CN111088965B - 对称双缸齿轮齿条驱动增程式液压抽油机 - Google Patents

对称双缸齿轮齿条驱动增程式液压抽油机 Download PDF

Info

Publication number
CN111088965B
CN111088965B CN202010022890.1A CN202010022890A CN111088965B CN 111088965 B CN111088965 B CN 111088965B CN 202010022890 A CN202010022890 A CN 202010022890A CN 111088965 B CN111088965 B CN 111088965B
Authority
CN
China
Prior art keywords
rack
gear
sided
double
central double
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010022890.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111088965A (zh
Inventor
邱清盈
杨超
冯培恩
陈秀明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
Zhejiang University ZJU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University ZJU filed Critical Zhejiang University ZJU
Priority to CN202010022890.1A priority Critical patent/CN111088965B/zh
Publication of CN111088965A publication Critical patent/CN111088965A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111088965B publication Critical patent/CN111088965B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/12—Methods or apparatus for controlling the flow of the obtained fluid to or in wells
    • E21B43/121—Lifting well fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B47/00—Pumps or pumping installations specially adapted for raising fluids from great depths, e.g. well pumps
    • F04B47/14—Counterbalancing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H19/00—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion
    • F16H19/02—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion
    • F16H19/04—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion comprising a rack

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种对称双缸齿轮齿条驱动增程式抽油机。机架固定于底座上，机架的两根竖直杆之间设有中心双面齿条，中心双面齿条两侧为齿条，中心双面齿条下接抽油杆；中心双面齿条底部有驱动组件，液压缸铰接下齿轮，下齿轮两侧和中心双面齿条的齿条结构、下齿条连接，下齿条固定于机架的竖直杆侧面；中心双面齿条顶部有配重组件，上齿轮装在机架的连接件一，上齿轮两侧和中心双面齿条的齿条结构、上齿条啮合，上齿条滑动连接机架竖直杆上部，两个上齿条固接连接件二，连接件二上有配重。本发明具有整体结构对称、受力平衡、使用寿命长、能耗低、维护成本低等优点，在满足抽油杆长冲程运动的同时降低液压缸的尺寸，从而显著降低成本。

Description

对称双缸齿轮齿条驱动增程式液压抽油机
技术领域
本发明涉及开采石油的抽油机技术领域，具体涉及一种对称双缸齿轮齿条驱动增程式液压抽油机。
背景技术
目前有杆式抽采油机械设备中，主要由游梁式抽油机、皮带抽油机、液压抽油机等。游梁式抽油机具有能耗大、冲程短、体积大等缺点；皮带式抽油机结构复杂，需要换向装置，每次换向都会存在较大冲击；液压抽油机存在是近十几年来出现的新型抽油机，但因液压系统存在泄漏，密封件寿命短、维护成本高而一直没有广泛采用。
专利申请号200910300325.0发明了一种双缸对称式全平衡液压抽油机，该装置通过四套对称的滑轮系统实现抽油杆与配重的往复运动。该装置存在结构复杂，滑轮系统的寿命较低，容易磨损，且体积较大。
专利申请号201020155126.3发明了一种增程式齿轮齿条抽油机。该装置通过一套滑轮系统实现增程的功能，且采用两套滑轮机构实现配重运动，结构复杂，滑轮系统的寿命较低，容易磨损。
发明内容
为了克服现有液压驱动抽油机需要通过滑轮系统实现增程以及配重运动的不足，本发明的目的在于提供一种对称齿轮齿条增程式抽油机，通过对称齿轮齿条机构实现增程和配重往复运动的功能。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：
本发明包括底座、机架、驱动组件、配重组件和抽油杆；机架固定于底座上，机架包括两根竖直杆，机架的两根竖直杆之间设有中心双面齿条，中心双面齿条的两侧面均为齿条结构，中心双面齿条下端固定连接抽油杆的上端，抽油杆的下端穿过底座后连接油源；中心双面齿条的底部两侧分别对称布置有驱动组件，每个驱动组件包括液压缸、下齿轮和下齿条；液压缸缸体连接于底座上，液压缸的缸杆端铰接安装下齿轮，下齿轮的一侧和中心双面齿条的齿条结构连接，小齿轮的另一侧和下齿条连接，下齿条固定于机架的竖直杆侧面；中心双面齿条的顶部两侧分别对称布置有配重组件，每个配重组件包括上齿轮和上齿条，上齿轮铰接安装在机架两根竖直杆之间固定的连接件一，上齿轮的一侧和中心双面齿条的齿条结构啮合，上齿轮的另一侧和上齿条啮合，上齿条和机架竖直杆上部通过滚动导轨连接形成滑动副，两个配重组件的两个上齿条上端通过连接件二固定连接，连接件二上固定安装有配重。
所述的上齿轮通过销轴铰接安装于连接件一。
所述的配重的质量为抽油杆内油液质量的一半。
与技术背景相比，本发明具有的有益效果是：
1)采用对双缸齿轮齿条机构，实现活塞行程的放大，达到增程的目的，显著减小液压缸的尺寸，且结构简单。
2)当活塞向上运动，抽油机处于抽油行程时，配重块通过齿轮齿条机构向下运动，释放储存的能量，能够平衡负载，降低能耗。
3)本发明采用相同的原理实现增程和配重平衡两种功能，结构简单，整体上具有结构对称性，受力平衡，且采用多个相同零件，便于批量生产降低成本，以及后期的维护，整机结构尺寸小，经济性好。
附图说明
图1是对称双缸齿轮齿条驱动增程式抽油机结构图；
图2是对称双缸齿轮齿条机构增程原理及运动方向图。
图中：1、底座，2、机架，3、第一液压缸，4、中心双面齿条，5、第一下齿轮，6、第一下齿条，7、连接件一，8、销轴一，9、第一上齿轮，10、第一上齿条，11、连接件二，12、配重，13、第二上齿条，14、第二上齿轮，15、销轴二、16、第二下齿条，17、第二下齿轮，18、第二液压缸，19、抽油杆。
具体实施方式：
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示，具体实施包括底座 1、机架 2、第一液压缸 3、中心双面齿条 4、第一下齿轮 5、第一下齿条 6、连接件一 7、销轴一 8、第一上齿轮9、第一上齿条 10、连接件二 11、配重 12、第二上齿条 13、第二上齿轮 14、销轴二 15、第二下齿条 16、第二下齿轮 17、第二液压缸18和抽油杆19。
具体来说分为包括底座 1、机架 2、驱动组件、配重组件和抽油杆19；机架2固定于底座1上，机架2包括两根竖直杆，机架2的两根竖直杆之间设有中心双面齿条4，中心双面齿条4的两侧面均为齿条结构，中心双面齿条4下端固定连接抽油杆19的上端，抽油杆19的下端穿过底座1后连接油源。
如图1和图2所示，中心双面齿条4的底部两侧分别对称布置有驱动组件，两个驱动组件结构相同但对称布置于中心双面齿条4两侧，每个驱动组件包括液压缸、下齿轮和下齿条；液压缸缸体铰接连接于底座1上，液压缸的缸杆端铰接安装下齿轮，下齿轮的一侧和中心双面齿条4的齿条结构连接，小齿轮的另一侧和下齿条连接，下齿条固定于机架2的竖直杆侧面。
具体实施中，一侧的第一驱动组件包括第一液压缸3、第一下齿轮5和第一下齿条6，另一侧的第二驱动组件包括第二液压缸18、第二下齿轮17和第二下齿条16，两个驱动组件的第一下齿条6和第二下齿条16分别固定于机架2的两根竖直杆下部的内侧面，两个驱动组件的第一下齿轮5和第二下齿轮17分别啮合在中心双面齿条4的两侧；第一液压缸3和第二液压缸18带动第一下齿轮5和第二下齿轮17上下往复运动，第一下齿轮5和第二下齿轮17分别与中心双面齿条4以及第一下齿条6和第二下齿条16啮合，第一下齿条6和第二下齿条16固定于机架2，从而构成差动式齿轮齿条机构，实现中心双面齿条4的行程是第一液压缸3和第二液压缸18活塞行程的两倍增程功能。
如图1和图2所示，中心双面齿条4的顶部两侧分别对称布置有配重组件，两个配重组件结构相同但对称布置于中心双面齿条4两侧，每个配重组件包括上齿轮和上齿条，上齿轮通过销轴铰接安装在机架2两根竖直杆之间固定的连接件一7，上齿轮的一侧和中心双面齿条4的齿条结构啮合，上齿轮的另一侧和上齿条啮合，上齿条和机架2竖直杆上部通过滚动导轨连接形成滑动副，两个配重组件的两个上齿条上端通过连接件二11固定连接，连接件二11上固定安装有配重12，配重12的质量为抽油杆19内油液质量的一半。
具体实施中，一侧的第一配重组件包括第一上齿轮9和第一上齿条10，另一侧的第二配重组件包括第二上齿轮14和第二上齿条13，两个驱动组件的第一上齿条10和第二上齿条13分别和机架2两根竖直杆上部的内侧面之间通过滚动导轨连接形成滑动副，两个驱动组件的第一上齿轮9和第二上齿轮14分别啮合在中心双面齿条4的两侧；第一上齿轮9和第二上齿轮14通过各自的销轴一8和销轴二15与连接件一7连接；连接件一7与机架2通过螺栓固联，第一上齿轮9和第二上齿轮14分别与第一上齿条10和第二上齿条13啮合，配重12与连接件二11通过螺钉连接，第一上齿条10和第二上齿条13通过螺钉与连接件二11连接。中心双面齿条4通过螺纹与抽油杆19连接，带动抽油杆19上下往复运动，实现抽油的功能，也实现平衡负载的功能，降低能耗。
第一液压缸3和第二液压缸18同时向上运动，带动第一下齿轮5与第二下齿轮17有向上运动的速度v,第一下齿轮5和第二下齿轮17分别于中心双面齿条4以及第一下齿条6和第二下齿条16啮合，因为第一下齿条6和第二下齿条16与机架2固连，所以第一下齿轮 5、第二下齿轮 17、中心双面齿条 4、第一下齿条6、第二下齿条16整体构成对称双缸齿轮齿条机构，中心双面齿条以速度2v向上运动，即中心双面齿条向上运动行程时活塞的二倍，实现增程的功能，中心双面齿条4下部与抽油杆19通过螺纹连接，抽油杆19向上运动实现抽油功能。
中心双面齿条4的上部与第一上齿轮9和第二上齿轮14啮合，第一上齿轮9和第二上齿轮14通过销轴一8和销轴二15与连接件一7连接，连接件一7与机架2通过螺栓固联。第一上齿轮9和第二上齿轮14与对称分布的第一上齿条10和第二上齿条13啮合，第一上齿条10与第二上齿条13通过滚动导轨与机架连接，可实现上下滑动，配重12通过连接件二11与第一上齿条10和第二上齿条14连接。
如图2所示，当中心双面齿条4向上运动时，通过第一上齿轮9和第二上齿轮14的换向作用，第一上齿条10与第二上齿条13向下运动，带动配重12向下运动，释放存储的重力势能；
如图1所示，反之当第一液压缸3和第二液压缸18的活塞同时向下运动时，中心双面齿条4向下运动，抽油杆19向下运动，实现吸油的功能，配重12向上运动，储存重力势能，从而达到平衡上下行程负载的功能。
由此实施可见，本发明具有整体结构对称、受力平衡、使用寿命长、能耗低、维护成本低等优点。采用增程式齿轮齿条机构可以在满足抽油杆长冲程运动的同时降低液压缸的尺寸，从而显著降低成本。

Claims (1)

1.一种对称双缸齿轮齿条驱动增程式液压抽油机，其特征在于：包括底座(1)、机架(2)、驱动组件、配重组件和抽油杆(19)；机架(2)固定于底座(1)上，机架(2)包括两根竖直杆，机架(2)的两根竖直杆之间设有中心双面齿条(4)，中心双面齿条(4)的两侧面均为齿条结构，中心双面齿条(4)下端固定连接抽油杆(19)的上端，抽油杆(19)的下端穿过底座(1)后连接油源；中心双面齿条(4)的底部两侧分别对称布置有驱动组件，每个驱动组件包括液压缸、下齿轮和下齿条；液压缸缸体连接于底座(1)上，液压缸的缸杆端铰接安装下齿轮，下齿轮的一侧和中心双面齿条(4)的齿条结构连接，小齿轮的另一侧和下齿条连接，下齿条固定于机架(2)的竖直杆侧面；中心双面齿条(4)的顶部两侧分别对称布置有配重组件，每个配重组件包括上齿轮和上齿条，上齿轮铰接安装在机架(2)两根竖直杆之间固定的连接件一(7)，上齿轮的一侧和中心双面齿条(4)的齿条结构啮合，上齿轮的另一侧和上齿条啮合，上齿条和机架(2)竖直杆上部通过滚动导轨连接形成滑动副，两个配重组件的两个上齿条上端通过连接件二(11)固定连接，连接件二(11)上固定安装有配重(12)；所述的上齿轮通过销轴铰接安装于连接件一(7)；所述的配重(12)的质量为抽油杆(19)内油液质量的一半。
CN202010022890.1A 2020-01-09 2020-01-09 对称双缸齿轮齿条驱动增程式液压抽油机 Active CN111088965B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010022890.1A CN111088965B (zh) 2020-01-09 2020-01-09 对称双缸齿轮齿条驱动增程式液压抽油机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010022890.1A CN111088965B (zh) 2020-01-09 2020-01-09 对称双缸齿轮齿条驱动增程式液压抽油机

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111088965A CN111088965A (zh) 2020-05-01
CN111088965B true CN111088965B (zh) 2023-09-08

Family

ID=70399011

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010022890.1A Active CN111088965B (zh) 2020-01-09 2020-01-09 对称双缸齿轮齿条驱动增程式液压抽油机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111088965B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111745112A (zh) * 2020-06-16 2020-10-09 安徽博斯特科技有限公司 一种双辊双支承推杆齿轮直联机构和曲柄压力机
CN112610845B (zh) * 2020-12-15 2022-09-27 深圳创维－Rgb电子有限公司 一种升降机构及显示装置
CN112938826B (zh) * 2021-03-17 2022-05-17 上海詹知信息科技有限公司 一种侧叉车

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2118708C1 (ru) * 1996-08-08 1998-09-10 Челябинский государственный технический университет Глубинная скважинная насосная установка
CN2505617Y (zh) * 2001-10-18 2002-08-14 陈文华 抽油泵增程装置
CN101078340A (zh) * 2007-07-03 2007-11-28 丁长良 冲程可调式节能液压抽油机
US7533730B1 (en) * 2006-10-04 2009-05-19 Xto Energy Inc. Variable and slow speed pumping unit
CN201621047U (zh) * 2010-01-18 2010-11-03 大庆森恩浦机械制造有限公司 一种直线驱动泵
CN102182428A (zh) * 2011-04-12 2011-09-14 钟立国 一种往复式齿条直线驱动抽油机
CN102828725A (zh) * 2011-06-13 2012-12-19 陈建武 双齿条上下平衡无绳抽油机
RU2488023C1 (ru) * 2012-01-25 2013-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) Привод штангового глубинного насоса
CN203559874U (zh) * 2013-10-18 2014-04-23 西南石油大学 一种新型齿轮齿条式抽油机
CN204532287U (zh) * 2015-04-27 2015-08-05 西南石油大学 一种双齿条塔式抽油机
CN104895532A (zh) * 2015-05-06 2015-09-09 胜利油田新大管业科技发展有限责任公司 一种链条传动换向矮支架倍程长冲程抽油机及使用方法
CN209430172U (zh) * 2018-12-09 2019-09-24 杭州中油智井装备科技有限公司 一种双抽节能游梁式抽油机
RU192757U1 (ru) * 2019-05-28 2019-09-30 ООО "Научно-производственное объединение Челнинский насосный завод" Привод для глубинно-насосной штанговой установки
CN211500599U (zh) * 2020-01-09 2020-09-15 浙江大学 一种对称双缸齿轮齿条驱动增程式液压抽油机

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7458786B2 (en) * 2004-03-04 2008-12-02 Robert George Mac Donald Oil well pumping unit and method therefor

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2118708C1 (ru) * 1996-08-08 1998-09-10 Челябинский государственный технический университет Глубинная скважинная насосная установка
CN2505617Y (zh) * 2001-10-18 2002-08-14 陈文华 抽油泵增程装置
US7533730B1 (en) * 2006-10-04 2009-05-19 Xto Energy Inc. Variable and slow speed pumping unit
CN101078340A (zh) * 2007-07-03 2007-11-28 丁长良 冲程可调式节能液压抽油机
CN201621047U (zh) * 2010-01-18 2010-11-03 大庆森恩浦机械制造有限公司 一种直线驱动泵
CN102182428A (zh) * 2011-04-12 2011-09-14 钟立国 一种往复式齿条直线驱动抽油机
CN102828725A (zh) * 2011-06-13 2012-12-19 陈建武 双齿条上下平衡无绳抽油机
RU2488023C1 (ru) * 2012-01-25 2013-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) Привод штангового глубинного насоса
CN203559874U (zh) * 2013-10-18 2014-04-23 西南石油大学 一种新型齿轮齿条式抽油机
CN204532287U (zh) * 2015-04-27 2015-08-05 西南石油大学 一种双齿条塔式抽油机
CN104895532A (zh) * 2015-05-06 2015-09-09 胜利油田新大管业科技发展有限责任公司 一种链条传动换向矮支架倍程长冲程抽油机及使用方法
CN209430172U (zh) * 2018-12-09 2019-09-24 杭州中油智井装备科技有限公司 一种双抽节能游梁式抽油机
RU192757U1 (ru) * 2019-05-28 2019-09-30 ООО "Научно-производственное объединение Челнинский насосный завод" Привод для глубинно-насосной штанговой установки
CN211500599U (zh) * 2020-01-09 2020-09-15 浙江大学 一种对称双缸齿轮齿条驱动增程式液压抽油机

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
抽油机减速器壳体的有限元分析;杨超等;大庆石油学院学报;全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111088965A (zh) 2020-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111088965B (zh) 对称双缸齿轮齿条驱动增程式液压抽油机
CN203821023U (zh) 一种提花导向头装置
CN102817587A (zh) 直驱电机抽油机
CN104612630A (zh) 一种往复丝杆换向抽油机及使用方法
CN201212382Y (zh) 销轴换向链条式长冲程抽油机
CN211500599U (zh) 一种对称双缸齿轮齿条驱动增程式液压抽油机
CN101975046A (zh) 复合天轮式链条抽油机
CN101424178B (zh) 曲柄滑块式抽油机
CN112210886A (zh) 一种三维编织机驱动系统装置
CN202690012U (zh) 一种油田采油用无换向链条式抽油机
CN112125212A (zh) 一种剪叉举升机构
CN202036232U (zh) 一种车载数字x射线成像系统配重装置
CN101532377A (zh) 摆式节能抽油机
CN101614120A (zh) 特种链条抽油机
CN101705806B (zh) 双平衡式抽油机
CN201460829U (zh) 特种链条抽油机
CN101539001A (zh) 倾斜式长环形齿条抽油机
CN2900775Y (zh) 箱轮式抽油机
CN102587866A (zh) 长冲程链式抽油机
CN110529078B (zh) 抽油机
CN112112605A (zh) 节能型智能游梁式抽油机
CN202483533U (zh) 固定环形齿条抽油机
CN213297919U (zh) 一种新型双螺杆式抽油机
CN111229612A (zh) 顶升驱动装置
CN219151352U (zh) 一种高速冲床动平衡结构

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant