CN216043643U - 一种水平式抽油机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水平式抽油机，包括机体，机体的一侧设置有抽油杆，机体的上方设置有上顶平台，机体上位于上顶平台的上方固定设置有抽油机平衡节能联动机构，抽油机平衡节能联动机构用于驱动抽油杆上、下运行，抽油机平衡节能联动机构能够对抽油杆上、下运行时的力进行平衡，节约抽油机的动力消耗，本实用新型能够大大将该水平式抽油机整机高度缩小至安全作业范围内，从整机结构上奠定了安全生产条件，并且采用了滚筒总成水平牵动的动力对称平衡系统，总电机的功耗与同型号常规游梁式抽油机相比，节能50%以上，可大大降低生产成本。

Description

一种水平式抽油机

技术领域

本实用新型涉及一种抽油机，具体的说，涉及一种水平式抽油机，属于采油机械技术领域。

背景技术

近几年来，国内抽油设备大力发展，出现了多种抽油机，如游梁式抽油机、塔架式抽油机等。

游梁式抽油机（俗称磕头机），是二十世纪三十年代美国最早设计的石油采抽设备，其具体结构包括减速机、曲柄连杆安装座、曲柄、连杆、电机、传送带、配重块、游梁、横梁等机构，虽然自六十年代开始，众多专业科研机构和生产厂家经过了各方面的多次改进和优化，但在基本结构和原理上，并没有突破原始设计的根本方式，尤其是在动能传动的路线上，依然存在着能源浪费和结构复杂、安全性能差、维修繁琐等弊端。

塔架式抽油机，如专利号为：201120186501.5，公开了一种多功能节能抽油机，包括塔架，所述塔架上安装有动力装置、抽油机光杆和配重箱，抽油机光杆和配重箱与动力装置分别传动连接，所述动力装置电连接有天然气发电机组。

上述该塔架式抽油机能够用于进行采油，且具有节能的效果，但是该类塔架式抽油机整体结构复杂，并且尺寸大，其整机高度超过9.0米，存在有高空作业的风险，并且现场安装、修井作业时，维护管理不便。

并且在对油井进行采液时抽油杆的上、下运行载荷重量是不相等的，抽油杆上行时是下行时的两倍，进而本身原型机的电机输出的动力一定的，且该动力要符合抽油杆上行的动力，进而当抽油杆下行时，其电机输出的动力相比抽油杆下行的动力大，便会造成，能源大量损耗，进而根本无法解决原型机的工作平衡问题，更解决不了电机工作运行中的耗能现象。

实用新型内容

本实用新型要解决的主要技术问题是提供一种整体结构简单，整体尺寸小，整体高度符合安全作业范围，并且动力对称平衡，组装施工简单，并且操作简便、运行可靠、节能、安全环保的水平式抽油机。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种水平式抽油机，包括机体，机体的一侧设置有抽油杆，机体的上方设置有上顶平台，机体上位于上顶平台的上方固定设置有用于驱动抽油杆上、下运行和对抽油杆上、下运行时的力进行平衡的抽油机平衡节能联动机构。

以下是本实用新型对上述技术方案的进一步优化：

所述抽油机平衡节能联动机构包括用于驱动抽油杆上下移动的动力装置和用于对抽油杆上行和下行时的力进行平衡的配重联动装置。

进一步优化：动力装置包括转动设置在上顶平台上方的滚筒总成，滚筒总成由动力总成驱动转动，滚筒总成上缠绕布设有抽油软质光杆，抽油软质光杆与抽油杆固定连接。

进一步优化：滚筒总成上位于抽油软质光杆的两侧分别缠绕布设有联动平衡牵引软杆，联动平衡牵引软杆与抽油软质光杆的缠绕方向相反，联动平衡牵引软杆与配重联动装置连接。

进一步优化：所述机体的上顶平台上且位于滚筒总成的两侧活动设置有前过度轮和后过度轮。

进一步优化：滚筒总成包括中心轴，所述中心轴上活动套设有滚筒主体，中心轴与滚筒主体之间传动连接。

进一步优化：滚筒主体的外表面上靠近其中部的位置处开设有呈顺时针螺旋状布设的第一沟槽，第一沟槽用于缠绕抽油软质光杆。

进一步优化：滚筒主体的外表面上位于第一沟槽的两侧分别开设有呈逆时针螺旋状布设的第二沟槽，第二沟槽用于缠绕联动平衡牵引软杆。

进一步优化：配重联动装置包括设置在后过度轮下方的配重箱，配重箱上固定安装有两对称设置的滑轮。

进一步优化：配重箱的上方且位于后过度轮的一侧设置有固定安装点，联动平衡牵引软杆远离滚筒主体的一端绕过后过度轮和滑轮与固定安装点固定连接。

本实用新型采用上述技术方案，在使用时，动力总成输出动力驱动中心轴带动滚筒主体进行正反运动。

滚筒主体转动时，绕缠在滚筒主体上的抽油软质光杆随滚筒主体转动，形成抽油软质光杆的上、下运动，使连接在抽油软质光杆下端的抽油杆在油井内进行上下运动，达到抽油的目的。

滚筒主体转动时反向绕缠在滚筒主体上的联动平衡牵引软杆也同时随滚筒正反转动，进而带动配重箱上下运动，配重箱上下运动可产生配重的作用，达到节约动力总成的动力消耗。

本实用新型采用上述技术方案，构思巧妙，结构合理，能够大大将该水平式抽油机整机高度缩小至安全作业范围内，从整机结构上奠定了安全生产条件。

该水平式抽油机与常规游梁式抽油机相比，去掉了原型机的减速机曲柄连杆配重总成，省除了游梁、横梁等机构，彻底解决了动力传动系统的能源浪费的根源，从而节省了原型机接近二分之一的重量，大大降低了成本。

并且采用了滚筒总成水平牵动的动力对称平衡系统，总电机的功耗与同型号常规游梁式抽油机相比，节能50%以上，可大大降低生产成本。

该水平式抽油机与现在油田市场上其他改型的游梁式抽油机相比，具有彻底改变历史结构的创新优点，因为，任何改型的游梁式抽油机，都没有摆脱减速机、曲柄连杆配重、游梁横梁结构，横梁或配重箱结构的不安全、浪费动力能源的弊端，而SCYJ型塔架式抽油机，整体高大、危险性大、不紧凑。

并且油田野外作业生产设备，最大的问题是漏气、漏水、漏电、漏油，这是安全环保的重中之重，水平式抽油机，在设计上，完全解决了安全生产的可靠性，并且具有节能环保的优点。

采用抽油机平衡节能联动机构，可使该水平式抽油机从装机启动到作业停机再启动，不需外援吊装设备的辅助，便可自动化完成，具有操作简便、运行可靠、安全环保的特点，维修率仅有原型机的五分之一。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例的总体结构示意图；

图2为本实用新型实施例中整体结构的组装示意图；

图3为本实用新型实施例中机座的结构示意图；

图4为附图3的侧视图；

图5为本实用新型实施例中机体的结构示意图；

图6为本实用新型实施例中抽油机平衡节能联动机构的结构示意图；

图7为附图6的俯视图；

图8为本实用新型实施例中滚筒总成的结构示意图；

图9为本实用新型实施例中滚筒主体的结构示意图；

图10为本实用新型实施例中动力装置上冲程止点的示意图；

图11为本实用新型实施例中动力装置下冲程止点的示意图。

图中：1-机体；11-上顶平台；12-斜拉杆；13-机座；14-框架；15-连接板；16-斜拉杆座；17-前支撑杆；18-支架脚板；19-护罩；2-抽油杆；21-采油树井口；22-光杆密封器；23-套管；24-油管；3-动力装置；301-前过度轮；302-后过度轮；303-抽油软质光杆；304-联动平衡牵引软杆；305-动力总成；306-滚筒主体；307-中心轴；308-第一沟槽；309-第二沟槽；310-轴承座；311-制动器；312-链轮；313-挡绳架；4-配重联动装置；401-配重箱；402-滑轮；403-固定安装点；5-移动装置。

具体实施方式

实施例：如图1-2所示，一种水平式抽油机，包括机体1，机体1的一侧设置有抽油杆2，所述机体1的上方设置有上顶平台11，所述机体1上位于上顶平台11的上方固定设置有用于驱动抽油杆2上、下运行和对抽油杆2上、下运行时的力进行平衡，节约抽油机的动力消耗的抽油机平衡节能联动机构。

所述抽油机平衡节能联动机构包括用于驱动抽油杆2上、下运行的动力装置3和用于对抽油杆2上行和下行时的力进行平衡的配重联动装置4。

如图1-5所示，所述机体1包括框架14，所述框架14的下方固定安装在机座13上，所述机座13固定安装在预先在地地面上设置的底座上。

所述上顶平台11设置在框架14的上方。

所述机座13的整体结构成矩形框状，所述框架14与机座13之间通过固定连接组件固定连接。

所述固定连接组件包括设置在框架14上的支架脚板18，所述机座13上与支架脚板18相对应的位置处固定设置有与支架脚板18配合使用的连接板15，所述支架脚板18与连接板15之间通过螺栓紧固组件固定连接。

所述机座13的其中一端设置有斜拉杆座16，所述斜拉杆座16上固定设置有斜拉杆12，所述斜拉杆12的另一端与框架14固定连接。

这样设计，通过斜拉杆12的两端分别与机座13和框架14固定连接后，可形成稳固的三角形结构，进而提高框架14与机座13之间的连接强度，进而提高框架14的整体支撑力。

所述机座13上固定设置有用于方便使该机座13带动框架14整体移动的移动装置。

所述移动装置包括固定设置在机座13上的支撑轮轴，所述支撑轮轴上转动设置有支撑轮。

这样设计，在使用时，可通过支撑轮与地面接触，可用于带动机座13整体移动，进而实现带动该水平式抽油机整体移动动，进而方便搬运该水平式抽油机整体，且移动到位置后，可将支撑轮卸下，并将该机座13固定安装在地面上预先设置的底座上，实现固定安装该水平式抽油机整体，方便组装安装。

所述框架14上位于上顶平台11的下方固定设置有前支撑杆17，所述前支撑杆17的另一端与上顶平台11的靠近其前侧的位置固定连接，用于提高上顶平台11的支撑力。

并且该水平式抽油机与常规游梁式抽油机相比整体尺寸小，整机总高度不超过3.0米，克服了原机型高度风险的弊病

如图2和图8所示，所述动力装置3包括转动设置在上顶平台11上方的滚筒总成，所述滚筒总成由动力总成305驱动转动，所述滚筒总成上缠绕布设有抽油软质光杆303，所述抽油软质光杆303与抽油杆2固定连接。

所述滚筒总成上位于抽油软质光杆303的两侧分别缠绕布设有联动平衡牵引软杆304，所述抽油软质光杆303与联动平衡牵引软杆304的缠绕方向相反，所述联动平衡牵引软杆304与配重联动装置4连接。

所述机体1的上顶平台11上且位于滚筒总成的两侧活动设置有前过度轮301和后过度轮302。

所述前过度轮301用于引导抽油软质光杆303进行移动和对抽油软质光杆303的移动方向进行换向，所述抽油软质光杆303靠近前过度轮301的一端与地面上的油井的井口呈垂直布设，且与抽油杆2固定连接。

这样设计，可通过前过度轮301用于引导和承载抽油软质光杆303移动，并且通过动力总成305可驱动滚筒总成进行转动，滚筒总成转动可驱动抽油软质光杆303移动，进而实现带动抽油杆2上行或下行，进行采油。

如图6和图8-9所示，所述滚筒总成包括中心轴307，所述中心轴307上活动套设有滚筒主体306，所述中心轴307与滚筒主体306之间传动连接。

所述中心轴307为花键轴，所述滚筒主体306的中部开设由与中心轴307的花键配合使用的花键孔，所述滚筒主体306通过花键孔套设在中心轴307上，且通过花键连接，使中心轴307与滚筒主体306之间实现传动连接。

所述中心轴307转动可通过花键传动带动滚筒主体306转动，且滚筒主体306转动进行转动时，可使滚筒主体306沿中心轴307的轴向进行滑动。

所述滚筒主体306的外表面上靠近其中部的位置处开设有呈顺时针螺旋状布设的第一沟槽308，所述第一沟槽308用于缠绕抽油软质光杆303。

所述滚筒主体306的外表面上位于第一沟槽308的两侧分别开设有呈逆时针螺旋状布设的第二沟槽309，所述第二沟槽309用于缠绕联动平衡牵引软杆304。

如图7和图10-11所示，这样设计，当滚筒主体306由中心轴307驱动进行正反转动时，可用于卷取或放出抽油软质光杆303，进而实现带动抽油杆2上行或下行。

并且滚筒主体306与中心轴307之间为滑动连接，进而滚筒主体306转动进行卷取或放出抽油软质光杆303时，受抽油软质光杆303的横向拉力，可滚筒主体306沿沿中心轴307的轴向进行滑动，使滚筒主体306上绕缠的抽油软质光杆303始终保持在滚筒主体306与前过度轮301的轮系沟槽内。

进而不会造成抽油软质光杆303与滚筒主体306和前过度轮301的沟槽发生偏磨，延长抽油软质光杆303的使用寿命，并且不会出现抽油软质光杆303脱出轮系沟槽的现象发生，提高使用效果。

如图7所示，所述中心轴307的两端分别通过轴承座310支撑转动，所述轴承座310固定安装在机体1的上顶平台11上。

这样设计，可通过轴承座310将滚筒总成固定安装在上顶平台11上，并且通过轴承座310可用于支撑中心轴307转动。

如图6和图8所示，所述中心轴307上位于轴承座310的一侧设置有制动器311，所述制动器311用于制动中心轴307转动，实现刹车。

所述制动器311优选采用手动刹车制动器。

如图2和图6所示，所述动力总成305包括驱动电机和行星减速机，所述驱动电机的动力输出端与行星减速机传动连接。

所述动力总成305固定安装在机体1上，所述动力总成305的动力输出端通过传动组件与中心轴307传动连接。

所述传动组件为皮带传动、链条传动、齿轮传动、传动箱等，在本实施例中，传动组件优选为链条传动，所述动力总成305的动力输出端和中心轴307上分别固定安装有链轮312，两链轮312之间设置有传动链条。

所述动力总成305输出动力通过链轮312和链条驱动中心轴307转动，进而带动滚筒主体306进行转动。

如图6-8所示，所述滚筒主体306的上方设置有防止抽油软质光杆303和联动平衡牵引软杆304在第一沟槽308或第二沟槽309内脱出的挡绳架313。

所述联动平衡牵引软杆304的缠绕方向与抽油软质光杆303的缠绕方向相反。

这样设计，当动力总成305输出动力驱动中心轴307带动滚筒主体306进行正、反转时，滚筒主体306带动缠绕在滚筒主体306上的抽油软质光杆303进行移动，进而实现带动抽油杆2上、下运行，且相反方向缠绕在滚筒主体306上联动平衡牵引软杆304带动配重联动装置4上、下运行，用于对抽油杆2上、下运动时进行配重。

进而通过配重联动装置4可用于辅助平衡抽油杆2上、下运行时的力，使抽油机2在采液过程中达到使用很小的电力消耗，实现抽油机的采液工作。

如图2和图6-7所示，所述配重联动装置4包括设置在后过度轮302下方的配重箱401，所述配重箱401上固定安装有两对称设置的滑轮402。

所述配重箱401滑动设置在机体1内。

所述配重箱401的上方且位于后过度轮302的一侧设置有固定安装点403，所述固定安装点403固定安装在机体1上。

所述联动平衡牵引软杆304远离滚筒主体306的一端绕过后过度轮302和滑轮402与固定安装点403固定连接。

这样设计，使可通过后过度轮302对联动平衡牵引软杆304的移动进行导向和换向，并且联动平衡牵引软杆304可通过滑轮402的配合能够带动配重箱401进行上、下移动。

并且联动平衡牵引软杆304使绕设在滑轮402上的，进而联动平衡牵引软杆304通过滑轮402的配合带动配重箱401进行上、下移动时，可实现倍承倍力，其滚筒主体306带动联动平衡牵引软杆304移动一米，可实现通过联动平衡牵引软杆304带动配重箱401移动两米。

进而这样设计，能够大大减小机体1的整体高度，使机体1的整体高度缩小至安全作业范围内，从整机结构上奠定了安全生产的条件，并且能够大大减少整机的重量，大大降低成本。

当动力总成305驱动中心轴307带动滚筒主体306进行反转时，可用于放出滚筒主体306上缠绕的抽油软质光杆303，进而实现使抽油杆2下行，并且滚筒主体306进行反转时，可用于缠绕收取联动平衡牵引软杆304，使缠绕联动平衡牵引软杆304带动配重箱401进行上行。

当动力总成305驱动中心轴307带动滚筒主体306进行正传时，可用于缠绕收取抽油软质光杆303，实现带动抽油杆2上行，并且滚筒主体306进行正传时可用于放出联动平衡牵引软杆304，配重箱401在引力的作用下，用于对滚筒主体306的转动力进行补偿，进而能够大大减小抽油杆2上行时动力总成305的电力消耗，实现节能目的。

其该水平式抽油机的节能增效原理是：以减速增矩联动平衡再加配重箱401的辅助配重来对抽油杆2上、下运行时的力进行补充，使抽油机在采液过程中达到使用很小的电力消耗，实现抽油机的采液工作，并且抽油杆2上、下运动中上冲程止点和下冲程至点换向时，其速度与凡尔球的落下速度相吻合，防止漏液，提高泵效、增加采油产量。

如图10所示，所述抽油杆2的上冲程止点为滚筒主体306移动至中心轴307的右侧位置（如图10所示的位置）。

如图11所示，所述抽油杆2的下冲程止点为滚筒主体306移动至中心轴307的左侧位置（如图11所示的位置）。

如图6所示，所述配重箱401可根据实际油井载荷需要，对配重箱401进行重量的加减调整。

如图1-2所示，所述油井的井口上设置有采油树井口21，所述采油树井口21上与抽油杆2之间设置有光杆密封器22。

所述油井内位于采油树井口21的下方设置有套管23和油管24。

所述抽油软质光杆303和联动平衡牵引软杆304的一端分别是通过压板或紧固件固定安装在壳体20上的。

所述抽油软质光杆303和联动平衡牵引软杆304是一种特殊钢丝绳，其整体结构是橡胶内包多条直径为5毫米钢丝绳压铸成型的，具有很好的抗拉、抗腐蚀、抗疲劳、耐磨性能，使单根抽油软质光杆303或联动平衡牵引软杆304工作牵引力超过了50吨，且抽油软质光杆303或联动平衡牵引软杆304的使用寿命可超过两年以上。

所述机体1的外部设置有固定设置有护罩19，所述护罩19用于保护机体1上安装的油机平衡节能联动机构。

如图1-11所示，在使用时，动力总成305输出动力驱动中心轴307带动滚筒主体306进行正反运动。

滚筒主体306转动时，绕缠在滚筒主体306上的抽油软质光杆303随滚筒主体306转动，形成抽油软质光杆303的上、下运动，使连接在抽油软质光杆303下端的抽油杆2在油井内进行上下运动，达到抽油的目的。

滚筒主体306转动时反向绕缠在滚筒主体306上的联动平衡牵引软杆304也同时随滚筒正反转动，进而带动配重箱401上下运动，配重箱401上下运动可产生配重的作用，达到节约动力总成305的动力消耗。

对于本领域的普通技术人员而言，根据本实用新型的教导，在不脱离本实用新型的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水平式抽油机，包括机体（1），机体（1）的一侧设置有抽油杆（2），其特征在于：机体（1）的上方设置有上顶平台（11），机体（1）上位于上顶平台（11）的上方固定设置有用于驱动抽油杆（2）上、下运行和对抽油杆（2）上、下运行时的力进行平衡的抽油机平衡节能联动机构。

2.根据权利要求1所述的一种水平式抽油机，其特征在于：抽油机平衡节能联动机构包括用于驱动抽油杆（2）上下移动的动力装置（3）和用于对抽油杆（2）上行和下行时的力进行平衡的配重联动装置（4）。

3.根据权利要求2所述的一种水平式抽油机，其特征在于：动力装置（3）包括转动设置在上顶平台（11）上方的滚筒总成，滚筒总成由动力总成（305）驱动转动，滚筒总成上缠绕布设有抽油软质光杆（303），抽油软质光杆（303）与抽油杆（2）固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种水平式抽油机，其特征在于：滚筒总成上位于抽油软质光杆（303）的两侧分别缠绕布设有联动平衡牵引软杆（304），联动平衡牵引软杆（304）与抽油软质光杆（303）的缠绕方向相反，联动平衡牵引软杆（304）与配重联动装置（4）连接。

5.根据权利要求4所述的一种水平式抽油机，其特征在于：机体（1）的上顶平台（11）上且位于滚筒总成的两侧活动设置有前过度轮（301）和后过度轮（302）。

6.根据权利要求5所述的一种水平式抽油机，其特征在于：滚筒总成包括中心轴（307），中心轴（307）上活动套设有滚筒主体（306），中心轴（307）与滚筒主体（306）之间传动连接。

7.根据权利要求6所述的一种水平式抽油机，其特征在于：滚筒主体（306）的外表面上靠近其中部的位置处开设有呈顺时针螺旋状布设的第一沟槽（308），第一沟槽（308）用于缠绕抽油软质光杆（303）。

8.根据权利要求7所述的一种水平式抽油机，其特征在于：滚筒主体（306）的外表面上位于第一沟槽（308）的两侧分别开设有呈逆时针螺旋状布设的第二沟槽（309），第二沟槽（309）用于缠绕联动平衡牵引软杆（304）。

9.根据权利要求8所述的一种水平式抽油机，其特征在于：配重联动装置（4）包括设置在后过度轮（302）下方的配重箱（401），配重箱（401）上固定安装有两对称设置的滑轮（402）。

10.根据权利要求9所述的一种水平式抽油机，其特征在于：配重箱（401）的上方且位于后过度轮（302）的一侧设置有固定安装点（403），联动平衡牵引软杆（304）远离滚筒主体（306）的一端绕过后过度轮（302）和滑轮（402）与固定安装点（403）固定连接。

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