CN1088665A - 高效节能杆件抽油机 - Google Patents

Abstract

一种用于石油矿场的高效节能杆件抽油机，主要 技术特征是2ω曲柄平衡装置中2ω曲柄与主曲柄之 联结采用一种差动调相机构，以及游梁平衡是一种带 有调位机构或自调位机构的游梁平衡质量下移装置， 并且可随机手动调节平衡或用电脑跟踪调控。本发 明抽油机的优点是减速机扭矩波动较小并消除了动 力机负功，电耗和整机重量均大幅度降低，与传统游 梁抽油机相比节电和节材均可达到50％。

Description

本发明涉及石油矿场的游梁杆件抽油机。

传统游梁抽油机是油田使用最多的一种杆件抽油机，近代又有其变种-异相曲柄平衡游梁抽油机、前置式游梁抽油机、气动平衡游梁抽油机以及大圈式抽油机等相继为油田所采用。它们的共同特征，在于其运动变换装置是一种结构简单的，包括主曲柄1、连杆2、摇杆（游梁或游轮）3以及支架（连同底座）4组成的四铰链曲柄-摇杆机构，可统称为四铰链曲柄摇杆机构游梁（游轮）抽油机。因为运动变换装置结构简单，这类杆件抽油机的运动变换损耗较小，结构可靠，制造方便，维护简单，经久耐用，能适应各种油田的恶劣环境，这些都是无法否定的优点。因此，自开创机井抽油的历史以来，这类杆件抽油机就被使用，直到目前尚占绝对优势（占全部抽油机总数的91-92%）。几十年来，尽管欧美等技术先进国家曾研制出多种新型抽油机，但都不能予以取代。

四铰链曲柄摇杆机构游梁（轮）抽油机主要缺点有二：（1）扭矩波动大，且有负扭矩，耗电;（2）笨重，耗费钢材。

已取得国家发明专利的的两级平衡杆件抽油机（申请号88107522，授权日：1992年6月24日），不但因消除负扭矩、降低扭矩波动幅度而节电，并且大幅度降低整机重量，可说是在保留四铰链曲柄摇杆机构游梁（轮）抽油机优点的基础上有效地消除了它的缺点。但是，它没有解决随机调节平衡的问题，从而使两级平衡的效果不能充分发挥。

本发明的任务，是创造一种具有随机调节平衡功能的两级平衡杆件抽油机，与上述两级平衡杆件抽油机专利技术相比，它的节能效果更为显著，整机重量更小，并可实施电脑跟踪调控。

这一发明任务，是由高效节能杆件抽油机的技术方案实现的。这个技术方案，是在两级平衡杆件抽油机专利技术的基础上，加以改进和拓宽，主要是增设了随机调节的2ω曲柄平衡装置和随机调节的游梁平衡质量下移装置以及自调位游梁平衡装置：

所述随机调节的2ω曲柄平衡装置，特征在于2ω曲柄与主曲柄之联接采用了差动调相机构：参看图2，与2ω曲柄14连为一体的2ω曲柄齿轮17活套在减速装置输出轴13上，该齿轮在其同轴外圆柱面上套有行星盘20，并同活铰在行星盘孔中的行星齿轮18（18可以是一个齿轮，也可以是同轴的两个齿轮）相啮合，18又同主曲柄齿轮19啮合，19是一个内齿轮，也可是一个外齿轮，它都通过其中心圆柱孔套在减速装置输出轴13上与之相固结，并有一个外圆柱面同行星盘20松配。另外，行星盘20上还固连着行星盘把21，它直接或通过一个调控机构与抽油机支架4定位。当调控机构处于确定位置时，所说差动机构成为一个定轴轮系，选择各齿轮齿数令此定轴轮系中2ω曲柄齿轮17与主曲柄齿轮19速比的绝对值等于2，就可达到主曲柄一转，2ω曲柄二转之要求;调变调控机构的位置，因差动作用2ω曲柄将多转或少转一个角度，又可达到调变2ω曲柄相位的目的。

所述随机调节的游梁平衡质量下移装置，特征在于：下偏平衡质量由主平衡质量和副平衡质量组成。主、副平衡质量均可采用块状结构，称为主平衡块、副平衡块;也可采用箱式结构，称为主平衡箱、副平衡箱。主、副平衡箱是用钢板和角钢焊接成箱体，箱中充填废钢球、废铁砂、钢铁渣、生铁块、石头和水泥。主平衡块/箱41的上部内壁还构成一个滑道，副平衡块/箱39沿该滑道同主平衡块/箱滑配或搁置在与该滑道面固连的角铁架42上。而主平衡块/箱41或与游梁3固连、滑配、铰接或用2-3个等长的吊杆76、77铰吊在游梁上。主、副平衡块/箱均设置有调位机构，或设置自调位机构，控制调位机构或自调位机构，可控制主、副平衡块/箱在游梁上的位置，达到调节平衡之目的。

所述自调位游梁平衡装置，其传统游梁平衡质量同样采用块状或箱式结构，称为传统游梁平衡块/箱103，它或套在游梁上、或置于游梁上方而与游梁滑配，设置一种自调位机构将传统游梁平衡块/箱同抽油机支架4联接，在抽油机运转中，传统游梁平衡块/箱按规律改变在游梁上的位置，除一级平衡外，还有和游梁平衡质量下移同等效果的二级平衡作用;它也可置于“Ⅱ”形截面游梁的内腔中，并带有随机调节的调位机构，起辅助平衡作用。

在所述各种平衡装置中，所有控制调相机构和调位机构的工作均在抽油机运转中进行，可用手轮控制，可用步进电机驱动，还可用微机跟踪控制，因此可期望获得最佳平衡效果。

综上，高效节能杆件抽油机的技术方案可如下描述：

一种用于石油矿场的高效节能杆件抽油机，主要包括：

一台动力机;

一台减速装置：

一套供动力机驱动减速装置的带传动装置;

一套将减速装置输出轴13的旋转运动变换为光杆上，下直线运动的，由主曲柄1、连杆2、游梁或游轮3以及支架底座4组成的四铰链曲柄-摇杆机构，其中主曲柄1固装在与支架底座4固定联接的减速装置输出轴13的端头，游梁或游轮3与支架顶端通过游梁支承7铰接，并可绕此支承的心轴在铅垂面内摆动，连杆2的一端与主曲柄1铰接，另一端通过横梁6或直接与游梁或游轮3在其偏离摆动中心的位置上铰接;

一套游梁一驴头装置或游轮装置，以及悬绳装置;

一套一级平衡装置，包括：曲柄平衡或异相曲柄平衡，传统游梁平衡，二者兼备的混合平衡或附加驴头悬重平衡或气动平衡，

一套2ω曲柄平衡装置和/或一套游梁平衡质量下移装置;

其特征在于：所述2ω曲柄平衡装置中2ω曲柄与主曲柄之联接采用差动调相机构，所述游梁平衡质量下移装置是一种带有调位机构的平衡质量下移装置，所述传统游梁平衡采用一种自调位游梁平衡装置。

由于设置了随机调变2ω曲柄平衡相位的调相机构，随机调变游梁下移平衡质量位置的调位机构以及传统游梁平衡的自调位机构，本发明高效节能杆件抽油机可在最佳平衡状态下工作，可保证消除动力机负功，节约能源显著，与现有先进游梁抽油机相比，节电达50%。由于减速装置扭矩变化平缓，可延长其使用寿命并减小其结构尺寸，与同型号传统游梁抽油机相比，减速机可降低二个型号。结构设计表明，本发明抽油机重量可大幅度降低，一台悬点负荷12^tf、冲程6^m的本发明抽油机，整机质量仅18⁺，比气平衡游梁抽油机还轻，与同类游梁抽油机相比，节材达50%。

本发明提供了众多实施方案，通过下述实施例和附图作进一步说明。

图1为实施例一的结构示意图。

图2为一种差动调相机构的结构示意图。

图3为行星盘调控机构方案之一。

图4为行星盘调控机构方案之二。

图5为行星盘调控机构方案之三。

图6为行星盘调控机构方案之四。

图7为实施例二的结构示意图。

图8为实施例三的结构示意图。

图9为实施例四的结构示意图。

图10为实施例五的结构示意图。

图11为实施例六的结构示意图。

图12为实施例七的结构示意图。

图13为实施例八的结构示意图。

图14为实施例九的结构示意图。

图15为实施例十的结构示意图。

图16为实施例十一的结构示意图。

图17为实施例十二的结构示意图。

图中：1-主曲柄;2-连杆;3-摇杆（游梁、游轮）;4-支架、底座;5-驴头;6-横梁;7-支架顶部支承（游梁支承）;8-减速装置、减速机;9-减速装置输入轴;10-带传动装置;11-动力机;12-刹车;13-减速装置输出轴;14-2ω曲柄;15-调节套;16-键;17-2ω曲柄齿轮;18-行星齿轮;19-主曲柄齿轮;20-行星盘;21-行星盘把;22-连杆;23-螺母滑块;24-螺杆;25-带滑道的支座;26-手轮;27-滚轮;28-具有逆行自锁性能的减速器（如蜗轮减速器、行星减速器）;29-蜗轮;30-减速器28的输出轴，蜗轮轴;31-摇杆;32-蜗杆;33-手轮;34-圆柱液缸;35-圆柱活塞;36-活塞杆;37-液泵;38-三位四通阀;39-副平衡质量（副平衡块、副平衡箱）;40-平衡架;41-主平衡质量（主平衡块，主平衡箱）;42-角铁架;43-具有逆行自锁性能的减速器（蜗轮减速器、行星减速器）;44-蜗轮;45-蜗杆;46-手轮;47-减速器43的输出轴;48-卷筒;49-定滑轮;50-绳带（钢丝绳、带，链条）;51-平衡滑轮;52-动滑轮;53-吊钩，吊环（挂杆器）;54-平衡箱吊杆;55-螺栓;56-螺栓;57-导向轮（滑轮、链轮）;58-轴;59-螺杆;60-活塞杆;61-支座;62-手轮;63-圆柱液缸;64-圆柱活塞;65-活塞杆;66-三位四通阀;67-液管;68-液泵;69-连杆;70-与减速器71输出轴固结的曲柄;71-具有逆行自锁性能的减速器（蜗轮减速器或行星减速器）;72-蜗轮;73-减速器输出轴;74-蜗杆、减速器输入轴;75-手轮;76-吊杆;77-吊杆;78-右导向轮;79-轴承座;80-卷筒;81-导向轮;82-导向轮;83-钢丝绳;84-蜗轮;85-减速器输入轴;86-手轮;87-钢丝绳;88-装在主平衡块/箱上的导向轮;89-导向轮支座;90-张紧轮;91-环首螺杆;92-张紧螺母;93-连板;94-凸轮控制板的凸轮槽;95-滚轮;96-凸轮控制板;97-支座;98-张紧轮（滑轮、带轮或链轮）;99-绳带（钢丝绳、带或链条）;100-调位支座;101-调位螺杆;102-卸荷撑;103-传统游梁平衡块/箱;104-游梁下翼板;105-游梁上翼板;106-拉杆、绳带;107-车轮;108-支座;109-调位螺母;110-调位螺杆;111-螺母滑块;112-调位螺杆。

实施例一，参看图1。这是高效节能杆件抽油机的一种典型模式。其基本结构与现有游梁抽油机相同，即由一台动力机11，通过带传动装置10和减速装置8减速后，驱动分别装在减速装置输出轴13两端的两个主曲柄1旋转，主曲柄再通过连杆2带动游梁3及装在游梁前端的驴头5上、下摇摆，游梁3通过游梁支承7铰接在支架4上，动力机和减速装置则固定在支架4的底座上。正对驴头工作面看，除动力机、带传动装置和刹车装置外，整个抽油机左右是对称的结构。

在本实施例中，2ω曲柄平衡装置采用2ω曲柄锤的结构。其中2ω曲柄14与主曲柄1之联接采用差动调相机构（参看图2及前述说明),差动调相机构中行星盘20位置的调控机构可用多种方案实现。

参看图3，调控机构是一种螺杆-螺母滑块-摇杆机构：与抽油机支架4连为一体的带滑道的支座25上铰装有螺杆24，与24旋合的螺母23和25的滑道滑配，23上铰接着连杆22，22的另一端与行星盘把21铰接。转动螺杆24，螺母滑块23上、下移动，它通过连杆22带动摇杆即行星盘把21连同行星盘20一起绕减速装置输出轴13摆动。

参看图4，调控机构是另一种螺杆-螺母滑块-摇杆机构，它同图3的区别在于：取消连杆22，改用滚轮27，该滚轮同螺母滑块23铰接，并卡在行星盘把21的槽中。

参看图5，调控机构是一种减速器-双摇杆机构：一个具有逆行自锁性能的减速器（蜗轮减速器、行星减速器）28，用螺栓固连在抽油机支架4上，其输出轴30的外伸端上固连有摇杆31，摇杆31的另一端铰接着连杆22，22的另一端和行星盘把21铰接。也可以将连杆22换成卡在行星盘把21槽中的一个滚轮，该滚轮同摇杆31的外端铰接。

参看图6，调控机构是一种液泵-液缸-摇杆机构：圆柱液缸34固连在抽油机支架4上，它的内圆柱缸被活塞35分为两个液腔，液泵37通过一个三位四通阀38和液管将两个液腔相互串接，并且与活塞固连的活塞杆36的伸出端上铰接着连杆22，22的另一端与行星盘把21铰接，或者活塞杆36的伸出端上铰接着一个滚轮，该滚轮卡在行星盘把21的槽中，三位四通阀有三个位置，一个位置将液缸下腔的液体通过液泵37泵入上腔（图示状态），活塞35下行，带动行星盘把逆钟向转动;另一个位置则将液缸上腔的液体通过液泵37泵入下腔（三位四通阀转过90），活塞35上行，带动行星盘把顺钟向转动;第三个是中间位置，将液缸上腔与下腔相互封闭，活塞35和行星盘把都静止不动。因为上、下液腔截面积不同（差值为活塞杆截面积），可在圆柱液缸上部配置一个调节液箱，该液箱用反向并联的两个单向阀与液缸上腔联接，一个为补液单向阀，压力较小，可随时从调节液箱向液缸补充必要的液体，一个为泄液单向阀，必须上腔达到设计压力，腔中的液体才能泄入调节液箱。

本实施例中，调位平衡质量下移结构采用主平衡箱41同游梁3固连，副平衡箱39在主平衡箱中滑动的方案：两个呈“

”形和“

”形的平衡架40与游梁连为一体，40的下部和主平衡箱41固结，构成一种带滑道的主平衡箱结构，副平衡箱39置于平衡架40的滑道面间而与主平衡箱滑配。在这种呈“

”形的主平衡箱结构中，主、副平衡箱也可改用主、副平衡块结构。

副平衡块/箱调位装置采用普通的起重装置-吊钩/环-滑轮组-卷筒装置定滑轮49活套在卷筒轴上，卷筒轴与分布在两端的一为左旋一为右旋的两个卷筒48连为一体通过轴承座铰支在游梁上，并通过传动轴或直接与一个具有逆行自锁性能的减速器（蜗轮减速器、行星减速器）43的输出轴联接。吊钩/环与副平衡块/箱39吊接，并套在动滑轮轴上，钢丝绳50绕过平衡滑轮51、动滑轮52和定滑轮49进入卷筒48。减速器43的输入轴装有手轮46，转动手轮，通过减速器43驱使卷筒48旋转，就可调变副平衡块/箱39在主平衡块/箱41中的位置。

实施例二。参看图7，本实施例与实施例一的区别在于：

（1）副平衡块/箱调位装置改为采用吊钩/环-导向滑轮-卷筒装置与绳带50直接相连的吊钩/环53与副平衡块/箱吊接，绳带50绕过定滑轮57进入卷筒48，该卷筒的卷筒轴则同一个具有逆行自锁性能的减速器（蜗轮减速器或行星减速器）43的输出轴相联接。

（2）主平衡块/箱41可沿游梁纵向滑动，并用螺杆、螺母机构调位螺母60与游梁固为一体，螺杆59的头部顶在主平衡块/箱41的端面上，这种螺杆-螺母机构就是常用的顶丝，在主平衡块/箱两端各设置一个。

实施例三。参看图8，它与实施例一的区别，在于取消了副平衡块/箱39、主平衡块/箱调位机构采用一种螺杆-螺母机构：螺母60通过支座61铰接在游梁上，螺杆59穿过螺母60与主平衡块/箱41铰接;螺母60向上的伸出部分装有手轮62，因为螺母只能绕自身轴线回转，旋转手轮可驱使主平衡块/箱41在游梁3的垂直滑道中上、下移动。

本方案中，螺杆59也可与主平衡块/箱固结。

本方案中，与主平衡块/箱41滑配的游梁滑道，还可和游梁平行或倾斜一个角度。

实施例四。参看图9，它与实施例三的区别在于主平衡块/箱调位机构改为采用一种液泵-液缸-连杆机构：圆柱液缸63固连在游梁上，它的内圆柱缸被圆柱活塞64分为两个液腔，液泵68通过一个三位四通阀66和液管67将这两个液腔相互串接，并且与活塞固连的活塞杆65的伸出端与主平衡块/箱41铰接。本方案中，与主平衡块/箱41滑配的游梁滑道，也可和游梁平行或倾斜一个角度。主平衡块/箱还可与游梁铰接或用两个等长的吊杆76、77铰吊在游梁上，这时所述调位机构中要设置连杆69，连杆69两端分别与活塞杆65和主平衡块/箱41铰接。本调位装置的工作原理，和图6示意的液泵-液缸-摇杆机构相同。

实施例五。参看图10，它与实施例三的区别在于游梁3与主平衡块/箱41滑配的滑道与游梁平行，并且该滑道就是游梁的下翼板104;所述螺杆-螺母调位机构的具体结构是：螺母60固连在游梁上，螺杆59同主平衡块/箱41通过其两端的支承铰接。

实施例六。参看图11，它与实施例二有两点区别：

（1）主平衡块/箱41与游梁3通过轴承座铰接;

（2）所述螺杆-螺母调位机构中，螺杆59与游梁铰接，螺母60穿入螺杆后与游梁滑配，并且设置连杆69，其两端分别与螺母60和主平衡块/箱41铰接。

本方案中，主平衡块/箱41可改为用两个等长吊杆76、77铰吊在游梁3上。主平衡块/箱41也可改为与游梁3滑配，这时所述螺杆-螺母调位机构中，连杆69两端可与螺母60和主平衡块/箱41铰接，也可一端铰接一端固连，或者两端都是固连：它相当于主平衡块/箱上延伸出一个刚性杆/板与螺母60连为一体，这时螺母60与游梁3的滑配可取消而由主平衡块/箱41与游梁3的滑配来保证。

所述调位机构还可采用双螺杆-螺母机构：螺杆59有两个，一为左旋一为右旋，分别同游梁3和主平衡块/箱41铰接，一端为左旋一端为右旋的螺母将它们连在一起。

实施例七。参看图12，本实施例有三个特点：

（1）主平衡块/箱41通过两个等长杆76和77铰吊在游梁3上（76、77两端分别与游梁3、主平衡块/箱41铰接，构成一个四铰链平行四边形运动链）;

（2）副平衡块/箱39搁置在同主平衡块/箱41内壁滑道固结的角铁架42上，这种角铁架有2-3对，用来调变副平衡块/箱在主平衡块/箱中的位置;

（3）主平衡块/箱调位装置采用减速器一曲柄机构：一种具有逆行自锁性能的减速器（蜗轮减速器或行星减速器）71固装在游梁3上，其输出轴73上固连有曲柄70，设置连杆69，它的一端同曲柄70铰接，另一端同主平衡块/箱41铰接，操纵装配在减速器输入轴上的手轮75，可通过减速器71、曲柄70、连杆69驱动主平衡块/箱而调变它同游梁3的相对位置。

本方案中主平衡块/箱调位机构，也可用在主平衡块/箱同游梁滑配或铰接的场合。

实施例八。参看图13，本实施例有两个特点：

（1）主平衡块/箱同游梁3滑配，并且游梁上的滑道就是它的上翼板105。

（2）主平衡块/箱调位机构采用减速器-卷筒、滑轮张紧机构：一个具有逆行自锁性能的减速器71，和卷筒80一起固装在游梁3上，减速器的输出轴和卷筒轴通过联轴器相联接，绕在卷筒右部的钢丝绳87绕过铰支在游梁上的导向轮81与主平衡块/箱的右端联接，绕在卷筒左部的钢丝绳83绕过铰支在游梁上的导向轮82、右导向轮78和铰支在游梁尾端的张紧轮90与主平衡块/箱的左端联接，张紧轮90通过其心轴装配在环首螺杆91的孔中，环首螺杆穿过游梁尾部端板的孔，并装有张紧螺母92，拧转张紧螺母，从卷筒80引出的两股钢丝绳就把主平衡块/箱张紧在游梁3上。操纵与减速器输入轴联接的手轮，通过减速器降速后驱使卷筒80转动，从卷筒引出的两股钢丝绳一收一放，并且收、放长度相等，从而既驱使主平衡块/箱沿游梁滑道移动调位，又保持它在游梁上的张紧状态。

本方案中，主平衡块/箱还可改为与游梁3的垂直滑道或倾斜滑道滑配，也可改为与游梁铰接或用两根等长杆铰吊在游梁上。

实施例一（图1）中，设置在“Ⅱ”形截面游梁内腔中与游梁滑配的传统游梁平衡块/箱103，其调位机构也是减速器-卷筒、滑轮张紧机构，和本实施例完全一样。因为可随机调位，这里传统游梁平衡块/箱103将是一种有效的辅助平衡装置。

实施例九。参看图14，本实施例的特征在于：主平衡块/箱同游梁滑配（也可改为同游梁铰接，或用两根等长杆铰吊在游梁上），它带有一种自调位机构-凸轮控制板机构：抽油机支架4上固连一种凸轮控制板96，主平衡块/箱上固结着连板93，连板上铰接有滚轮95，该滚轮卡在凸轮控制板的凸轮槽94中，因为凸轮槽的形状具有多样性，可根据油井工况设计成最佳形状，在抽油过程中控制主平衡块/箱的位置按最佳规律变化，达到最佳平衡之目的。

实施例十。参看图15，它与实施例九相比，特征在于自调位机构改为采用一种绳带控制机构：绳带（钢丝绳、带或链条）99的两端分别同游梁3和主平衡块/箱41铰接，并张紧在与抽油机支架4铰接的张紧轮（滑轮、带轮或链轮）98上，因绳带99的总长是一个不变量，而游梁不同位置时被滑轮98分割的绳带长度将按规律变化，从而强制主平衡块/箱41按设计规律调变它和游梁的相对位置，优选绳带长度、绳带同游梁和主平衡块/箱铰接点的位置，可使抽油机在最佳平衡状态下工作。张紧轮98在抽油机支架上的位置对抽油机平衡状态有显著影响它可做成调位结构使抽油机实现随机调节平衡。

本实施例的另一个特征，在于所述游梁3是一种中心线呈“∧”状的弯游梁，并且还可在弯游梁的两端用螺栓固连一个卸荷撑100，这种弯游梁结构有两点好处：（1）可减轻游梁系统的重量和转动惯量;（2）沿游梁“Ⅱ”形内腔滑动的，以及套在或置于游梁上与游梁滑配的传统游梁平衡块/箱103，成为一种游梁下移平衡质量而大为改善其平衡效果，本发明申请所说实施例，均可改为采用这种弯游梁结构。

实施例十一。参看图16，它与实施例九有两点区别：

（1）自调位机构改为采用一种拉杆机构：设置一个刚性拉杆106来代替凸轮控制板96，该拉杆一端同主平衡块/箱41直接或通过与之连成一体的连板93铰接，另一端同支座108铰接，支座108固定在抽油机支架4上;凸轮控制板的凸轮槽94可用一个圆弧近似代替，取该近似圆弧的半径为拉杆106的长度，支座108的中心与该近似圆弧中心相重合，所述拉杆机构的自调位功能，将同实施例九所说的凸轮控制板机构相仿。支座108的位置对平衡效果至为重要，可采用螺杆-螺母调位结构：调位螺母109与抽油机支架4固连，调位螺杆110顶在或勾在支座108上，也可采用实施例十二中支承108的螺杆-螺母调位结构，或两者兼用。

（2）主平衡块/箱41套在游梁3上，游梁3与之滑配的滑道就是游梁上翼板105（也可以是下翼板104），并且，所说滑配采用车轮结构：主平衡块/箱上装有小车轮107，该小车轮在游梁上翼板105（或下翼板104）上滚动。

本方案所说主平衡块/箱41同游梁滑配的车轮滚动结构，可适用于本发明实施例中的全部滑配结构。即：主平衡块/箱41、传统游梁平衡块/箱103与游梁3的滑配结构以及副平衡块/箱39与主平衡块/箱41的滑配结构中，主平衡块/箱41、副平衡块/箱39和传统游梁平衡块/箱103上铰装有小车轮107，该小车轮支承在所说滑配结构的滑道面上。

实施例十二。参看图17，本实施例与实施例十一相比，有三点区别：

（1）采用了弯游梁;

（2）拉杆106是一种柔性拉杆，可采用钢丝绳，也可采用钢带或链条。

（3）与抽油机支架4固连的支座108上带有螺杆-螺母调位结构：支座上制有滑槽，与调位螺杆112旋合的螺母滑块111置于其中，该螺母滑块与柔性拉杆106铰接，拉杆的另一端与主平衡块/箱铰接;也可改为采用实施例十一所说的螺杆-螺母调位机构，或两者兼用。

实施例九至实施例十二所说的各种主平衡块/箱自调位机构，可全部用作自调位游梁平衡装置中传统游梁平衡块/箱的自调位机构，但传统游梁平衡块/箱必须套在或置于游梁3上与游梁滑配。

本发明的全部实施例，都是针对前置式游梁抽油机叙述的。也可采用后置式，只要将连杆2同游梁3的铰接点设置在游梁尾端，就得到后置式的高效节能杆件抽油机了。

本发明实施例中的调相机构（调控机构）和调位机构，可用手轮实行手动操作，也可将手轮换为步进电机，还可用电脑控制步进电机实现跟踪控制。

Claims (17)

1、一种用于石油矿场的高效节能杆件抽油机，主要包括：

一台动力机；

一台减速装置；

一套供动力机驱动减速装置的带传动装置；

一套将减速装置输出轴13的旋转运动变换为光杆上、下直线运动的，由主曲柄1、连杆2、游梁或游轮3以及支架底座4组成的四铰链曲柄-摇杆机构，其中主曲柄1固装在与支架底座4固定联接的减速装置的输出轴13的端头，游梁或游轮3与支架顶端通过游梁支承7铰接，并可绕此支承的心轴在铅垂面内摆动，连杆2的一端与主曲柄1铰接，另一端通过横梁6或直接与游梁或游轮3在其偏离摆动中心的位置上铰接；

一套游梁--驴头装置或游轮装置，以及悬绳装置；

一套一级平衡装置，包括：曲柄平衡或异相曲柄平衡、传统游梁平衡、二者兼备的混合平衡或附加驴头悬重平衡或气动平衡；

一套2ω曲柄平衡装置和/或一套游梁平衡质量下移装置；

其特征在于：所述2ω曲柄平衡装置中2ω曲柄与主曲柄之联接采用差动调相机构，所述游梁平衡质量下移装置是一种带有调位机构的平衡质量下移装置，所述传统游梁平衡采用一种自调位游梁平衡装置。

2、根据权利要求1的高效节能杆件抽油机，其特征在于2ω曲柄平衡装置采用的差动调相机构的构造是：与2ω曲柄14连为一体的2ω曲柄齿轮17活套在减速装置输出轴13上，该齿轮在其同轴外圆柱面上套有行星盘20，并同活铰在行星盘孔中的行星齿轮18相啮合，18又同主曲柄齿轮19啮合，19则通过其中心圆柱孔套在减速装置输出轴13上同13相固结，并且行星盘20上还固连着行星盘把21，它直接或通过一个调控机构与抽油机支架4定位，使所述差动机构成为一个定轴轮系，此定轴轮系中2ω曲柄齿轮17与主曲柄齿轮19速比的绝对值等于2。

3、根据权利要求1、2的高效节能杆件抽油机，其特征在于所述联接行星盘与抽油机支架的调控机构采用螺杆-螺母滑块-摇杆机构：与抽油机支架4连为一体的带滑道的支座25上铰装有螺杆24，与24旋合的螺母23和25的滑道滑配，23上铰接着连杆22，22的另一端与行星盘把21铰接，或者23上铰接着滚轮27，该滚轮卡在行星盘把21的直槽中。

4、根据权利要求1、2的高效节能杆件抽油机，其特征在于所述联接行星盘与抽油机支架的调控机构是一种减速器-双摇杆机构：一个具有逆行自锁性能的减速器28固连在抽油机支架4上，其输出轴30的外伸端上固连有摇杆31，31的另一端铰接着连杆22，22的另一端和行星盘把21铰接，或者摇杆31的外端铰接有一个滚轮，该滚轮卡在行星盘把21的槽中。

5、根据权利要求1、2的高效节能杆件抽油机，其特征在于所述联接行星盘与抽油机支架的调控机构是一种液泵-液缸-摇杆机构：圆柱液缸34固连在抽油机支架4上，它的内圆柱缸被活塞35分为两个液腔，液泵37通过一个三位四通阀38和液管，将两个液腔相互串接，并且与活塞固连的活塞杆36的伸出端上铰接着连杆22，22的另一端与行星盘把21铰接，或者活塞杆36的伸出端上铰接着一个滚轮，该滚轮卡在行星盘把21的槽中。

6、根据权利要求1的高效节能杆件抽油机，其特征在于：所述自调位游梁平衡装置中，传统游梁平衡质量103采用块状或箱式结构，所述带有调位机构的平衡质量下移装置中，平衡质量包括主平衡质量和副平衡质量，主、副平衡质量均采用块状或箱式结构，箱式结构是用钢板和角钢焊接成箱体，箱中充填废钢球、废铁砂、钢铁渣、生铁块、石头和水泥，并且主平衡块/箱41的上部内壁构成滑道，副平衡块/箱39搁置在与该滑道面固连的角铁架42上或沿该滑道同主平衡块/箱滑配并带有副平衡块/箱调位机构，并且，主平衡块/箱41与游梁3固连、滑配、铰接、或用2个等长的吊杆76、77铰吊在游梁上并带有主平衡块/箱调位机构或自调位机构，并且，传统游梁平衡块/箱103或置于游梁内腔中与游梁滑配并带有调位机构，或置于或套在游梁上与游梁滑配并带有自调位机构。

7、根据权利要求1、6的高效节能杆件抽油机，其特征在于所述副平衡块/箱调位机构采用普通的起重装置：吊钩/环-滑轮组-卷筒装置或吊钩/环-导向滑轮-卷筒装置，吊钩/环与副平衡块/箱39吊接，它套在滑轮组的动滑轮轴上或直接与绳带50相连，绳带50绕过滑轮组或导向轮57，绕在卷筒48上，并且，所述滑轮组或导向轮铰支在游梁3或主平衡块/箱41上，所述卷筒48铰支在游梁3上，通过传动轴或直接与一个具有逆行自锁性能的减速器43的输出轴联接。

8、根据权利要求1、6的高效节能杆件抽油机，其特征在于所述主平衡块/箱调位机构采用螺杆-螺母机构，具体结构是：螺母60与游梁3固接，螺杆59顶在主平衡块/箱上或螺杆59通过主平衡块/箱41两端的轴承与之铰接;或者螺母60与游梁3铰接，螺杆59与主平衡块/箱41铰接或固连，或者螺母60与游梁3滑配，螺杆59与游梁3铰接，并且，设置连杆69，其两端分别与螺母60和主平衡块/箱41铰接或固连，或一端铰接一端固连;或者螺杆59有两个，一为左旋一为右旋，分别同游梁3和主平衡块/箱41铰接，一端为左旋一端为右旋的螺母将它们连在一起。

9、根据权利要求1、6的高效节能杆件抽油机，其特征在于所述主平衡块/箱调位机构是一种液泵一液缸-连杆机构：圆柱液缸63固连在游梁上，它的内圆柱缸被圆柱活塞64分为两个液腔，液泵68通过一个三位四通阀66和液管67将这两个液腔相串接，并且与活塞固连的活塞杆65的伸出端与主平衡块/箱41铰接，或与连杆69铰接，连杆69的另一端与主平衡块/箱41铰接。

10、根据权利要求1、6的高效节能杆件抽油机，其特征在于所述主平衡块/箱调位机构采用减速器-曲柄机构：具有逆行自锁性能的减速器71固装在游梁3上，它的输出轴73与曲柄70固连，曲柄70和连杆69铰接，连杆69的另一端与主平衡块/箱41铰接。

11、根据权利要求1、6的高效节能杆件抽油机，其特征在于所述主平衡块/箱调位机构和传统游梁平衡块/箱调位机构采用减速器-卷筒-滑轮张紧机构：一个具有逆行自锁性能的减速器71，和卷筒80一起固装在游梁3上，减速器71的输出轴与卷筒轴通过联轴器相联接，绕在卷筒右部的钢丝绳87绕过铰支在游梁上的导向轮81与主平衡块/箱41或传统游梁平衡块/箱103的右端联接，绕在卷筒左部的钢丝绳83，绕过铰支在游梁上的导向轮82、右导向轮78和铰支在游梁尾端的张紧轮90与主平衡块/箱41或传统游梁平衡块/箱103的左端联接。

12、根据权利要求1、6的高效节能杆件抽油机，其特征在于所述主平衡块/箱或自调位游梁平衡装置采用的自调位机构是一种凸轮控制板机构：抽油机支架4上固连一块凸轮控制板96，主平衡块/箱41或传统游梁平衡块/箱103上固结一块连板93，连板上铰接滚轮95，该滚轮卡在凸轮控制板的凸轮槽94中。

13、根据权利要求1、6的高效节能杆件抽油机，其特征在于所述主平衡块/箱或自调位游梁平衡装置采用的自调位机构是一种绳带控制机构;绳带99两端分别同游梁3和主平衡块/箱41或传统游梁平衡块/箱103铰接，并张紧在与抽油机支架4铰接的张紧轮98上。

14、根据权利要求1、6的高效节能杆件抽油机，其特征在于主平衡块/箱或自调位游梁平衡装置采用的自调位机构是一种拉杆机构：设置一刚性拉杆或柔性拉杆即绳带106，它的一端通过固定在抽油机支架4上的支座108与支架4铰接，另一端同主平衡块/箱41或传统游梁平衡块/箱103直接或通过与之连为一体的连板93铰接，并且，支座108带有螺杆螺母调位机构：与调位螺杆112旋合的螺母滑块111滑配在支座108的槽中并同拉杆106铰接，或者调位螺母109与抽油机支架4固连，调位螺杆110顶在或勾在支座108上。

15、根据权利要求1、6的高效节能杆件抽油机，其特征在于：主平衡块/箱41、传统游梁平衡块/箱103与游梁3的滑配结构以及副平衡块/箱39与主平衡块/箱的滑配结构中，主平衡块/箱41、副平衡块/箱39和传统游梁平衡块/箱103上铰装有小车轮107，该小车轮支承在所说滑配结构的滑道面上。

16、根据权利要求1的高效节能杆件抽油机，其特征在于：所述游梁3是一种中心线呈“∧”状的弯游梁，并且在弯游梁两端用螺栓固连一个卸荷撑102。

17、根据权利要求1-16的高效节能杆件抽油机，其特征在于所述调控机构和调位机构的操纵轴上装有手轮，或装有步进电机并配备电脑跟踪调控装置。

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