CN109854211A - 一种双扇形齿轮梁增程抽油机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双扇形齿轮梁增程抽油机，包括机座，电机减速器，曲柄，连杆，上下梁，上下带轮，钢丝带，导辊，弹簧，导杆、圆柱销和抽油杆；电机减速器的驱动轴与曲柄键连接，曲柄与连杆转动联接，上梁与机座、上带轮及连杆转动联接，下梁与机座、下带轮转动联接，上、下梁的齿轮相互啮合；钢丝带一端与抽油杆连接，另一端绕过导辊和上、下带轮后与上梁连接；弹簧套在导杆上，且两端抵在上、下梁上。电机减速器通过曲柄和连杆驱动上、下梁相互反向摆动，并通过上、下带轮和钢丝带实现抽油杆往复垂直增程运动，抽油杆冲程长，且上、下冲程时换向连续无冲击，下带轮和曲柄的配重与弹簧可协助电机举升抽油并防止抽油杆自重带动电机发电，运行可靠。

Description

一种双扇形齿轮梁增程抽油机

技术领域

本发明涉及石油开采装备技术领域，特别是涉及一种双扇形齿轮梁增程抽油机。

背景技术

在浅深井采油工况下，有杆式游梁抽油机因其抽油杆换向过程连续无冲击、结构简单、可靠的优点，一直广泛用于世界各国油田后期石油的开采。在深井采油工况下，由于抽油杆弹性伸长量较大，往往需要增加抽油杆的冲程，方能有效提高抽油机泵效，减少能耗；而直接增大有杆式游梁抽油机的抽油杆冲程，会导致其游梁长度和总重成倍增大，使得制造成本、驱动力矩和占地面积均成倍增加，并使其安全性变差。因此，石油开采装备技术领域的专家们一直不断努力设计和开发各种长冲程抽油机，旨在提抽油机的泵效和寿命，并达到节能省电的效果。

基于此，专利号为CN100564794C的发明专利公开一种杠杆平衡天轮式长冲程抽油机，采用下置驱动摆轮增程、单曲柄连杆及杠杆式平衡结构实现增程；专利号为CN205117304U的实用新型公开一种长冲程抽油机，用于提捞抽油机漏失大的情况；专利号为CN1007997B的发明专利公开一种无游梁长冲程抽油机，其采用链条式增程机构以增加抽油机的冲程；专利号为CN1061739C的发明专利公开一种电机换向长冲程抽油机，采用电机换向代替机械换向；专利号为CN102704897B的发明专利公开一种重力平衡液压长冲程抽油机；专利号为CN1031354C的发明专利公开一种链条式长冲程抽油机，是继现有链条抽油机之后的新一代链条式长冲程抽油机；专利号为CN1127622C的发明专利公开一种圆柱链低矮式长冲程抽油机，它由一个既具有光杆功能又具有普通链条功能的特殊圆柱链、一个在正多边形棱柱面上开有在空间呈近似螺旋线形的圆柱型凹槽、内表面为内螺纹且一端带有较长空心花键孔的特制链轮、一个正多边形大盘状轮、一个减速系统以及平衡系统组成。专利号为CN101082272B的发明专利公开的巨型塔架式长冲程抽油机，使抽油机得以向巨型化发展以适应超深井高干度蒸汽辅助重力泄油采油的要求；专利号为CN102352740B的发明专利公开一种复合平衡式长冲程抽油机，通过复合式平衡结构，减轻平衡重的重量；专利号为CN1015812B的发明专利公开一种双带双滚筒长冲程抽油机，采用了双带双滚筒传动、带滑轮的绳组式悬绳器、可调式天车、十字平衡式安全装置、行星凸轮式冲程调节机构以及平衡框起吊装置等新结构。

上述现有技术虽然各具特色，也分别在某种程度上实现了抽油机的增程，但是依然会存在一些技术问题：例如专利CN1061739C中的电气换向便可靠性不够好；专利CN100564794C中杠杆平衡天轮式长冲程抽油机的机械换向装置换向冲击力较大，同时天轮变速结构中轮过多，且布置在机架顶部，皮带缠绕寿命低，结构较复杂；专利CN1007997B采用的链条式增程机构，链条的使用寿命低等等。综上所述，现有的长冲程抽油机依然会存在换向过程中冲击载荷较大、可靠性不高、结构不够紧凑、平衡重运动范围较大以及安全性欠佳的问题，如何提供一种结构简单紧凑、使用寿命长、运行安全可靠、换向冲击载荷小的长冲程抽油机是一个亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单紧凑、使用寿命长、运行安全可靠、换向冲击载荷小的双扇形齿轮梁增程抽油机。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种双扇形齿轮梁增程抽油机，其特征在于：包括机座、电机减速器、曲柄、连杆、上梁、下梁、上带轮、钢丝带、下带轮、导辊、弹簧、导杆、圆柱销和抽油杆，所述上梁上设有第一扇形齿轮和第一齿轮中心通孔，所述下梁上设有第二扇形齿轮和第二齿轮中心通孔，所述第一齿轮中心通孔通过销轴与所述机座的上方转动联接，所述第二齿轮中心通孔通过销轴与所述机座的下方转动联接，且所述第一扇形齿轮与所述第二扇形齿轮相互啮合；所述曲柄安装在所述机座的右侧下方，所述曲柄的一端设有相互平行的键孔和扇形配重，所述机座与所述电机减速器的底座固连，所述电机减速器的驱动轴与所述键孔同轴键连接，所述曲柄的另一端设有与所述键孔平行的通孔，所述连杆的底端通过销轴与所述曲柄上的通孔转动联接，所述连杆的顶端通过销轴与所述上梁的右端转动联接；

所述上带轮、所述下带轮和导辊均设有轴心通孔，所述导辊的轴心通孔通过销轴可转动安装在所述机座的左侧下方，所述上带轮的轴心通孔通过销轴可转动安装在所述上梁的左端上方，所述下带轮的轴心通孔通过销轴可转动安装在所述下梁的左端；所述钢丝带的一端与所述抽油杆的顶端连接，所述钢丝带的另一端依次绕过所述导辊、所述下带轮和所述上带轮后与所述上梁的左端下方连接；

所述导杆设置有两根，每根所述导杆的底端均设有正交于导杆轴线的通孔，每根所述导杆底端的通孔分别通过销轴与所述下梁左侧的两面转动联接，所述圆柱销的两端对称设有与圆柱销轴线正交的通孔，所述圆柱销贯穿所述上梁的左侧与所述上梁可转动联接，每根所述导杆的顶端分别穿过所述圆柱销两端的通孔形成圆柱滑动副，每根所述导杆上均套设有一所述弹簧，且所述弹簧的两端分别抵在所述上梁的底端和所述下梁的顶端。

可选的，两根所述导杆对称设置。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提供的双扇形齿轮梁增程抽油机，结构简单紧凑，电机减速器通过曲柄和连杆驱动上、下梁相互反向摆动，实现上、下带轮之间的大变距运动，并利用钢丝带在上、下带轮之间缠绕长度的倍增功能有效增加了抽油杆冲程，从而实现抽油杆的往复垂直增程运动，而且抽油杆在换向过程中具有连续无冲击的优点；同时，在抽油杆进行上、下冲程时，下带轮、扇形配重以及弹簧三者的配合可帮助电机举升抽油，并防止抽油杆自重带动电机发电。本发明的绳轮式增程结构，长高比小，运动平稳，可靠性好，制造成本低，而且占地面积少于常规的有杆式游梁抽油机，实用性极强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明双扇形齿轮梁增程抽油机的抽油杆处于上冲程状态的结构示意图；

图2为本发明双扇形齿轮梁增程抽油机的抽油杆处于下冲程状态的结构示意图；

其中，附图标记为：1、机座；2、扇形配重；3、曲柄；4、连杆；5、上梁；6、下梁；7、上带轮；8、钢丝带；9、下带轮；10、导辊；11、弹簧；12、圆柱销；13、导杆；14、抽油杆；15、第一扇形齿轮；16、第二扇形齿轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种结构简单紧凑、使用寿命长、运行安全可靠、换向冲击载荷小的双扇形齿轮梁增程抽油机。

基于此，本发明提供一种双扇形齿轮梁增程抽油机，包括机座、电机减速器、曲柄、连杆、上梁、下梁、上带轮、钢丝带、下带轮、导辊、弹簧、导杆、圆柱销和抽油杆，上梁上设有第一扇形齿轮和第一齿轮中心通孔，下梁上设有第二扇形齿轮和第二齿轮中心通孔，第一齿轮中心通孔通过销轴与机座的上方转动联接，第二齿轮中心通孔通过销轴与机座的下方转动联接，且第一扇形齿轮与第二扇形齿轮相互啮合；曲柄安装在机座的右侧下方，曲柄的一端设有相互平行的键孔和扇形配重，机座与电机减速器的底座固连，电机减速器的驱动轴与键孔同轴键连接，曲柄的另一端设有与键孔平行的通孔，连杆的底端通过销轴与曲柄上的通孔转动联接，连杆的顶端通过销轴与上梁的右端转动联接；

上带轮、下带轮和导辊均设有轴心通孔，导辊的轴心通孔通过销轴可转动安装在机座的左侧下方，上带轮的轴心通孔通过销轴可转动安装在上梁的左端上方，下带轮的轴心通孔通过销轴可转动安装在下梁的左端；钢丝带的一端与抽油杆的顶端连接，钢丝带的另一端依次绕过导辊、下带轮和上带轮后与上梁的左端下方连接；

导杆设置有两根，每根导杆的底端均设有正交于导杆轴线的通孔，每根导杆底端的通孔分别通过销轴与下梁左侧的两面转动联接，圆柱销的两端对称设有与圆柱销轴线正交的通孔，圆柱销贯穿上梁的左侧与上梁可转动联接，每根导杆的顶端分别穿过圆柱销两端的通孔形成圆柱滑动副，每根导杆上均套设有一弹簧，且弹簧的两端分别抵在上梁的底端和下梁的顶端。

本发明提供的双扇形齿轮梁增程抽油机，结构简单紧凑，电机减速器通过曲柄和连杆驱动上、下梁相互反向摆动，实现上、下带轮之间的大变距运动，并利用钢丝带与上、下带轮之间缠绕长度的倍增功能有效增加了抽油杆冲程，从而实现抽油杆的往复垂直增程运动，而且抽油杆在换向过程中具有连续无冲击的优点；同时，在抽油杆进行上、下冲程时，下带轮、扇形配重以及弹簧三者的配合可帮助电机举升抽油，并防止抽油杆自重带动电机发电。本发明的绳轮式增程结构，长高比小，运动平稳，可靠性好，制造成本低，而且占地面积少于常规的有杆式游梁抽油机，实用性极强。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一：

如图1～2所示，本实施例提供一种双扇形齿轮梁增程抽油机，包括机座1、电机减速器、曲柄3、连杆4、上梁5、下梁6、上带轮7、钢丝带8、下带轮9、导辊10、弹簧11、导杆13、圆柱销12和抽油杆14，上梁5上设有第一扇形齿轮15和第一齿轮中心通孔，下梁6上设有第二扇形齿轮16和第二齿轮中心通孔，第一齿轮中心通孔通过销轴与机座1的中间上方转动联接，第一扇形齿轮15以第一齿轮中心通孔所在轴线为中心转动，第二齿轮中心通孔通过销轴与机座1的中间下方转动联接，第二扇形齿轮16以第二齿轮中心通孔所在轴线为中心转动，如图1～2所示，第一扇形齿轮15和第二扇形齿轮16相对设置，且第一扇形齿轮15与第二扇形齿轮16相互啮合；曲柄3安装在机座1的右侧下方，曲柄3的一端设有相互平行的键孔和扇形配重2，机座1与电机减速器的底座固连，电机减速器的输入端用于与电机等驱动源连接，电机减速器的驱动轴与曲柄3上的上述键孔同轴键连接，电机减速器的驱动轴转动，可带动曲柄3转动，曲柄3的另一端，即自由端设有与上述键孔平行的通孔，连杆4的底端可通过销轴与曲柄3自由端的上述通孔转动联接，连杆4的顶端通过销轴与上梁5的右端转动联接；

本实施例中，上带轮7、下带轮9和导辊10的中心均设有轴心通孔，如图1～2所示，导辊10的轴心通孔通过销轴可转动安装在机座1的左侧下方，上带轮7的轴心通孔通过销轴可转动安装在上梁5的左端上方，下带轮9的轴心通孔通过销轴可转动安装在下梁6的左端；钢丝带8的一端与抽油杆14的顶端连接，钢丝带8的另一端则依次绕过导辊10、下带轮9和上带轮7后与上梁5的左端下方连接，如图1～2所示，其中，本实施例优选钢丝带8依次绕导辊10、下带轮9和上带轮7同向缠绕两次，有利于减小阻力小，提高钢丝带8的寿命长，钢丝带8在上、下带轮之间缠绕长度的倍增功能有利于增加抽油杆14的冲程；

进一步地，本实施例导杆13优选设置有两根，每根导杆13的底端均设有正交于该导杆13轴线的通孔，每根导杆13底端的通孔分别通过销轴与下梁6左侧的前、后两面转动联接，如图1～2所示，每根导杆13底端与下梁6的铰接处位于下带轮9与第二扇形齿轮16之间；圆柱销12的两端对称设有与该圆柱销12轴线正交的通孔，圆柱销12贯穿上梁5的左侧并与上梁5可转动联接，如图1～2所示，圆柱销12位于上带轮7与第一扇形齿轮15之间，且圆柱销12的两端分别贯穿上梁5的前、后面并伸出至上梁5外部，基于此，两根导杆13的顶端分别穿过圆柱销12两端的通孔形成圆柱滑动副，即导杆13位于圆柱销12端部的通孔内，并可与至产生相对滑动，且导杆13的顶端始终不会脱离开圆柱销12端部的通孔；如图1～2所示，每根导杆13上均套设有一弹簧，11，且每根弹簧11的两端分别抵在上梁5的底端和下梁6的顶端。

进一步地，与本实施例中，优选上梁5和下梁6设置在同一平面内，且两根导杆13优选在上梁5(下梁6)的前后两面对称设置。

本实施例提供的上述绳轮式增程结构中，电机减速器通过曲柄3和连杆4驱动上、下梁相互反向摆动，实现上、下带轮之间的大变距运动，并利用钢丝带8与上、下带轮之间缠绕长度的倍增功能有效增加了抽油杆14的冲程，从而实现抽油杆14的往复垂直增程运动，而且抽油杆14在换向过程中具有连续无冲击的优点。

由此可见，本发明提供的双扇形齿轮梁增程抽油机，结构简单紧凑，电机减速器通过曲柄和连杆驱动上、下梁相互反向摆动，实现上、下带轮之间的大变距运动，并利用钢丝带与上、下带轮之间缠绕长度的倍增功能有效增加了抽油杆冲程，从而实现抽油杆的往复垂直增程运动，而且抽油杆在换向过程中具有连续无冲击的优点；同时，在抽油杆进行上、下冲程时，下带轮、扇形配重以及弹簧三者的配合可帮助电机举升抽油，并防止抽油杆自重带动电机发电。本发明的绳轮式增程结构，长高比小，运动平稳，可靠性好，制造成本低，而且占地面积少于常规的有杆式游梁抽油机，实用性极强。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (2)

1.一种双扇形齿轮梁增程抽油机，其特征在于：包括机座、电机减速器、曲柄、连杆、上梁、下梁、上带轮、钢丝带、下带轮、导辊、弹簧、导杆、圆柱销和抽油杆，所述上梁上设有第一扇形齿轮和第一齿轮中心通孔，所述下梁上设有第二扇形齿轮和第二齿轮中心通孔，所述第一齿轮中心通孔通过销轴与所述机座的上方转动联接，所述第二齿轮中心通孔通过销轴与所述机座的下方转动联接，且所述第一扇形齿轮与所述第二扇形齿轮相互啮合；所述曲柄安装在所述机座的右侧下方，所述曲柄的一端设有相互平行的键孔和扇形配重，所述机座与所述电机减速器的底座固连，所述电机减速器的驱动轴与所述键孔同轴键连接，所述曲柄的另一端设有与所述键孔平行的通孔，所述连杆的底端通过销轴与所述曲柄上的通孔转动联接，所述连杆的顶端通过销轴与所述上梁的右端转动联接；

所述上带轮、所述下带轮和导辊均设有轴心通孔，所述导辊的轴心通孔通过销轴可转动安装在所述机座的左侧下方，所述上带轮的轴心通孔通过销轴可转动安装在所述上梁的左端上方，所述下带轮的轴心通孔通过销轴可转动安装在所述下梁的左端；所述钢丝带的一端与所述抽油杆的顶端连接，所述钢丝带的另一端依次绕过所述导辊、所述下带轮和所述上带轮后与所述上梁的左端下方连接；

所述导杆设置有两根，每根所述导杆的底端均设有正交于导杆轴线的通孔，每根所述导杆底端的通孔分别通过销轴与所述下梁左侧的两面转动联接，所述圆柱销的两端对称设有与圆柱销轴线正交的通孔，所述圆柱销贯穿所述上梁的左侧与所述上梁可转动联接，每根所述导杆的顶端分别穿过所述圆柱销两端的通孔形成圆柱滑动副，每根所述导杆上均套设有一所述弹簧，且所述弹簧的两端分别抵在所述上梁的底端和所述下梁的顶端。

2.根据权利要求1所述的双扇形齿轮梁增程抽油机，其特征在于：两根所述导杆对称设置。