CN1159517A

CN1159517A - 行星抽油机

Info

Publication number: CN1159517A
Application number: CN 96103255
Authority: CN
Inventors: 陈宗哲
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-03-12
Filing date: 1996-03-12
Publication date: 1997-09-17

Abstract

属于油田采油设备，由天车轮、天车架、宽带、主体框架、轨道、换向器、悬挂器及往复传动机构组成，往复传动机构上的行星齿轮与轨道上的销齿圈共轭啮合，通过电机、皮带轮与减速箱连接，角传动箱上的换向传动轴与减速箱上的大齿轮轴向滑动连接，角传动箱由导向轮置于换向架的导轨上。行星抽油机具有优良的节电特性，可节电比直线机高24.86％～比游梁机高75％，适于长冲程高冲次采油需要，运行可靠、效率高、寿命长，传递负载能力大，使用安装方便。

Description

行星抽油机

本发明属于油田采油机械设备，具体涉及一种行星传动往复升降抽油机。

目前，油田采油现场多数使用游梁抽油机，也有使用链条抽油机的，较先进的是第91228837.x号实用新型专利所提供链传动往复升降直线抽油机，直线抽油机的链条有两条，是异型的，链条销轴两端伸出一段装有滚子，滚子镶嵌在长环形轨道槽内；直线抽油机的往复升降机构由电机、减速器、传动箱、轨道、异型链条、链轮、换向器、平衡重等组成，由往复升降机构带动光杆抽油。直线抽油机的运动方式和结构模式使其与游梁抽油机相比具有节能、冲程长、扭矩小、运动平稳等优点，但也存在链条运动可靠性差，特点是当V(速度)＞0.6m/s时，链条两端的滚子在轨道长环形槽内磨擦严重，容易损坏，造成停机。长期使用会使链节变长，影响链条与链轮的啮合寿命。所以，直线抽油机只能适用于小排量、低冲次的油井采油的需要，不能适应大排量、高冲次采油的需要。

本发明的目的，利用行星传动原理，提供一种节能、冲程长、扭矩小、运行可靠、效率高、寿命长、传递负载能力大的行星抽油机。

一种行星抽油机，由宽带、天车轮、天车架、主体框架、轨道、换向器、悬挂器、及往复升降机构组成，其特征在于：两个轨道为长条环形，分别平行对称地固定在主体框架上，轨道的上、下两端为半圆形，轨道的四周周边呈长条环形的开口槽，槽内等距分布地固定着销状齿，从而形成长条环形的销齿圈，天车轮及天车架置于主体框架的顶部，宽带绕在天车轮上。

本发明传动系统的结构及传动原理由图1和图2给出。

图1是行星抽油机传动系统示意图

图2是图1中A-A剖面示意图

传动系统的序号及名称说明：

1宽带、2天车轮、3天车架、4主体框架、5轨道、6销齿圈、7换向架、8换向导轮、9换向传动轴、10角传动箱、11减速器、12刹车器、13三角带、14大皮带轮、15电机、16小皮带轮、17平衡重、18悬挂器、19行星齿轮。

传动系统的传动路线：

电机→小皮带轮→三角带→大皮带轮→减速器→换向传动轴→角传动箱→两行星齿轮反方向转动、两销齿圈固定不动→换向架往复升降→宽带带动油杆抽油。

传动系统的运动原理：

两个行星轮(19)作相反方向转动的同时，由于行星齿轮与两个平行对称且固定不动的长条环形轨道(5)上的销齿圈(6)相啮合，故带动换向架(7)及其上面的平衡重、电机、减速器等沿销齿圈的直线段作等速运动，其运动方程为：

y＝v.t+f(x)

y—位移

v—直线段速度(m/s)

t—时间(s)

f(x)—销齿圈曲线段的方程，f(x)是根据需要设计的，它可以是圆函数、椭圆函数、心形曲线等。令f(x)为圆函数，当行星齿轮运动到销齿圈的上、下死点时，换向器的V＝0，所以换向光滑平稳无冲击。

传动系统的换向原理：

两个行星齿轮反方向在各自的销齿圈内转动，同时沿销齿圈的直线段作等速上升，升至直线段结束后，换向开始，两个角传动箱作相对平行移动，换向轴随之在减速箱的被动轮内轴向滑动，换向架在1/4圆的曲线段作变速上升，至最高点换向器速度V＝0，此时，两角传动箱平行并列；行星轮继续转动则实现换向架在另1/4圆的曲线段作变速下降、降至销齿圈的另一侧直线段时，换向结束，换向架开始作等速下降，降至直线段结束后，第二次换向开始。换向架作变速下降，降至最低点时，降速V＝0，此时，两角传动箱平行并列，再继续传动则换向架开始变速上升，升至曲线段结束时，第二次换向亦结束。如此周而复始，实现换向架往复升降。

行星抽油机的结构排列方式，可以是图2所给出的方式，也可以是图3给出的并列排列式，图4给出的平行对角排列方式，该方式的换向轴在小锥齿轮的轴心内可以滑动。

本发明行星抽油机的优点：

1.具有优良的节电特性

行星抽油机是按方程：y＝v.t+f(x)运动的，当f(x)为圆函数时，则换向器在轨道曲线段作标准简谐运动，又由于采用了砝码平衡尤其是采用了齿轮—销齿啮合传动使N摩＝0，通过理论分析和计算，行星抽油机比直线抽油机节电24.86％，比游梁抽油机节电75％。

2.能适于较高冲次采油的需要

直线抽油机是异型链条沿轨道槽转动并带动换向架升降，其运行轨迹长环形轨道上的曲线半径即R直＝r轨，行星抽油机是行星齿轮绕固定在轨道槽里的销齿圈转动并带动换向架升降，它的运行轨迹是轨道上的曲线半径与行星齿轮半径之和，即R行＝r轨+r齿。由于换向加速度a＝V²/R，就是说R值越大，换向加速度a就越小，换向时的冲击值就越小。经对比分析可得出行星抽油机换向冲击值比直线抽油机换向冲击值小1.9倍，因此，它适用于较高冲次条件下安全运行。

3.运行可靠、效率高、寿命长

行星抽油机长环形轨道槽内的销齿圈是固定不动的，传递过程中是行星轮为主动轮，因此传递效率高，没有链条滚子与轨道槽摩擦现象，无摩擦功消耗，不会发生链条摩擦而损坏的现象，因此使用可靠，使用寿命长。

4.传递负载能力大

行星齿轮齿形为摆线，它与销齿为共轭啮合，属齿轮传动范畴，传动功率范围大，因此传递负载能力大，在相同条件下，节距P＝63.5mm，直线抽油机的齿圈链销轴d＝22.8mm，而行星抽油机的齿圈销轴d＝39.68mm，齿轮齿宽直线抽油机B＝27mm，行星抽油机B＝65mm。因此行星抽油机的负载能力大大的高于直线抽油机，相对而言，其寿命与传动效果也优于直线抽油机。

5.使用时安装方便

直线抽油机安装时需要与井口精确对中，而行星抽油机只要先固定在井口以外1.5m处，使用时将天车后移即可作业，不存在移机问题，不存在测示麻烦的问题。

下面结合图5、图6、图7中所给出的实施例，对行星抽油机的结构进一步说明。

图5是行星抽油机结构示意图

图6是图5中A-A剖面结构示意图

图7是图6中B-B剖示结构示意图

图中所示零、部件的序号及名称说明：

1宽带、2天车轮、3天车架、4、主体框架、5轨道、6销齿圈、7换向架、8换向导轮、9换向传动轴、10角传动箱、11减速器、12刹车器、13三角带、14大皮带轮、15电机、16小皮带轮、17平衡重、18悬挂器、19行星齿轮、20轮轴、21大锥齿轮、22小锥齿轮、23大齿轮、24小齿轮、25主动轴、26减速箱体、27角传动箱体、28换向导轨。

图中可知，行星抽油机由宽带(1)、天车轮(2)、天车架(3)、主体框架(4)、轨道(5)、换向架(7)、悬挂器(8)及往复升降机构组成，其特征是：

两个轨道(5)为长条环形，分别平行对称地固定在主体框架(4)上，轨道的上、下两端为半圆形，轨道的四周周边呈长条环形的开口槽，槽内等距分布地固定着销状齿从而形成长条形的销齿圈(6)，天车轮(2)及天车架(3)置于主体框架的顶部。宽带(1)绕在天车轮上；

往复升降机构包括电机(5)、小皮带轮(16)、大皮带轮(14)、三角带(13)、刹车器(12)、减速器(11)、角传动箱(10)、换向架(7)、平衡重(17)及行星齿轮(19)；电机(15)、减速器(11)固定在换向架(7)上，行星齿轮(19)与销齿圈(6)共轭啮合，换向架(7)与宽带(1)的一端连接，并通过宽带的另一端与悬挂器(18)连接；

减速器包括减速箱体(26)、主动轴(25)、小齿轮(24)及大齿轮(23)，大齿轮有两个，大齿轮的轴心是中空的。

角传动箱有两个包括换向传动轴(9)、小锥齿轮(22)、大锥齿轮(21)、轮轴(20)及角传动箱体(27)，换向传动轴(9)与减速器的大齿轮(23)轴向滑动连接，小锥齿轮(22)固定连接在换向传动轴的一端，大锥齿轮与轮轴(20)固定连接，轮轴的输出端固定连接着行星齿轮(19)；

角传动箱体(27)的两侧每侧四角对称安装着换向导轮(8)，换向导轮(8)置于换向架(7)的导轨(28)内；

换向传动轴(9)与大齿轮(23)是花键轴承连接。

本实施例行星齿轮齿形为摆线，齿数Z＝17，节矩P＝63.5mm，传动比n＝10，齿宽B＝65mm；大小皮带轮传动比n＝5；减速箱传动比n＝5，齿轮模数m＝3.5；角传动箱传动比n＝5，锥齿轮模数m＝6，抽油机有效行程L＝5m。

以上参数可根据实际需要进行调整。

根据实施需要，本发明还可应用于其他长行程往复运动的机构中。

Claims

1.一种行星抽油机，由宽带(1)、天车轮(2)、天车架(3)、主体框架(4)、轨道(5)、换向器(7)、悬挂器(18)、及往复升降机构组成，其特征在于：两个轨道(5)为长条环形，分别平行对称地固定在主体框架(4)上，轨道的上、下两端为半圆形，轨道的四周周边呈长条环形的开口槽，槽内等距分布地固定着销状齿，从而形成长条环形的销齿圈(6)，天车轮(2)及天车架(3)置于主体框架(4)的顶部，宽带(1)绕在天车轮上。

2.一种如权利要求1所述的行星抽油机，其特征是：往复升降机构由电机(15)、小皮带轮(16)、大皮带轮(14)、三角带(13)、刹车器(12)、减速器(11)、角传动箱(10)、换向架(7)、平衡重(17)及行星齿轮(19)组成，电机、减速器固定在换向架(7)上，换向架与宽带一端连接，并通过宽带的另一端与悬挂器(18)连接，行星齿轮(19)与销齿圈(6)共轭啮合。

3.一种如权利要1和2所述的行星抽油机，其特征是：减速器由减速箱体(26)主动轴(25)小齿轮(24)大齿轮(23)组成，大齿轮有两个，大齿轮的轴心是中空的。

4.一种如权利要求1和2所述述的行星抽油机，其特征是：角传动箱(10)有两个，它由换向传动轴(9)、小锥齿轮(22)、大锥齿轮(21)、轮轴(20)及角传动箱体(27)组成，换向传动轴(9)与大齿轮(23)轴向滑动连接，小锥齿轮(22)固定连接在换向传动轴的一端，大锥齿轮与轮轴(20)固定连接，轮轴的输出端固定连接着行星齿轮(19)。

5.一种如权利要求1和2和4所述的行星抽油机，其特征是：角传动箱的两侧每侧四角对称安装着换向导轮(8)，换向导轮(8)置于换向架(7)的换向导轨(28)上。

6.一种如权利要求1和2所述的行星抽油机，其特征是：换向传动轴(9)与大齿轮(23)是花键轴承连接。