專利名稱：四連桿式抽油機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抽油機，具體是一種采用四連桿機構(gòu)作為傳動機構(gòu)的抽油機。
背景技術(shù)：
油田勘探采油中，石油的開采技術(shù)至關(guān)重要，抽油機是采油過程中的關(guān)鍵設(shè) 備；目前在采油過程中，抽油機普遍存在質(zhì)量重、耗能大的缺點，采油過程中抽油機的能耗 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主要有兩類 游梁式抽油機與直線電機抽油機，其中游梁式抽油機(俗稱"磕頭機"或"叩頭機")具有性 能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單的特點，占據(jù)著國內(nèi)外抽油機市場的主導地位，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；直線電機抽油機相比于游梁式抽油機，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；直線電機抽油機需 要建造體形非常龐大的直線電機塔臺，造價成本非常高，且移動不及游梁式抽油機方便，另 一方面直線電機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，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
本發(fā)明針對目前上述的問題與現(xiàn)狀，設(shè)計提出了一種四連桿式抽油機，通過 采用配重平衡塊、四連桿傳動機構(gòu)、手輪移位機構(gòu)，可以大大降低抽油機的質(zhì)量和采油能耗， 同時便于移動。
本發(fā)明為實現(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構(gòu)且軸承中心C為四連桿傳動機構(gòu)的轉(zhuǎn)動中心；四連桿傳 動機構(gòu)的一端A懸掛連接抽油機連桿的柔性連繩，另一端E與立梁上的驅(qū)動機構(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)成的四連桿傳動機構(gòu)，其作用類似于游梁式抽 油機的游梁，屬于繞支架平臺上軸承座中心C轉(zhuǎn)動的"梁"，但由于本發(fā)明中采用桿構(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平行四邊形機構(gòu)， 且保證任何時候機構(gòu)ABC、 CDE總為相似三角形，由機構(gòu)運動學知道，通過計算對四桿的長 度進行合理配比，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，本發(fā)明中沒 有了笨重的"驢頭"構(gòu)件，從而將抽油機的質(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構(gòu)，手輪移位機構(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)抽油機連桿與油井口的準確對位。 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)平衡塊準確配重；在 配重平衡塊的作用下，驅(qū)動機構(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)動機構(gòu)的電機功耗大大減小，提高了作業(yè)效率卻降低了能耗。
本發(fā)明主要優(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 的質(zhì)量和抽油能耗，同時，手輪移位機構(gòu)可以很方便的實現(xiàn)抽油機連桿對井口；另一方面， 本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、體積小、性能可靠。


圖1為本發(fā)明實施例的平面結(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)動機構(gòu)的直線運動執(zhí)行單元,6.四連桿傳 動機構(gòu),7.手輪移位機構(gòu),8.軸承座9.支架,10.柔性連繩,11.抽油機連桿,12.支架平臺.
具體實施例方式
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)動機構(gòu)、驅(qū)動機構(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構(gòu)(7)和軸承座(8)，軸承座(8)支承起四連桿傳動機構(gòu)(6)且軸承中心C為 四連桿傳動機構(gòu)(6)的轉(zhuǎn)動中心；四連桿傳動機構(gòu)(6)的一端A懸掛連接抽油機連桿(ll)的柔性 連繩(IO)，另一端E與立梁(3)上驅(qū)動機構(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平行四邊形機構(gòu)，且保證任何時候機構(gòu)ABC、 CDE總為相似三角形，四連桿傳動機構(gòu) (6)類似于游梁式抽油機的游梁，因本發(fā)明中采用組合桿構(gòu)件代替梁，因而重量會大幅度降低， 另一方面，由于任何時候機構(gòu)ABC、 CDE總為相似三角形，由機構(gòu)運動學知道，通過計算對 四桿的長度進行合理配比，總可實現(xiàn)A、 E兩點在垂直方向上的直線運動軌跡，因此本發(fā)明 中沒有了笨重的"驢頭"構(gòu)件，從而使得抽油機質(zhì)量和運動中的能耗進一步大幅度的降低。
在圖1中，手輪移位機構(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)抽油機連桿(ll)與油井口的準確對位。
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二n(如圖設(shè)CE-X， AC-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)；本發(fā)明作業(yè)狀態(tài)下，立梁(3)上的驅(qū)動機構(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，正好滿足了抽油機長沖程的運動要求，同時由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)動機構(gòu)的電機功耗將大大減小，提高了抽油機的作業(yè)效率和降低了其能耗。
本發(fā)明主要優(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 機的質(zhì)量和抽油能耗，同時，手輪移位機構(gòu)(7)可以很方便的實現(xiàn)抽油機連桿(11)對井口；另 一方面，本發(fā)明結(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，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構(gòu)(7)和軸承座(8)，軸承座(8)支承起四連桿傳動機構(gòu)(6)且軸承中心C為四連桿傳動機構(gòu)(6)的轉(zhuǎn)動中心，四連桿傳動機構(gòu)(6)的一端A懸掛連接抽油機連桿(11)的柔性連繩(10)，另一端E與立梁(3)上驅(qū)動機構(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l所述的四連桿式抽油機，其特征在于四連桿傳動機構(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平行四邊形機構(gòu)，且保證任何時 候機構(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，其特征在于手輪移位機構(gòu)(7)主要包括手輪和 水平螺桿，轉(zhuǎn)動手輪時，配合在螺桿上的螺母副帶動軸承座(8)作水平移位(如附圖中箭頭 方向所示)，可以調(diào)節(jié)四連桿傳動結(jié)構(gòu)(6)A點空間位置。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的四連桿式抽油機，其特征在于作業(yè)狀態(tài)下，驅(qū)動機構(gòu)動作使其直 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)，四連桿傳動機構(gòu)(6) 的A點則運動nS位移(AC/CE二n)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抽油機，具體是一種采用四連桿機構(gòu)作為傳動機構(gòu)的抽油機。本發(fā)明為實現(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構(gòu)且軸承中心C為四連桿傳動機構(gòu)的轉(zhuǎn)動中心；四連桿傳動機構(gòu)的一端A懸掛連接抽油機連桿的柔性連繩，另一端E與立梁上的驅(qū)動機構(gòu)直線運動執(zhí)行單元相連。本發(fā)明主要優(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的質(zhì)量和抽油能耗，同時，手輪移位機構(gòu)可以很方便的實現(xiàn)抽油機連桿對井口；另一方面，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、體積小、性能可靠。
文檔編號F16H21/10GK101368478SQ20081019720
公開日2009年2月18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