專利名稱：四連桿式抽油機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及-一種抽油機(jī)，具體是一種采用四連桿機(jī)構(gòu)作為傳動機(jī)構(gòu)的抽油機(jī)。
技術(shù)背景 油田勘探采油中，石油的開采技術(shù)至關(guān)重要，抽油機(jī)是采油過程中的關(guān)鍵設(shè)備；目前在采油過程中，抽油機(jī)普遍存在質(zhì)量重、耗能大的缺點，采油過程中抽油機(jī)的能耗所發(fā)生的生產(chǎn)成本有時占到整個采油成本的50%以上。目前普遍采用的抽油機(jī)主要有兩類-游梁式抽油機(jī)與直線電機(jī)抽油機(jī)，其中游梁式抽油機(jī)(俗稱"磕頭機(jī)"或"叩頭機(jī)")具有性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單的特點，占據(jù)著國內(nèi)外抽油機(jī)市場的主導(dǎo)地位，但存在最大不足是因配備巨大的驢頭而使得質(zhì)量重、傳動能耗大；直線電機(jī)抽油機(jī)相比于游梁式抽油機(jī)，能耗有所降低，但是因為抽油過程具有超大載荷、長沖程、低周次的特點，因而；直線電機(jī)抽油機(jī)需要建造體形非常龐大的直線電機(jī)塔臺，造價成本非常高，且移動不及游梁式抽油機(jī)方便，另一方面直線電機(jī)塔臺離油井口距離太近，存在安全隱患，因而在實際生產(chǎn)中依然很少采用。因此，提出一種質(zhì)量小、能耗低、且便于移動的抽油機(jī)，對于提高采油效率、降低采油能耗均具有非常重要的工業(yè)價值。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型針對目甜上述的問題與現(xiàn)狀，設(shè)計提出了一種四連桿式抽油機(jī)，通過采用配重平衡塊、四連桿傳動機(jī)構(gòu)、手輪移位機(jī)構(gòu)，可以大大降低抽油機(jī)的質(zhì)量和采油能耗，同時便于移動。
本實用新型為實現(xiàn)上述解決的問題所采用技術(shù)方案是在可移動底座上分別搭建鋼結(jié)構(gòu)支架與立梁，立梁上安裝配重平衡塊、驅(qū)動機(jī)構(gòu)、滑輪等；在支架平臺上安裝手輪移位結(jié)構(gòu)和軸承座，軸承座支承起四連桿傳動機(jī)構(gòu)且軸承中心C為四連桿傳動機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動中心；四連桿傳動機(jī)構(gòu)的一端A懸掛連接抽油機(jī)連桿的柔性連繩，另一端E與立梁上的驅(qū)動機(jī)構(gòu)直線運動執(zhí)行單元相連。
按上述方案，四根桿AF、 BC、 CD、 EF構(gòu)成的四連桿傳動機(jī)構(gòu)，其作用類似于游梁式抽油機(jī)的游梁，屬于繞支架平臺上軸承座中心C轉(zhuǎn)動的"梁"，但由于本實用新型中采用桿構(gòu)件，則重量會大幅度降低；另一方面，四根桿之間通過轉(zhuǎn)動銷連接后形成BCDF平行四邊形機(jī)構(gòu)，且保證任何時候機(jī)構(gòu)ABC、 CDE總為相似三角形，由機(jī)構(gòu)運動學(xué)知道，通過計算對四桿的長度進(jìn)行合理配比，總可以實現(xiàn)A、 E兩點在垂直方向上的直線運動軌跡，因此，本實用新型中沒有了笨重的"驢頭"構(gòu)件，從而將抽油機(jī)的質(zhì)量和運動中的能耗可以大幅度的降低。
按上述方案，在支架平臺上安裝有手輪移位機(jī)構(gòu)，手輪移位機(jī)構(gòu)主要包括手輪和水平螺桿，轉(zhuǎn)動手輪使得水平螺桿發(fā)生轉(zhuǎn)動，配合在螺桿上的螺母副將帶動軸承座作水平移位，從而可以調(diào)節(jié)四連桿傳動結(jié)構(gòu)的A點空間位置，實現(xiàn)抽油機(jī)連桿與油井口的準(zhǔn)確對位。
按上述方案，在明確提取石油所需要的重量W和AC、 CE水平距離后，由杠桿原理知道，若AC/CE二n，則配重平衡塊的重量應(yīng)該位nW，從而可以很容易的實現(xiàn)平衡塊準(zhǔn)確配重；在配重平衡塊的作用下，驅(qū)動機(jī)構(gòu)只需要耗費很小的能量，就可以驅(qū)動直線運動執(zhí)行單元的E點作垂直方向直線運動，通過四連桿傳動結(jié)構(gòu)作用，帶動A點的垂直方向運動，實現(xiàn)采油作業(yè)。
按上述方案，直線運動執(zhí)行單元使得E點垂直方向上運動S位移，由杠桿原理知道A點將運動nS位移，正好滿足了抽油機(jī)長沖程的運動要求，且提取石油的重量W主要通過配重平衡塊來解決，驅(qū)動機(jī)構(gòu)的電機(jī)功耗大大減小，提高了作業(yè)效率卻降低了能耗。
本實用新型主要優(yōu)點在于通過采用四連桿傳動結(jié)構(gòu)和配重平衡塊，可以大幅度降低抽油機(jī)的質(zhì)量和抽油能耗，同時，手輪移位機(jī)構(gòu)可以很方便的實現(xiàn)抽油機(jī)連桿對井口；另一方面，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、體積小、性能可靠。


圖1為本實用新型實施例的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1.底座,2.配重平衡塊,3.立梁，4.傳動帶，5.驅(qū)動機(jī)構(gòu)的直線運動執(zhí)行單元,6.四連桿傳動機(jī)構(gòu),7.手輪移位機(jī)構(gòu),8.軸承座9.支架，10.柔性連繩,11.抽油機(jī)連桿,12.支架平臺.
具體實施方式
在圖1中，可移動底座(1)上分別同時搭建鋼結(jié)構(gòu)支架(9)與立梁(3)，立梁(3)上安裝配重平衡塊(2)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)的直線運動執(zhí)行單元(5)、滑輪、傳動帶(4)等；在支架平臺(12)上安裝有手輪移位機(jī)構(gòu)(7)和軸承座(8)，軸承座(8)支承起四連桿傳動機(jī)構(gòu)(6)且軸承中心C為四連桿傳動機(jī)構(gòu)(6)的轉(zhuǎn)動中心；四連桿傳動機(jī)構(gòu)(6)的--端A懸掛連接抽油機(jī)連桿(ll)的柔性連繩(IO)，另一端E與立梁(3)上驅(qū)動機(jī)構(gòu)的直線運動執(zhí)行單元(5)E點相連。
在圖1中，四連桿傳動機(jī)構(gòu)(6)由四根桿AF、 BC、 CD、 EF通過銷連接而成桿AF與BC在B點用轉(zhuǎn)動銷連接，桿BC與CD在C點用轉(zhuǎn)動銷連接，桿CD與EF在D點用轉(zhuǎn)動銷連接，桿EF與AF在F點用轉(zhuǎn)動銷連接，四根桿AF、 BC、 CD、 EF通過轉(zhuǎn)動銷連接后形成BCDF平行四邊形機(jī)構(gòu)，且保證任何時候機(jī)構(gòu)ABC、 CDE總為相似三角形，四連桿傳動機(jī)構(gòu)(6)類似于游梁式抽油機(jī)的游梁，因本實用新型中采用組合桿構(gòu)件代替梁，因而重量會大幅度降低，另一方面，由于任何時候機(jī)構(gòu)ABC、 CDE總為相似三角形，由機(jī)構(gòu)運動學(xué)知道，通過計算對四桿的長度進(jìn)行合理配比，總可實現(xiàn)A、 E兩點在垂直方向上的直線運動軌跡，因此本實用新型中沒有了笨重的"驢頭"構(gòu)件，從而使得抽油機(jī)質(zhì)量和運動中的能耗進(jìn)一步大幅度的降低。
在圖1中，手輪移位機(jī)構(gòu)(7)主要包括手輪和水平螺桿，轉(zhuǎn)動手輪使得水平螺桿發(fā)生轉(zhuǎn)動時，配合在螺桿上的螺母副將帶動軸承座(8)作水平移位(如圖中箭頭方向所示)，從而可以調(diào)節(jié)四連桿傳動結(jié)構(gòu)(6)A點空間位置，實現(xiàn)抽油機(jī)連桿(ll)與油井口的準(zhǔn)確對位。
在圖1中，在明確提取石油需要的重量W和調(diào)整好AC、 CE水平距離后，由杠桿原理知道，若AC/CE-n(如圖設(shè)CE-X， AC二nX)，則配重平衡塊(2)的重量為nW，這是確定配重平衡塊重量的依據(jù)；本實用新型作業(yè)狀態(tài)下，立梁(3)上的驅(qū)動機(jī)構(gòu)動作，使得其直線運動執(zhí)行單元(5)的E點垂直方向上運動S位移(如圖中方向所示)，同樣由杠桿原理可確定A點將運動nS位移，正好滿足了抽油機(jī)長沖程的運動要求，同時山于提取石油所需的重量W主要通過配重平衡塊(2)來解決，驅(qū)動機(jī)構(gòu)只需要耗費很小的能量，就可以驅(qū)動直線運動執(zhí)行單元(5)的E點作垂直方向直線運動，進(jìn)而由四連桿傳動結(jié)構(gòu)(6)帶動A點做垂直方向運動，實現(xiàn)采油作業(yè)，驅(qū)動機(jī)構(gòu)的電機(jī)功耗將大大減小，提高了抽油機(jī)的作業(yè)效率和降低了其能耗。
本實用新型主要優(yōu)點有通過采用四連桿傳動結(jié)構(gòu)(6)和配重平衡塊(2)，可以大幅度降低抽油機(jī)的質(zhì)量和抽油能耗，同時，手輪移位機(jī)構(gòu)(7)可以很方便的實現(xiàn)抽油機(jī)連桿(11)對井口；另一方面，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、體積小、性能可靠。
權(quán)利要求1、四連桿式抽油機(jī)，主要由底座(1)、立梁(3)、配重平衡塊(2)、支架(9)、支架平臺(12)、柔性連繩(10)、抽油機(jī)連桿(11)組成，其特征在于可移動底座(1)上同時建有鋼結(jié)構(gòu)支架(9)與立梁(3)，支架平臺(12)上安裝有手輪移位機(jī)構(gòu)(7)和軸承座(8)，軸承座(8)支承起四連桿傳動機(jī)構(gòu)(6)且軸承中心C為四連桿傳動機(jī)構(gòu)(6)的轉(zhuǎn)動中心，四連桿傳動機(jī)構(gòu)(6)的一端A懸掛連接抽油機(jī)連桿(11)的柔性連繩(10)，另一端E與立梁(3)上驅(qū)動機(jī)構(gòu)的直線運動執(zhí)行單元(5)E點相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求I所述的四連桿式抽油機(jī)，其特征在于四連桿傳動機(jī)構(gòu)(6)由四根桿AF、 BC、 CD、 EF通過銷連接而成，桿AF與BC在B點用轉(zhuǎn)動銷連接，桿BC與CD在C點 用轉(zhuǎn)動銷連接，桿CD與EF在D點用轉(zhuǎn)動銷連接，桿EF與AF在F點用轉(zhuǎn)動銷連接； 四根桿AF、 BC、 CD、 EF通過轉(zhuǎn)動銷連接后形成BCDF平行四邊形機(jī)構(gòu)，且保證任何時 候機(jī)構(gòu)ABC、 CDE總為相似三角形。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的四連桿式抽油機(jī)，其特征在于手輪移位機(jī)構(gòu)(7)主要包括手輪和 水平螺桿，螺桿上配合有螺母副，螺母副與軸承座(8)連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的四連桿式抽油機(jī)，其特征在于垂直方向上四連桿傳動機(jī)構(gòu)(6)A點 運動位移與直線運動執(zhí)行單元(5)E點運動位移的比值，等于桿AC與桿CE長度比值。
專利摘要本實用新型涉及一種抽油機(jī)，具體是一種采用四連桿機(jī)構(gòu)作為傳動機(jī)構(gòu)的抽油機(jī)。本實用新型為實現(xiàn)上述解決的問題所采用技術(shù)方案是在可移動底座上分別搭建鋼結(jié)構(gòu)支架與立梁，立梁上安裝配重平衡塊、驅(qū)動機(jī)構(gòu)、滑輪等；在支架平臺上安裝手輪移位結(jié)構(gòu)和軸承座，軸承座支承起四連桿傳動機(jī)構(gòu)且軸承中心C為四連桿傳動機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動中心；四連桿傳動機(jī)構(gòu)的一端A懸掛連接抽油機(jī)連桿的柔性連繩，另一端E與立梁上的驅(qū)動機(jī)構(gòu)直線運動執(zhí)行單元相連。本實用新型主要優(yōu)點在于通過采用四連桿傳動結(jié)構(gòu)和配重平衡塊，可以大幅度降低抽油機(jī)的質(zhì)量和抽油能耗，同時，手輪移位機(jī)構(gòu)可以很方便的實現(xiàn)抽油機(jī)連桿對井口；另一方面，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、體積小、性能可靠。
文檔編號E21B43/00GK201301695SQ20082019134
公開日2009年9月2日 申請日期2008年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月9日
發(fā)明者向忠祥, 張向明, 俠 楊, 燕 羅 申請人:武漢工程大學(xué)