CN201202442Y - 一种平衡节能抽油机 - Google Patents

Abstract

一种平衡节能抽油机，属于油田采油抽油机，包括塔形机架、动力驱动装置、配重箱和抽油杆，配重箱通过钢丝绳连接抽油杆，其特征在于所述动力驱动装置和配重箱设置在机架内部，动力驱动装置位于机架底部，动力驱动装置连接由链条、链轮组成的提升装置，链条与配重箱之间通过联接轴联接。在机架上端横梁中间一侧设置可调支架，悬吊轮和过渡轮设置在可调支架顶部。可调支架通过定位支撑轴与机架铰接，可调支架与机架之间设有支架升降装置。本实用新型采用了塔架斜支撑形状加可调支架结构，停机修井时塔架机体不用移动，方便维修作业。本实用新型具有使用安全、结构实用、占地面积小、节能降耗、实用可靠的优点。

Description

一种平衡节能抽油机

技术领域

本实用新型涉及一种油田机械采油用的抽油机，具体的说是一种平衡节能抽油机，属于采油机械领域。

技术背景

自五十年代至今，国内外油田采油用的主要设备是游梁式抽油机，如图6所示，该抽油机是由电机44经三角皮带带动减速器，减速器动力输出轴两侧再联接摇臂45，摇臂上装有配重块49，摇臂再通过连杆与游梁46活性联接，游梁由支轴以支点支撑，横梁的前臂有弧形驴头47，驴头带动牵引钢丝绳48再与抽油杆联接，该抽油机就是将电机动力经过减速器再通过摇臂带动游梁形成杠杆式运动，从而使驴头实现上、下运动，带动钢丝绳与抽油杆往复运动，从而完成抽汲油作业工作，此设备结构复杂、维修率高、消耗功率大，因此，许多专家和学者们都想改变这种笨拙的抽油设备，但是，至今在国内油田现场应用的游梁式抽油机仍占80％以上。

近三年来，国内抽油设备中又出现了与游梁式抽油机不同的智能摩擦式抽油机和电控抽油机，如图7所示，智能摩擦式抽油机主体是塔式结构，动力源由电机44经联轴器与减速器联接，减速器再经联轴器联接到摩擦轮50，钢丝绳绕挂在摩擦轮上，当电机转动时，摩擦轮带动钢丝绳48联接的抽油杆上、下运动，从而实现采油工作，钢丝绳的另一端是配重箱51以平衡牵引力。此结构的动力机构在抽油机塔架的顶部，该结构的电机、减速器都在塔架一侧的外面。此种抽油机改变了游梁式抽油机的基本结构，以摩擦轮带动钢丝绳，在配重箱的配合下实现抽油杆的上、下往复运动，该抽油机从理论上讲比游梁式抽油机节省能源，但是，其动力机构在塔架上部，造成了重力不平衡、重力中心严重偏离塔架支撑力点的中心，造成了工作运动不平稳、振动大、噪音大的严重缺陷，同时对于维修和更换易损件极为不便，一但有故障和问题需要维修时，维修人员只有到顶部进行高空作业，极不安全。如图8、图9所示，电控抽油机的结构与智能摩擦式抽油机基本相同，虽然把动力部分设计在了塔架底部，克服了工作运动不平稳、振动大、噪音大的缺陷，但其电机、减速器却安装在了塔架底座的体外，这不仅形成结构不协调，占地面积大，不利于环保和管理，更重要的是极为不安全。

同时，对于电控抽油机和智能摩擦式抽油机来说，均存在了一个很大的缺陷是：在修井作业时，整个抽油机机体必须往后移动，才能满足修井车吊钩对井下物件的吊起和下放，修井完毕后再将整个抽油机塔架机体移回原处，这对于高9-10米、重8-10吨的立式塔架来说，不仅在移动方面动用人力机力，更重要的是存在严重安全隐患。同时，也影响了修井作业的顺利进行。

另一方面，电控抽油机和智能摩擦式抽油机均存在一旦停机修井，将牵引钢丝绳与抽油杆光杆拆开后，配重箱必须用吊装设备对配重箱进行吊装配合，否则，不能拆机和开机的缺陷。

程控节能抽油机图10彻底改变了以上图8、图9电控抽油机和摩擦智能式抽油机的弱点。但是，其仍然以电控系统为主要方式，对目前油田现场实际应用来说，由于各项技术参数和控制方式采用了高端电子程控系统，需要操作工人要具有很高的电子技术水平，此外，更重要的是由于油田采油作业现场环境，温差在零下四十度和零上四十度下对电子程控系统无疑又是一大适应的难题，再加之大风、大雨、大雪气候时，电子程控系统随时可发生故障，这就对实际正常生产带来了不可估量的损失。

如图10相似的还有一种直线电机抽油机，也同样存在以上所述综合问题，更重要的是在实际使用中极不安全。

再就是链条式抽油机，见图(11)所示，它虽然是以链条传动为动力传动，彻底改变了游梁式抽油机的结构形式。但是，该链条式抽油机配重箱结构不合理，并以平衡气缸机构为辅助动力，既繁索又没有达到节能之效果，反而使现场工作中随时准备充气设备充气，增加了工作环节和工作量。

该抽油机最大的缺陷就是在修井作业时，必须要把整个机体往后移出1-2米，并且动力机构全部在整体外。又由于配重系统不合理加之与平衡气缸相辅助，势必造成工作不协调、维修不方便、动力结构繁重、不能节省能源。

实用新型内容

根据以上现有技术中的不足，本实用新型要解决的问题是克服上述各种抽油机的缺陷，提供一种使用安全、结构实用、维修方便、占地面积小的平衡节能抽油机。

本实用新型为解决上述问题，所采用的技术方案是：一种平衡节能抽油机，包括塔形机架、动力驱动装置、配重箱和抽油杆，配重箱通过钢丝绳连接抽油杆，其特征在于所述动力驱动装置和配重箱设置在机架内部，动力驱动装置位于机架底部，动力驱动装置连接由链条、链轮组成的提升装置，链条与配重箱之间通过联接轴联接。

所述动力驱动装置包括电机、减速机，减速机通过联轴器、轴承座和主动链轮用传动轴连接，所述机架上设置链轮立柱，链轮立柱顶部设置从动链轮，链条连接在主动链轮与从动链轮之间。

动力驱动装置提供动力使得提升装置循环运动，因链条与配重箱通过联接轴联接，所以链条上、下转动时，带动配重箱上、下运动。由于配重箱连接钢丝绳，于是配重箱的上下运动带动抽油杆上下运动，完成抽油动作。

与配重箱连接的联接轴与滑块连接，滑块设置在配重箱上的滑块座内，链条通过联接轴带动滑块在滑块座内滑动，链条到上止点和下止点时，随链条的运动轨迹左右可滑动。

所述配重箱通过吊耳总成连接牵引钢丝绳，机架顶部设置过渡轮和悬吊轮，钢丝绳通过过渡轮和悬吊轮与抽油杆联接。

本实用新型在机架上端横梁中间一侧设置可调支架，悬吊轮和过渡轮设置在可调支架顶部。可调支架通过定位支撑轴与机架铰接，可调支架与机架之间设有支架升降装置。

在修机、修井作业时，可启动升降装置，将可调支架、悬吊轮一并收入到机架内，作业完毕后启动升降装置，将可调支架与悬吊轮一并回到原工作位置。这样可方便停机修井时的维修作业。

可调支架包括支架横梁、支架前斜梁和支架后斜梁，支架横梁、支架前斜梁和支架后斜梁相互连接且呈倒三角形设置，支架前斜梁和支架后斜梁通过定位支撑轴与机架铰接，前悬吊轮设置在可调支架横梁上，支架横梁与机架横梁之间设有支架升降装置。

支架升降装置包括安装在机架上的万向螺纹调节器、螺杆和设置在可调支架横梁上的螺母，万向螺纹调节器连接螺杆，螺杆的另一端与螺母、螺母副配合。

所述动力驱动装置的联轴器和配重箱上分别设置制动器(常规设置)。可在钢丝绳断裂，链条断裂、抽油杆脱扣诸方面意外事故发生时，能充分的立即刹车，全方位的保证工作安全。

从动链轮在链轮立柱的安装位置可以根据需要设置为1-5米。根据不同的链轮立柱的长度，抽油机可分A、B、C三个型号，A型冲程为4-5米，B型冲程为2-3.5米，C型冲程为1-2米，以上三个机型全部包揽其它抽油机十几个型号的工作范围。

所述机架上设有配重箱运行导轨，配重箱的两侧安装有自动调节式导向滚轮结构，使配重箱两侧的四个导向轮在沿导轨上、下运动中，通过导轮总成的弹簧装置和轴承滚动结构实现了一定量的平稳的自动导向调节。此为普通现有技术，为本行业技术人员所掌握。

所述机架为塔形机架，机架顶部可设置折叠防护罩，使整机内部避免水、雨、尘、雪的侵蚀。机架四周可设置薄钢板形成机体外壳，既安全又环保，美观实用。塔形的机架可分成上支架与下支架形成可拆卸式连接，便于运输、安装。

本实用新型的优点：

1、本实用新型采用了塔架斜支撑形状加可调支架结构，使塔架底座偏离井口适当位置，给修井作业时吊钩上、下运动留出了足够的空间，所以，停机修井时塔架机体不用移动。在正常抽油机工作时，可调支架外露，并支撑悬吊轮带动钢丝绳完成上、下往复运动，达到抽油机工作之目的。修井时通过升降装置将可调支架收入塔架内，使修井作业顺利进行；修井结束后，再启动升降装置，并可将可调支架恢复到工作支撑位置。动力驱动装置和配重箱设置在机架内部，结构协调，占地面积小，使用安全方便。

2、实现了与井下抽油结构相平衡的配重箱结构，使正常工作时，两端重量基本平衡，真正达到了平衡节能之效果，正常工作中可节省能源60％以上。

3、本实用新型抽油机的从动链轮结构在链轮立柱上设置了多个安装位置，使A型机可实现4-5米的行程变更，B型机可实现2-3.5米的行程变更，C型机可实现1-2米的行程变更，以三个机型就全部包揽了其他抽油机的十几个机型的工作行程。

4、使用了自动调节式导向滚轮结构，使配重箱两侧的四个导向轮在沿导轨上、下运动中，通过导轮总成的弹簧装置和轴承滚动结构实现了一定量的平稳的自动导向调节。

5、使用双重钢丝绳牵引形式，使牵引钢丝绳的安全系数大大提高。

6、在联轴器和配重箱上设置了三个制动器，可在钢丝绳断裂，链条断裂、抽油杆脱扣诸方面意外事故发生时，能充分的立即刹车，全方位的保证工作安全。

7、本实用新型的动力驱动装置可结合油田复杂现场环境，可采用实用、可靠的双速电机加皮带轮更换的多种行程速度的变更方式，简单便捷，操作方便。

8、配重箱内可采用以叠式配重块组成配重量，可随时根据油井深度和井下抽油系统的结构重量进行增减配重量。

9、本实用新型抽油机实行了外部全封闭设计，使整个机架内部结构得到了防寒、防雪、防风、防雨、防晒的效果，并且环保、安全、美观。

附图说明

附图1为本实用新型实施例的结构示意图；

附图2为本实用新型实施例中可调支架收入抽油机机架内的结构示意图；

附图3为本实用新型实施例中配重箱与导轮总成、导轨、制动器装置及钢丝绳安装结构示意图；

附图4为本实用新型实施例链轮调换行程的结构示意图；

附图5为本实用新型实施例中整机外观结构及配电箱的结构示意图；

附图6为本实用新型背景技术中游梁式抽油机的结构示意图；

附图7为本实用新型背景技术中电控摩擦式抽油机的结构示意图；

附图8为本实用新型背景技术中智能抽油机的结构示意图；

附图9为本实用新型背景技术中电控抽油机的动力输出装置的安装结构示意图；

附图10为本实用新型背景技术中程控节能抽油机的结构示意图。

附图11为背景技术中链条抽油机结构示意图。

其中：1、底座 2、电机 3、减速机 4、联轴器 4—1、制动器 5、轴承座 6、主动链轮 7、配重箱 8、链轮 9、链轮立柱 10、链条 11、从动链轮 12、配重箱导轨 13、钢丝绳 14、升降装置 15、防护罩 16、过渡轮 17、悬吊轮 18、可调支架 19、定位支撑轴 20、连接器 21、抽油杆 22、机架 23、吊耳总成 24、联接轴 25、油井 26、导向滚轮 27、制动器 28、导轨 29、导轮总成 30、滑块 31、滑块座 32、后双开门 33、配电箱 34、外壳 35、通风气窗 36、折叠联结 37、前双开门 38、万向螺纹调节器 39、螺杆 40、螺母 41、支架横梁 42、支架前斜梁 43、支架后斜梁 44、电机 45、摇臂 46、游梁 47、驴头 48、钢丝绳 49、配重块 50、摩擦轮 51、配重箱

具体实施例

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图6～11为现有技术产品的结构示意图(方便背景技术的描述)，在背景技术中有所描述，不再详细描述其具体构造。

如图1所示，一种平衡节能抽油机，包括底座1、机架22。机架22为塔架斜支撑形状加可调支架结构，可以根据需要设置上、下拆卸为两体，或者其他组合形式。在顶部设计了防护罩15。动力驱动装置包括安装在机架底座1内的双速电机2、减速器3，联轴器4和主动链轮6，双速电机2的输出轴通过链条或者皮带连接减速机3，减速机3的输出轴通过轴承座5固定在机架22上，并且通过联轴器4连接主动链轮6。动力输出轴带动主动链轮6旋转，主动链轮6带动链条10旋转，链条10与配重箱7联接，配重箱7联接两条钢丝绳13，钢丝绳13通过机架22顶部的过渡轮16和悬吊轮17与抽油杆21联接，实现井下抽油泵的往复运行，达到抽油之目的。机架22上设置链轮立柱9，链轮立柱9顶部设置从动链轮11和链轮8，链条10与从动链轮11和链轮8啮合。主动链轮6转动时，带动链条10在从动链轮11的支持下转动。因链条10与配重箱7通过联接轴24联接，所以链条10上、下转动时，带动配重箱7上、下运动。又因配重箱7通过吊耳总成23与牵引钢丝绳13、过渡轮16、悬吊轮17、抽油杆连接器20与抽油杆21联接，所以在配重箱上、下运动时，钢丝绳即通过过渡轮16、悬吊轮17、抽油杆21带动井下抽油泵上、下往复运动，实现抽油工作之目的。

如图2所示，可调支架18安装在机架22上顶的横梁中间一侧，可调支架18包括支架横梁41、支架前斜梁42和支架后斜梁43，支架横梁41、支架前斜梁42和支架后斜梁43相互连接且呈倒三角形设置，支架前斜梁和支架后斜梁通过定位支撑轴19与机架22铰接，前悬吊轮17设置在支架22横梁上，支架横梁上设有支架升降装置14。

支架升降装置14包括安装在机架横梁上的万向螺纹调节器38、螺杆39和设置在支架横梁上的螺母40，万向螺纹调节器38连接螺杆39，螺杆39的另一端与螺母40螺母副配合。

在修机、修井作业时，可启动(人工)升降装置14，将可调支架18、悬吊轮17一并收入到机架22内，作业完毕后启动升降装置14，将可调支架18与悬吊轮17一并回到原工作位置。在可调支架18活动时，防护罩15可向上张开(人工)。

如图3所示，配重箱7上装有两个制动器27、四个导向滚轮26，在配重箱上、下运动时，有四个导向滚轮26，通过导轨28(安装在机架上)稳妥导向，导向轮总成29并具有自动间隔调节装置，使整机安全达到全方位性能。与配重箱连接的联接轴24与滑块30连接，滑块30设置在配重箱上的滑块座31内，链条10是通过联接轴24、带动滑块30在滑块座31内滑动，到上止点至下止点时，随链条10的运动轨迹左右可滑动的。两个制动器27安装在配重箱7的上部两端导轨28处。在需要停机和链条、钢丝绳或抽油机发生意外断裂时，与设置在联轴器4上的制动器同时进行刹车制动，以全方面安全保护。配重箱7内装有一定数量的配重块，可以根据多种油井的实际需要以增减配重块实现配重箱7与井下结构重量相平衡的目的，充分节能动力能源。

如图4所示，从动链轮11在链轮立柱9的安装位置可以根据需要设置为1-5米。链轮立柱上设有从动链轮总成的调节安装位置，可实现一个机型多种行程的功能。根据不同的链轮立柱的长度，抽油机可分A、B、C三个型号，A型冲程为4-5米，B型冲程为2-3.5米，C型冲程为1-2米，以上三个机型全部包揽其它抽油机十几个型号的工作范围。均以此种结构来实现行程1米、1.5米、2米、2.5米、3米、3.5米、4米、4.5米、5米的抽油泵工作行程。

如图5所示，机架22四周设置薄钢板形成机体外壳34。塔形的机架22上支架与下支架可拆卸连接，在顶部设计了防护罩15，使整机内部避免了水、雨、尘、雪的侵蚀，并且实行了外部全封闭状态，既安全又环保，美观实用。机体后部设置后双开门32，前部设置前双开门37，并设置有通风气窗35和配电箱33。机体后面是后双开门32，以便维修人员进入机体内对机架的零部件进行检查和维修。机体前面是前双开门37，以便维修人员进入机体内为配重箱内增减配重量。防护罩15中段设有折叠联接36，在可调支架18收入机架内时，防护罩一部分同时向上掀起。配电箱33是安装在机体框架上的，并是双开门形式，以便于检查和维护配电箱内的电器元件运行工作情况。

工作过程：动力驱动装置提供动力使得提升装置循环运动。提升装置的链条10运转时，上固定的联接轴24通过滑块30带动配重箱7上下运动。由于滑块在滑块座31内滑动，使得配重箱7只能在竖直方向上运动。由于配重箱7顶部通过吊耳总成23固定连接钢丝绳13，于是钢丝绳13的上下运动带动抽油杆21上下运动，完成抽油动作。安装或者维修时，可调支架18与前悬吊轮17可一起收缩到支架内，方便维修。

Claims (10)

1、一种平衡节能抽油机，包括塔形机架(22)、动力驱动装置、配重箱(7)和抽油杆(21)，配重箱(7)通过钢丝绳(13)连接抽油杆，其特征在于所述动力驱动装置和配重箱(7)设置在机架(22)内部，动力驱动装置位于机架底部，动力驱动装置连接由链条(10)、链轮组成的提升装置，链条(10)与配重箱(7)之间通过联接轴(24)联接。

2、根据权利要求1所述的抽油机，其特征在于所述动力驱动装置包括电机(2)、减速机(3)，减速机(3)通过联轴器(4)、轴承座(5)和主动链轮(6)用传动轴连接，所述机架(22)上设置链轮立柱(9)，链轮立柱(9)顶部设置从动链轮(11)，链条(10)连接在主动链轮(6)与从动链轮(11)之间。

3、根据权利要求1所述的抽油机，其特征在于与配重箱(7)连接的联接轴(24)与滑块(30)连接，滑块(30)设置在配重箱上的滑块座(31)内。

4、根据权利要求1所述的抽油机，其特征在于所述配重箱(7)通过吊耳总成(23)连接牵引钢丝绳(13)，机架(22)顶部设置过渡轮(16)和悬吊轮(17)，钢丝绳(13)通过过渡轮(16)和悬吊轮(17)与抽油杆(21)联接。

5、根据权利要求1所述的抽油机，其特征在于在机架(22)上端横梁中间一侧设置可调支架(18)，悬吊轮(17)和过渡轮(16)设置在可调支架(18)顶部，可调支架(18)通过定位支撑轴(19)与机架(22)铰接，可调支架与机架之间设有支架升降装置(14)。

6、根据权利要求5所述的抽油机，其特征在于可调支架(18)包括支架横梁(41)、支架前斜梁(42)和支架后斜梁(43)，支架横梁、支架前斜梁和支架后斜梁相互连接且呈倒三角形设置，支架前斜梁和支架后斜梁通过定位支撑轴(19)与机架铰接，悬吊轮(17)设置在可调支架横梁(41)上，可调支架横梁与机架横梁之间设有支架升降装置(14)。

7、根据权利要求6所述的抽油机，其特征在于所述支架升降装置(14)包括安装在机架上的万向螺纹调节器(38)、螺杆(39)和设置在可调支架横梁上的螺母(40)，万向螺纹调节器(38)连接螺杆(39)，螺杆(39)的另一端与螺母(40)螺母副配合。

8、根据权利要求1所述的抽油机，其特征在于所述动力驱动装置的联轴器(4)和配重箱(7)上分别设置制动器。

9、根据权利要求1所述的抽油机，其特征在于所述机架上设有配重箱运行导轨(28)，配重箱的两侧安装有自动调节式导向滚轮(26)结构。

10、根据权利要求1所述的抽油机，其特征在于所述机架顶部设置折叠防护罩(15)，机架四周设置有机体外壳(34)。

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