DE619004C

DE619004C - Drive device for deep well pumps or boring mills working according to the balancing process using an adjustable counterweight arranged on the crankshaft

Info

Publication number: DE619004C
Application number: DEP67513D
Authority: DE
Original assignee: Phillips Petroleum Co
Current assignee: Phillips Petroleum Co
Priority date: 1933-05-12
Filing date: 1933-05-12
Publication date: 1935-09-20

Description

Es ist bekannt, bei Tiefbrunnenpumpen, die nach dem Balancierverfahren arbeiten, die Schubstange mittels einer Kurbelwelle anzutreiben. Man hat auch schon Antriebsvorrichtungen beschrieben^ bei denen die Schubstange längs der Kurbel verstellbar ist.It is known that in deep well pumps that work according to the balancing process Drive the push rod by means of a crankshaft. One already has propulsion devices described ^ in which the push rod is adjustable along the crank.

Gegenstand der Erfindung ist eine nach dem Balancierverfahren arbeitende Antriebsvorrichtung für Tiefbrunnenpumpen oder -bohrwerke, bei der ein auf der Kurbelwelle angeordnetes verstellbares Gegengewicht verwendet wird und die eine feine Verstellbarkeit des Gegengewichtes um den Kurbelarm und ferner eine Feinverstellung des Angriffspunktes der Schubstange auf dem Kurbelarm ermöglicht. Auf diese Weise kann eine genaue Anpassung der für die Kraftübertragung und Materialbeanspruchung maßgeblichen Größen, wie Hub, Phasenverschiebung des Ausgleichsgewichtes und Angriffswinkel der Schubstange, an die herrschenden Betriebsverhältnisse erreicht werden.The subject of the invention is a drive device operating according to the balancing method For deep well pumps or boring mills using an adjustable counterweight arranged on the crankshaft and the fine adjustability of the counterweight around the crank arm and also a fine adjustment of the point of application the push rod on the crank arm. This allows a precise adjustment of the power transmission and material stress relevant variables such as stroke, phase shift of the balance weight and angle of attack the push rod to which the prevailing operating conditions can be achieved.

Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung wird in der Weise durchgeführt, daß das Gegengewicht mit Hilfe einer in ihm angebrachten bogenförmigen Schlitzführung um den in Umfangsrichtung verstellbar auf der Kurbelwelle angebrachten Kurbelarm verstellbar ist und die den Kurbelarm mit dem Balancier verbindende Schubstange mit ihrem an dem Kurbelarm befestigten Ende in einer Schlitzführung des Kurbelarms längs verstellbar ist. Die Schubstange ist ferner mit ihrem mit dem Balancier verbundenen Ende in einem auf dem Balancier in der Längsrichtung verschiebbaren Lager gelagert. Die Verstellbarkeit des Kurbelarms auf der Kurbelwelle wird dadurch herbeigeführt, daß der Arm zapfenartig in das hülsenförmige Ende der Kurbelwelle eingreift und an dem Kurbeiarm und der Kurbelwelle stirnseitig radial gerichtete Zähne, angebracht sind.The drive device according to the invention is carried out in such a way that the counterweight is adjustable with the help of an arc-shaped slot guide mounted in it around the crank arm mounted on the crankshaft adjustable in the circumferential direction and the push rod connecting the crank arm to the balancer with its end attached to the crank arm in a Slot guide of the crank arm is adjustable lengthways. The push rod is also supported with its end connected to the balancer in a bearing that is displaceable in the longitudinal direction on the balancer. The adjustability of the crank arm on the crankshaft is brought about by the fact that the arm engages like a pin in the sleeve-shaped end of the crankshaft and radially directed teeth are attached to the crank arm and the crankshaft.

Durch die verschiedenen Einstellungsmöglichkeiten der Antriebsvorrichtung nach der Erfindung und insbesondere durch die Möglichkeit der Verschiebung .des Angriffspunktes der Schubstange am Waagebalken kann auch bei der Höchstbelastung der Pumpe dafür gesorgt werden, daß die Triebkraft in einem Winkel am Waagebalken angreift, der eine große, wirksame und eine kleine, unwirksame Komponente gewährleistet. Ein weiterer Vorteil der nach der Erfindung vorhandenen Einstellungsmöglichkeiten der Antriebsvorrichtung besteht darin, daß ein zu schneller Übergang von der Mindest- zur Höchstbelastung verhindert und in seiner Wirkung abgeschwächt wird.Through the various setting options of the drive device according to the Invention and in particular through the possibility of shifting the point of attack the push rod on the balance beam can do this even with the maximum load on the pump be ensured that the driving force acts at an angle on the balance beam, the one large, effective and a small, ineffective component guaranteed. Another advantage the setting options of the drive device available according to the invention consists in the fact that a too rapid transition from the minimum to the maximum load prevented and weakened in its effect.

Die Besonderheiten der Erfindung und die mit ihr zu erzielenden Fortschritte lassen sich folgendermaßen zusammenfassen:Let the special features of the invention and the progress that can be made with it can be summarized as follows:

i. eine wirksamere Kraftentfaltung bei der Umsetzung einer drehenden in eine hin und her gehende Bewegung;i. a more effective power delivery when converting a turning into a and moving motion;

2. ein wirksameres Mittel zur Umsetzung einer drehenden in eine hin· und her gehende Bewegung durch Veränderung der Länge des Pump- oder Bohrhubes;2. A more effective means of converting a rotating into a reciprocating one Movement by changing the length of the pumping or drilling stroke;

3. Mittel, um die Wirkung der Kreisbewegung der Kurbel auf 'die Pfostenlager bzw. die einer anderen Vorrichtung zu beseitigen,- wenn eine Kurbel zur Ausführung der Arbeit nicht wirksam verwendet werden kann;3. Means to the effect of the circular motion of the crank on 'the post bearing or that of another device, - if a crank is used the work cannot be used effectively;

4. verbesserte Vorrichtung zum einstell-» baren Auswuchten der Kurbelwelle, wodurch ein Mindestmaß an Geschwindigkeitsänderung in Verbindung mit einer verminderten Beanspruchung erreicht werden kann;4. improved device for setting » able balancing of the crankshaft, creating a minimum level of speed change in conjunction with a reduced Stress can be achieved;

5. ein einstellbares Gegengewicht, das mit der übrigen Vorrichtung so verbunden ist, daß der dabei sonst vorhandene schnelle Übergang von der Mindest- zur Höchstbelastung beim Pumpen von Ölquellen beseitigt werden kann;5. an adjustable counterweight that is connected to the rest of the device in such a way that that the otherwise rapid transition from the minimum to the maximum load can be eliminated when pumping oil wells;

6. ein einstellbares Ausgleichsgewicht, das in die wirksamste Gegenstellung¹ zur Höchstlast gebracht werden kann;6. an adjustable balance weight that can be brought into the most effective counter-position ¹ to the maximum load;

7. Mittel zum leichten und- schnellen Trennen der Kurbel und des Gegengewichtes von der Kurbelwelle, wenn diese Teile zur wirksamen Durchführung der Arbeit nicht brauchbar sind.7. Means for easy and quick separation of the crank and the counterweight from the crankshaft when these parts are not usable to effectively carry out the work are.

Die oben angedeuteten Erfindungsgegenstände sind weiter unten näher beschrieben und in der beiliegenden Zeichnung veranschaulicht. In der Zeichnung sind Abb. ι eine Seitenansicht der verbesserten Pump- oder Bohrvorrichtung für Quellen,The subjects of the invention indicated above are described in more detail below and illustrated in the accompanying drawing. In the drawing are Fig. Ι a side view of the improved Pumping or drilling device for wells,

Abb. g ein Schnitt durch eine Einzelheit gemäß Linie 2-2 der Abib: 1,Fig.g a section through a detail according to line 2-2 of Abib: 1,

Abb. 3 ein Schnitt durch eine Einzelheit gemäß Linie 3-3 der Abb. 1, Abb. 4 ein Grundriß des inneren Kurbelendes, Fig. 3 is a section through a detail according to line 3-3 of Fig. 1, Fig. 4 is a plan view of the inner end of the crank,

Abb. 5 eine Endansicht der Kurbelwelle, Abb. 6 eine Ansicht, des angetriebenen Endes der Schwinge bzw, des Balanciers mit dem/verbesserten einstellbare» Bügellager, Abb. 7 ein Grundriß- der Abb. 6 und Abb. 8 ein teil weiser Querschnitt dttroh" eine Einzelheit,; woraus-ersichtlich" ist, wie der Bügel das obere Ende der· Schubstange mit dem einstellbaren Lager verbindet.Fig. 5 is an end view of the crankshaft; Fig. 6 is a view of the driven one End of the swing arm or the balancer with the / improved adjustable »bracket bearings, Fig. 7 a plan of Fig. 6 and Fig. 8 a partial cross-section dttroh " a particular; from what-can be seen "how the bracket connects the upper end of the push rod to the adjustable bearing.

In den Abbildungen bezeichnet 9 einen der üblichen Lagerpfosten, der die von einer nicht dargestellten Riemenscheibe angetriebene Kurbelwelle 10 trägt. An der Welle ist eine Kurbeln befestigt, die eine Schubstange 12 antreibt, die an ihrem oberen Ende mit dem _:,;, Antriebsende einer Schwinge bzw. eines Balanciere 13 verbunden ist. Die Schwinge ist bei 14 auf einem Pfosten 15 drehbar gelagert; ihr anderes Ende ist mit einer Hängestange 16 versehen, die mit einer Klemme 17 an der in der Verrohrung 19 der Quelle hin und her gehenden blanken Stange 18 befestigt ist- Die letztere Stange betätigt das gewöhnliche Gestänge, das das - Hochpumpen der Flüssigkeit durch die Verrohrung bewirkt.In the figures, 9 denotes one of the usual bearing posts, which carries the crankshaft 10 driven by a pulley (not shown). On the shaft a crankset is mounted which drives a push rod 12 which at its upper end with _the:;, drive end is connected to a rocker arm or a Xtra. 13 The rocker is rotatably mounted at 14 on a post 15; its other end is provided with a hanging rod 16 which is attached by a clamp 17 to the bare rod 18 reciprocating in the tubing 19 of the source - the latter rod operates the ordinary rod which allows the fluid to be pumped up through the tubing causes.

Wie aus den Abb. 1 und 2 am besten ersichtlich, ist das eine Ende der Kurbelwelle mit einer zylindrischen Hülse io^a versehen, die in dem hohlen Teil io^& der Welle gebildet ist. Die Kurbel 11 besitzt einen zylindrischen Zapfen 1 i^a, der in die drehbare Hülse eingepaßt ist, und ist mit der Welle in geeigneter Weise, z.B. durch Schrauben n^&, fest verbunden. Um die Befestigung zu sichern, ist die Kurbel mit radialen Zähnen n^c versehen, die in entsprechende Zähne io^c am äußeren Ende des hohlen Wellenteils eingreifen. Hierdurch wird ein leichtes Abnehmen der Kurbel im Bedarfsfalle und andererseits eine Befestigung der Kurbel in verschiedenen Stellungen auf der Welle ermöglicht.As best seen in Figs. 1 and 2, one end of the crankshaft is provided with a cylindrical sleeve io ^a formed in the hollow portion io ^{& of} the shaft. The crank 11 has a cylindrical pin 1 i ^a , which is fitted into the rotatable sleeve, and is firmly connected to the shaft in a suitable manner, for example by screws n ^&. In order to secure the fastening, the crank is provided with radial teeth n ^c which engage in corresponding teeth io ^c on the outer end of the hollow shaft part. This enables the crank to be easily removed if necessary and, on the other hand, to be attached to the shaft in various positions.

Zwecks Einstellung der Schubstange 12 in bezug auf die Kurbel ist letztere mit einem radialen Schlitz n** versehen, in dem die Wurzel 1 i^e des Kurbelzapfens 23 einstellbar liegt. Zur Feststellung des Kurbelzapfens in beliebiger Lage in dem Schlitz dient eine Mutter 23^s mit Unterlegscheibe 23^s.For the purpose of adjusting the push rod 12 with respect to the crank, the latter is provided with a radial slot n ** in which the root 1 i ^{e of} the crank pin 23 is adjustable. ^{A nut 23 s} with washer 23 ^s is used to fix the crank pin in any position in the slot.

Aus Abb. ι ist zu erkennen, daß die Kurbel mit einer Gradmarkierung 23« zur Feststellung der Lage des Kurbelzapfens versehen ist. Gemäß der Erfindung ist ein segmentf örmiges Gegengewicht 22 mit einer Nabe 22° versehen, die sich um den hohlen Teil der Kurbelwelle drehen kann. Das Gegengewicht besitzt einen bogenförmigen Schlitz 22^Ö zur Aufnahme eines durch die Kurbel 11 hindurchgehenden Bolzens 22". Dieser Bolzen kann zum gegenseitigen Festklemmen von Kurbel und Gegengewicht und zur Einstellung des Gewichts in verschiedenen Stellungen in bezug auf die Kurbel dienen. Da Kurbel und Gegengewicht miteinander verbunden sind, so wird beim Abnehmen der Kurbel von der Welle auch das Gegengewicht von dieser entfernt. Das Gegengewicht ist mit einer bogenförmigen Vertiefung 22* versehen, in die die Kurbel hineinragt und die mit einer Gradteilung 22^e versehen ist, die zum genauen Festziehen des Bolzens 22^C in der richtigen Lage verwendet wird.From Fig. 1 it can be seen that the crank is provided with a degree mark 23 ″ to determine the position of the crank pin. According to the invention, a segment-shaped counterweight 22 is provided with a hub 22 ° which can rotate about the hollow part of the crankshaft. The counterweight has an arcuate slot 22 ^Ö for receiving a bolt 22 "passing through the crank 11. This bolt can serve to clamp the crank and counterweight together and to adjust the weight in different positions with respect to the crank. The crank and counterweight together are connected, so when removing the crank from the shaft and the counterweight is removed therefrom. the counterweight is provided with an arcuate recess 22 *, into which projects the crank and 22 ^e is provided with a graduation scale, the for accurately tightening the Bolt 22 ^{C is used} in the correct position.

Ein Bügel 20 ist am unteren Ende mit der .Schubstange verbunden und am oberen Ende mit einem Drehzapfen 20° versehen, der sich ng in dem Lager 21 befindet. Dieses Lager ist, wie am besten aus Abb. 7 zu ersehen, mit Schlitzen 21° versehen, die sich längs "zu der Schwinge 13 erstrecken und Schrauben oder Bolzen 2i^& aufnehmen, die zum einstellbaren Befestigen· des Lagers an der Schwinge dienen. Auf der Schwinge kann eine Grad-A bracket 20 is connected to the push rod at the lower end and is provided at the upper end with a pivot pin 20 ° which is located in the bearing 21. As can best be seen in Fig. 7, this bearing is provided with slots 21 ° which extend longitudinally to the rocker 13 and ^{receive screws or bolts 2i &} which serve for the adjustable fastening of the bearing to the rocker the swing arm can be one degree

einteilung 21^c angeordnet sein, die mit einem Markierungsstrich 2i^ö des Lagers zusammenwirkt, um das Lager in der richtigen Lage befestigen zu können.division 21 ^{c be} arranged, which cooperates with a marking line 2i ^ö of the bearing in order to be able to fasten the bearing in the correct position.

Abgeänderte Einzelheiten dieser Vorrichtung fallen aus dem Rahmen der Erfindung nicht heraus.Modified details of this device fall outside the scope of the invention not out.

Claims

Patent claims:

i. Drive device operating according to the balancing process for deep well pumps or boring mills using an adjustable counterweight arranged on the crankshaft, characterized in that the counterweight (22) is adjustable in the circumferential direction on the crankshaft ^{with the aid of an arcuate slot guide (22 6 ') attached to it} attached crank arm (11) is adjustable and that the push rod (12) connecting the crank arm with the balancer (13) is longitudinally adjustable with its end attached to the crank arm in a slot guide of the crank arm and with its end connected to the balancer in a bearing (21 ') which can be displaced in the longitudinal direction on the balancer is mounted.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the pin-like (ii ^a ) in the sleeve-shaped end (10) of the crankshaft engaging crank arm on the crankshaft by radially directed teeth attached to the front of the crank arm (11) and the crankshaft 'is adjustable .

1 sheet of drawings