CN117212111B - 一种能够进行动力平衡调节的抽油机 - Google Patents
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Abstract
一种能够进行动力平衡调节的抽油机，涉及石油开采技术领域，包括驴头、游粱、减速箱、电动机配重块和曲柄连杆，电动机通过皮带向减速箱的输入轴传递动力，减速箱内包括输出轴A，输出轴A与配重块固定连接，远离电动机的减速箱一端设置有加重块，加重块的外缘设置有半圆形的齿环，配重块的外缘同样设置有半圆形的齿环，抽油机上冲程中加重块外缘的齿环与配重块外缘的齿环相互啮合，抽油机下冲程中加重块外缘的齿环与配重块外缘的齿环相互分离，所述的减速箱内还包括输出轴B，输出轴B的两端伸出减速箱，输出轴B带动加重块转动；在减速箱内部，输出轴B与输出轴A通过齿轮组传递动力，使输出轴A与输出轴B的转速相同、转向相反。
Description
技术领域
本发明属于石油开采技术领域，尤其涉及一种能够进行动力平衡调节的抽油机。
背景技术
游梁式抽油机是目前最常用的采油设备，游梁式抽油机上冲程中电动机承受着极大的负荷，下冲程中抽油机带着电动机运转，造成功率的浪费；为了缩小上下冲程中电动机负荷的差距，现有的抽油机均配备了配重块，配重块能够起到一定的动力平衡作用。上下冲程中电动机动力平衡性越高，越有利于选用小功率电动机，越有利于节约电能，因此进一步的提升电动机的动力平衡，仍然是业界探索的目标。
发明内容
为了实现进一步提升抽油机电动机动力平衡的目标，本发明提供一种能够进行动力平衡调节的抽油机，本发明通过结构上的创新设计，大幅提升了抽油机电动机的动力平衡。
本发明提供的技术方案是：一种能够进行动力平衡调节的抽油机，包括驴头、游粱、减速箱、电动机、配重块和曲柄连杆，电动机通过皮带向减速箱的输入轴传递动力，减速箱内包括输出轴A，输出轴A与配重块固定连接，远离电动机的减速箱一端设置有加重块，加重块的外缘设置有半圆形的齿环，配重块的外缘同样设置有半圆形的齿环，抽油机上冲程中加重块外缘的齿环与配重块外缘的齿环相互啮合，抽油机下冲程中加重块外缘的齿环与配重块外缘的齿环相互分离，所述的减速箱内还包括输出轴B，输出轴B的两端伸出减速箱，输出轴B带动加重块转动；在减速箱内部，输出轴B与输出轴A通过齿轮组传递动力，使输出轴A与输出轴B的转速相同、转向相反。
进一步的技术方案是：所述的输出轴B上设置有滑动套，滑动套与输出轴B通过花键配合，从而使得滑动套可相对输出轴B的轴向滑动，而阻止滑动套相对输出轴B的转动，滑动套的侧面带有齿圈A，加重块的侧面设置有一个能够与齿圈A啮合的齿圈B，减速箱壳体外侧设置有驱动滑动套滑动使齿圈A与齿圈B分离或者啮合的离合机构。
进一步的技术方案是：所述的加重块包括摇臂和重柄，其中摇臂的一端与输出轴B转动配合，摇臂的另一端与半圆形的齿环固定连接，重柄安装在摇臂上，重柄在摇臂上的安装位置可调整。
进一步的技术方案是：所述的重柄可相对摇臂滑动，重柄与摇臂之间设置一个双头螺柱，双头螺柱的轴向与重柄在摇臂上的滑动方向一致。
进一步的技术方案是：所述的齿轮组包括齿轮A、齿轮B、齿轮C和齿轮D，其中齿轮A与齿轮D型号相同，齿轮B与齿轮C型号相同，齿轮A固定安装在输出轴A上，齿轮D固定安装在输出轴B上，齿轮B和齿轮C位于齿轮A和齿轮之间，齿轮A、齿轮B、齿轮C和齿轮D依次啮合。
与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：
抽油机上冲程中载荷较大，本发明的加重块能够在配重块外侧再加一道配重，由于加重块压在配重块的外边缘上，加重块下行的重量全部加载在配重块上，将二者看成一个配重整体后力臂大于只有配重块，因此形成的力矩会更大，在抽油机上冲程中大幅分担电动机负载，使电动机承受的载荷减少，而下冲程中电动机的载荷较小时，将加重块从低点驱动至高点储存能量。
附图说明
图1是本发明整体的结构示意图。
图2是本发明中减速箱的部分结构示意图。
图3是本发明中加重块的结构示意图。
图4是本发明中离合机构的结构示意图。
图中：1、齿环；2、输出轴B；3、摇臂；4、重柄；5、配重块；6、输出轴A；7、减速箱；8、电动机；9、齿轮D；10、齿轮C；11、齿轮B；12、齿轮A；13、双头螺柱；14、齿圈B；15、齿圈A；16、电磁推杆；17、拨杆；18、限位杆；19、凸出环；20、滑动套。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本实施例包括驴头、游粱、减速箱7、电动机8、配重块5和曲柄连杆，电动机8通过皮带向减速箱7的输入轴传递动力，减速箱7内包括输出轴A6，输出轴A6与配重块5固定连接，以上为现有减速机中已经存在的技术方案，在此不再重复赘述。
本实施例的创新之处在于，远离电动机8的减速箱7一端设置有加重块，加重块的外缘设置有半圆形的齿环1，配重块5的外缘同样设置有半圆形的齿环1，在图1的方向看上去，抽油机往复运动过程中，配重块5呈逆时针转动，而加重块呈顺时针转动，抽油机上冲程中加重块外缘的齿环1与配重块5外缘的齿环1相互啮合，上冲程中配重块5逆时针转动由高点低点运动，而加重块顺时针由高点向低点运动，二者啮合能够确保上冲程中整个加重块的重量全部加载到配重块5上，使整体配重重量大幅增大。我们知道力臂的概念是“力的作用线到转动轴的垂直距离”，在本实施例中，力臂概念中的“转动轴”为游粱与抽油机支架之间的铰接轴，而概念中“力的作用线”则是将配重块5和加重块看成一个整体的重心线，可见“力的作用线到转动轴的垂直距离增大”，因此，增加了加重块以后，整个力臂增大了，力臂增大了所以力矩会更大，因此本实施例能够在抽油机上冲程中大幅分担电动机8负载，使电动机8承受的载荷减少。现有技术的下冲程中电动机8的载荷较小，电动机8的功率存在浪费，为了平衡电动机8浪费的功率，本实施例下冲程中加重块外缘的齿环1与配重块5外缘的齿环1相互分离，电动机8对加重块做功，将加重块由最低位提到最高位。
所述的减速箱7内还包括输出轴B2，输出轴B2的两端伸出减速箱7，输出轴B2带动加重块转动。在减速箱7内部，输出轴B2与输出轴A6通过齿轮组传递动力。
如图2所示，所述的齿轮组包括齿轮A12、齿轮B11、齿轮C10和齿轮D9，其中齿轮A12与齿轮D9型号相同，齿轮B11与齿轮C10型号相同，齿轮A12固定安装在输出轴A6上，齿轮D9固定安装在输出轴B2上，齿轮B11和齿轮C10位于齿轮A12和齿轮之间，齿轮A12、齿轮B11、齿轮C10和齿轮D9依次啮合，从而使输出轴A6与输出轴B2的转速相同、转向相反。
如图4所示，所述的输出轴B2上设置有滑动套20，滑动套20与输出轴B2通过花键配合，从而使得滑动套20可相对输出轴B2的轴向滑动，而阻止滑动套20相对输出轴B2的转动，滑动套20的侧面带有齿圈A15，加重块的侧面设置有一个能够与齿圈A15啮合的齿圈B14，加重块相对输出轴B2能够自由转动，减速箱7壳体外侧设置有驱动滑动套20滑动使齿圈A15与齿圈B14分离或者啮合的离合机构。在抽油机上冲程中，离合机构断开，齿圈A15与齿圈B14断开，使得加重块不受输出轴B2的约束，这样才能将整个加重块的重量全部加载到配重块5上；在抽油机下冲程中，离合机构吸合，齿圈A15与齿圈B14啮合，使得加重块受输出轴B2的约束，这样才能通过输出轴B2将加重块由低点提到高点。简单的说，上冲程中加重块自由落体式的躺在配重块5上，下冲程中加重块依靠输出轴B2带动由低位回到高位。
如图3所示，所述的加重块包括摇臂3和重柄4，其中摇臂3的一端与输出轴B2转动配合，摇臂3的另一端与半圆形的齿环1固定连接，从而保证齿环1的转动半径是固定的，重柄4安装在摇臂3上，重柄4在摇臂3上的安装位置可调整，调整重柄4的位置，去适应不同的动平衡调节需求。
为了进一步方便重柄4在摇臂3上位置的调节，将重柄4可滑动的安装在摇臂3上，重柄4与摇臂3之间设置一个双头螺柱13，双头螺柱13的轴向与重柄4在摇臂3上的滑动方向一致，旋转双头螺柱13，能够方便的调整重柄4在摇臂3上的位置。
如图4所示，所述的离合机构包括电磁推杆16、拨杆17和限位杆18，拨杆17相对减速箱7滑动，滑动方向为输出轴B2的轴向，电磁推杆16安装在减速箱7外侧，电磁推杆16推动拨杆17滑动，所述的滑动套20外缘带有凸出环19，所述的限位杆18有两个，两个限位杆18分别位于凸出环19的两侧，限位杆18与凸出环19之间设置转动轮，以减小二者之间的摩擦，两个限位杆18全部连接于电磁推杆上，由电磁推杆带动两个限位杆18共同移动。
Claims (4)
1.一种能够进行动力平衡调节的抽油机，包括驴头、游粱、减速箱（7）、电动机（8）、配重块（5）和曲柄连杆，电动机（8）通过皮带向减速箱（7）的输入轴传递动力，减速箱（7）内包括输出轴A（6），输出轴A（6）与配重块（5）固定连接，其特征在于：远离电动机（8）的减速箱（7）一端设置有加重块，加重块的外缘设置有半圆形的齿环（1），配重块（5）的外缘同样设置有半圆形的齿环（1），抽油机上冲程中加重块外缘的齿环（1）与配重块（5）外缘的齿环（1）相互啮合，抽油机下冲程中加重块外缘的齿环（1）与配重块（5）外缘的齿环（1）相互分离，所述的减速箱（7）内还包括输出轴B（2），输出轴B（2）的两端伸出减速箱（7），输出轴B（2）带动加重块转动；在减速箱（7）内部，输出轴B（2）与输出轴A（6）通过齿轮组传递动力，使输出轴A（6）与输出轴B（2）的转速相同、转向相反；
所述的输出轴B（2）上设置有滑动套（20），滑动套（20）与输出轴B（2）通过花键配合，从而使得滑动套（20）可相对输出轴B（2）的轴向滑动，而阻止滑动套（20）相对输出轴B（2）的转动，滑动套（20）的侧面带有齿圈A（15），加重块的侧面设置有一个能够与齿圈A（15）啮合的齿圈B（14），减速箱（7）壳体外侧设置有驱动滑动套（20）滑动使齿圈A（15）与齿圈B（14）分离或者啮合的离合机构，在抽油机上冲程中，齿圈A（15）与齿圈B（14）断开，在抽油机下冲程中，齿圈A（15）与齿圈B（14）啮合；
所述的离合机构包括电磁推杆（16）、拨杆(17)和限位杆(18)，拨杆(17)相对减速箱(7)滑动，滑动方向为输出轴B(2)的轴向，电磁推杆(16)安装在减速箱(7)外侧，电磁推杆(16)推动拨杆(17)滑动，所述的滑动套(20)外缘带有凸出环(19)，所述的限位杆(18)有两个，两个限位杆(18)分别位于凸出环(19)的两侧，限位杆(18)与凸出环(19)之间设置转动轮，以减小二者之间的摩擦，两个限位杆(18)全部连接于电磁推杆(16)上，由电磁推杆(16)带动两个限位杆(18)共同移动。
2.根据权利要求1所述的一种能够进行动力平衡调节的抽油机，其特征在于：所述的加重块包括摇臂（3）和重柄（4），其中摇臂（3）的一端与输出轴B（2）转动配合，摇臂（3）的另一端与半圆形的齿环（1）固定连接，重柄（4）安装在摇臂（3）上，重柄（4）在摇臂（3）上的安装位置可调整。
3.根据权利要求2所述的一种能够进行动力平衡调节的抽油机，其特征在于：所述的重柄（4）可相对摇臂（3）滑动，重柄（4）与摇臂（3）之间设置一个双头螺柱（13），双头螺柱（13）的轴向与重柄（4）在摇臂（3）上的滑动方向一致。
4.根据权利要求1所述的一种能够进行动力平衡调节的抽油机，其特征在于：所述的齿轮组包括齿轮A（12）、齿轮B（11）、齿轮C（10）和齿轮D（9），其中齿轮A（12）与齿轮D（9）型号相同，齿轮B（11）与齿轮C（10）型号相同，齿轮A（12）固定安装在输出轴A（6）上，齿轮D（9）固定安装在输出轴B（2）上，齿轮B（11）和齿轮C（10）位于齿轮A（12）和齿轮D（9）之间，齿轮A（12）、齿轮B（11）、齿轮C（10）和齿轮D（9）依次啮合。
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