CN2241224Y - 一种加装椭圆齿轮变速器的游梁抽油机 - Google Patents

Abstract

一种油田用游梁抽油机，是在普通游梁抽油机减速机的输出轴上再联结一个由两个节曲线全等的一阶椭圆齿轮经同侧焦点为轴啮合组成的变速器，将曲柄固定在其输出轴上构成的抽油机。利用椭圆对于焦点的不对称性，使电机匀速转动输入时曲柄以变角速转动输出，驴头悬点在上冲程时速度低，在下冲程时速度高，结合上下冲程中抽油机负载差异大的特性，可以达到近恒功率工况且功率峰值大大降低。同时延长了深井泵的吸入时间，提高泵效。

Description

一种加装椭圆齿轮变速器的游梁抽油机

本实用新型涉及一种油田用的节能高效游梁抽油机，属于石油开采机械技术领域。

普通游梁抽油机是由电机、圆柱齿轮减速机、曲柄连杆机构、游梁、支架、驴头、悬绳和平衡配重块构成，当电机的匀速转动通过减速机减速后转化成曲柄的匀速转动，再由连杆转换成游梁的往复摆动，通过驴头和旋绳转换成抽油杆的对称的往复直线运动，即抽油杆上下冲程对应点的运动速度大小相等而方向相反。但是，在上冲程是深井泵吸入过程，也是井筒中液体的提升过程，负荷大，从电机恒功率角度考虑要求速度低，同时，为防止引起原油脱气脱蜡，也要求速度低；而在下冲程是个恢复过程，负荷低，对速度没有严格要求，为提高效率应该采用较高速度，因此普通游梁抽油机既不符合电机恒功率要求，也不符合深井泵的工艺要求。

本实用新型的目的是提供一种新的游梁抽油机，它在重载的上冲程驴头速度低，加速度小，而在轻载的下冲程驴头速度高，加速度大，既能满足电机恒功率的要求，又能满足深井泵高泵效的工艺要求。

本实用新型的目的是这样实现的：加装椭圆齿轮变速器的游梁抽油机，由电动机、减速机、椭圆齿轮变速器、曲柄、连杆、游梁、支架、驴头、悬绳、底座、平衡配重构成，普通游梁抽油机的减速器输出轴与一个椭圆齿轮变速器的输入轴通过皮带/链条相连，曲柄与椭圆齿轮变速器的输出轴固定相连；电机、减速机、椭圆齿轮变速器及游梁支架均座固在底座上；连杆与曲柄铰接，平衡配重块固定在曲柄上，游梁座在支架上，一端与连杆铰接，另一端配驴头和悬绳；椭圆齿轮减速器由两个节曲线全等的一阶椭圆齿轮构成，在同侧的焦点位置上做两轴，两椭圆长轴顶点为初始啮合点，主支轴为距啮合点近的轴；曲柄位置与椭圆齿轮的初始啮合点相位相同。其平衡配重与曲柄的相位相同或超前曲柄6°～12°。当游梁水平状态时，曲柄轴线与连杆和游梁的铰支点不在一条垂直线上，悬点在上下死点位置时，曲柄不在竖直位置上。

由于采用本实用新型，使得抽油机在重载的上冲程速度低，而在轻载的下冲程速度高，达到近恒功率工况，且功率峰值大大降低，同时，延长了深井泵的吸入时间，满足了深井泵的工艺要求，提高了泵效，并可延长检泵周期。

下面结合附图，对本实用新型作进一步描述：

图1是本实用新型的椭圆齿轮变速器的工作原理图；

图2是本实用新型的第一个实施例的结构简图；

图2中：1-驴头，2-悬绳，3-游梁，4-支架，5-底座，6-椭圆齿轮变速器，7-曲柄，8-平衡块，9-链条，10-减速机，11-电机，12-皮带，13-连杆。

其设计原理：电机通过皮带将转速传至减速机，将转速降到要求数值后，通过链条/皮带输到椭圆齿轮速速器输入轴上，变带器输出的是变角速转动，通过曲柄和连杆后转换成游梁的不对称摆动，并将此摆动通过游梁另一端固定着的驴头和悬绳转换成抽油杆的不对称直线往复运动。参见图1，椭圆齿轮变速器中，两啮合的椭圆齿轮的节曲线为全等的一阶椭圆，其旋转轴为同侧焦点C1和C1′，初始啮合点为长轴之顶点A，且距主动轴O′最近传动中，啮合点永远落在两椭圆长轴之连线上，并可以实现定轴平稳传动。其瞬时传动比为i＝(1-e²)/(1+e²+2ecosφ)(e是椭圆离心率，φ是主动轮的转角)。若以被动轮短轴即焦点直径为剖分线，则前半周的传动比小于1，而后半周的传动比大于1，传一周的平均传动比等于1，从而输出轴的转速在变化。曲柄固定相位与椭圆齿轮变速器初始啮合点同相，椭圆齿轮初始啮合时驴头悬点处在上冲程中点。由于椭圆齿轮对于焦点直径不对称，所以在传动中输出转速不均匀，经过曲柄连杆及游梁驴头转换成悬绳的不对称往复直线运动，且在上冲程时速度低，下冲程时速度高。

当皮带12将电机11的匀转速传到减速机10，减速机10将转速降至要求值后，经营链条9输入到椭圆齿轮变速器6的输入轴，椭圆齿轮将输入的匀转速转变成变角速转动。曲柄固定在它的输出轴带动曲柄7和平衡配重块8转动，曲柄的固定相位与椭圆齿轮的初始啮合相位相同，经铰支在曲柄7和游梁3后端的连杆13，将变速旋转运动转换成游梁的不对称摆动，这种摆动通过固定在游梁前端的驴头1和悬挂在驴头1上的悬绳2转换成不对称的上下往复直线运动，拖动抽油杆在上冲程以较低的速度运动，下冲程以较高的速度运动，达到近恒功率工况并满足深井泵的吸入时间长的工艺要求。

Claims (4)

1.一种加装椭圆齿轮变速器的游梁抽油机，由电动机、减速机、椭圆齿轮变速器、曲柄、连杆、游梁、支架、驴头、悬绳、底座、平衡配重构成，其特征在于：普通游梁抽油机的减速器输出轴与一个椭圆齿轮变速器的输入轴通过皮带/链条相连，曲柄与椭圆齿轮变速器的输出轴固定相连；电机、减速机、椭圆齿轮变速器及游梁支架均座固在底座上；连杆与曲柄铰接，平衡配重块固定在曲柄上，游梁座在支架上，一端与连杆铰接，另一端配驴头和悬绳；椭圆齿轮减速器由两个节曲线全等的一阶椭圆齿轮构成，在同侧的焦点位置上有两轴，两椭圆长轴顶点为初始啮合点，主动轴为距啮合点近的轴。

2.根据权利要求1所述的加装椭圆齿轮变速器的游梁抽油机，其特征在于：曲柄位置与椭圆齿轮的初始啮合点相位相同。

3.根据权利要求1或2所述的加装椭圆齿轮变速的游梁抽油机，其特征在于平衡配重与曲柄的相位相同或超前曲柄6°～12°。

4.根据权利要求1或2所述的加装椭圆齿轮变速器的游梁抽油机，其特征在于游梁水平状态时，曲柄轴线与连杆和游梁的铰支点不在一条垂直线上，悬点在上下死点位置时，曲柄不在竖直位置上。

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