專利名稱：衡式經(jīng)濟(jì)節(jié)能抽油機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種驅(qū)動(dòng)油田井下往復(fù)式有桿抽油泵的抽油機(jī)。目前廣泛應(yīng)用于油田生產(chǎn)的各種傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)抽油機(jī)，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，傳動(dòng)系統(tǒng)的齒輪、蝸輪減速器、曲柄連桿、搖桿機(jī)構(gòu)、滑塊換向等傳動(dòng)環(huán)節(jié)多，耗能高，效率低，且機(jī)體笨重，鋼材用量大，制造成本相對較高。而一般的液壓抽油機(jī)是液壓缸直接牽拉抽油桿，只解決了傳動(dòng)效率，很少涉及蓄能問題，且抽油機(jī)工作時(shí)受力不均衡。隨著我國石油開采任務(wù)的日趨繁重，尤其是石油競爭的不斷加劇，在石油開采中，降低開采成本，采用結(jié)構(gòu)簡單、高效節(jié)能、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便的抽油機(jī)已成為我們迫切需要解決的問題。
實(shí)用新型的目的是提供一種高效節(jié)能、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、運(yùn)行可靠、安裝維護(hù)方便的新型經(jīng)濟(jì)抽油機(jī)，動(dòng)力系統(tǒng)采用目前已在煤炭、冶金工業(yè)普遍使用的、最簡便的通用工程液壓標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的它有電動(dòng)機(jī)、液壓泵、換向閥、油箱、液壓缸、衡梁、多個(gè)扇體(驢頭)、蓄能體(砝碼)和固定支架，其特點(diǎn)是借鑒了衡器之平衡和靈敏高效的原理，發(fā)展了驢頭結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，衡梁上固定有多個(gè)扇體，扇體上固定有鋼絲繩，衡梁兩端有兩個(gè)扇體，其中一個(gè)扇體通過鋼絲繩與抽油桿相聯(lián)接，另一扇體通過鋼絲繩與蓄能體相聯(lián)接，衡梁通過軸承安裝在固定支架上，衡梁的軸承邊安裝有扇體，該扇體通過鋼絲繩與動(dòng)力端液壓油缸的拉桿相接，液壓缸由電動(dòng)機(jī)、油泵提供動(dòng)力，并通過換向閥控制液壓缸拉桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
通過以上結(jié)構(gòu)，抽油機(jī)工作時(shí)，各方受力均勻，其工作力矩被分別牽引到衡梁上的多個(gè)同心固定的等相位園弧扇形體上，實(shí)現(xiàn)了均衡的園周切邊力直接牽引，省去了另外的傳動(dòng)環(huán)節(jié)，起主要平衡作用的蓄能體將油井桿柱的重力矩轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N均勻、平穩(wěn)可靠的輔助驅(qū)動(dòng)力矩，經(jīng)單井調(diào)試可達(dá)到最佳狀態(tài)。
本實(shí)用新型動(dòng)力部分也可沿用已有的傳動(dòng)裝置，將曲柄連桿機(jī)構(gòu)直接與軸承邊的扇體上的鋼絲繩相連。
以下結(jié)合附圖進(jìn)行詳述。
附


圖1為本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的示意圖參照附
圖1，該衡式經(jīng)濟(jì)節(jié)能抽油機(jī)由電動(dòng)機(jī)、液壓泵、換向閥、油箱、扇體1、扇體2、扇體3、扇體4、液壓缸5、衡梁6、固定支架11組成。其特點(diǎn)是固定支架底部固定在地面上，頂部通過軸承8與衡梁6聯(lián)接，固定支架上安裝有定滑輪9和10，衡梁6上裝有四個(gè)扇體，扇體上固定有鋼絲繩，其中扇體1和2分別固定在衡梁6的兩端，扇體1通過鋼絲繩與抽油桿相接，扇體2通過鋼絲繩與蓄能體7聯(lián)接，蓄能體的重量大于抽油桿柱重量，可達(dá)懸點(diǎn)重量的50％～60％，并且是可以調(diào)節(jié)的。扇體3和4固定在軸承8的兩側(cè)，通過鋼絲繩和固定支架上的定滑輪9和10與扇體3一側(cè)的雙作用液壓缸5的拉桿相連，扇體3和4以及定滑輪9和10通過鋼絲繩組成一個(gè)與液壓缸5相連的封閉的傳動(dòng)鏈。衡梁6、扇體1、扇體2、扇體3、扇體4、抽油機(jī)提升重量和蓄能體共同組成平衡梁系統(tǒng)，通過軸承8在固定支架上做上、下擺動(dòng)，軸承8為平衡梁系統(tǒng)的平衡中心，液壓缸拉桿由液壓泵、電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，并通過換向閥控制液壓缸拉桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
當(dāng)機(jī)器安裝就位后，由于蓄能體的重量大于油井桿柱重量，扇體1和4處于上死點(diǎn)，扇體2和蓄能體7、扇體3和液壓缸5的活塞均處于下死點(diǎn)，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，帶動(dòng)液壓泵運(yùn)轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)油箱內(nèi)的液壓介質(zhì)，推動(dòng)液壓缸5的活塞由下死點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，液壓缸拉桿通過鋼絲繩和定滑輪9、10牽動(dòng)扇體4下行，會同油井桿柱自重力牽動(dòng)扇體1下行，同時(shí)，牽動(dòng)扇體2和蓄能體7以及扇體3上升，這樣，即完成了下行程的蓄能工作又平衡了油井桿柱的下落速度，使運(yùn)動(dòng)更趨平穩(wěn)，扇體1在油井桿柱重力和扇體4的牽動(dòng)下，由上死點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，直至下死點(diǎn)完成下行程，此時(shí)換向閥換向，液壓缸5的活塞開始向下運(yùn)動(dòng)，拉動(dòng)扇體3向下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)蓄能體7在重力作用下牽動(dòng)扇體2向下運(yùn)動(dòng)，輔助作功，在扇體3和2的牽動(dòng)下，扇體1由下死點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)油井液體向上運(yùn)動(dòng)，到達(dá)上死點(diǎn)時(shí)將油排出，完成上行程，扇體3和液壓缸5的活塞又回到下死點(diǎn)，完成一個(gè)往復(fù)行程，該抽油機(jī)就是如此往復(fù)行程工作下去。
附圖2為本實(shí)用新型的另一實(shí)施例的示意圖。
參照附圖2，動(dòng)力系統(tǒng)仍采用液壓系統(tǒng)，固定支架11底部固定在地面上，頂部通過軸承8與衡梁6聯(lián)接，衡梁6上裝有三個(gè)扇體，扇體上固定有鋼絲繩，其中扇體1和2分別固定在衡梁6的兩端，扇體1通過鋼絲繩與抽油桿相接，扇體2通過鋼絲繩與蓄能體7聯(lián)接，蓄能體的重量小于油井桿柱重量，約為懸點(diǎn)重量的30％，并且是可以調(diào)節(jié)的，扇體3固定在軸承8的一側(cè)，通過鋼絲繩直接與一單作用液壓缸5的拉桿相連，衡梁6、扇體1、扇體2、扇體3、抽油機(jī)提升重量和蓄能體7共同組成平衡梁系統(tǒng)，通過軸承8在固定支架上做上、下擺動(dòng)，軸承8為平衡梁系統(tǒng)的平衡中心，液壓缸由電動(dòng)機(jī)、液壓泵提供動(dòng)力，并通過換向閥控制液壓缸拉桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
當(dāng)機(jī)器安裝就位后，由于抽油桿柱的自重，扇體1處于下死點(diǎn)狀態(tài)，扇體2和蓄能體7、扇體3和液壓缸5的活塞均處于上死點(diǎn)，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，帶動(dòng)液壓泵運(yùn)轉(zhuǎn)，趨動(dòng)油箱內(nèi)的液壓介質(zhì)，推動(dòng)液壓缸5的活塞由上死點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，扇體2在蓄能體7的重力作用下向下運(yùn)動(dòng)輔助作功，在扇體2和3的牽動(dòng)下，扇體1由下死點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)油井液體向上運(yùn)動(dòng)，到達(dá)上死點(diǎn)時(shí)將油排出，完成上行程，此時(shí)換向閥換向，扇體1在油井桿柱重力下，由上死點(diǎn)下落，牽動(dòng)扇體2和蓄能體7上升完成下行程蓄能工作。在液壓缸容積效應(yīng)和蓄能體7重力的平衡下，油井桿柱和扇體1平穩(wěn)回落到下死點(diǎn)，完成一個(gè)往復(fù)行程，該抽油機(jī)就是如此往復(fù)行程工作下去。
附圖3為本實(shí)用新型的第三種實(shí)施例的示意圖。
參照附圖3，動(dòng)力端仍采用液壓系統(tǒng)，固定支架11底部固定在地面上，頂部通過軸承8與衡梁6聯(lián)接，衡梁6上裝有四個(gè)扇體，其中扇體1和2分別固定在衡梁6的兩端，扇體1通過鋼絲繩與抽油桿相接，扇體2通過鋼絲繩與蓄能體7聯(lián)接，蓄能體的重量大于油井桿柱重量，可達(dá)到懸點(diǎn)重量的50％～60％，并且是可以調(diào)節(jié)的，扇體3和4固定在軸承8的兩側(cè)，通過鋼絲繩分別與兩個(gè)同一液壓泵驅(qū)動(dòng)的單作用液壓缸5和12的拉桿直接相連，衡梁6、扇體1、扇體2、扇體3、扇體4、抽油機(jī)提升重量和蓄能體7共同組成平衡梁系統(tǒng)，通過軸承8在固定支架上做上、下擺動(dòng)，軸承8為平衡梁系統(tǒng)的平衡中心，液壓缸拉桿由液壓泵、電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，并通過換向閥控制液壓缸拉桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
當(dāng)機(jī)器安裝就位后，由于蓄能體的重量大于油井桿柱重量，扇體1和4處于上死點(diǎn)，液壓缸12的活塞也處于上死點(diǎn)，扇體2和蓄能體7、扇體3和液壓缸5的活塞均處于下死點(diǎn)，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，帶動(dòng)液壓泵運(yùn)轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)油箱內(nèi)的液壓介質(zhì)，推動(dòng)液壓缸12的活塞由上死點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，會同油井桿柱自重力牽動(dòng)扇體1下行，同時(shí)，牽動(dòng)扇體3、扇體2和蓄能體7上升，這樣，在完成下行程蓄能工作的同時(shí)也平衡了油井桿柱的下落速度，使運(yùn)動(dòng)更趨平穩(wěn)，扇體1在油井桿柱重力和扇體4的牽動(dòng)下，由上死點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，直至下死點(diǎn)完成下行程，此時(shí)換向閥換向，液壓缸5的活塞由上死點(diǎn)開始向下運(yùn)動(dòng)，牽動(dòng)扇體3向下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)蓄能體7在重力作用下牽動(dòng)扇體2向下運(yùn)動(dòng)輔助作功，在扇體3和2的牽動(dòng)下，扇體1由下死點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)油井液體向上運(yùn)動(dòng)，到達(dá)上死點(diǎn)時(shí)將油排出，完成上行程，完成一個(gè)往復(fù)行程，該抽油機(jī)就是如此往復(fù)行程工作下去。
上述實(shí)施例，一種衡式經(jīng)濟(jì)節(jié)能抽油機(jī)，是在同一發(fā)明構(gòu)思下的不同實(shí)現(xiàn)方式，其衡梁上的多個(gè)扇體為同心固定的等相位園弧扇形體；蓄能體的重量是可調(diào)的；實(shí)現(xiàn)園周切邊均衡牽引的鋼絲繩也可以是索、鏈、帶。
在本實(shí)用新型中，附
圖1和附圖2的實(shí)現(xiàn)方式，其液壓動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，也可以使用電動(dòng)機(jī)、減速箱、曲柄連桿機(jī)構(gòu)，能夠用于目前游梁抽油機(jī)的改進(jìn)。
本實(shí)用新型，三扇體結(jié)構(gòu)蓄能體重量略小，約為本機(jī)懸點(diǎn)重量的30％，節(jié)能效果為40％以上，而四扇體結(jié)構(gòu)蓄能體重量可達(dá)懸點(diǎn)重量的50％～60％，節(jié)能在47％～50％以上，蓄能體可做成非金屬構(gòu)件，減少鋼材用量。
本實(shí)用新型，就已完成設(shè)計(jì)的三扇體7型2.5米機(jī)、10型3米機(jī)、12型4.4米機(jī)和四扇體單缸雙作用10型3.15米四種機(jī)型，與傳統(tǒng)的游梁抽油機(jī)相比，機(jī)體耗用鋼材只占游梁式抽油機(jī)的21％；最大行程與相應(yīng)沖程數(shù)的乘積(這是抽油機(jī)的功能指標(biāo))提高了40.9％；而所應(yīng)配備的電動(dòng)機(jī)總功率僅為游梁抽油機(jī)的51.28％；與鏈條式抽油機(jī)相比，本實(shí)用新型四扇體10型機(jī)配備功率剛好等于鏈條式5型機(jī)的配備功率；予算造價(jià)約為游梁式抽油機(jī)的43％，按現(xiàn)行電價(jià)計(jì)算，該實(shí)用新型10型機(jī)二十個(gè)月的節(jié)電費(fèi)用，就可制造一臺該10型機(jī)。本實(shí)用新型的推廣實(shí)施，必將為油田的開發(fā)帶來新的生機(jī)。
權(quán)利要求1.一種衡式經(jīng)濟(jì)節(jié)能抽油機(jī)，由電動(dòng)機(jī)、液壓泵、換向閥、油箱、液壓缸、衡梁、固定支架組成，其特征在于固定支架11底部固定在地面上，頂部通過軸承8與衡梁6聯(lián)接，衡梁6上裝有多個(gè)扇體，扇體上固定有鋼絲繩，衡梁6的兩端分別固定有扇體1和2，扇體1通過鋼絲繩與抽油桿相接，扇體2通過鋼絲繩與蓄能體7聯(lián)接，衡梁的軸承邊安裝有扇體，該扇體通過鋼絲繩與動(dòng)力端液壓油缸的拉桿相接，衡梁6、衡梁上的扇體、抽油機(jī)提升重量和蓄能體共同組成平衡梁系統(tǒng)，通過軸承8在固定支架上做上下擺動(dòng)，軸承8為該平衡梁系統(tǒng)的平衡中心，液壓缸拉桿由液壓泵、電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，并通過換向閥控制液壓缸拉桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的衡式經(jīng)濟(jì)節(jié)能抽油機(jī)，其特征在于固定支架11底部固定在地面上，頂部通過軸承8與衡梁6聯(lián)接，衡梁6上裝有四個(gè)扇體1、2、3、4，扇體上固定有鋼絲繩，衡梁6的兩端分別固定有扇體1和2，扇體1通過鋼絲繩與抽油桿相接，扇體2通過鋼絲繩與蓄能體7聯(lián)接，扇體3和4固定在軸承8的兩側(cè)，扇體3、4通過鋼絲繩和固定支架上的兩個(gè)定滑輪9、10與扇體3一側(cè)的一個(gè)雙作用液壓缸拉桿相連，組成一個(gè)封閉的傳動(dòng)鏈，衡梁6、扇體1、2、3、4、抽油機(jī)提升重量和蓄能體共同組成平衡梁系統(tǒng)，通過軸承8在固定支架上做上下擺動(dòng)，軸承8為該平衡梁系統(tǒng)的平衡中心，液壓缸拉桿由液壓泵、電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，并通過換向閥控制液壓缸拉桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
3.如權(quán)利要求1所述的衡式經(jīng)濟(jì)節(jié)能抽油機(jī)，其特征在于固定支架11底部固定在地面上，頂部通過軸承8與衡梁6聯(lián)接，衡梁6上裝有三個(gè)扇體，扇體上固定有鋼絲繩，其中扇體1、2分別固定在衡梁6的兩端部，另一個(gè)扇體3固定在軸承8的一側(cè)，扇體1通過鋼絲繩與抽油桿相接，扇體2通過鋼絲繩與蓄能體7聯(lián)接，扇體3通過鋼絲繩與一個(gè)單作用液壓缸的拉桿相連，衡梁6、扇體1、2、3、抽油機(jī)提升重量和蓄能體7共同組成平衡梁系統(tǒng)，通過軸承8在固定支架上做上下擺動(dòng)，軸承8為平衡梁系統(tǒng)的平衡中心，液壓缸拉桿由液壓泵、電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，并通過換向閥控制液壓缸拉桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
4.如權(quán)利要求1所述的衡式經(jīng)濟(jì)節(jié)能抽油機(jī)，其特征在于固定支架11底部固定在地面上，頂部通過軸承8與衡梁6聯(lián)接，衡梁6上裝有四個(gè)扇體，扇體上固定有鋼絲繩，其中扇體1、2分別固定在衡梁6的兩端部，扇體1通過鋼絲繩與抽油桿相接，扇體2通過鋼絲繩與蓄能體7聯(lián)接，另兩個(gè)扇體3、4固定在軸承8的兩側(cè)，扇體3、4通過鋼絲繩分別與兩個(gè)單作用液壓缸的拉桿相連，衡梁6、扇體1、2、3、4、抽油機(jī)提升重量和蓄能體共同組成平衡梁系統(tǒng)，通過軸承8在固定支架上做上下擺動(dòng)，軸承8為平衡梁系統(tǒng)的平衡中心，液壓缸拉桿由液壓泵、電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，并通過換向閥3控制液壓缸拉桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
5.如權(quán)利要求1所述的衡式經(jīng)濟(jì)節(jié)能抽油機(jī)，其特征在于衡梁上的多個(gè)扇體為同心固定的圓弧扇形體。
6.如權(quán)利要求1所述的衡式經(jīng)濟(jì)節(jié)能抽油機(jī)，其特征在于衡梁上的多個(gè)扇體為同心固定的等相位圓弧扇形體。
7.如權(quán)利要求1所述的衡式經(jīng)濟(jì)節(jié)能抽油機(jī)，其特征在于蓄能體7的重量是可調(diào)的。
8.如權(quán)利要求1所述的衡式經(jīng)濟(jì)節(jié)能抽油機(jī)，其特征在于實(shí)現(xiàn)圓周切邊均衡牽引的鋼絲繩也可以是索、鏈、帶。
9.如權(quán)利要求1所述的衡式經(jīng)濟(jì)節(jié)能抽油機(jī)，其特征在于動(dòng)力端也可以是曲柄連桿機(jī)構(gòu)。
專利摘要一種衡式經(jīng)濟(jì)節(jié)能抽油機(jī),是油井采油設(shè)備。它主要由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓動(dòng)力端和固定支架、衡梁、多個(gè)扇體、蓄能體構(gòu)成的平衡梁系統(tǒng)組成,借鑒衡器原理,將衡梁的一端與抽油桿相接,另一端與蓄能體相連,利用多扇體傳動(dòng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了各部均衡的圓周切邊力直接牽引,大質(zhì)量的蓄能體成為平衡和輔助驅(qū)動(dòng)力矩。該抽油機(jī)系列品種齊全,結(jié)構(gòu)簡單可靠,安裝維護(hù)方便、成本低,節(jié)能效果顯著,能夠大大降低油田開發(fā)的單井設(shè)備成本和能耗。
文檔編號F04B47/00GK2343379SQ9821684
公開日1999年10月13日 申請日期1998年7月4日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月4日
發(fā)明者劉美堂 申請人:劉美堂