專利名稱：行星抽油機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于油田采油機(jī)械設(shè)備，具體涉及一種行星傳動(dòng)往復(fù)升降抽油機(jī)。
目前，油田采油現(xiàn)場(chǎng)多數(shù)使用游梁抽油機(jī)，也有使用鏈條抽油機(jī)的，較先進(jìn)的是第91228837.x號(hào)實(shí)用新型專利所提供鏈傳動(dòng)往復(fù)升降直線抽油機(jī)，直線抽油機(jī)的鏈條有兩條，是異型的，鏈條銷軸兩端伸出一段裝有滾子，滾子鑲嵌在長(zhǎng)環(huán)形軌道槽內(nèi)；直線抽油機(jī)的往復(fù)升降機(jī)構(gòu)由電機(jī)、減速器、傳動(dòng)箱、軌道、異型鏈條、鏈輪、換向器、平衡重等組成，由往復(fù)升降機(jī)構(gòu)帶動(dòng)光桿抽油。直線抽油機(jī)的運(yùn)動(dòng)方式和結(jié)構(gòu)模式使其與游梁抽油機(jī)相比具有節(jié)能、沖程長(zhǎng)、扭矩小、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，但也存在鏈條運(yùn)動(dòng)可靠性差，特點(diǎn)是當(dāng)V(速度)＞0.6m/s時(shí)，鏈條兩端的滾子在軌道長(zhǎng)環(huán)形槽內(nèi)磨擦嚴(yán)重，容易損壞，造成停機(jī)。長(zhǎng)期使用會(huì)使鏈節(jié)變長(zhǎng)，影響鏈條與鏈輪的嚙合壽命。所以，直線抽油機(jī)只能適用于小排量、低沖次的油井采油的需要，不能適應(yīng)大排量、高沖次采油的需要。
本發(fā)明的目的，利用行星傳動(dòng)原理，提供一種節(jié)能、沖程長(zhǎng)、扭矩小、運(yùn)行可靠、效率高、壽命長(zhǎng)、傳遞負(fù)載能力大的行星抽油機(jī)。
一種行星抽油機(jī)，由寬帶、天車輪、天車架、主體框架、軌道、換向器、懸掛器、及往復(fù)升降機(jī)構(gòu)組成，其特征在于兩個(gè)軌道為長(zhǎng)條環(huán)形，分別平行對(duì)稱地固定在主體框架上，軌道的上、下兩端為半圓形，軌道的四周周邊呈長(zhǎng)條環(huán)形的開(kāi)口槽，槽內(nèi)等距分布地固定著銷狀齒，從而形成長(zhǎng)條環(huán)形的銷齒圈，天車輪及天車架置于主體框架的頂部，寬帶繞在天車輪上。
本發(fā)明傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)原理由

圖1和圖2給出。
圖1是行星抽油機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)示意2是圖1中A-A剖面示意圖傳動(dòng)系統(tǒng)的序號(hào)及名稱說(shuō)明1寬帶、2天車輪、3天車架、4主體框架、5軌道、6銷齒圈、7換向架、8換向?qū)л啞?換向傳動(dòng)軸、10角傳動(dòng)箱、11減速器、12剎車器、13三角帶、14大皮帶輪、15電機(jī)、16小皮帶輪、17平衡重、18懸掛器、19行星齒輪。
傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)路線電機(jī)→小皮帶輪→三角帶→大皮帶輪→減速器→換向傳動(dòng)軸→角傳動(dòng)箱→兩行星齒輪反方向轉(zhuǎn)動(dòng)、兩銷齒圈固定不動(dòng)→換向架往復(fù)升降→寬帶帶動(dòng)油桿抽油。
傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)原理兩個(gè)行星輪(19)作相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，由于行星齒輪與兩個(gè)平行對(duì)稱且固定不動(dòng)的長(zhǎng)條環(huán)形軌道(5)上的銷齒圈(6)相嚙合，故帶動(dòng)換向架(7)及其上面的平衡重、電機(jī)、減速器等沿銷齒圈的直線段作等速運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)方程為y＝v.t+f(x)y—位移
v—直線段速度(m/s)t—時(shí)間(s)f(x)—銷齒圈曲線段的方程，f(x)是根據(jù)需要設(shè)計(jì)的，它可以是圓函數(shù)、橢圓函數(shù)、心形曲線等。令f(x)為圓函數(shù)，當(dāng)行星齒輪運(yùn)動(dòng)到銷齒圈的上、下死點(diǎn)時(shí)，換向器的V＝0，所以換向光滑平穩(wěn)無(wú)沖擊。
傳動(dòng)系統(tǒng)的換向原理兩個(gè)行星齒輪反方向在各自的銷齒圈內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)沿銷齒圈的直線段作等速上升，升至直線段結(jié)束后，換向開(kāi)始，兩個(gè)角傳動(dòng)箱作相對(duì)平行移動(dòng)，換向軸隨之在減速箱的被動(dòng)輪內(nèi)軸向滑動(dòng)，換向架在1/4圓的曲線段作變速上升，至最高點(diǎn)換向器速度V＝0，此時(shí)，兩角傳動(dòng)箱平行并列；行星輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)則實(shí)現(xiàn)換向架在另1/4圓的曲線段作變速下降、降至銷齒圈的另一側(cè)直線段時(shí)，換向結(jié)束，換向架開(kāi)始作等速下降，降至直線段結(jié)束后，第二次換向開(kāi)始。換向架作變速下降，降至最低點(diǎn)時(shí)，降速V＝0，此時(shí)，兩角傳動(dòng)箱平行并列，再繼續(xù)傳動(dòng)則換向架開(kāi)始變速上升，升至曲線段結(jié)束時(shí)，第二次換向亦結(jié)束。如此周而復(fù)始，實(shí)現(xiàn)換向架往復(fù)升降。
行星抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)排列方式，可以是圖2所給出的方式，也可以是圖3給出的并列排列式，圖4給出的平行對(duì)角排列方式，該方式的換向軸在小錐齒輪的軸心內(nèi)可以滑動(dòng)。
本發(fā)明行星抽油機(jī)的優(yōu)點(diǎn)1.具有優(yōu)良的節(jié)電特性行星抽油機(jī)是按方程y＝v.t+f(x)運(yùn)動(dòng)的，當(dāng)f(x)為圓函數(shù)時(shí)，則換向器在軌道曲線段作標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，又由于采用了砝碼平衡尤其是采用了齒輪—銷齒嚙合傳動(dòng)使N摩＝0，通過(guò)理論分析和計(jì)算，行星抽油機(jī)比直線抽油機(jī)節(jié)電24.86％，比游梁抽油機(jī)節(jié)電75％。
2.能適于較高沖次采油的需要直線抽油機(jī)是異型鏈條沿軌道槽轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)換向架升降，其運(yùn)行軌跡長(zhǎng)環(huán)形軌道上的曲線半徑即R直＝r軌，行星抽油機(jī)是行星齒輪繞固定在軌道槽里的銷齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)換向架升降，它的運(yùn)行軌跡是軌道上的曲線半徑與行星齒輪半徑之和，即R行＝r軌+r齒。由于換向加速度a＝V2/R，就是說(shuō)R值越大，換向加速度a就越小，換向時(shí)的沖擊值就越小。經(jīng)對(duì)比分析可得出行星抽油機(jī)換向沖擊值比直線抽油機(jī)換向沖擊值小1.9倍，因此，它適用于較高沖次條件下安全運(yùn)行。
3.運(yùn)行可靠、效率高、壽命長(zhǎng)行星抽油機(jī)長(zhǎng)環(huán)形軌道槽內(nèi)的銷齒圈是固定不動(dòng)的，傳遞過(guò)程中是行星輪為主動(dòng)輪，因此傳遞效率高，沒(méi)有鏈條滾子與軌道槽摩擦現(xiàn)象，無(wú)摩擦功消耗，不會(huì)發(fā)生鏈條摩擦而損壞的現(xiàn)象，因此使用可靠，使用壽命長(zhǎng)。
4.傳遞負(fù)載能力大行星齒輪齒形為擺線，它與銷齒為共軛嚙合，屬齒輪傳動(dòng)范疇，傳動(dòng)功率范圍大，因此傳遞負(fù)載能力大，在相同條件下，節(jié)距P＝63.5mm，直線抽油機(jī)的齒圈鏈銷軸d＝22.8mm，而行星抽油機(jī)的齒圈銷軸d＝39.68mm，齒輪齒寬直線抽油機(jī)B＝27mm，行星抽油機(jī)B＝65mm。因此行星抽油機(jī)的負(fù)載能力大大的高于直線抽油機(jī)，相對(duì)而言，其壽命與傳動(dòng)效果也優(yōu)于直線抽油機(jī)。
5.使用時(shí)安裝方便直線抽油機(jī)安裝時(shí)需要與井口精確對(duì)中，而行星抽油機(jī)只要先固定在井口以外1.5m處，使用時(shí)將天車后移即可作業(yè)，不存在移機(jī)問(wèn)題，不存在測(cè)示麻煩的問(wèn)題。
下面結(jié)合圖5、圖6、圖7中所給出的實(shí)施例，對(duì)行星抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步說(shuō)明。
圖5是行星抽油機(jī)結(jié)構(gòu)示意6是圖5中A-A剖面結(jié)構(gòu)示意7是圖6中B-B剖示結(jié)構(gòu)示意中所示零、部件的序號(hào)及名稱說(shuō)明1寬帶、2天車輪、3天車架、4、主體框架、5軌道、6銷齒圈、7換向架、8換向?qū)л啞?換向傳動(dòng)軸、10角傳動(dòng)箱、11減速器、12剎車器、13三角帶、14大皮帶輪、15電機(jī)、16小皮帶輪、17平衡重、18懸掛器、19行星齒輪、20輪軸、21大錐齒輪、22小錐齒輪、23大齒輪、24小齒輪、25主動(dòng)軸、26減速箱體、27角傳動(dòng)箱體、28換向?qū)к墶?br> 圖中可知，行星抽油機(jī)由寬帶(1)、天車輪(2)、天車架(3)、主體框架(4)、軌道(5)、換向架(7)、懸掛器(8)及往復(fù)升降機(jī)構(gòu)組成，其特征是兩個(gè)軌道(5)為長(zhǎng)條環(huán)形，分別平行對(duì)稱地固定在主體框架(4)上，軌道的上、下兩端為半圓形，軌道的四周周邊呈長(zhǎng)條環(huán)形的開(kāi)口槽，槽內(nèi)等距分布地固定著銷狀齒從而形成長(zhǎng)條形的銷齒圈(6)，天車輪(2)及天車架(3)置于主體框架的頂部。寬帶(1)繞在天車輪上；往復(fù)升降機(jī)構(gòu)包括電機(jī)(5)、小皮帶輪(16)、大皮帶輪(14)、三角帶(13)、剎車器(12)、減速器(11)、角傳動(dòng)箱(10)、換向架(7)、平衡重(17)及行星齒輪(19)；電機(jī)(15)、減速器(11)固定在換向架(7)上，行星齒輪(19)與銷齒圈(6)共軛嚙合，換向架(7)與寬帶(1)的一端連接，并通過(guò)寬帶的另一端與懸掛器(18)連接；減速器包括減速箱體(26)、主動(dòng)軸(25)、小齒輪(24)及大齒輪(23)，大齒輪有兩個(gè)，大齒輪的軸心是中空的。
角傳動(dòng)箱有兩個(gè)包括換向傳動(dòng)軸(9)、小錐齒輪(22)、大錐齒輪(21)、輪軸(20)及角傳動(dòng)箱體(27)，換向傳動(dòng)軸(9)與減速器的大齒輪(23)軸向滑動(dòng)連接，小錐齒輪(22)固定連接在換向傳動(dòng)軸的一端，大錐齒輪與輪軸(20)固定連接，輪軸的輸出端固定連接著行星齒輪(19)；角傳動(dòng)箱體(27)的兩側(cè)每側(cè)四角對(duì)稱安裝著換向?qū)л?8)，換向?qū)л?8)置于換向架(7)的導(dǎo)軌(28)內(nèi)；換向傳動(dòng)軸(9)與大齒輪(23)是花鍵軸承連接。
本實(shí)施例行星齒輪齒形為擺線，齒數(shù)Z＝17，節(jié)矩P＝63.5mm，傳動(dòng)比n＝10，齒寬B＝65mm；大小皮帶輪傳動(dòng)比n＝5；減速箱傳動(dòng)比n＝5，齒輪模數(shù)m＝3.5；角傳動(dòng)箱傳動(dòng)比n＝5，錐齒輪模數(shù)m＝6，抽油機(jī)有效行程L＝5m。
以上參數(shù)可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整。
根據(jù)實(shí)施需要，本發(fā)明還可應(yīng)用于其他長(zhǎng)行程往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)中。
權(quán)利要求
1.一種行星抽油機(jī)，由寬帶(1)、天車輪(2)、天車架(3)、主體框架(4)、軌道(5)、換向器(7)、懸掛器(18)、及往復(fù)升降機(jī)構(gòu)組成，其特征在于兩個(gè)軌道(5)為長(zhǎng)條環(huán)形，分別平行對(duì)稱地固定在主體框架(4)上，軌道的上、下兩端為半圓形，軌道的四周周邊呈長(zhǎng)條環(huán)形的開(kāi)口槽，槽內(nèi)等距分布地固定著銷狀齒，從而形成長(zhǎng)條環(huán)形的銷齒圈(6)，天車輪(2)及天車架(3)置于主體框架(4)的頂部，寬帶(1)繞在天車輪上。
2.一種如權(quán)利要求1所述的行星抽油機(jī)，其特征是往復(fù)升降機(jī)構(gòu)由電機(jī)(15)、小皮帶輪(16)、大皮帶輪(14)、三角帶(13)、剎車器(12)、減速器(11)、角傳動(dòng)箱(10)、換向架(7)、平衡重(17)及行星齒輪(19)組成，電機(jī)、減速器固定在換向架(7)上，換向架與寬帶一端連接，并通過(guò)寬帶的另一端與懸掛器(18)連接，行星齒輪(19)與銷齒圈(6)共軛嚙合。
3.一種如權(quán)利要1和2所述的行星抽油機(jī)，其特征是減速器由減速箱體(26)主動(dòng)軸(25)小齒輪(24)大齒輪(23)組成，大齒輪有兩個(gè)，大齒輪的軸心是中空的。
4.一種如權(quán)利要求1和2所述述的行星抽油機(jī)，其特征是角傳動(dòng)箱(10)有兩個(gè)，它由換向傳動(dòng)軸(9)、小錐齒輪(22)、大錐齒輪(21)、輪軸(20)及角傳動(dòng)箱體(27)組成，換向傳動(dòng)軸(9)與大齒輪(23)軸向滑動(dòng)連接，小錐齒輪(22)固定連接在換向傳動(dòng)軸的一端，大錐齒輪與輪軸(20)固定連接，輪軸的輸出端固定連接著行星齒輪(19)。
5.一種如權(quán)利要求1和2和4所述的行星抽油機(jī)，其特征是角傳動(dòng)箱的兩側(cè)每側(cè)四角對(duì)稱安裝著換向?qū)л?8)，換向?qū)л?8)置于換向架(7)的換向?qū)к?28)上。
6.一種如權(quán)利要求1和2所述的行星抽油機(jī)，其特征是換向傳動(dòng)軸(9)與大齒輪(23)是花鍵軸承連接。
全文摘要
屬于油田采油設(shè)備，由天車輪、天車架、寬帶、主體框架、軌道、換向器、懸掛器及往復(fù)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，往復(fù)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上的行星齒輪與軌道上的銷齒圈共軛嚙合，通過(guò)電機(jī)、皮帶輪與減速箱連接，角傳動(dòng)箱上的換向傳動(dòng)軸與減速箱上的大齒輪軸向滑動(dòng)連接，角傳動(dòng)箱由導(dǎo)向輪置于換向架的導(dǎo)軌上。行星抽油機(jī)具有優(yōu)良的節(jié)電特性，可節(jié)電比直線機(jī)高24.86％～比游梁機(jī)高75％，適于長(zhǎng)沖程高沖次采油需要，運(yùn)行可靠、效率高、壽命長(zhǎng)，傳遞負(fù)載能力大，使用安裝方便。
文檔編號(hào)F04B47/00GK1159517SQ9610325
公開(kāi)日1997年9月17日 申請(qǐng)日期1996年3月12日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月12日
發(fā)明者陳宗哲 申請(qǐng)人:陳宗哲