CN111155971B - 一种依靠卷扬装置驱动的游梁式抽油机 - Google Patents

Abstract

本发明属于油田采油设备领域，尤其涉及一种依靠卷扬装置驱动的游梁式抽油机，包括游梁、支架、底座、主驴头、驱动牵引绳、驱动装置和配重机构，所述游梁上前后对称设置有两个牵引驴头，所述底座上设置有滑座；所述驱动牵引绳共有两根，两根驱动牵引绳的一端分别固定连接在两个牵引驴头上，两根驱动牵引绳的另一端分别经过一个定滑轮的引导后固定连接在所述滑座上；所述驱动装置电机、转盘和摇臂，电机通过传动机构将动力传递给转盘，从而驱动转盘旋转。驱动牵引绳与驱动机构之间不存在相互磨损，而定滑轮与驱动牵引绳之间的磨损很小，因此，本发明中的驱动牵引绳的维护周期更短。

Description

一种依靠卷扬装置驱动的游梁式抽油机

技术领域

本发明属于油田采油设备领域，尤其涉及一种依靠卷扬装置驱动的游梁式抽油机。

背景技术

专利号为CN200910066003.4的发明专利文件中公开了一种双驴头精平衡节能型游梁抽油机，这种抽油机通过绳索牵引的方式驱动游梁式抽油机的游梁运动，同时在游梁的尾部连接配重块，与现有的游梁式抽油机相比，节能效果更好，具有较好的经济效益。然而，这种抽油机仍存在几点缺陷：1、配重块需要采用立柱进行支撑，在井下作业时，立柱的存在会对施工造成妨碍；2、这种抽油机的驱动装置直接将驱动力作用于钢丝绳上，导致钢丝绳容易磨损，而频繁更换钢丝绳不但增加维修成本，而且会因停机时间的增加而影响生产进度；3、钢丝绳工作一段时间后长度会增加，导致抽油机工作噪音大，运行稳定性降低，但这种抽油机中采用一根通长的钢丝绳连接在游梁的两端，钢丝绳长度调整非常不方便；4、采用这种机构，电机的转动方向需要频繁切换，不但电机寿命降低，而且对电气控制系统的要求很高。

发明内容

本发明旨在提供一种依靠卷扬装置驱动的游梁式抽油机，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

本发明包括游梁、支架、底座、主驴头、驱动牵引绳、驱动装置和配重机构，所述游梁上前后对称设置有两个牵引驴头，所述底座上设置有滑座；

所述驱动牵引绳共有两根，两根驱动牵引绳的一端分别固定连接在两个牵引驴头上，两根驱动牵引绳的另一端分别经过一个定滑轮的引导后固定连接在所述滑座上；

所述驱动装置电机、转盘和摇臂，电机通过传动机构将动力传递给转盘，从而驱动转盘旋转，转盘外侧面的边缘固定连接有短轴，所述摇臂包括扇形部和平直部两部分，扇形部的圆心设有转轴，摇臂通过该转轴安装在所述的支架上，所述平直部设置有滑道，所述短轴插在该滑道内并可沿滑道顺畅滑动，所述扇形部的圆弧边与所述滑座通过齿轮齿条机构啮合。

作为进一步的技术方案，所述驱动装置内的传动机构是带传动机构。

作为进一步的技术方案，所述驱动装置内的传动机构为卷筒传动机构。

作为进一步的技术方案，所述电机是两端均有输出轴的双轴电机，所述卷筒传动机构包括四个卷筒，其中，两个卷筒安装在电机的两根输出轴上并在电机的驱动下旋转，另外两个卷筒固定安装在所述转盘的中心轴的两端，电机和转盘同一侧的两个卷筒通过一根卷绳连接。

作为进一步的技术方案，所述配重机构包括配重驴头、配重块、配重牵引绳和导向杆，配重驴头固定安装在游梁上，配重牵引绳的上端上下两端分别与配重驴头和配重块连接，所述导向杆的上端固定连接在配重块的底部，导向杆的下端插入地面下的导向孔内。

作为进一步的技术方案，所述导向孔的上端设置有用于容纳配重块的容纳槽，容纳槽位于地面以下。

作为进一步的技术方案，所述配重机构仅包括配重块，配重块串联在所述驱动牵引绳上，位置位于游梁尾部的下方。

作为进一步的技术方案，所述电机的输出轴上固定有一插入部，插入部插在卷筒内并可与卷筒相对轴向滑动，卷筒的中央设置有螺孔，螺孔内通过梯形螺纹连接有螺柱，螺柱与抽油机的底座或支架相对固定，螺柱的螺距与卷绳缠绕出的螺旋线的螺距相同且旋向相同。

本发明的有益效果是：

1、本发明中对驱动机构进行了重新设计，电机启动后，转盘在电机的驱动下旋转，转盘又通过短轴与滑道的配合使摇臂摆动，摆动的摇臂在通过齿轮齿条传动机构驱动滑座平移，最终通过驱动牵引绳实现对游梁的驱动。这种驱动方式具有多种好处：

第一，驱动牵引绳与驱动机构之间不存在相互磨损，而定滑轮与驱动牵引绳之间的磨损很小，因此，本发明中的驱动牵引绳的维护周期更短。

第二，抽油机使用一段时间后，驱动牵引绳的长度会增加，此时，仅需在驱动牵引绳与滑座的连接处对驱动牵引绳的长度进行调整即可，通过方便的调整手段，消除了驱动牵引绳伸长对抽油机运行的不利影响。

第三，本发明采用以转盘和摇臂为核心的驱动机构，避免了电机旋转方向的频繁变换，从而有效延长了电机的使用寿命，同时也降低了对电气控制系统的要求。

2、本发明设计了两种结构形式的配重机构，在井下作业时，这两种配重机构均不会对施工造成妨碍，有效改善了施工便捷性。

3、本发明采用卷筒传动机构实现电机与转盘之间的动力连接，工作时，电机正转时，一根卷绳的一端被连接在电机上的卷筒缠绕，与此同时，该根卷绳的另一端从连接在转盘上的卷筒上绕下；另一根卷绳的一端从连接在电机上的卷筒上绕下，与此同时，该根卷绳的另一端被连接在转盘上的卷筒缠绕。这种独特的传动机构与传统皮带传动机构相比，不但寿命更长，而且可以更加有效地抵御抽油机从下死点上行瞬间产生的冲击，有效改善传动机构的性能，并提高抽油机运转的稳定性。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是采用另一种配重机构时本发明的整体结构示意图；

图3是卷筒传动机构的结构示意图；

图4是连接在电机输出轴上的卷筒的结构示意图。

图中：1-主驴头，2-牵引驴头，3-游梁，4-支架，5-配重驴头，6-驱动牵引绳，7-底座，8-滑座，9-平直部，10-滑道，11-扇形部，12-电机，13-卷筒，14-转盘，15-配重牵引绳，16-配重块，17-导向杆，18-容纳槽，19-导向孔，20-卷绳，21-短轴，22-插入部，23-电机的输出轴，24-螺柱。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步描述：

如图1所示，本实施例包括游梁3、支架4、底座7、主驴头1、驱动牵引绳6、驱动装置和配重机构，所述游梁3上前后对称设置有两个牵引驴头2，所述底座7上设置有滑座8；所述驱动牵引绳6共有两根，两根驱动牵引绳6的一端分别固定连接在两个牵引驴头2上，两根驱动牵引绳6的另一端分别经过一个定滑轮的引导后固定连接在所述滑座8上。通过设置滑座8，使驱动牵引绳6与驱动机构之间不存在相互磨损，而定滑轮与驱动牵引绳6之间的磨损很小，因此，本发明中的驱动牵引绳6的维护周期更短。另外，抽油机使用一段时间后，驱动牵引绳6的长度会增加，此时，仅需在驱动牵引绳6与滑座8的连接处对驱动牵引绳6的长度进行调整即可，通过方便的调整手段，消除了驱动牵引绳6伸长对抽油机运行的不利影响。

本发明的另一创新之处在于采用了基于转盘14和摇臂的独特驱动机构，通过这一机构，使这类采用驱动牵引绳6驱动的抽油机可以在无需电机换向的情况下实现游梁的摆动，避免了电机12旋转方向的频繁变换，从而有效延长了电机12的使用寿命，同时也降低了对电气控制系统的要求。

所述驱动装置电机12、转盘14和摇臂，电机12通过传动机构将动力传递给转盘14，从而驱动转盘14旋转，转盘14外侧面的边缘固定连接有短轴21，所述摇臂包括扇形部11和平直部9两部分，扇形部11的圆心设有转轴，摇臂通过该转轴安装在所述的支架4上，所述平直部9设置有滑道10，所述短轴21插在该滑道10内并可沿滑道10顺畅滑动，所述扇形部11的圆弧边与所述滑座8通过齿轮齿条机构啮合。电机12启动后，转盘14在电机12的驱动下旋转，转盘14又通过短轴21与滑道10的配合使摇臂摆动，摆动的摇臂在通过齿轮齿条传动机构驱动滑座8平移，最终通过驱动牵引绳6实现对游梁3的驱动。

所述驱动装置内的传动机构为卷筒传动机构。

如图3所示，所述电机12是两端均有输出轴的双轴电机，所述卷筒传动机构包括四个卷筒13，其中，两个卷筒13安装在电机12的两根输出轴上并在电机12的驱动下旋转，另外两个卷筒13固定安装在所述转盘14的中心轴的两端，电机12和转盘14同一侧的两个卷筒13通过一根卷绳20连接。本发明采用卷筒传动机构实现电机12与转盘14之间的动力连接，工作时，电机12在抽油机工作多个冲程后才进行一次转向的切换，两根卷绳20交替工作。电机12正转时，一根卷绳20的一端被连接在电机12上的卷筒13缠绕，与此同时，该根卷绳20的另一端从连接在转盘14上的卷筒13上绕下；另一根卷绳20的一端从连接在电机12上的卷筒13上绕下，与此同时，该根卷绳20的另一端被连接在转盘14上的卷筒13缠绕。这种独特的传动机构与传统皮带传动机构相比，不但寿命更长，而且可以更加有效地抵御抽油机从下死点上行瞬间产生的冲击，有效改善传动机构的性能，并提高抽油机运转的稳定性。

作为进一步的技术方案，所述配重机构包括配重驴头5、配重块16、配重牵引绳15和导向杆17，配重驴头5固定安装在游梁3上，配重牵引绳15的上端上下两端分别与配重驴头5和配重块16连接，所述导向杆17的上端固定连接在配重块16的底部，导向杆17的下端插入地面下的导向孔19内。所述导向孔19的上端设置有用于容纳配重块16的容纳槽18，容纳槽18位于地面以下。井下作业时，将配重块16从配重牵引绳15上拆下后，可将配重块16连同导向杆17一同置于地面以下，不但避免对施工的妨碍，而且便于配重块16在施工完成后快速安装。

作为进一步的技术方案，所述配重机构仅包括配重块16，配重块16串联在所述驱动牵引绳6上，位置位于游梁3尾部的下方。采用这种配重结构时，配重块16上下两端均被绳索牵引，因此无需设置配重块16的扶正机构。

具体实施时，卷绳20在卷筒13上缠绕后，卷绳20在卷筒13上的位置会随着缠绕圈数的变化而不断变化，而由于连接在一根卷绳20两端的两个卷筒13的直径很难相同，导致卷绳20会在卷筒13的轴线方向上发生倾斜错位，这种错位状态会加速卷绳的磨损。为了解决这一问题，可制造如图4所示结构的卷筒13。在图4中，电机12的输出轴23上固定有一插入部22，插入部22插在卷筒13内并可与卷筒相对轴向滑动，卷筒13的中央设置有螺孔，螺孔内通过梯形螺纹连接有螺柱24，螺柱24与抽油机的底座7或支架4相对固定，螺柱24的螺距与卷绳20缠绕出的螺旋线的螺距相同且旋向相同。同样轮盘14上的卷筒13也可这样设计。这样当电机12的输出轴23旋转时，卷筒23便可在螺柱24的作用下轴向移动，从而使卷绳20与地面始终保持相对静止，达到减缓磨损的效果。

Claims (6)

1.一种依靠卷扬装置驱动的游梁式抽油机，包括游梁(3)、支架(4)、底座(7)、主驴头(1)、驱动牵引绳(6)、驱动装置和配重机构，其特征在于：所述游梁(3)上前后对称设置有两个牵引驴头(2)，所述底座(7)上设置有滑座(8)；

所述驱动牵引绳(6)共有两根，两根驱动牵引绳(6)的一端分别固定连接在两个牵引驴头(2)上，两根驱动牵引绳(6)的另一端分别经过一个定滑轮的引导后固定连接在所述滑座(8)上；

所述驱动装置包括电机(12)、转盘(14)和摇臂，电机(12)通过传动机构将动力传递给转盘(14)，从而驱动转盘(14)旋转，转盘(14)外侧面的边缘固定连接有短轴(21)，所述摇臂包括扇形部(11)和平直部(9)两部分，扇形部(11)的圆心设有转轴，摇臂通过该转轴安装在所述的支架(4)上，所述平直部(9)设置有滑道(10)，所述短轴(21)插在该滑道(10)内并可沿滑道(10)顺畅滑动，所述扇形部(11)的圆弧边与所述滑座(8)通过齿轮齿条机构啮合；

所述驱动装置内的传动机构为卷筒传动机构；

所述电机(12)是两端均有输出轴的双轴电机，所述卷筒传动机构包括四个卷筒(13)，其中，两个卷筒(13)安装在电机(12)的两根输出轴上并在电机(12)的驱动下旋转，另外两个卷筒(13)固定安装在所述转盘(14)的中心轴的两端，电机(12)和转盘(14)同一侧的两个卷筒(13)通过一根卷绳(20)连接。

2.根据权利要求1所述的一种依靠卷扬装置驱动的游梁式抽油机，其特征在于：作为替换方案，所述驱动装置内的传动机构是带传动机构。

3.根据权利要求1所述的一种依靠卷扬装置驱动的游梁式抽油机，其特征在于：所述配重机构包括配重驴头(5)、配重块(16)、配重牵引绳(15)和导向杆(17)，配重驴头(5)固定安装在游梁(3)上，配重牵引绳(15)的上下两端分别与配重驴头(5)和配重块(16)连接，所述导向杆(17)的上端固定连接在配重块(16)的底部，导向杆(17)的下端插入地面下的导向孔(19)内。

4.根据权利要求3中所述的一种依靠卷扬装置驱动的游梁式抽油机，其特征在于：所述导向孔(19)的上端设置有用于容纳配重块(16)的容纳槽(18)，容纳槽(18)位于地面以下。

5.根据权利要求1中所述的一种依靠卷扬装置驱动的游梁式抽油机，其特征在于：所述配重机构仅包括配重块(16)，配重块(16)串联在所述驱动牵引绳(6)上，位置位于游梁(3)尾部的下方。

6.根据权利要求1中所述的一种依靠卷扬装置驱动的游梁式抽油机，其特征在于：电机(12)的输出轴(23)上固定有一插入部(22)，插入部(22)插在卷筒(13)内并可与卷筒相对轴向滑动，卷筒(13)的中央设置有螺孔，螺孔内通过梯形螺纹连接有螺柱(24)，螺柱(24)与抽油机的底座(7)或支架(4)相对固定，螺柱(24)的螺距与卷绳(20)缠绕出的螺旋线的螺距相同且旋向相同。

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