CN109973054A - 一种双驴头齿轮齿条驱动的游梁式抽油机 - Google Patents
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Abstract
一种双驴头齿轮齿条驱动的游梁式抽油机，包括抽油杆、前驴头、后双驴头、游梁、游梁架、驱动绳、驱动系统、配重系统和支撑立柱。游梁的前驴头牵引抽油杆上下运动；游梁后端设有后双驴头，通过驱动绳连接配重系统。驱动系统由两侧对置、结构相同的驱动单元组成，通过齿轮齿条带动单侧驱动单元上下运动。配重系统由两侧对置、结构相同的配重单元组成，单侧配重单元左右两端分别与两个驱动单元连接，使驱动系统和配重系统连为一体。两个驱动单元可同步工作，双电机提供动力；也可由离合器切断一侧连接，单电机提供动力。
Description
技术领域
本发明涉及抽油设备技术领域，具体涉及一种双驴头齿轮齿条驱动的游梁式抽油机。
背景技术
目前，游梁式抽油机是各大油田广泛使用的一种采油设备，其变异产品较多，但原理基本都是一样的，都是利用四连杆机构，将减速箱的旋转运动转变为游梁的上下往复运动。
在实际应用中，游梁式抽油机的自身设计决定了其配置的电机功率较大，因此在运行过程中普遍存在“大马拉小车”现象，浪费了大量电能，同时在供液不足情况下发生抽油泵空抽的现象以及液击现象，导致抽油泵磨损，其寿命降低，作业成本增加。游梁式抽油机由于用量大、耗能高，成为采油成本中急需改进的地方，油田开采急需采用满足正常原油生产前提下节能高效的采油设备。
在考虑节能问题的同时，还要考虑使用过程中的载荷变动。当抽油机启动运行后，由于存在配重块，电机需要的功率并不是很大，但为了在卸载挂抽时承担载荷以及应对由阻力突变油井中形成石蜡等干扰造成的载荷，抽油机上仍旧配备了大功率电机。在电机功率不够时，卸载挂抽就需要借助吊车，不便的同时大大增加了维护成本。因此，若能调节工作时抽油机电机的功率，保证运行的节能，又能够在卸载挂抽或大负载工作时依靠自身系统的提高动力，就能大大的降低抽油机的采油成本和维护成本。
专利号为CN104675368A授权的“直线驱动抽油机”公开了一种通过发电机和电动机配合，由渐开线齿条直线驱动的抽油机，电动机提供驱动力，发电机吸收抽油杆下降的势能进行发电，有一定的节能效果。但存在的问题是采用单个电机进行驱动，其功率是固定的，在负载较小的情况也以此功率工作，依然存在“大马拉小车”现象，并且在卸载挂抽时承担载荷以及应对由阻力突变造成的载荷，还需要借助外部大功率电机或吊车，极大地增加了成本。
本发明将根据上述问题，研发一台可根据抽油工况采用单电机或双电机模式进行驱动，既能提供大载荷动力，且具有明显的节能效果，机械效率高，结构简单，控制方便，适用范围广的游梁式抽油机。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可根据抽油工况的需求，采用单电机或双电机模式进行驱动，既能提供大载荷动力，又具有明显节能效果的游梁式抽油机。
本发明的解决方案是：一种双驴头齿轮齿条驱动的游梁式抽油机，包括：抽油杆、游梁架、前驴头、游梁、后双驴头、驱动绳、配重系统、驱动系统和支撑立柱，游梁前端的前驴头牵引抽油杆上下运动；游梁后端设有后双驴头，两个驴头分别通过驱动绳连接配重系统。
所述驱动系统由两侧对置、结构相同的驱动单元组成，单侧的驱动单元由三相异步电机、减速器、离合器、驱动齿条、线性滑轨、线性滑块、驱动平台、减速器支撑板、驱动齿轮组成。三相异步电机经过减速器和离合器后带动驱动齿轮旋转，支撑立柱表面设置有与驱动齿轮配合的竖直驱动齿条，通过齿轮齿条的啮合带动单侧驱动单元上下运动。
所述配重系统由两侧对置、结构相同的配重单元组成，单侧配重单元的左右两端分别与两个驱动单元相连接。单侧的配重单元由配重架压板、吊环、悬挂板、配重块、配重架组成。配重架由方钢焊接用以承载配重块。配重架一侧焊接两块对称悬挂板，用以连接到两侧的驱动单元，配重架上端用螺栓固定两块对称的配重架压板，在配重架上端还设置有吊环用以连接驱动绳。
采取以上技术方案，本发明两个驱动单元相互独立，可根据抽油工况或卸载需求，选取单电机或双电机两种模式进行驱动。采用双电机模式驱动时，两个驱动单元同步工作，两台三相异步电机同时提供动力，能提供大载荷动力；采用单电机模式驱动时，一侧的驱动单元通过其内部的离合器切断驱动齿轮与驱动轴的连接，在电机停转的情况下，随另一侧工作的驱动单元上下往复运动，在负载不大的情况下单电机工作，极大地节约能源，节能效果显著。
附图说明
图1为本发明整体结构图的主视图
图2为本发明整体结构的俯视图
图3为本发明单侧的驱动单元结构示意图
图4为本发明的驱动单元的驱动齿轮与齿条配合示意图
图5为本发明的单侧的配重单元
图6为本发明驱动系统与配重系统连接示意图
图7为本发明驱动系统与配重系统整结构示意图
图8为本发明整体结构示意图
图中：1.抽油杆；2.游梁架；3.前驴头；4.游梁；5.后双驴头；6.驱动绳；7.配重系统；8.驱动系统；9.支撑立柱；7-1.配重架压板；7-2.吊环；7-3.悬挂板；7-4.配重块；7-5.配重架；8-1.三相异步电机；8-2.减速器；8-3.离合器；8-4.驱动齿条；8-5.线性滑轨；8-6.线性滑块；8-7.驱动平台；8-8.减速器支撑板；8-9.驱动齿轮。
具体实施方式
如图1、2、8所示，一种双驴头齿轮齿条驱动的游梁式抽油机包括：抽油杆1、游梁架2、前驴头3、游梁4、后双驴头5、驱动绳6、配重系统7、驱动系统8和支撑立柱9。游梁前端的前驴头3牵引抽油杆1上下运动；游梁后端设有后双驴头5，两个驴头分别通过驱动绳6连接配重系统7。
如图3、4所示，驱动系统8由两侧对置、结构相同的驱动单元组成。单侧的驱动单元由三相异步电机8-1、减速器8-2、离合器8-3、驱动齿条8-4、线性滑轨8-5、线性滑块8-6、驱动平台8-7、减速器支撑板8-8、驱动齿轮8-9组成。三相异步电机8-1连接在减速器8-2动力输入端，减速器8-2通过螺栓固定在减速器支撑板8-8上表面，减速器支撑板8-8通过螺栓垂直固定在驱动平台8-7外侧，离合器8-3通过螺栓固定于驱动平台8-7外侧。驱动平台8-7内侧对称安装有两组线性滑块8-6，与竖直安装于支撑立柱9表面的线性滑轨8-5相配合，驱动平台8-7可在驱动力的作用下沿线性滑轨8-5作直线运动。三相异步电机8-1的动力经过减速器8-2后，通过离合器8-3输出到驱动齿轮8-9，离合器8-3可以切断驱动齿轮8-9与驱动轴的动力连接。支撑立柱9表面通过螺栓固定有与驱动齿轮8-9配合的竖直驱动齿条8-4，通过齿轮齿条的啮合带动单侧驱动单元上下运动。
如图5所示，配重系统7由两侧对置、结构相同的配重单元组成。单侧的配重单元由配重架压板7-1、吊环7-2、悬挂板7-3、配重块7-4、配重架7-5组成。配重架7-5由方钢焊接用以承载配重块，配重架7-5一侧焊接两块对称悬挂板7-3用以连接到两侧的驱动单元，配重架7-5上端用螺栓固定两块对称的配重架压板7-1，在配重架7-5上端还设置有吊环7-2用以连接驱动绳6。如图6所示，单侧配重单元的左右两端的悬挂板7-3分别与两侧的驱动单元的驱动平台8-7通过螺栓连接，使两侧的驱动单元与配重单元连接为一体。驱动系统8与配重系统7整体在支撑立柱9上的运动位置关系如图7所示。
本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种双驴头齿轮齿条驱动的游梁式抽油机，包括抽油杆(1)、游梁架(2)、前驴头(3)、游梁(4)、后双驴头(5)、驱动绳(6)、配重系统(7)、驱动系统(8)和支撑立柱(9)，游梁前端的前驴头(3)牵引抽油杆(1)上下运动，游梁后端设有后双驴头(5)，两个驴头分别通过驱动绳(6)连接配重系统(7)，其特征在于：所述驱动系统(8)由两侧对置、结构相同的驱动单元组成。
2.根据权利要求1所述的一种双驴头齿轮齿条驱动的游梁式抽油机，其特征在于：单侧的驱动单元由三相异步电机(8-1)、减速器(8-2)、离合器(8-3)、驱动齿条(8-4)、线性滑轨(8-5)、线性滑块(8-6)、驱动平台(8-7)、减速器支撑板(8-8)、驱动齿轮(8-9)组成，三相异步电机(8-1)连接在减速器(8-2)动力输入端，减速器(8-2)通过螺栓固定在减速器支撑板(8-8)上表面，减速器支撑板(8-8)通过螺栓垂直固定在驱动平台(8-7)外侧，离合器(8-3)通过螺栓固定于驱动平台(8-7)外侧。驱动平台(8-7)内侧对称安装有两组线性滑块(8-6)，与竖直安装于支撑立柱(9)表面的线性滑轨(8-5)相配合，驱动平台(8-7)可在驱动力的作用下沿线性滑轨(8-5)作直线运动。三相异步电机(8-1)的动力经过减速器(8-2)后，通过离合器(8-3)输出到驱动齿轮(8-9)，离合器(8-3)可以切断驱动齿轮(8-9)与驱动轴的动力连接，支撑立柱(9)表面通过螺栓固定有与驱动齿轮(8-9)配合的竖直驱动齿条(8-4)，通过齿轮齿条的啮合带动单侧驱动单元上下运动。
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