CN202745827U - 宽摆角抽油机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种宽摆角抽油机，包括电机、支架、连杆、变速机构、吊绳、定滑轮、井口抽油装置、摇臂和摇臂支柱，摇臂的一端活动连接在摇臂支柱上，另一端与吊绳连接，吊绳通过支架上的定滑轮连接井口抽油装置，还包括曲轴轮，所述曲轴轮的数量为两个，两个曲轴轮与变速机构连接，所述连杆的一端与摇臂活动连接，另一端与曲轴轮活动连接。本实用新型采用变速机构与曲轴轮配合实现抽油，以较小功率电机就能启动抽油机和维持抽油机工作，还能够方便地调整抽油机的冲次和冲程。

Description

宽摆角抽油机

技术领域

本实用新型涉及一种采油机械技术领域，具体地说涉及一种宽摆角抽油机。

背景技术

在石油开采中，主要采用游梁式抽油机将石油从油井中抽出，目前，常规的游梁式抽油机一般由悬绳器、驴头、游梁、机架、连杆、减速器、曲柄、平衡装置、底座、机架和电机等组成，但这种结构的游梁机存在着冲程短、排量小、体积大、重量重、能耗高的缺点，最主要还存在因自发电引起电网畸变的问题。

为了解决上述问题，现有技术中提出了如下专利技术：

中国专利号“201120146696.0”公开了一种滑轮增程游梁式抽油机，其公开日为2011年11月16日，其包括机架、游梁、驴头、上动滑轮、下动滑轮、横梁连杆、负荷承重带、悬带器、电机、减速器和曲柄，电机的动力输出轴和减速器的动力输入轴之间安装有传动装置，在减速器的动力输出轴上安装有曲柄，能上下摆动的游梁的中部铰接在机架的顶部，横梁连杆的上端铰接在游梁的右部上，横梁连杆的下端铰接在曲柄上。

中国专利号“02212499.3”公开了一种轮式抽油机，其公开日为2003年04月02日，包括底座、电机、减速器、曲柄、连杆横梁、摆梁、吊绳、支架、平衡重块，支架的顶端装置增程轮，游梁的一端与支架相连，另一端通过柔性件与增程轮相连接，中部与连杆横梁相连。

但以上述专利文件为代表的现有技术，在实际使用过程中，仍然还存在以下缺陷：

一、当吊绳下冲程运行时，此时吊绳上无石油负荷，曲柄只受到游梁和驴头的自重冲击力，当吊绳上冲程运行时，曲柄受到游梁及驴头的自重冲击力和所抽石油的重力，因此，在抽油过程中，曲柄受到的冲击力不均匀且随时在改变，容易导致曲柄损坏，不仅影响设备的使用寿命，严重的还会造成安全事故，且曲柄被损坏后，难以修复，而如果更换配件，则成本更高。二、由于游梁机每次启动时平衡锤都处于其运动轨迹的最下方，而平衡锤的重量非常重，要将平衡锤从其运动轨迹的最低点运动到最高点，需要大功率的电机才能启动，因此，游梁式抽油机的启动难，但当游梁式抽油机启动后，又只需要大功率电机的一半功率即可维持抽油运转，导致抽油机的耗电量高。三、当平衡锤从其轨迹的最高点向最低点运动时，由于平衡锤的重量非常重，其下冲速度会非常快，当平衡锤的下冲速度大于电机的转速时，其下冲程过程中的势能就会转换成电能，从而产生较大的脉冲电流，使电网产生严重的畸变，引起电机设备的大面积停机和死机，即产生所谓的 “晃电”现象，从而导致设备损坏以及抽油停止。四、目前，游梁式抽油机在运转时必须要给主箱体加油以增加润滑性，但是加油以后，变速箱就易出现漏油的现象，会带来安全隐患，容易漏油。五、游梁式抽油机采用一次减速机构，当需要改变游梁式抽油机的冲次时，需要更换相应的皮带轮和皮带等，更换工序复杂且更换时间长，影响生产效率。六、游梁式抽油机的整体自重非常重，消耗的钢材量大，采购抽油机的成本高。

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有技术中游梁式抽油机存在的上述问题，提供一种宽摆角抽油机，本实用新型采用变速机构与曲轴轮配合实现抽油，以较小功率电机就能启动抽油机和维持抽油机工作，还能够方便地调整抽油机的冲次和冲程。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种宽摆角抽油机，包括电机、支架、连杆、变速机构、吊绳、定滑轮、井口抽油装置、摇臂和摇臂支柱，摇臂的一端活动连接在摇臂支柱上，另一端与吊绳连接，吊绳通过支架上的定滑轮连接井口抽油装置，其特征在于：还包括曲轴轮，所述曲轴轮的数量为两个，两个曲轴轮与变速机构连接，所述连杆的一端与摇臂活动连接，另一端与曲轴轮活动连接。

所述变速机构包括变速箱和减速箱，变速箱通过皮带轮与电机连接，减速箱通过十字连接轴与变速箱连接，十字连接轴与变速箱之间设置有刹车装置，减速箱内设有两个减速齿轮，两个减速齿轮分别与两个曲轴轮外沿啮合。

所述变速箱为变速范围在1：1—7：1的5档位变速箱，变速箱上设置有控制档位的操作杆和离合器，操作杆和离合器配合调节变速箱的转速。

所述变速箱与减速箱的转速比为7：1。

所述减速齿轮与曲轴轮的转速比为10：1。

所述曲轴轮上设置有配重平衡块，配重平衡块的设置位置与连杆和曲轴轮的连接点在曲轴轮上相对称，且配重平衡块的重量与连杆重量相同。

所述摇臂两端之间的直线距离是曲轴轮直径的1倍，摇臂的一端通过轴承活动连接在摇臂支柱上，另一端倾斜设置，沿倾斜面依次设有多个调节冲程的连接孔。

所述支架顶部设有横梁，横梁上设有平衡绳，平衡绳的一端固定在横梁右端，另一端固定在底座上，所述定滑轮的数量为两个，两个定滑轮分别设置于横梁的中部和左端。 

所述电机、支架、摇臂支柱、变速箱和减速箱的下端固定在底座上，摇臂支柱上设置有起支撑固定作用的固定杆，固定杆固定设置在底座上。

所述连杆的上端与摇臂的中部轴承连接，下端与曲轴轮轴承连接。

采用本实用新型的优点在于：

一、本实用新型中，所述宽摆角抽油机，包括电机、支架、连杆、变速机构、吊绳、定滑轮、井口抽油装置、摇臂和摇臂支柱，摇臂的一端活动连接在摇臂支柱上，另一端与吊绳连接，吊绳通过支架上的定滑轮连接井口抽油装置，还包括曲轴轮，所述曲轴轮的数量为两个，两个曲轴轮与变速机构连接，所述连杆的一端与摇臂活动连接，另一端与曲轴轮活动连接，采用减速齿轮驱动曲轴轮转动，使抽油过程中产生的冲击力都集中在减速齿轮上，保证了曲轴轮在抽油过程中受力均匀，不容易损坏，使用寿命长，且在抽油的上冲程和下冲程运行中，曲轴轮运动速度一致，不会产生脉冲电流，克服了因“晃电”现象导致的设备损坏问题，且只需较小的扭矩力就能驱动曲轴轮转动完成抽油过程，消耗的电量少，扭矩力增强倍数大，不仅节约电能，还提高了抽油量，降低了生产成本；而设置两个曲轴轮与变速机构连接，使抽油机的冲击力都集中在变速机构上，离合器上曲轴轮上各点受力均匀，所以只需要较小的扭矩力就能驱动曲轴轮转动，启动更容易，安全性更高；由于连杆的一端与摇臂活动连接，还可以通过改变连杆与摇臂的连接位置来调节冲程，结构简单，操作方便。

二、所述变速机构包括变速箱和减速箱，变速箱通过皮带轮与电机连接，减速箱通过十字连接轴与变速箱连接，十字连接轴与变速箱之间设置有刹车装置，减速箱内设有两个减速齿轮，两个减速齿轮分别与两个曲轴轮外沿啮合，本实用新型设置的变速箱为一级变速结构，减速箱为二级变速结构，由减速箱内的减速齿轮驱动曲轴轮转动为三级变速结构，采用三级变速结构，不仅克服了游梁式抽油机中减速器上的动力输出轴漏油问题，还克服了因所谓的 “晃电”现象引起的电网停电等问题，能够随时根据现场实际情况方便地调整抽油机的冲次和冲程速度，大幅提高了设备的使用寿命。

三、本实用新型中，所述变速箱为变速范围在1：1—7：1的5档位变速箱，变速箱上设置有控制档位的操作杆和离合器，操作杆和离合器配合调节变速箱的转速，采用变速范围在1：1—7：1的5档位变速箱，在1档位时，变速箱的动力输入轴转动7圈，其动力输出轴转动1圈，在5档位时，电机的动力输入轴转动1圈，其动力输出轴转动1圈，此为一级变速结构，在1档位至5档位之间，使用操作杆与离合配合变速，可以像现有技术中汽车换档一样方便、简单地调整曲轴轮的转速和调整抽油机的冲次和冲程速度，与游梁式抽油机相比，减少了设备机械故障，提高了设备的使用寿命，还能提高每次抽取的出油量。

四、本实用新型中，所述变速箱与减速箱的转速比为7：1，此结构为二级变速结构，即减速箱的动力输入轴转动7圈，其动力输出轴转动1圈，此设置方式进一步调整曲轴轮转速和冲程速度，使抽油机在抽油过程中运行更稳定，每次抽取的油量更多，大幅提高了生产效率。

五、本实用新型中，所述减速齿轮与曲轴轮的转速比为10：1，此结构为三级变速结构，即减速箱内的减速齿轮转动10圈，曲轴轮转动1圈，此设置方式更进一步调整曲轴轮转速和冲程速度，也使抽油机的受力点集中在减速齿轮上，曲轴轮上各点受力均匀，且只需较小功率的电机就能使减速齿轮驱动曲轴轮运转，不仅消耗的电量少，扭矩力还可增强10倍以上，并且由于是齿轮带动主动曲轴轮外沿直接转动，所以也没有使用主轴驱动结构，避免了使用箱体漏油。

六、本实用新型中，所述曲轴轮上设置有配重平衡块，配重平衡块的设置位置与连杆和曲轴轮的连接点在曲轴轮上相对称，且配重平衡块的重量与连杆重量相同，此设置方式使曲轴轮和连杆在抽油过程中受力均匀，进一步提高了设备的稳定性和可靠性。

七、本实用新型中，所述摇臂两端之间的直线距离是曲轴轮直径的1倍，摇臂的一端通过轴承活动连接在摇臂支柱上，另一端倾斜设置，沿倾斜面依次设有多个调节冲程的连接孔，摇臂两端之间的直线距离是曲轴轮直径的1倍，可根据连杆与摇臂的连接位置不同来调节抽油机的冲程，当连杆与摇臂中部连接的位置在连杆中部至摇臂支柱之间时，抽油机冲程可增程1倍以上，此结构特别适用于中晚期油井，能从油井内抽出更多的油量，从而提高生产效益；而摇臂的一端通过轴承活动连接在摇臂支柱上，摇臂以其与摇臂支柱的连接点为支点，另一端通过连杆带动上下成一定角度摆动实现抽油，结构简单，容易实现；摇臂的另一端倾斜设置可以减少设备占用空间；而设置多个连接孔则可方便地改变吊绳在摇臂上的连接位置，进一步调节抽油机的冲程，以便于从油井中抽出更多的石油。

八、本实用新型中，所述支架顶部设有横梁，横梁上设有平衡绳，平衡绳的一端固定在横梁右端，另一端固定在底座上，所述定滑轮的数量为两个，两个定滑轮分别设置于横梁的中部和左端，在抽油过程中，设置平衡绳进一步地使支架稳固，避免了因支架受力过大而倒塌，而设置两个定滑轮不仅能改变吊绳的方向，具有良好的导向作用，还使吊绳的磨损更小，提高了吊绳的使用寿命，节约了生产成本。

九、本实用新型中，所述电机、支架、摇臂支柱、变速箱和减速箱的下端固定在底座上，摇臂支柱上设置有起支撑固定作用的固定杆，固定杆固定设置在底座上，此结构使整个机械设备为一个整体，各部件受力均匀，连接更稳固，提高了整体设备的使用寿命。

十、本实用新型中，所述连杆的上端与摇臂的中部轴承连接，下端与曲轴轮轴承连接，连杆的上端与摇臂的中部连接，既保证了可以增程1倍，还保证了每次抽取的油量最大，还能改变连杆上端与摇臂的连接位置，进一步调节抽油机的冲程，有利于从油井内抽取更多石油。

十一、本实用新型结构简单，整体自重约7吨，重量轻，而同类冲程的游梁式抽油机整体重量多达20多吨，与同类冲程的游梁式抽油机相比，本实用新型能省电50%以上，节约钢材2—4倍。

十二、本实用新型不仅适用于一般石油的开采作业，还适合对中低粘度和高含水原油的开采作业。

附图说明

图1为本实用新型的主视结构示意图。

图中标记为：1、电机，2、支架，3、连杆，4、吊绳，5、配重平衡块，6、定滑轮，7、井口抽油装置，8、摇臂，9、摇臂支柱，10、变速箱，11、减速箱，12、曲轴轮，13、皮带轮，14、十字连接轴，15、底座，16、操作杆，17、离合器，18、连接孔，19、刹车装置，20、横梁，21、平衡绳，22、固定杆。

具体实施方式

一种宽摆角抽油机，包括电机1、支架2、连杆3、变速机构、吊绳4、定滑轮6、井口抽油装置7、摇臂8和摇臂支柱9，摇臂8的一端活动连接在摇臂支柱9上，另一端与吊绳4连接，吊绳4通过支架2上的定滑轮6连接井口抽油装置7，还包括曲轴轮12，所述曲轴轮12的数量为两个，两个曲轴轮12与变速机构连接，所述连杆3的一端与摇臂8活动连接，另一端与曲轴轮12活动连接。

本实用新型的优选实施方式为，所述变速机构包括变速箱10和减速箱11，变速箱10通过皮带轮13与电机1连接，减速箱11通过十字连接轴14与变速箱10连接，十字连接轴14与变速箱10之间设置有刹车装置19，减速箱11内设有两个减速齿轮，两个减速齿轮分别与两个曲轴轮12外沿啮合，变速箱10、减速箱11、十字连接轴14都可以采用现有技术中的公知技术，刹车装置19优选现有技术中的内胀式刹车车装置或马蹄式刹车装置19，上述设置方式为优选，但并不局限于上述设置方式，例如可以在变速箱10与减速箱11之间再增加相应的变速机构等。

本实用新型的又一优选实施方式为，所述变速箱10为变速范围在1：1—7：1的5档位变速箱10，变速箱10上设置有控制档位的操作杆16和离合器17，操作杆16和离合器17配合调节变速箱10的转速，即在1档位时，变速箱10的动力输入轴转动7圈，其动力输入轴转动1圈，在5档位时，电机1的动力输入轴转动1圈，其动力输出轴转动1圈，此结构为一级变速结构，可简单方便地调整抽油机的冲次和冲程速度，从而改变抽油机的冲次和每次的抽油量，操作杆16可采用现有技术中控制档位的操作杆16方式，离合器17优选压板式离合器17，但并不局限于上述设置方式。

进一步的，所述变速箱10与减速箱11的转速比为7：1，即减速箱11的动力输入轴转动7圈，其动力输出轴转动1圈，因此，当变速箱10为1档位时，变速箱10转动49圈，减速箱11内的减速齿轮转动1圈，当变速箱10为5档位时，变速箱10转动7圈，减速箱11内的减速齿轮转动1圈，此结构为二级变速结构，与一级减速结构相配合，进一步调整抽油机的冲次和冲程速度，保证了抽油机的稳定性和可靠性，上述设置方式为优选，但并不局限于上述设置方式，例如减速箱11也可采用现有技术减速箱11的设置方式。

更进一步的，所述减速齿轮与曲轴轮12的转速比为10：1，即减速齿轮的直径是曲轴轮12直径的1/10，当减速齿轮转动10圈时，曲轴轮12就转动1圈，因此，当变速箱10为1档位时，变速箱10转动490圈，减速箱11内的减速齿轮转动10圈，曲轴轮12就转动1圈；当变速箱10为5档位时，变速箱10转动70圈，减速箱11内的减速齿轮转动10圈，曲轴轮12就转动1圈；当曲轴轮12转动一圈，就完成一次抽油过程，此结构为三级变速结构，使抽油机的扭矩力增强了10倍，还可改变减速齿轮与曲轴轮12的直径比，使抽油机的扭矩力增加10倍以上，上述设置方式为优选，但并不局限于上述设置方式，例如减速齿轮与曲轴轮12的转速比也可以根据油田实际情况来设置。

本实用新型的又一优选实施方式为，所述曲轴轮12上设置有配重平衡块5，配重平衡块5的设置位置与连杆3和曲轴轮12的连接点在曲轴轮12上相对称，且配重平衡块5的重量与连杆3重量相同，保证了抽油机的连杆3和曲轴轮12受力平衡，配重平衡块5可采用现有技术中的配重平衡方式，优选配重平衡块5的重量与连杆3重量相同，保证曲轴轮12的平衡性和曲轴轮12上各点受力均匀，但并不局限于上述设置方式。

本实用新型的又一优选实施方式为，所述摇臂8的一端通过轴承活动连接在摇臂支柱9上，另一端倾斜设置，沿倾斜面依次设有多个调节冲程的连接孔18，摇臂8的另一端优选向下倾斜设置，不仅减小了整个抽油机的体积，在抽油的上下冲程过程中，还有利于使吊绳4保持平衡；而优选设置多个连接孔18，则为了根据油井实际情况，调节抽油机冲程，上述设置方式为优选，但并不局限于上述设置方式。

本实用新型的又一优选实施方式为，所述摇臂8两端之间的直线距离是曲轴轮12直径的1倍，且连杆3的上端与摇臂8的中部轴承连接，下端与曲轴轮12轴承连接，最佳实施方式为此结构和连杆3的上端与摇臂8的中部连接，既保证了抽油机的冲程可增程1倍，又保证了每次抽取的油量最大，连杆3的上端与摇臂8活动连接方式有很多，优选轴承连接，但并不局限于上述设置方式。

本实用新型的又一优选实施方式为，所述支架2顶部设有横梁20，横梁20上设有平衡绳21，平衡绳21的一端固定在横梁20右端，另一端固定在底座15上，所述定滑轮6的数量为两个，两个定滑轮6分别设置于横梁20的中部和左端，固定支架2的方式有很多，优选采用平衡绳21固定，但并不局限于上述设置方式，还可以采用支撑杆的方式固定支架2。

进一步的，本实用新型优选采用采用两个定滑轮6， 但并不局限于两个定滑轮6的设置方式，还可以采用一个或多个定滑轮6、或采用动滑轮的方式等。

本实用新型的又一优选实施方式为，所述电机1、支架2、摇臂支柱9、变速箱10和减速箱11的下端固定在底座15上，摇臂支柱9上设置有起支撑固定作用的固定杆22，固定杆22固定设置在底座15上，电机1、支架2、摇臂支柱9、固定杆22、变速箱10和减速箱11可采用现有技术中的固定结构固定在底座上。

本实用新型的工作原理：

启动电机1，电机1皮带轮13带动5档位变速箱10转动，变速箱10通过十字连接轴14带动减速箱11内的减速齿轮转动，由于减速齿轮与曲轴轮12外沿啮合，因此曲轴轮12也开始转动，曲轴轮12带动连杆3作周而复始的圆周运动，即带动摇臂8作上下往复运动，当连杆3在曲轴轮12最高点时，摇臂8带动吊绳4上的井口抽油装置7在油井内作下冲程运动，当连杆3在曲轴轮12最低点时，摇臂8带动吊绳4上的井口抽油装置7在油井内作上冲程运动，当曲轴轮12转动一圈，即完成一次抽油作业。在抽油过程中，采用操作杆16和离合器17配合在1：1—7：1的变速范围内来调节减速箱11和曲轴轮12的转速，从而调节抽油机的冲次和冲程速度；也可通过调节吊绳4与摇臂8倾斜面上连接孔18的连接位置实现抽油机增程的目标；还可以改变连杆3与摇臂8的连接位置实现抽油机增程的目标。而设置减速齿轮与曲轴轮12的转速比为10：1，则使抽油机的扭矩力增强了10倍。

显然，本领域的普通技术人员根据所掌握的技术知识和惯用手段，根据以上所述内容，还可以作出不脱离本实用新型基本技术思想的多种形式，这些形式上的变换均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种宽摆角抽油机，包括电机（1）、支架（2）、连杆（3）、变速机构、吊绳（4）、定滑轮（6）、井口抽油装置（7）、摇臂（8）和摇臂支柱（9），摇臂（8）的一端活动连接在摇臂支柱（9）上，另一端与吊绳（4）连接，吊绳（4）通过支架（2）上的定滑轮（6）连接井口抽油装置（7），其特征在于：还包括曲轴轮（12），所述曲轴轮（12）的数量为两个，两个曲轴轮（12）与变速机构连接，所述连杆（3）的一端与摇臂（8）活动连接，另一端与曲轴轮（12）活动连接。

2.如权利要求1所述的宽摆角抽油机，其特征在于：所述变速机构包括变速箱（10）和减速箱（11），变速箱（10）通过皮带轮（13）与电机（1）连接，减速箱（11）通过十字连接轴（14）与变速箱（10）连接，十字连接轴（14）与变速箱（10）之间设置有刹车装置（19），减速箱（11）内设有两个减速齿轮，两个减速齿轮分别与两个曲轴轮（12）外沿啮合。

3.如权利要求2所述的宽摆角抽油机，其特征在于：所述变速箱（10）为变速范围在1：1—7：1的5档位变速箱（10），变速箱（10）上设置有控制档位的操作杆（16）和离合器（17），操作杆（16）和离合器（17）配合调节变速箱（10）的转速。

4.如权利要求2所述的宽摆角抽油机，其特征在于：所述减速齿轮与曲轴轮（12）的转速比为10：1。

5.如权利要求1或2所述的宽摆角抽油机，其特征在于：所述曲轴轮（12）上设置有配重平衡块（5），配重平衡块（5）的设置位置与连杆（3）和曲轴轮（12）的连接点在曲轴轮（12）上相对称，且配重平衡块（5）的重量与连杆（3）重量相同。

6.如权利要求1所述的宽摆角抽油机，其特征在于：所述摇臂（8）两端之间的直线距离是曲轴轮（12）直径的1倍，摇臂（8）的一端通过轴承活动连接在摇臂支柱（9）上，另一端倾斜设置，沿倾斜面依次设有多个调节冲程的连接孔（18）。

7.如权利要求1所述的宽摆角抽油机，其特征在于：所述支架（2）顶部设有横梁（20），横梁（20）上设有平衡绳（21），平衡绳（21）的一端固定在横梁（20）右端，另一端固定在底座（15）上，所述定滑轮（6）的数量为两个，两个定滑轮（6）分别设置于横梁（20）的中部和左端。

8.如权利要求1、2、6或7所述的宽摆角抽油机，其特征在于：所述电机（1）、支架（2）、摇臂支柱（9）、变速箱（10）和减速箱（11）的下端固定在底座（15）上，摇臂支柱（9）上设置有起支撑固定作用的固定杆（22），固定杆（22）固定设置在底座（15）上。

9.如权利要求8所述的宽摆角抽油机，其特征在于：所述连杆（3）的上端与摇臂（8）的中部轴承连接，下端与曲轴轮（12）轴承连接。

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