CN2525275Y - 摆轮式增程抽油机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种地面抽吸原油的摆动式增程抽油机，主要特征是：在机架顶部设有摆动增程机构，是由摆轮、拨轴组件和摇臂组成，其中，拨轴组件与摆轮刚性连接，其伸出端卡在摇臂的导槽中，摇臂通过摇臂轴固定在摆轮中心轴的下部，两轴间回转中心的距离与拨轴在摆轮上的固定半径相等。当摇臂摆动时，可通过拨轴带动摆轮实现大摆角往复摆动，利用摆轮摆动的角度始终是摇臂摆动角的两倍，达到增程的目的。

Description

摆轮式增程抽油机

本实用新型涉及一种机械采油设备，特别适用于油田地面抽吸原油的无游梁摆轮式增程抽油机。

在公知的技术中，油田通常使用的游梁式抽油机因其结构特性所限，有它固有的缺陷，体积庞大、能耗高、载荷性能差，尤其是不易实现长冲程。目前，国内对长冲程抽油机的研究较多，有很多文献和专利，其方案有采用转向可逆电动机或液压马达带动滚筒正反转，实现长冲程抽油，有的是采用六连杆的方法来增大游梁机的冲程，有的是利用滑轮组、齿轮传动增程的办法，构成天轮式抽油机，如：采用大小轮缠绳增大冲程的复合天轮式长冲程抽油机，有的是将游梁和驴头作成一扇形体，在连杆的推动下使扇形体做大摆角的摆动，实现长冲程作业，等等这些方案都取得了不同程度的经济效益，但也存在着不同程度的缺陷，如：结构复杂、可靠性差、不皮实、维修管理不便、平衡效果差、电能消耗大等。

本实用新型的目的在于克服上述已有技术的不足而提供一种结构简单、重量轻、平衡效果好、节能省材、便于维修管理、并且容易实现长冲程的摆轮式增程抽油机。

实现本实用新型的目的所采取的技术方案是：该机主要由电机、减速器、底座、机架、曲柄、连杆、平衡重、抽油杆等零部件组成，其特征是：机架顶部设有摆动增程机构，是由摆轮、拨轴组件和摇臂组成，拨轴组件与摆轮刚性连接，其伸出端卡装在摇臂上设置的导槽中，摇臂通过摇臂轴固定在摆轮中心轴的下部，与连杆连接，(由曲柄、连杆、摇臂组成四连杆换向机构)，连杆在曲柄的作用下，带动摇臂反复摆动，又通过拨轴驱动摆轮作大摆角的往复摆动，拨轴在摆轮上的固定半径与摇臂回转中心到摆轮上的回转中心距离相等，利用摆轮摆动的角度始终是摇臂摆动角的两倍，达到增程的目的。在摆轮上缠绕有方向相反的钢丝绳，分别悬挂抽油杆和平衡重并带动其作上下往复运动，构成抽油机天平式的直接平衡。该机利用摆动增程机构，四连杆换向机构及摆轮直接悬挂平衡的方式实现抽油机长冲程的抽吸作业。

下面利用附图进一步描述本实用新型的实施例。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中拨轴组件11的结构示意图；

图3是图1中平衡重6的结构示意图；

图4是图3中导向滚轮组件结构示意图。

在图1中，各符号分别表示为：电机1、减速器2、曲柄3、连杆4、刹车装置5、平衡重6、底座7、梯子8、操作平台9、摇臂10、拨轴11、摆轮12、摆轮中心轴13、摇臂轴14、抽油杆钢丝绳15、平衡重钢丝绳15a、抽油杆16、机架17、。

参看图1，该机利用设置的摆动增程机构，四连杆换向机构及摆轮直接悬挂平衡的方式实现长冲程的抽吸作业。其工作过程是：电机1单向旋转，将动力经皮带轮传至减速器2，并带动减速器的曲柄3旋转，曲柄3经连杆4带动摇臂10摆动，拨轴11与摆轮2刚性连接，拨轴11又卡在摇臂10的导槽中，摇臂10摆动时将通过拨轴11带动摆轮12实现大摆角摆动；在摆轮12上缠绕有方向相反的钢丝绳15、15a，并分别悬挂抽油杆16和平衡重6，摆轮12摆动时将带动平衡重6和抽油杆16往复上升和下降，从而构成一种摆动式增程抽油机。

为了便于拆装、维修和管理，该机的结构布局为：减速器2和电机1装在下部的底座7上，机架17是由角钢或槽钢组焊成的行架结构，顶部安装摆动增程机构，下部和底座7连接，并设有梯子8和操作平台9。刹车装置5由公知的刹把、拉杆、凸轮、刹瓦组成，可以保证曲柄3停在任何位置。曲柄3上加工有两个曲柄销孔，通过调整曲柄销在曲柄上的位置，可以得到不同的冲程长度。在摆动增程机构中，摆轮12是由大小两个半圆体组合构成，两者之间以铰接的方式连接，为减小配合间隙，两半圆体的结合面上设有锥形体或弧形体或多边形体的凸凹状配合的结合件，采用此种方式，可完全克服两半圆体接触面上所产生的上下交变力。从而有效地避免了摆轮在重负荷运转时产生较大的噪声。摆轮12前部的小半圆体为可偏转部分，当需要进行修井作业时，人站在抽油机顶部的操作平台9上，可将摆轮12前部的小半圆体搬转160°，让开井口，以保证修井或洗井作业有足够的空间。

参看图2，拨轴组件是由拨轴11、连接法兰11₁、方套11₂、调心铰链轴11₃、立轴11₄、组成，其中，拨轴11设置成方轴头的半轴式，通过方套11₂对称连接在调心铰链轴11₃的两端，采用方轴头连接可减轻或消除拨轴连接法兰上螺栓的剪切力，并通过连接法兰11₁可有效的防止拨轴11在负载运转中产生轴向串动；调心铰链轴11₃通过立轴11₄固定在摆轮12上，摆轮12和拨轴11通过调心铰链轴11₃连接在一起，可使减速器两侧连杆受力均衡；拨轴11的伸出端卡装在摇臂10上设置的导槽中，摇臂10通过摇臂轴14固定在摆轮中心轴13的下部，与连杆4连接，(由曲柄3、连杆4、摇臂10组成四连杆换向机构)，连杆4在曲柄3的作用下，带动摇臂10反复摆动，又通过拨轴11驱动摆轮12作大摆角的往复摆动，拨轴11在摆轮12上的固定半径与摇臂回转中心到摆轮上的回转中心距离相等，利用摆轮12摆动的角度始终是摇臂10摆动角的两倍，达到抽油机增程的目的。平衡重钢丝绳15a和抽油杆钢丝绳15都缠绕在摆轮12上，方向相反，当抽油杆16上升时，平衡重6下降，平衡重6上升时，抽油杆16下降，构成抽油机天平式的直接平衡。采用此种方式，可用于相抵抽油杆的载荷，减小曲柄轴的扭矩。并通过摆轮直接悬挂平衡的方式，可提高其平衡效果，降低减速器输出轴的峰值扭矩，增大抽油机的提升能力，减少功率消耗，降低采油成本。

参看图3，在本案中，平衡重6采用固定平衡重和调整平衡重的组合方式，下部为固定平衡重6₁，上部为调整平衡重6₂，平衡重通过吊重杆6₅和悬绳器16₆悬挂在平衡钢丝绳15a上，调整平衡重6₂采用箱体式并通过螺杆悬挂在固定平衡重6₁上。在现场作业中，可根据抽吸载荷所需，利用在箱体中增减小块状平衡块的方式，达到方便调节平衡的目地，省去了动用吊车等辅助设备的烦琐程序。

参看图4，由于平衡重是通过吊重杆6₅和悬绳器6₆悬挂在平衡重钢丝绳15a上，为防止平衡重在上下往复运动中产生偏摆，在箱体的两侧旁，设置有控制平衡重偏摆的定向滚轮组件6₃，该组件是由固定板6₇、滚轮6₈、轮轴6₉、轴承6₁₀、定位导向件6₄组成，其中，滚轮6₈通过轮轴6₉连接在固定板6₇上，其上开有圆弧槽，并对称卡装在定位导向件上6₄，定位导向件6₄采用管件或钢丝绳，上端与机架7顶部连接，滚轮6₈随着平衡重的上下往复运动，可沿管件或钢绳上下滚动。

按照上述方案制成的摆轮式增程抽油机，具有结构紧凑、整机体积小、重量轻、安装简单等优点，尤其是该机利用摆动增程机构，四连杆换向机构及摆轮直接悬挂平衡的方式实现长冲程，使该机最大冲程可达10米，由于长冲程低冲次的实现，可降低冲程损失，提高抽油效率，增加产液量。同时利用摆轮直接悬挂平衡的天平式的结构，可将抽油机的平衡度由原游梁机70％的平衡度提高到95％以上，从而使减速器输出轴的峰值扭矩大大降低，增大了抽油机的提升能力，降低了抽油机的能耗，达到节能省材的目的。该机与同参数的游梁机相比，重量及成本指标，比常规游梁机降低20％，减速器扭矩指标，比常规游梁机下降30％，电机功率减小，可节电25％～30％；由于抽油杆的载荷在摆轮上被平衡掉，传动件传递的力是抽油杆载荷与平衡重的差值，大大减轻了传动件的负荷，提高了传动件的寿命，使该机更加皮实、可靠、寿命长，易损件少，便于维修。

Claims (4)

1、一种摆动式增程抽油机，主要由电机[1]、减速器[2]、曲柄[3]、连杆[4]、刹车装置[5]、平衡重[6]、底座[7]、抽油杆[16]、机架[17]等零部件组成，其特征在于：机架顶部设有摆动增程机构，是由摆轮[12]、拨轴组件和摇臂[10]组成，其中，拨轴组件与摆轮[12]刚性连接，其伸出端卡装在摇臂[10]上设置的导槽中，摇臂[10]通过摇臂轴[14]固定在摆轮中心轴[13]的下部，两轴间回转中心的距离与拨轴[11]在摆轮[12]上的固定半径相等，在摆轮[12]上缠绕有方向相反的钢丝绳[15、15a]，并分别悬挂抽油杆[16]和平衡重[6]。

2、根据权利要求1所述的摆动式增程抽油机，其特征在于：摆轮[12]是由大小两个半圆体组合构成，两者之间以铰接的方式连接，两半圆体的结合面上设有锥形体或弧形体或多边形体的凸凹状配合的结合件。

3、根据权利要求1所述的摆动式增程抽油机，其特征在于：拨轴组件是由拨轴[11]、连接法兰[11₁]、方套[11₂]、调心铰链轴[11₃]、立轴[11₄]组成，其中，拨轴[11]设置成方轴头的半轴式，通过方套[11₂]对称连接在调心铰链轴[11₃]的两端，调心铰链轴[11₃]通过立轴[11₄]固定在摆轮[12]上。

4、根据权利要求1所述的摆动式增程抽油机，其特征在于：平衡重[6]是由固定平衡重[6₁]和调整平衡重[6₂]两部分组成，调整平衡重[6₂]采用箱体式盛装小块状平衡块的方式，箱体的两侧设置有控制平衡重偏摆的定向滚轮组件[6₃]，该组件是由固定板[6₇]、滚轮[6₈]、轮轴[6₉]、定位导向件[6₄]组成，其中，滚轮[6₈]通过轮轴[6₉]连接在固定板[6₇]上，滚轮[6₈]上开有圆弧槽并对称卡装在定位导向件[6₄]上，定位导向件[6₄]采用管件或钢丝绳，上端与机架[17]顶部连接。

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