CN205297491U - 一种新型螺杆式抽油机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种新型螺杆式抽油机，它包括电机、减速机、联轴器、小导轮、大导轮、移动滑台、斜支撑、皮带、悬绳器、角接触轴承、步进电机、联轴器、丝杆、平衡块、螺杆、机架、滑轨、平衡重、滚轮、导向总成、角接触轴承、底座、侧导向柱、中间导向柱、轴承组成。减速机输出轴通过联轴器与螺杆联接；螺杆由双螺旋槽交叉构成，螺旋槽的旋向相反；螺杆两端各安装有一个角接触轴承；皮带的一端连接平衡重的两侧，另一端沿着两个小导轮和一个大导轮与悬绳器连接；小导轮和大导轮固定安装在移动滑台上，移动滑台通过螺栓和斜支撑进行固定和支撑；导向总成安装在平衡重的内部；本实用新型运转平稳；整机占地面积小，结构简单；传动效率高。

Description

一种新型螺杆式抽油机

技术领域

本实用新型涉及一种新型螺杆式抽油机，属于油田生产方面的采油机械装置。

背景技术

机械采油是油田采油的主要方式，占油田采油井的90％以上，提高机械采油系统工作效率和可靠性对提高油田生产经济效益和管理水平有极为重要的作用。根据统计，我国每年至少新增机械采油井5000口，加上老油井的更新，采油装置有着巨大的用量，但占80％的油井由游梁式抽油机完成的，而其采油系统效率较低。提高装置与系统的效率和可靠性，是进行抽油机装置研究的关键。

随着原油储量逐渐减少，油田开采进入中后期，开采难度逐渐增大，以及目前国内外石油行业的持续低迷，迫切需要对新型抽油机设备进行研究和讨论，以满足当前国内外石油行业形势的需要。目前，国内外已研究设计出多种形式的抽油机，如液压驱动长冲程抽油机、皮带式抽油机、直线电机抽油机、链条式抽油机、长环形齿条抽油机、摩擦换向抽油机等等。由于抽油机长期在野外连续工作，对液压系统密封、可靠性的要求较高；国内使用较多的皮带式抽油机由于采用的是链条传动，其冲程无法实现无级调速；直线电机抽油机由于采用的是直线电机直接驱动，成本较高，阻碍了其进一步的推广；链条式抽油机移动副较多、换向机构复杂、轨迹链条和主轴销容易发生断裂事故以及气动平衡系统复杂等问题，因此故障率也较高。长环形齿条抽油机平衡滑块的滑轮和小齿轮得不到良好的润滑，容易造成零部件的损坏，降低抽油机的性能；平衡滑块上面的长环形齿条加工比较困难；机架距井口太近，修井操作不方便；实现长冲程时，机架高度需要两倍的长环形齿条的长度，造成整机高度太高，装车运输不方便等。因而现有的大部分抽油机还是无法满足目前采油的需要，研制或改进具有高效、高可靠性能的节能机械采油设备必不可少。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述抽油机存在的不足，提供一种新型螺杆式抽油机，以螺旋传动变直线运动方式的抽油机，适应深井、特殊环境油井、稠油井等开发难度大的抽油机迫切需要，以满足大载荷、长冲程、低冲次、适应性好、节约能耗、精确平衡、稳定性好的特点。

本实用新型所采用的技术方案是：

本实用新型一种新型螺杆式抽油机，包括电机、减速机、联轴器、小导轮、大导轮、移动滑台、斜支撑、皮带、悬绳器、角接触轴承、步进电机、联轴器、丝杆、平衡块、螺杆、机架、滑轨、平衡重、滚轮、导向总成、角接触轴承、底座、侧导向柱、中间导向柱、轴承组成。所述电机与减速机连接，减速机立式安装，减速机输出轴通过联轴器与螺杆联接；螺杆由双螺旋槽交叉构成，螺旋槽的旋向相反；螺杆两端各安装有一个角接触轴承；皮带的一端连接平衡重的两侧，使受力均匀，另一端沿着两个小导轮和一个大导轮与悬绳器连接；两个小导轮对称安置在螺杆传动的两侧，小导轮和大导轮固定安装在移动滑台上，移动滑台通过螺栓和斜支撑进行固定和支撑；机架两侧焊接有滑轨，滚轮对称布置在平衡重两侧，滚轮与滑轨接触；导向总成安装在平衡重的内部；步进电机与联轴器输入端连接，联轴器输出端与丝杆连接，平衡块套在丝杆上。

所述导向总成由中间导向柱、侧导向柱、轴承组成，中间导向柱安装在导向总成的滚动轴承中；中间导向柱位置固定不动，侧导向柱可任意摆动，且中间导向柱和侧导向柱都嵌入在螺杆的螺旋槽内。

所述螺杆上刻有正反旋向的螺旋槽，两螺旋槽的头尾均用圆滑圆弧相接。

平衡重内部的导向总成用可绕自身轴线旋转的导向轴进行传动，将平衡重的滑动摩擦传动变为滚动摩擦传动。

根据不同工况，步进电机驱动丝杆的正反转，从而实现平衡块的收放，实现自动调节平衡重的重量。

所述导向总成与平衡重装配为一体，导向柱有三个，即一个中间导向柱和两个侧导向柱，三个导向柱沿螺杆轴的周向位置依次相差一个相位角α，从而保证导向总成沿螺杆正常工作。

本实用新型的优点和有益效果有：

(1)采用螺杆螺旋槽交叉传动结构，将螺杆的螺旋传动变为平衡重的直线运动，使得平衡重在螺杆上的运动更平稳。(2)采用螺杆螺旋槽交叉传动结构，避免了电机的正反转运动带来较大的加速度和减速度，保证了电机单向运转平稳工作，提高了皮带的寿命。(3)与其它抽油机相比，采用电机-减速机传动方式，相比常规减速箱，整个传动装置的传动效率更高，占地面积小，且布局更为方便。(4)整机占地面积小，结构简单，整机采用桁架结构，型材为矩形钢，整机质量更轻，且便于运输。(5)可根据不同采油情况，通过增加螺杆的长度来增加抽油机的冲程，通过改变电机转速控制螺杆的旋转速度从而实现抽油机的冲次调节。(6)摩擦损失小，传动效率高。

附图说明

图1是本实用新型一种新型螺杆式抽油机的示意图；

图2是本实用新型的导向总成装置与螺杆轴示意图；

图3是本实用新型的导向总成内部结构示意图。

图中：1.电机；2.减速机；3.联轴器；4.小导轮；5.大导轮；6.移动滑台；7.斜支撑；8.皮带；9.悬绳器；10.角接触轴承；11.步进电机；12.联轴器；13.丝杆；14.平衡块；15.螺杆；16.机架；17.滑轨；18.平衡重；19.滚轮；20.导向总成；21.角接触轴承；22.底座；23.侧导向柱；24.中间导向柱；25.侧导向柱；26轴承。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作具体描述：

如图1、图2、图3所示，本实用新型一种新型螺杆式抽油机，包括电机1、减速机2、联轴器3、小导轮4、大导轮5、移动滑台6、斜支撑7、皮带8、悬绳器9、角接触轴承10、步进电机11、联轴器12、丝杆13、平衡块14、螺杆15、机架16、滑轨17、平衡重18、滚轮19、导向总成20、角接触轴承21、底座22、侧导向柱(23、25)、中间导向柱24、轴承26组成。所述电机1与减速机2连接，减速机2立式安装，减速机2输出轴通过联轴器3与螺杆15联接；螺杆15由双螺旋槽交叉构成，螺旋槽的旋向相反；螺杆15两端各安装有一个角接触轴承(10、21)；皮带8的一端连接平衡重18的两侧，使受力均匀，另一端沿着两个小导轮4和一个大导轮5与悬绳器9连接；两个小导轮4对称安置在螺杆15传动的两侧，小导轮4和大导轮5固定安装在移动滑台6上，移动滑台6通过螺栓和斜支撑7进行固定和支撑；机架16两侧焊接有滑轨17，滚轮19对称布置在平衡重18两侧，滚轮19与滑轨17接触；导向总成20安装在平衡重18的内部；步进电机11与联轴器12输入端连接，联轴器12输出端与丝杆13连接，平衡块14套在丝杆13上。

其中，所述导向总成20由中间导向柱24、侧导向柱(23、25)、轴承26组成，中间导向柱24安装在导向总成20的轴承26中，中间导向柱24位置固定不动，侧导向柱(23、25)可任意摆动，且中间导向柱24和侧导向柱(23、25)都嵌入在螺杆15的螺旋槽内。

所述螺杆15上刻有正反旋向的螺旋槽，两螺旋槽的头尾均用圆滑圆弧相接。

平衡重18内部的导向总成20用可绕自身轴线旋转的导向轴进行传动，将平衡重18的滑动摩擦传动变为滚动摩擦传动。

导向总成20与平衡重18装配为一体，导向柱有三个，即一个中间导向柱24和两个侧导向柱(23、25)，三个导向柱沿螺杆15轴的周向位置依次相差一个相位角α，从而保证导向总成20沿螺杆15正常工作。

螺杆抽油机具体的工作原理如下：

电机1通电驱动减速机2转动，减速机2输出轴经联轴器3带动螺杆15做螺旋传动，平衡重18安装在螺杆15轴上，皮带8一端连接平衡重18，另一端通过导轮(4、5)连接悬绳器9，实现平衡重18沿螺杆15轴线做往复直线运动，达到采油要求，平衡重18内置有导向总成20，平衡重18两侧安装有滚轮19，滚轮19沿焊接在机架16上的滑轨17滑动，滑轨17保证平衡重沿螺杆15轴线平稳运动。通过步进电机11的正反转，控制丝杆13正反转实现平衡块14的增减作用。

其中导向总成具体导向工作如下：

设螺杆15轴顺时针旋转(从上往下看)，平衡重18内置的导向总成20沿螺杆15右螺旋槽工作。导向总成20内的导向柱(23、24、25)沿螺旋槽下槽面转动，当导向总成20运动到双螺旋槽的交叉口时，侧导向柱23首先运动到螺旋槽交叉口，此时只有中间导向柱24与侧导向柱25在下槽面承受载荷且继续沿螺旋槽滚动；当侧导向柱23通过双螺旋槽交叉口后，中间导向柱24运动到双螺旋槽交叉口，此时只有侧导向柱(23、25)在下槽面承受载荷且沿着螺旋槽滚动；当侧导向柱25运动到双螺旋槽交叉口，此时只有侧导向柱23、中间导向柱24承受载荷且沿着螺旋槽继续滚动。侧导向柱(23、25)、中间滚定柱24交替承载，轮换通过双螺旋槽交叉口，实现导向总成20带动平衡重18沿螺杆15轴的平稳传动。

当导向总成20通过螺杆15顶端的最后一个双螺旋槽交叉口后，导向总成20将沿着一个非等距的螺旋槽运动，由于中间导向柱24、侧导向柱(23、25)沿螺杆15轴的周向位置依次相差一个相位角α；当导向总成20运动到螺杆15螺旋槽的顶部位置时，侧导向柱23与螺旋槽的上槽面接触，由于受到上槽面的作用力，使得侧导向柱23反向旋转，此时只有中间导向柱24与侧导向柱25承受载荷，继续转动使得侧导向柱23在螺杆15双螺旋槽的头尾相接位置处实现换向，从而侧导向柱23与左螺旋槽上槽面接触，并沿上槽面滚动；此时中间导向柱24将与右螺旋槽的上槽面接触，从而受到上槽面的作用力，只有侧导向柱(23、25)承受载荷，侧导向柱23沿着左螺旋槽上槽面滚动，侧导向柱25沿着右螺旋槽下槽面滚动；侧导向柱(23、25)继续滚动，使得中间导向柱24换向并沿着左螺旋槽上槽面滚动，当侧导向柱25与螺旋槽上槽面接触，侧导向柱23与中间导向柱24共同承受载荷并沿左螺旋槽上槽面滚动，最终实现导向总成20在螺杆15顶部的换向动作。这样，中间导向柱24、侧导向柱(23、25)在螺杆15的顶部和底部的交替承载与滚动变向，实现螺杆15的连续单向旋转变为导向总成20带动平衡重18沿螺杆15轴线的往复直线运动。

在不同的工况下，所需的平衡重18重量不同。因此，通过步进电机11的正反转从而控制丝杆13的正反转运动，实现平衡块14的增减。具体地：当工作所需的平衡重18不能满足作业要求时，则平衡重18运动到螺杆15顶部的指定位置，步进电机11驱动丝杆13反转，实现平衡块14的释放，稳定安置在平衡重18上，增加平衡重18的配重；当所需的平衡重18超过总的平衡重18重量时，则步进电机11驱动丝杆13正转，丝杆13提取平衡重18上的平衡块14，实现减少平衡重18的配重。

Claims (3)

1.一种新型螺杆式抽油机，包括电机(1)、减速机(2)、联轴器(3)、小导轮(4)、大导轮(5)、移动滑台(6)、斜支撑(7)、皮带(8)、悬绳器(9)、角接触轴承(10)、步进电机(11)、联轴器(12)、丝杆(13)、平衡块(14)、螺杆(15)、机架(16)、滑轨(17)、平衡重(18)、滚轮(19)、导向总成(20)、角接触轴承(21)、底座(22)、侧导向柱(23、25)、中间导向柱(24)、轴承(26)组成，其特征在于：所述电机(1)与减速机(2)连接，减速机(2)立式安装，减速机(2)输出轴通过联轴器(3)与螺杆(15)联接；螺杆(15)由双螺旋槽交叉构成，螺旋槽的旋向相反；螺杆(15)两端各安装有一个角接触轴承(10、21)；皮带(8)的一端连接平衡重(18)的两侧，另一端沿着两个小导轮(4)和一个大导轮(5)与悬绳器(9)连接；两个小导轮(4)对称安置在螺杆(15)传动的两侧，小导轮(4)和大导轮(5)固定安装在移动滑台(6)上，移动滑台(6)通过螺栓和斜支撑(7)进行固定和支撑；机架(16)两侧焊接有滑轨(17)，滚轮(19)对称布置在平衡重(18)两侧，滚轮(19)与滑轨(17)接触；导向总成(20)安装在平衡重(18)的内部；步进电机(11)与联轴器(12)输入端连接，联轴器(12)输出端与丝杆(13)连接，平衡块(14)套在丝杆(13)上。

2.根据权利要求1所述的一种新型螺杆式抽油机，，其特征在于：所述导向总成(20)由中间导向柱(24)、侧导向柱(23、25)、轴承(26)组成；螺杆(15)上刻有正反旋向的螺旋槽，两螺旋槽的头尾均用圆滑圆弧相接。

3.根据权利要求1所述的一种新型螺杆式抽油机，其特征在于：平衡重(18)内部的导向总成(20)用可绕自身轴线旋转的导向轴进行传动，将平衡重(18)的滑动摩擦传动变为滚动摩擦传动。