CN201159158Y - 天平式游梁抽油机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种天平式游梁抽油机，包括游梁、支承架、挂绳机构、动力装置、驱动绳、驱动轮、配重、抽油杆，其中，所述驱动轮安装在所述抽油机的机架上，所述游梁通过支承轴安装在所述支承架上，所述支承架安装在所述抽油机的机架上，所述抽油杆和所述配重分别位于游梁的回转中心两侧，抽油杆通过挂绳机构与游梁连接，配重通过挂绳机构悬挂在游梁上或者直接固定在游梁上，动力装置与驱动轮连接，驱动绳的一端连接到游梁回转中心的一侧的挂绳机构，驱动绳的另一端或者绕过驱动轮与游梁回转中心另一侧的挂绳机构连接，或者固定在驱动轮上。本实用新型的天平式游梁抽油机结构简化、操作灵活方便，更重要的是，它比一般游梁式抽油机节电40％－70％。

Description

天平式游梁抽油机

技术领域

本实用新型涉及采油装置，尤其涉及一种天平式游梁抽油机。

背景技术

现有游梁式抽油机例如CYJY型抽油机是由离心回转式配重来平衡抽油杆的重量，其平衡力的大小由于配重的旋转而时刻发生变化，因此，无法实现精确平衡。

同时现有的游梁式抽油机的换向完全靠四连杆机构实现的，所以换向冲击大，其机械效率低，耗电大。同时，如果要调节抽油杆的冲程，只能依靠笨重的体力劳动完成，不仅劳动强度大，而且难以做到精确的行程调节。

实用新型内容

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种不采用四连杆机构、换向冲击小、冲程调节容易，调配重平衡精度高，高效、节能的新型天平式游梁抽油机。

本实用新型提供的天平式游梁抽油机包括游梁、支承架、挂绳机构、动力装置、驱动绳、驱动轮、配重、抽油杆，其中，所述驱动轮安装在所述抽油机的机架上，所述游梁通过支承轴安装在所述支承架上，所述支承架安装在所述抽油机的机架上，所述抽油杆和所述配重分别位于游梁的回转中心两侧，抽油杆通过挂绳机构与游梁的一端连接，配重连接到游梁的另一端；动力装置与驱动轮连接，驱动绳的一端连接到游梁回转中心的一侧的挂绳机构，驱动绳的另一端或者绕过驱动轮与游梁回转中心另一侧的挂绳机构连接，或者固定在驱动轮上。

配重可以通过挂绳机构与游梁的一端连接，或者直接固定到游梁的另一端。

在一个实施方案中，所述动力装置包括电动机和变速箱，所述变速箱的一端与电动机的输出轴连接，变速箱的动力输出端与所述驱动轮连接。

在一个优选实施方案中，所述动力装置包括电动机、第一皮带轮、第二皮带轮和皮带，其中，第一皮带轮安装在所述电动机的输出轴上，第二皮带轮安装在所述驱动轮的轴上，所述皮带连接所述第一皮带轮和第二皮带轮，所述电动机的输出转矩大于或等于G，G通过下式定义：

G＝P×D/(2×K)，其中，P为电动机输出的牵引力，D为驱动轮直径，K为第二皮带轮直径与第一皮带轮直径之比，P为3000N至50000N；

或者，

所述动力装置包括电动机、第一链轮、第二链轮和链条，其中，所述电机的输出轴上安装有第一链轮，所述驱动轮轴上安装有第二链轮，所述链条连接所述第一链轮和第二链轮，所述电机的输出转矩大于或等于G，G通过下式定义：

G＝P×D/(2×K)，其中，P为电机输出的牵引力，D为驱动轮直径，K为第二链轮直径与第一链轮直径之比，P为3000N至50000N。

优选地，所述电动机为永磁同步电机。

在另一个实施方案中，所述动力装置包括电动机、第一皮带轮、第二皮带轮、皮带和变速箱，其中，第一皮带轮安装在所述电动机的输出轴上，第二皮带轮安装在所述变速箱的输入轴上，皮带连接在第一皮带轮和第二皮带轮之间。

在另一个优选实施方案中，挂绳机构包括安装在游梁上的驴头、驴头绳和挂绳器，所述驴头绳与驴头连接，挂绳器连接在驴头绳上。

优选的天平式游梁抽油机还包括为了调节驱动绳涨紧度的涨紧轮和为了调节驱动绳运动方向的导向轮，所述涨紧轮和导向轮安装在机架上，驱动绳绕过涨紧轮、驱动轮和导向轮，且驱动绳的两端分别连接到游梁回转中心两侧的挂绳机构。在该优选的方案中，涨紧轮还可优选地包括用于调节驱动绳张力的调紧装置，通过所述调紧装置，涨紧轮挤靠在驱动绳上。

在再另一个优选实施方案中，还设有电控装置和测位装置，以便动力装置有规律地正、反向转动，同时调节其换向间歇，所述电控装置与所述动力装置相连，也与测位装置相连，测位装置安装在动力装置或驱动轮的轴上。

采用本实用新型的天平式游梁抽油机，能够大大地节约电能，比一般游梁式抽油机节电40％-70％。并且由于在平衡抽油杆的另一侧用垂挂的配重替代了四连杆机构提供的离心回转式配重，调配重平衡精度可以很高，平衡精度可达96％以上，从而驱动装置在正、反转切换时的机械冲击很小。

采用了测位装置的抽油机，还能够精确、简便地实现行程调节。

采用本实用新型中具有无齿传动动力装置的抽油机，进一步降低了能耗，并且可大幅度降低工作噪音、消除了齿轮式变速箱的漏油。

附图说明

下面结合附图进一步说明本实用新型提供的天平式游梁抽油机的具体实施方式。其中：

图1是动力装置包括电动机、皮带轮、皮带和变速箱的天平式游梁抽油机的结构示意图；

图2是图1所示的天平式游梁抽油机的附视图；

图3是所述动力装置只包括电动机、皮带轮、皮带时的天平式游梁抽油机结构示意图；

图4是图3所示的天平式游梁抽油机结构的俯视图；

图5是动力装置包括电动机、皮带轮、皮带和变速箱，并且利用驱动轮和驱动绳只牵引游梁回转中心一侧的天平式游梁抽油机的结构示意图；

图6是图5所示的天平式游梁抽油机结构的俯视图；

图7是动力装置只包括电动机、皮带轮、皮带，并且利用驱动轮和驱动绳只牵引游梁回转中心一侧的天平式游梁抽油机的结构示意图；

图8是图7所示的天平式游梁抽油机结构的俯视图；

图9是动力装置只包括电动机、链轮、链条时天平式游梁抽油机的结构示意图；

图10是图9所示的天平式游梁抽油机结构的俯视图。

图中零、部件的名称和标号：

1、配重托架       2、驱动轮架       3、驱动轮    4、配重

5、涨紧轮         6、驴头绳         7、制动器    8、支承架

9、游梁           10、支承轴        11、驱动绳   12、导向轮

13、挂绳器        14、悬绳器        15、抽油杆   16、导向轮架

17、变速箱        18、大皮带轮      19、皮带     20、电动机

21、小皮带轮      22、调紧螺杆      23、电控柜   24、大链轮

25、链条          26、小链轮        30、机架     31、第一驴头

32、第二驴头      33、第三驴头      34、第四驴头

具体实施方式

实施例1

如图1、2所示，本实用新型的一个实例提供了一种天平式游梁抽油机，包括配重托架1、游梁9、支承架8、挂绳机构、驱动绳11、配重4、抽油杆15、电控装置23、涨紧轮5、导向轮12、由电动机20、第一皮带轮21、第二皮带轮18、皮带19和变速箱17组成的动力装置，还包括光电编码器或计数盘/接近开关组成的测位装置。挂绳机构包括驴头、驴头绳6和挂绳器13，驴头可以是第一驴头31、第二驴头32、第三驴头33或第四驴头34。

由第一皮带轮21、第二皮带轮18、皮带19和变速箱17组成传动机构，而传动机构和电动机20或其他动力机组成动力装置。电动机20的输出轴上安装有第一皮带轮21，通过皮带19，将扭矩传输到第二皮带轮18，第二皮带轮18连接变速箱，所述变速箱为齿轮箱，具有多组相互啮合的齿轮，变速箱的输出轴连接驱动轮。

挂绳机构包括驴头31、32、33、34以及驴头绳6、挂绳器13。

所述游梁9通过支承轴10安装在所述支承架8上，所述支承架8安装在所述抽油机的机架30上，所述抽油杆15和所述配重4分别位于游梁9回转中心的两侧，抽油杆15通过挂绳机构与游梁9连接，配重4既可以通过挂绳机构悬挂在游梁9上，也可以直接固定在游梁9上。配重4设置在游梁9上与抽油杆15相对的另一侧，配重4的重量基本平衡了抽油杆一侧负载的重量，电动机20通过传动机构带动驱动绳11和驴头绳6运动，因此只需要很小的电能就能使游梁9绕支承轴10旋转。如图1所示，在驴头32、33上的挂绳位置是以游梁9的回转中心所对称设置的。

所述电控装置23与电动机连接，所述电动机20的输出轴与传动机构连接。本实用新型中的电控装置采用电控柜23形式，通常在电控柜23中设置有变频器、可编程序控制器(PLC)、制动单元、显示单元等电器件。变频器的输出端与电动机20相连，在PLC的控制下，电动机20有规律地正转、反转，从而实现游梁9绕支承轴10的旋转和抽油杆的上、下往复运动。

驱动绳11绕过驱动轮3、涨紧轮5和导向轮12，并且驱动绳11的两端分别与安装在游梁回转中心两侧的挂绳机构连接。如图1所示，驱动轮3、涨紧轮5和导向轮12安装在所述抽油机的机架30上，涨紧轮5紧靠在驱动绳11上，以使驱动绳11张紧，从而使传动机构高效地传动。涨紧轮5的轴与调紧装置22相连，以便调节驱动绳11的松紧程度和驱动轮3上的驱动绳11的包角大小。调紧装置22采用调整螺杆，可改变涨紧轮5的轮轴位置。

本实施方式的抽油机还包括配重托架1，配重托架1设置在配重4下方，以便当配重4脱落时不会出现撞击事故。

测位装置安装在所述电动机的输出轴上或驱动轮的轴上，所述的测位装置与所述的电控装置连接。测位装置可以采用光电编码器，其他适合的位置测量装置也可以采用，例如计数盘/接近开关等。测位装置将抽油杆的位置信号传输到电控装置23，从而电控装置23能够随时控制抽油杆的移动行程。

实施例2

图3是所述动力装置只包括电动机20、第一皮带轮21、第二皮带轮18、皮带19时的天平式游梁抽油机结构示意图，图4是图3所示的天平式游梁抽油机结构的俯视图。

与图1、图2所示的实施方式类似，本方案的天平式游梁抽油机包括游梁9、支承架8、挂绳机构、电动机20、驱动绳11、配重4、抽油杆15、电控装置23、驱动轮3、涨紧轮5和导向轮12、和由第一皮带轮21、第二皮带轮18和皮带19组成的传动机构；

第一皮带轮21安装在所述电动机的输出轴上，第二皮带轮18安装在所述驱动轮轴上，所述皮带19连接所述第一皮带轮和第二皮带轮。

挂绳机构包括驴头31、32、33、34以及驴头绳6、挂绳器13。

所述游梁9通过支承轴10安装在所述支承架8上，所述支承架8安装在所述抽油机的机架30上，所述抽油杆15和所述配重4分别位于游梁9的两侧，抽油杆15通过挂绳机构与游梁9连接，配重4既可以通过挂绳机构在游梁9上悬挂，也可以直接固定在游梁9上。配重4设置在游梁9上与抽油杆15相对的另一侧，配重4的重量基本平衡了抽油杆一侧负载的重量，电动机20通过传动机构带动驱动绳11和驴头绳6运动，因此只需要很小的电能就能使游梁9绕支承轴10旋转。如图所示，在驴头32、33上的挂绳位置是以游梁9的回转中心所对称设置的。

所述电控装置23与电动机连接，所述电动机20的输出轴与传动机构连接。本实用新型中的电控装置采用电控柜23形式，通常在电控柜23中设置有变频器、可编程序控制器(PLC)、制动单元、显示单元等电器件。变频器的输出端与电动机20相连，在PLC的控制下电动机20有规律地正转、反转，从而实现游梁9绕支承轴10的转动和抽油杆的上、下往复运动。

但在本实施方式中没有齿轮变速箱，而是采用无齿传动的天平式游梁抽油机。采用无齿传动方式，运行时只需选用小功率、低转速、大扭距电机，因此节电效率高，比一般游梁式抽油机相比节电40％-70％。而且单纯的皮带传动没有噪音、也没有漏油现象，能够克服采用变速箱的抽油机运行噪音大、漏油情况严重的缺陷。由于需要电动机的扭矩大、转速低，因此采用永磁同步电机。

所述电动机的输出转矩应当大于或等于G，G通过下式定义：

G＝P×D/(2×K)，其中，P为电动机输出的牵引力，D为驱动轮直径，K为第二皮带轮18直径与第一皮带轮直径之比，P为3000N至50000N。

实施例3

图5是利用驱动轮和驱动绳只牵引游梁回转中心一侧的天平式游梁抽油机的结构示意图；图6是图5所示的天平式游梁抽油机结构的俯视图。

所述天平式游梁抽油机包括游梁9、支承架8、挂绳机构、电动机20、驱动绳11、驱动轮3、配重4、抽油杆15、电控装置23、和由第一皮带轮21、第二皮带轮18、皮带19和变速箱17组成的传动机构。

挂绳机构包括驴头31、32、33以及驴头绳6、挂绳器13。

所述游梁9通过支承轴10安装在所述支承架8上，所述支承架8安装在所述抽油机的机架30上，所述抽油杆15和所述配重4分别位于游梁9的两侧，抽油杆15通过挂绳机构与游梁9连接，配重4既可以通过挂绳机构在游梁9上悬挂，也可以直接固定在游梁9上。配重4设置在游梁9上与抽油杆15相对的另一侧，配重4的重量基本平衡了抽油杆一侧负载的重量。但抽油杆一侧的重量略大于配重一侧的重量，因此，抽油杆可以依靠自身重量下降，也可以在电动机20的牵引下提升。电动机20通过动力装置带动驴头绳6运动，因此只需要很小的电能就能使游梁9绕支承轴10旋转。

电动机20的输出轴上安装有第一皮带轮21，通过皮带19，将扭矩传输到第二皮带轮18，第二皮带轮18连接变速箱，所述变速箱为齿轮箱，具有多组相互啮合的齿轮，变速箱的输出轴连接驱动轮3。

与上述抽油机不同的是：在本实施方式中驱动绳11的一端与游梁9的挂绳机构33相连，而另一端与驱动轮3的轮周连接固定；该抽油机不设置涨紧轮和导向轮和其它挂绳机构，因此，结构比较简单、安装方便。

实施例4

图7是传动机构只包括皮带轮和皮带、并且利用驱动轮和驱动绳只牵引游梁9回转中心一侧的天平式游梁抽油机的结构示意图，图8是图7所示的天平式游梁抽油机结构的俯视图。

如图所示，与图5、图6所示的实施方式相似，驱动绳11的一端与挂绳机构相连，而另一端与驱动轮3的轮周固定。但本实施方式中的抽油机还采用了如图3、图4所示的无齿传动机构，因此这种机型的结构最简单，但需要大扭矩、低转速的电动机，故采用永磁同步电动机。

实施例5

图9是传动机构只包括链轮、链条时的天平式游梁抽油机的结构示意图；图10是图9所示的天平式游梁抽油机结构的俯视图。

在该实施例中，驱动绳11绕过驱动轮3、涨紧轮5和导向轮12，并且驱动绳11的两端分别与安装在游梁两侧的挂绳机构连接。具体地，驱动绳11分别绕过驱动轮3、涨紧轮5和导向轮12。如图所示，驱动轮3、涨紧轮5和导向轮12安装在所述抽油机的机架30上，涨紧轮5紧靠在驱动绳11上，以使驱动绳11张紧，从而使驱动绳高效地工作。涨紧轮5的轴与调紧装置22相连，以便调节驱动绳11的松紧程度和驱动轮3上的驱动绳11的包角大小。调紧装置22采用调整螺杆，可改变涨紧轮5的轮轴位置。

但与之前的实施方式不同的是：本实施方式用链轮链条方式代替皮带传动方式。具体地，传动机构包括第一链轮26、第二链轮24和链条25。其中，电机20的输出轴上同轴安装有第一链轮26，第一链轮26的直径较小。抽油机的驱动轮轴通过轴承安装在机架上，在驱动轮轴上同轴安装有第二链轮24和驱动轮3，第二链轮24具有比第一链轮26更大的直径。第一链轮26和第二链轮24通过链条25相连。由于第二链轮24固定在驱动轮轴上(例如通过过盈配合或键联接)，链条25可以将电机20的输出转矩和转速传递到驱动轮轴。

在本实施例中，电机20采用永磁同步电机，具体采用额定输出转矩1200Nm、额定输出功率10.7kw，额定转速85rpm的永磁同步电机。这是因为，永磁同步电机更能满足大转矩、低转速的工作要求，不仅有利于节约能源，更能避免高转速电机工作时产生的噪音，进一步降低了抽油机整体的工作噪音。

该抽油机中的链条传动结构具有传动扭矩较大的特点，因此需要牵引力较大的大型抽油机可采用这种传动机构。

尽管本发明是通过上述的优选实施例进行描述的，但是其实现形式并不局限于上述的实施方式。应该认识到在不脱离本发明主旨的情况下，本领域技术人员可以对本发明做出不同的变化和修改。

Claims (10)

1、一种天平式游梁抽油机，其特征在于，包括游梁、支承架、挂绳机构、动力装置、驱动绳、驱动轮、配重、抽油杆，其中，所述驱动轮安装在所述抽油机的机架上，所述游梁通过支承轴安装在所述支承架上，所述支承架安装在所述抽油机的机架上，所述抽油杆和所述配重分别位于游梁的回转中心两侧，抽油杆通过挂绳机构与游梁连接，配重连接到游梁上，动力装置与驱动轮连接，驱动绳的一端连接到游梁回转中心的一侧的挂绳机构，驱动绳的另一端或者绕过驱动轮与游梁回转中心另一侧的挂绳机构连接，或者固定在驱动轮上。

2、根据权利要求1所述的天平式游梁抽油机，其特征在于，所述动力装置包括电动机和变速箱，所述变速箱的一端与电动机的输出轴连接，变速箱的动力输出端与所述驱动轮连接。

3、根据权利要求1所述的天平式游梁抽油机，其特征在于，所述动力装置包括电动机、第一皮带轮、第二皮带轮和皮带，其中，第一皮带轮安装在所述电动机的输出轴上，第二皮带轮安装在所述驱动轮的轴上，所述皮带连接所述第一皮带轮和第二皮带轮，所述电动机的输出转矩大于或等于G，G通过下式定义：

G＝P×D/(2×K)，其中，P为电动机输出的牵引力，D为驱动轮直径，K为第二皮带轮直径与第一皮带轮直径之比，P为3000N至50000N；

或者，

所述动力装置包括电动机、第一链轮、第二链轮和链条，其中，所述电机的输出轴上安装有第一链轮，所述驱动轮轴上安装有第二链轮，所述链条连接所述第一链轮和第二链轮，所述电机的输出转矩大于或等于G，G通过下式定义：

G＝P×D/(2×K)，其中，P为电机输出的牵引力，D为驱动轮直径，K为第二链轮直径与第一链轮直径之比，P为3000N至50000N。

4、根据权利要求3所述的天平式游梁抽油机，其特征在于，所述电动机为永磁同步电机。

5、根据权利要求1所述的天平式游梁抽油机，其特征在于，所述动力装置包括电动机、第一皮带轮、第二皮带轮、皮带和变速箱，其中，第一皮带轮安装在所述电动机的输出轴上，第二皮带轮安装在所述变速箱的输入轴上，皮带连接在第一皮带轮和第二皮带轮之间。

6、根据权利要求1-5中任何一项所述的天平式游梁抽油机，其特征在于，挂绳机构包括安装在游梁上的驴头、驴头绳和挂绳器，所述驴头绳与驴头连接，挂绳器连接在驴头绳上；配重通过挂绳机构悬挂在游梁上或者直接固定在游梁上。

7、根据权利要求6所述的天平式游梁抽油机，其特征在于，还包括为了调节驱动绳涨紧度的涨紧轮和为了调节驱动绳运动方向的导向轮，所述涨紧轮和导向轮安装在机架上，驱动绳绕过涨紧轮、驱动轮和导向轮，且驱动绳的两端分别连接到游梁回转中心两侧的挂绳机构。

8、根据权利要求7所述的天平式游梁抽油机，其特征在于，还包括用于调节驱动绳张力的调紧装置，通过所述调紧装置，涨紧轮挤靠在驱动绳上。

9、根据权利要求8所述的天平式游梁抽油机，其特征在于，还设有电控装置和测位装置，以便动力装置有规律地正、反向转动，同时调节其换向间歇，所述电控装置与所述动力装置相连，也与测位装置相连，测位装置安装在动力装置或驱动轮的轴上。

10、根据权利要求6所述的天平式游梁抽油机，其特征在于，还包括电控装置和测位装置，以便动力装置有规律地正、反向转动，同时调节其换向间歇，所述电控装置与所述动力装置相连，也与测位装置相连，测位装置安装在动力装置或驱动轮的轴上。

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