專利名稱：直線抽油機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種全新結(jié)構(gòu)的直線往復(fù)抽油機(jī)。
目前大量應(yīng)用的游梁抽油機(jī)，是由驢頭、連桿、曲柄、減速器、平衡重、懸繩器、支架、底座組成。游梁抽油機(jī)存在的主要問(wèn)題(1)從電機(jī)到驢頭的能量傳遞效率低，僅為44.05％。(2)工作效能低，在額定扭矩條件下，在最大沖程最小沖次時(shí)，驢頭負(fù)荷僅為最大負(fù)荷的一半。(3)電機(jī)能量利用率低，電機(jī)的效率和功率因數(shù)只有當(dāng)負(fù)荷平穩(wěn)且超過(guò)額定負(fù)荷75％以上時(shí)能量利用率才高，而游梁機(jī)的平均負(fù)荷只64％，因此，電機(jī)的能量利用率低。(4)沖程大幅度提高受到限制，因沖程的增加是由曲柄回轉(zhuǎn)半徑R所決定，當(dāng)R增加時(shí)，其他部件要按比例地增加，當(dāng)R增加到一定程度時(shí)引起總重量的增加是驚人的，給加工，安裝，運(yùn)輸帶來(lái)一系問(wèn)題。一般沖程不超過(guò)4.5米。(5)由于驢頭負(fù)荷和平衡是按正弦規(guī)律變化，使油桿，油管，抽油泵的壽命縮短。
目前應(yīng)用的另一種鏈條抽油機(jī)，是由大滑輪28，鋼絲繩27，鏈輪26，園形換向器25，鏈條29，氣動(dòng)平衡24及動(dòng)力源部分組成，換向器通過(guò)銷子15與鏈條連接。見(jiàn)附


圖12。鏈條抽油機(jī)存在的主要問(wèn)題(1)鏈條在封閉的環(huán)形狀態(tài)下用鏈輪26張緊并傳遞負(fù)荷，必然引起周期反向沖擊力，嚴(yán)重的損害了鏈條的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和壽命。據(jù)統(tǒng)計(jì)鏈條壽命僅為17個(gè)月。(2)由于鏈條垂直安放影響鏈條的過(guò)早傳動(dòng)失效，并限制了沖程的增加。(3)由于換向器帶動(dòng)的負(fù)荷與平衡力在一個(gè)周期內(nèi)不沿直線運(yùn)行，因此結(jié)構(gòu)復(fù)雜且不合理，氣動(dòng)平衡與鋼絲繩傳動(dòng)壽命短，根據(jù)統(tǒng)計(jì)鋼絲繩壽命僅為一年。
本實(shí)用新型的目的是為了保持游梁機(jī)，鏈條機(jī)的全部?jī)?yōu)點(diǎn)，克服兩機(jī)的全部缺點(diǎn)同時(shí)能抽油修井共用，而提供一種直線往復(fù)抽油機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，高效，節(jié)能，堅(jiān)固耐用。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，是由兩個(gè)異型鏈條、二副軌道體、換向器、變向減速器、電機(jī)、平衡重系統(tǒng)、負(fù)荷懸掛器組成直線往復(fù)抽油機(jī)，共有四片軌道體。每片軌道體上分布有長(zhǎng)環(huán)形軌道槽，每片軌道體的軌道槽相對(duì)安裝為一副，兩副軌道體由連接板固定，軌道槽中心部分為長(zhǎng)環(huán)形通孔，E型換向器中梁位于兩副軌道體的中間，側(cè)梁位于兩副軌道體的兩側(cè)。每個(gè)異型鏈條兩側(cè)的滾子裝在相對(duì)應(yīng)的軌道體長(zhǎng)環(huán)形槽中，兩個(gè)換向軸分別通過(guò)兩副軌道體長(zhǎng)環(huán)形通孔，換向軸兩側(cè)滾子裝在E型換向器梁上的四個(gè)槽內(nèi)，兩個(gè)換向器分別與兩個(gè)異型鏈條固定連接，平衡軸穿過(guò)軌道體長(zhǎng)環(huán)形通孔，平衡軸兩側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)連接兩塊平衡重，平衡軸與異型鏈條固定連接，另一軌道體的兩平衡重結(jié)構(gòu)同上。油桿穿過(guò)換向器中心孔，固定在負(fù)荷懸掛器上。懸掛器固定在換向器中梁上。分動(dòng)箱兩側(cè)帶兩個(gè)銷齒輪，兩個(gè)銷齒輪分別在同側(cè)嚙合在異型鏈條上，減速器通過(guò)傳動(dòng)軸與銷齒輪連接。
換向器形狀可是S型，其它結(jié)構(gòu)同上。在軌道體兩側(cè)各有一個(gè)角傳動(dòng)箱，每個(gè)角傳動(dòng)箱連接一個(gè)銷齒輪，銷齒輪在兩側(cè)嚙合在異型鏈條上。
換向器的形狀還可以是H型，這時(shí)兩副軌道體要并列安裝，換向器四角有槽，在軌道體兩側(cè)的銷齒輪嚙合在異型鏈條上。
通電后，變向減速器兩個(gè)輸出軸上的銷齒輪推動(dòng)兩個(gè)異型鏈條作反方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，異型鏈條通過(guò)兩換向軸帶動(dòng)換向器上的負(fù)荷和平衡軸上的平衡重作相差180°的運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到抽油的目的，在一個(gè)行程中90％以上作等速直線運(yùn)動(dòng)，在上下死點(diǎn)附近換向時(shí)作簡(jiǎn)諧直線運(yùn)動(dòng)。
本實(shí)用新型各部分的作用。
1、軌道體的作用(1)鑲嵌異型鏈條兩端伸出銷軸上的滾子，使異型鏈條成為能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)的長(zhǎng)環(huán)狀的傳動(dòng)件，能承受拉壓力。(2)承擔(dān)負(fù)載起支架和井架的作用。(3)起增加沖程和減速的作用。
2、異型鏈條的作用(1)傳遞動(dòng)力帶動(dòng)負(fù)荷與平衡重作功(2)增長(zhǎng)沖程和減速。(3)減低變向減速器的扭矩；(4)消除負(fù)荷與平衡重的脈動(dòng)。
3、換向器的作用(1)控制換向軸上的滾子在直線段不動(dòng)，以保證換向器上負(fù)荷的直線等速性，在換向時(shí)控制滾子在四個(gè)槽內(nèi)由里向外或由外向里滾動(dòng)，以保證換向時(shí)運(yùn)動(dòng)的平滑性和直線性。(2)把抽油與修井作業(yè)統(tǒng)一起來(lái)，取代修井機(jī)的鉸車，游動(dòng)系統(tǒng)，天車等。并起它們的作用。
4、變向減速器的作用(1)輸入功率。(2)帶動(dòng)兩個(gè)異型鏈條作相反方向的轉(zhuǎn)動(dòng)并保證其轉(zhuǎn)動(dòng)的同步性。
5、平衡系統(tǒng)的作用(1)平衡油桿重量和油柱的一半重量。(2)使平衡重在直線段作等速直線運(yùn)動(dòng)，在換向時(shí)用簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，以保證其平滑性和直線性。(3)減輕修井負(fù)荷。
6、懸掛器的作用(1)負(fù)荷油桿和油柱及井口壓力。(2)測(cè)示功圖。(3)懸掛修井大鉤或單向卡瓦。
本實(shí)用新型比游梁機(jī)有如下優(yōu)點(diǎn)1、提高效率32％，即節(jié)電32％，(電機(jī)容量小32％)2、在額定扭矩和最大沖程，最低沖次工況下，懸點(diǎn)負(fù)荷能提高一倍。這是因?yàn)楸緦?shí)用新型的扭矩與沖程無(wú)關(guān)。
3、變向減速器的扭矩減小0.2Smax／R倍(Smax最大行程，R銷齒輪半徑)。
4、電機(jī)的電能得到充分利用，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的負(fù)荷平穩(wěn)且超過(guò)額定負(fù)荷75％時(shí)效率及功率因數(shù)才處在最佳狀態(tài)，而本實(shí)用新型的負(fù)荷是平穩(wěn)的。其平均值為96％，故電機(jī)的能量得到充分利用。
5、沖程的增加不受限制且在長(zhǎng)沖程條件下質(zhì)量為游梁機(jī)的一半。
6、平衡度高，游梁機(jī)在0.8以下，本實(shí)用新型在0.96以上。
7、由于本實(shí)用新型的扭矩、功率、傳動(dòng)力在一周期內(nèi)均勻且無(wú)側(cè)向力，無(wú)振動(dòng)故壽命長(zhǎng)。
8、本實(shí)用新型既能抽油，又可修井，能作到一機(jī)多用。
本實(shí)用新型比鏈條機(jī)有如下優(yōu)點(diǎn)1、用軌道取代了鏈輪張緊鏈條，負(fù)荷傳遞時(shí)沒(méi)有周期性反向沖擊力。
2、將異型鏈條限制在軌道槽內(nèi)。由于沒(méi)有上下鏈輪張緊，異型鏈條垂直安放允許伸長(zhǎng)率與累積磨損可達(dá)4％，不存在傳動(dòng)失效問(wèn)題，而且沖程增長(zhǎng)不受限制。
3、負(fù)荷與平衡在異型鏈條上相差180°，且換向器在一個(gè)周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)路線為標(biāo)準(zhǔn)直線，故取掉了鋼絲繩和大滑輪導(dǎo)向系統(tǒng)用平衡塊取代了復(fù)雜的氣動(dòng)平衡。
所以本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，高效，節(jié)電，堅(jiān)固耐用，壽命長(zhǎng)又可做到一機(jī)多用。
本實(shí)用新型由以下實(shí)施例及其附圖給出。
1、換向器2、平衡重3、軌道體4、銷齒輪5、中心孔6、分動(dòng)箱7、換向軸8、平衡軸9、減速器10、電機(jī)11、連接板12、油桿13、負(fù)荷懸掛器14、異型鏈條15、銷軸16、鏈條滾子17、變向減速器18、換向軸滾子19、中梁20、側(cè)梁21、傳動(dòng)軸22、角傳動(dòng)箱23、角傳動(dòng)箱連接軸24、氣動(dòng)平衡連接器25、圓形換向器26、鏈輪27、鋼絲繩28、大滑輪29、鏈條。
圖1 E型換向器直線往復(fù)抽油機(jī)主視圖圖2 E型換向器直線往復(fù)抽油機(jī)俯視圖圖3 E型換向器結(jié)構(gòu)圖圖4 軌道體結(jié)構(gòu)圖圖5 異型鏈條結(jié)構(gòu)圖圖6 S型換向器直線往復(fù)抽油機(jī)主視圖圖7 S型換向器直線往復(fù)抽油機(jī)俯視圖圖8 S型換向器結(jié)構(gòu)圖圖9 H型換向器直線往復(fù)抽油機(jī)主視圖
圖10 H型換向器直線往復(fù)抽油機(jī)俯視圖
圖11 H型換向器結(jié)構(gòu)圖。
圖12 鏈條抽油機(jī)結(jié)構(gòu)圖實(shí)施例11、包括有減速器9、平衡重2的直線往復(fù)抽油機(jī)，電機(jī)10連接減速器17，其特征在于還帶兩個(gè)異型鏈條15，兩副軌道體3，換向器1。每片軌道體上分布有長(zhǎng)環(huán)形軌道槽，每片軌道體的軌道槽相對(duì)安裝為一副，兩副軌道體由連接板11固定，軌道槽中心部分為長(zhǎng)環(huán)形通孔，E型換向器中梁19位于兩副軌道中間，側(cè)梁20位于兩副軌道體的兩側(cè)。每個(gè)異型鏈條兩側(cè)的滾子16裝在相對(duì)應(yīng)的軌道體長(zhǎng)環(huán)形槽中，兩個(gè)換向軸7分別通過(guò)兩副軌道體長(zhǎng)環(huán)形通孔，換向軸兩端滾子18裝在E型換向器梁上的四個(gè)槽內(nèi)，兩個(gè)換向器分別與兩個(gè)異型鏈條固定連接。平衡軸與8穿過(guò)軌道體長(zhǎng)環(huán)形通孔，平衡軸兩側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)連接兩塊平衡重2，平衡軸與異型鏈條固定連接；另一軌道體的兩平衡重結(jié)構(gòu)同上。油桿12穿過(guò)換向器中心孔5，固定在負(fù)荷懸掛器13上，懸掛器固定在換向器中梁上。分動(dòng)箱6兩側(cè)帶兩個(gè)銷齒輪4兩個(gè)銷齒輪分別嚙合在異型鏈條14上，減速器9通過(guò)傳動(dòng)軸21與銷齒輪連接。
實(shí)施例2按照權(quán)利要求1所述的直線往復(fù)抽油機(jī)，其特征在于換向器為S型，其它結(jié)構(gòu)同上。在軌道體兩側(cè)各有一個(gè)角傳動(dòng)箱22，每個(gè)角傳動(dòng)動(dòng)箱連接一個(gè)銷齒輪，銷齒輪嚙合在異型鏈條上。
實(shí)施例3換向器為H型，這時(shí)兩副軌道體并列安裝，四角有槽，在軌道體兩側(cè)有銷齒輪6嚙合在異型鏈條上。
其主體結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1。
權(quán)利要求1.包括有減速器9、平衡重2的直線往復(fù)抽油機(jī)、電機(jī)10連接減速器17，其特征在于還帶兩個(gè)異型鏈條15，兩副軌道體3，換向器1。每片軌道體上分布有長(zhǎng)環(huán)形軌道槽，每片軌道體的軌道槽相對(duì)安裝為一副，兩副軌道體由連接板11固定，軌道槽中心部分為長(zhǎng)環(huán)形通孔，E型換向器中梁19位于兩副軌道中間，側(cè)梁20位于兩副軌道體的兩側(cè)；每個(gè)異型鏈條兩側(cè)的滾子16裝在相對(duì)應(yīng)的軌道體長(zhǎng)環(huán)形槽中，兩個(gè)換向軸7分別通過(guò)兩副軌道體長(zhǎng)環(huán)形通孔，換向軸兩端滾子18裝在E型換向器梁上的四個(gè)槽內(nèi)，兩個(gè)換向器分別與兩個(gè)異型鏈條固定連接；平衡軸H穿過(guò)軌道體長(zhǎng)環(huán)形通孔，平衡軸兩側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)連接兩塊平衡重2，平衡軸與異型鏈條固定連接；另一軌道體的兩平衡重結(jié)構(gòu)同上；油桿12穿過(guò)換向器中心孔5，固定在負(fù)荷懸掛器13上，懸掛器固定在換向器中梁上；分動(dòng)箱6兩側(cè)帶兩個(gè)銷齒輪4兩個(gè)銷齒輪分別嚙合在異型鏈條14上，減速器9通過(guò)傳動(dòng)軸21與銷齒輪連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的直線往復(fù)抽油機(jī)，其特征在于換向器為S型，在軌道體兩側(cè)各有一個(gè)角傳動(dòng)箱22，每個(gè)角傳動(dòng)箱連接一個(gè)銷齒輪，銷齒輪嚙合在異型鏈條上。
3.按照權(quán)利要求1所述的直線往復(fù)抽油機(jī)，其特征在于兩副軌道體并列安裝，換向器為H型，四角有槽，在軌道體兩側(cè)有銷齒輪6嚙合在異型鏈條上。
專利摘要本實(shí)用新型是油田應(yīng)用的抽油機(jī)，由兩個(gè)異型鏈條，兩副軌道體、換向器及平衡機(jī)構(gòu)和動(dòng)力箱組成。換向器形狀可為S、E、H型，兩片軌道體的長(zhǎng)環(huán)形軌道槽相對(duì)安裝為一副，兩副軌道體可相對(duì)或并列安裝。軌道體通過(guò)安裝在異型鏈條上的換向軸與換向器連接，異型鏈條接動(dòng)力箱，其兩側(cè)的滾子裝在軌道體槽中。這種抽油機(jī)提高效率32％。
文檔編號(hào)E21B43/00GK2107526SQ9122883
公開(kāi)日1992年6月17日 申請(qǐng)日期1991年11月16日 優(yōu)先權(quán)日1991年11月16日
發(fā)明者陳剛, 孟憲有 申請(qǐng)人:陳剛, 孟憲有