中，受井口设备安装精度、井深等因素影响，抽油机井光杆会出现安装偏斜现象，即抽油机光杆与井口光杆密封装置之间会有一个较小的角度，导致光杆与井口密封器不能良好接触，会产生摩擦，以至使用不久的光杆表面出现极为明显的沟槽、变形等磨损，导致井口跑水跑油，严重污染环境，且使管理难度大大增加。长此以往，光杆磨损更为严重，以至断脱，不仅影响生产，降低生产产量，还会增加维修作业成本，影响经济效益。因此，抽油机井光杆自动旋转装置被开发应用。但现有的光杆自动旋转装置大多结构复杂、体积庞大、不易安装。因此需要研制一种体积小，便于安装的新型光杆自动旋转装置，来延长更换光杆的周期，减少修井次数，提高经济效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种抽油机井光杆自动旋转装置，这种抽油机井光杆自动旋转装置用于解决抽油机井光杆的偏磨问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种抽油机井光杆自动旋转装置包括箱体、传动机构、重锤总成，重锤总成包括扇形重锤、拉力弹簧、拉力弹簧支架，扇形重锤在箱体外部，拉力弹簧支架固定在箱体上，重锤通过拉力弹簧与拉力弹簧支架相连；传动机构包括超越离合器、蜗杆、蜗轮；扇形重锤在扇形的尖端处有一孔洞，孔洞的一端通过超越离合器与蜗杆相连接，孔洞的另一端以闷盖封堵，重锤可绕蜗杆轴方向摆动，蜗杆、蜗轮设置于箱体内部，蜗杆两端通过轴承与箱体连接，蜗杆与蜗轮配合，蜗轮下部安装推力轴承，推力轴承安装在箱体内的轴承座上，碟形弹簧居于弹簧压盖与蜗轮之间，箱体压盖压在弹簧压盖上并与蜗轮紧固在一起，抽油机光杆穿过弹簧压盖、碟形弹簧、蜗轮并与与蜗轮过盈配合。

上述方案中箱体由上箱体、下箱体、碟形弹簧、弹簧压盖、箱体压盖构成，上箱体与下箱体通过螺栓可拆卸连接，箱体压盖与蜗轮通过螺钉连接，箱体压盖与上箱体上端面留有间隙，不接触，蜗轮转动时带动箱体压盖转动，不发生摩擦，减少磨损。

上述方案中超越离合器包括内环、外环、棘爪、离合弹簧，蜗杆与内环通过键连接，内环上安装有棘爪，外环内圈为棘轮，离合弹簧支撑在棘爪下端和蜗杆之间，外环通过键与重锤连接，离合压盖将超越离合器封堵在内，离合压盖通过螺钉固定在蜗杆轴端；第二深沟球轴承组设置于蜗杆与重锤之间，且位于超越离合器内侧，第二深沟球轴承组两轴承之间设置支撑环构成；通过棘轮棘爪形式的超越离合器可以实现蜗杆的单向间歇转动，通过蜗轮、蜗杆传动机构实现光杆的单向间歇旋转。

上述方案中重锤上端面上连接拉力弹簧，拉力弹簧的另一端连接拉力弹簧支架，拉力弹簧支架为直角形的，拉力弹簧支架安装于侧板上，侧板通过螺钉固定在下箱体的侧面，以确保重锤正常工作，防止重锤运行到死点位置而发生故障。

上述方案中轴承座位于下箱体内，推力轴承安装在轴承座上，蜗轮通过推力轴承限位在在箱体中部。

上述方案中箱体安装于游梁抽油机悬绳器处，箱体代替悬绳器的上板。

上述方案中轴承都采用脂润滑的润滑方式。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明重锤与蜗杆之间用超越离合器连接，利用重锤的摆动产生动力，经过传动机构带动抽油机光杆转动，将重锤的摆动转换成蜗杆的单方向转动，通过传动机构有效保证光杆从单侧磨损变为周向磨损，延长光杆使用寿命，有效解决了光杆和抽油杆的偏磨问题。

2、本发明依靠光杆转动带动抽油杆转动，有效解决了抽油杆在工作过程中的脱扣问题；拉力弹簧在抽油机上冲程时拉住重锤，有效防止重锤运行到死点位置。

3、本发明延长了抽油机光杆的使用寿命，减少修井次数，节省采油成本。

4、本发明适用于国内大部分抽油机井， 提高了抽油机的可靠性，减少维护时间，提高了生产效率。

5、本发明利用抽油杆上下运动时重锤的重力势能与动能之间的转换，产生重锤摆动所需的力，无需外接动力源，减小了装置的体积。

6、本发明蜗轮、蜗杆转速较低，轴承采用脂润滑，无需油润滑复杂的油路通道，简化了装置的结构。

附图说明

图1是本发明的外观图；

图2是本发明中箱体及蜗轮、蜗杆连接关系示意图；

图3是本发明中传动机构结构示意图；

图4是本发明中重锤总成结构图；

图5是本发明的结构简图。

图中：1下箱体 2上箱体 3推力轴承 4蜗轮 5箱体压盖 6碟形弹簧 7弹簧压盖 8轴承闷盖 9第一深沟球轴承组 10蜗杆 11侧板 12拉力弹簧支架 13轴承透盖 14重锤 15第二深沟球轴承组 16光杆 17内环 18外环 19离合压盖 20拉力弹簧 21棘爪 22离合弹簧23超越离合器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

结合图1-图5所示，这种抽油机井光杆自动旋转装置包括箱体、传动机构、重锤总成，重锤总成包括扇形重锤14、拉力弹簧20、拉力弹簧支架12，扇形重锤14为一适当质量的扇形金属块，扇形重锤14在箱体外部，重锤14通过拉力弹簧20与拉力弹簧支架12相连；扇形重锤14在扇形的尖端处有一孔洞，孔洞内设置超越离合器23，扇形重锤14与蜗杆10通过超越离合器23相连接，重锤14可绕蜗杆轴方向摆动，蜗杆10、蜗轮4设置于箱体内部，蜗杆10两端通过轴承与箱体连接，蜗杆10与蜗轮4配合。重锤14依靠抽油杆上下运动的惯性力转动，通过超越离合器23，带动蜗杆10间歇性转动，蜗杆10与蜗轮4啮合，因此蜗轮4带动光杆16实现间歇性转动。

箱体包括下箱体1、上箱体2、碟形弹簧6、弹簧压盖7、箱体压盖5，下箱体1与上箱体2通过螺钉连接，抽油机光杆从下到上依次穿过下箱体1、推力轴承3、蜗轮4、碟形弹簧6、弹簧压盖7，到最上方的方卡子，将其卡住。抽油机光杆与蜗轮4过盈配合。推力轴承3安装在下箱体轴承座上，蜗轮4通过推力轴承3限位在在箱体中部；碟形弹簧6居于弹簧压盖7与蜗轮4之间，箱体压盖5压在弹簧压盖7上并与蜗轮4紧固在一起，箱体压盖5将弹簧压盖7限位。箱体压盖5与蜗轮4通过螺钉连接，箱体压盖5与上箱体2上端面不接触，留有间隙，蜗轮4转动时带动箱体压盖5转动，不发生摩擦，减少磨损。

传动机构包括蜗轮4、蜗杆10、第一深沟球轴承组9和第二深沟球轴承组15以及超越离合器23，蜗杆10与蜗轮4组成主传动件，蜗杆10两端安装第一深沟球轴承组9，轴承安装在箱体壁内并通过轴承闷盖8和轴承透盖13定位，两个轴承盖通过螺钉连接固定在箱体上。

重锤14内部安装第二深沟球轴承组15，两轴承之间通过一个支撑环限位，蜗杆10伸出下箱体1，同时穿过第二深沟球轴承组15，重锤14与超越离合器内环17通过键连接。超越离合器外环18通过键与重锤14连接，重锤14最外侧面安装一个超越离合压盖19，离合压盖19通过螺钉固定在蜗杆轴端。重锤14上端面上连接一个拉力弹簧20，拉力弹簧20的另一端连接在安装于侧板11上的拉力弹簧支架12上，侧板11通过螺钉固定在下箱体1的侧面。

超越离合器23包括内环17、外环18、棘爪21、离合弹簧22，蜗杆10与内环17通过键连接，内环17上安装有棘爪21，外环18内圈为棘轮，离合弹簧22支撑在棘爪21下端和蜗杆10之间，外环18通过键与重锤14连接，离合压盖19将超越离合器23封堵在内，离合压盖19通过螺钉固定在蜗杆轴端；第二深沟球轴承组15设置于蜗杆10与重锤14之间，且位于超越离合器23内侧，第二深沟球轴承组15两轴承之间设置支撑环构成；通过棘轮棘爪形式的超越离合器23可以实现蜗杆10的单向间歇转动，通过蜗轮4、蜗杆10传动机构实现光杆16的单向间歇旋转。

本发明的工作原理为：抽油机上冲程时，重锤14自上向下转动，带动超越离合器外环18转动，超越离合器棘爪21沿着棘轮向下滑动，离合弹簧22被压缩，超越离合器内环17不转动，蜗杆10不转，重锤14储存重力势能。当抽油机下冲程时，重锤14储存的重力势能转换成动能，驱动重锤14自下向上运动，这时超越离合器外环18里侧的棘轮带动棘爪21转动，内环17旋转，超越离合器内环17和蜗杆10之间为键连接，这样蜗杆10就会转动，蜗杆10带动蜗轮4转动，蜗轮4与光杆16之间为过盈配合，因此光杆16会随着蜗轮4一起转动。

Claims (6)

1.一种抽油机井光杆自动旋转装置，其特征在于：这种抽油机井光杆自动旋转装置包括箱体、传动机构、重锤总成，重锤总成包括扇形重锤（14）、拉力弹簧（20）、拉力弹簧支架（12），扇形重锤（14）在箱体外部，拉力弹簧支架（12）固定在箱体上，重锤（14）通过拉力弹簧（20）与拉力弹簧支架（12）相连；传动机构包括超越离合器（23）、蜗杆（10）、蜗轮（4）；扇形重锤（14）在扇形的尖端处有一孔洞，孔洞的一端通过超越离合器（23）与蜗杆（10）相连接，孔洞的另一端以闷盖封堵，重锤（14）可绕蜗杆轴方向摆动，蜗杆（10）、蜗轮（4）设置于箱体内部，蜗杆（10）两端通过轴承与箱体连接，蜗杆（10）与蜗轮（4）配合，蜗轮（4）下部安装推力轴承（3），推力轴承（3）安装在箱体内的轴承座上，碟形弹簧（6）居于弹簧压盖（7）与蜗轮（4）之间，箱体压盖（5）压在弹簧压盖（7）上并与蜗轮（4）紧固在一起，抽油机光杆穿过弹簧压盖（7）、碟形弹簧（6）、蜗轮（4）并与蜗轮（4）过盈配合；

所述的超越离合器（23）包括内环（17）、外环（18）、棘爪（21）、离合弹簧（22），蜗杆（10）与内环（17）通过键连接，内环（17）上安装有棘爪（21），外环（18）内圈为棘轮，离合弹簧（22）支撑在棘爪（21）下端和蜗杆（10）之间，外环（18）通过键与重锤（14）连接，离合压盖（19）将超越离合器（23）封堵在内，离合压盖（19）通过螺钉固定在蜗杆轴端；第二深沟球轴承组（15）设置于蜗杆（10）与重锤（14）之间，且位于超越离合器（23）内侧，第二深沟球轴承组（15）两轴承之间设置支撑环构成；通过棘轮棘爪形式的超越离合器（23）实现蜗杆（10）的单向间歇转动，通过蜗轮（4）、蜗杆（10）传动机构实现光杆（16）的单向间歇旋转。

2.根据权利要求1所述的抽油机井光杆自动旋转装置，其特征在于：所述的箱体由上箱体（2）、下箱体（1）、碟形弹簧（6）、弹簧压盖（7）、箱体压盖（5）构成，上箱体（2）与下箱体（1）通过螺栓可拆卸连接，箱体压盖（5）与蜗轮（4）通过螺钉连接，箱体压盖（5）与上箱体（2）上端面留有间隙。

3.根据权利要求2所述的抽油机井光杆自动旋转装置，其特征在于：所述的重锤（14）上端面上连接拉力弹簧（20），拉力弹簧（20）的另一端连接拉力弹簧支架（12），拉力弹簧支架（12）为直角形的，拉力弹簧支架（12）安装于侧板（11）上，侧板（11）通过螺钉固定在下箱体（1）的侧面。

4.根据权利要求3所述的抽油机井光杆自动旋转装置，其特征在于：所述的轴承座位于下箱体（1）内，推力轴承（3）安装在轴承座上，蜗轮（4）通过推力轴承（3）限位在箱体中部。

5.根据权利要求4所述的抽油机井光杆自动旋转装置，其特征在于：所述的箱体安装于游梁抽油机悬绳器处，箱体代替悬绳器的上板。

6.根据权利要求5所述的抽油机井光杆自动旋转装置，其特征在于：所述的轴承都采用脂润滑的润滑方式。