專利名稱：一種平衡節(jié)能抽油機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種油田機械采油用的抽油機，具體的說是一種平衡節(jié)能抽油機， 屬于采油機械領域。 技術背景
自五十年代至今，國內外油田采油用的主要設備是游梁式抽油機，如圖6所示，該 抽油機是由電機44經三角皮帶帶動減速器，減速器動力輸出軸兩側再聯(lián)接搖臂45，搖 臂上裝有配重塊49，搖臂再通過連桿與游梁46活性聯(lián)接，游梁由支軸以支點支撐，橫 梁的前臂有弧形驢頭47，驢頭帶動牽引鋼絲繩48再與抽油桿聯(lián)接，該抽油機就是將電 機動力經過減速器再通過搖臂帶動游梁形成杠桿式運動，從而使驢頭實現(xiàn)上、下運動， 帶動鋼絲繩與抽油桿往復運動，從而完成抽汲油作業(yè)工作，此設備結構復雜、維修率高、 消耗功率大，因此，許多專家和學者們都想改變這種笨拙的抽油設備，但是，至今在國 內油田現(xiàn)場應用的游梁式抽油機仍占80%以上。
近三年來，國內抽油設備中又出現(xiàn)了與游梁式抽油機不同的智能摩擦式抽油機和電 控抽油機，如圖7所示，智能摩擦式抽油機主體是塔式結構，動力源由電機44經聯(lián)軸器 與減速器聯(lián)接，減速器再經聯(lián)軸器聯(lián)接到摩擦輪50，鋼絲繩繞掛在摩擦輪上，當電機轉 動時，摩擦輪帶動鋼絲繩48聯(lián)接的抽油桿上、下運動，從而實現(xiàn)采油工作，鋼絲繩的另 一端是配重箱51以平衡牽引力。此結構的動力機構在抽油機塔架的頂部，該結構的電機、 減速器都在塔架一側的外面。此種抽油機改變了游梁式抽油機的基本結構，以摩擦輪帶 動鋼絲繩，在配重箱的配合下實現(xiàn)抽油桿的上、下往復運動，該抽油機從理論上講比游
梁式抽油機節(jié)省能源，但是，其動力機構在塔架上部，造成了重力不平衡、重力中心嚴 重偏離塔架支撐力點的中心，造成了工作運動不平穩(wěn)、振動大、噪音大的嚴重缺陷，同 時對于維修和更換易損件極為不便， 一但有故障和問題需要維修時，維修人員只有到頂 部進行高空作業(yè)，極不安全。如圖8、圖9所示，電控抽油機的結構與智能摩擦式抽油 機基本相同，雖然把動力部分設計在了塔架底部，克服了工作運動不平穩(wěn)、振動大、噪 音大的缺陷，但其電機、減速器卻安裝在了塔架底座的體外，這不僅形成結構不協(xié)調， 占地面積大，不利于環(huán)保和管理，更重要的是極為不安全。
同時，對于電控抽油機和智能摩擦式抽油機來說，均存在了一個很大的缺陷是在 修井作業(yè)時，整個抽油機機體必須往后移動，才能滿足修井車吊鉤對井下物件的吊起和
下放，修井完畢后再將整個抽油機塔架機體移回原處，這對于高9-10米、重8-10噸的 立式塔架來說，不僅在移動方面動用人力機力，更重要的是存在嚴重安全隱患。同時， 也影響了修井作業(yè)的順利進行。
另一方面，電控抽油機和智能摩擦式抽油機均存在一旦停機修井，將牽引鋼絲繩與 抽油桿光桿拆開后，配重箱必須用吊裝設備對配重箱進行吊裝配合，否則，不能拆機和 開機的缺陷。
程控節(jié)能抽油機圖10徹底改變了以上圖8、圖9電控抽油機和摩擦智能式抽油機的 弱點。但是，其仍然以電控系統(tǒng)為主要方式，對目前油田現(xiàn)場實際應用來說，由于各項 技術參數(shù)和控制方式采用了高端電子程控系統(tǒng)，需要操作工人要具有很高的電子技術水 平，此外，更重要的是由于油田采油作業(yè)現(xiàn)場環(huán)境，溫差在零下四十度和零上四十度下 對電子程控系統(tǒng)無疑又是一大適應的難題，再加之大風、大雨、大雪氣候時，電子程控 系統(tǒng)隨時可發(fā)生故障，這就對實際正常生產帶來了不可估量的損失。
如圖10相似的還有一種直線電機抽油機，也同樣存在以上所述綜合問題，更重要的
是在實際使用中極不安全。
再就是鏈條式抽油機，見圖(11)所示，它雖然是以鏈條傳動為動力傳動，徹底改 變了游梁式抽油機的結構形式。但是，該鏈條式抽油機配重箱結構不合理，并以平衡氣 缸機構為輔助動力，既繁索又沒有達到節(jié)能之效果，反而使現(xiàn)場工作中隨時準備充氣設 備充氣，增加了工作環(huán)節(jié)和工作量。
該抽油機最大的缺陷就是在修井作業(yè)時，必須要把整個機體往后移出1-2米，并且 動力機構全部在整體外。又由于配重系統(tǒng)不合理加之與平衡氣缸相輔助，勢必造成工作 不協(xié)調、維修不方便、動力結構繁重、不能節(jié)省能源。
實用新型內容
根據(jù)以上現(xiàn)有技術中的不足，本實用新型要解決的問題是克服上述各種抽油機的缺 陷，提供一種使用安全、結構實用、維修方便、占地面積小的平衡節(jié)能抽油機。
本實用新型為解決上述問題，所采用的技術方案是 一種平衡節(jié)能抽油機，包括塔 形機架、動力驅動裝置、配重箱和抽油桿，配重箱通過鋼絲繩連接抽油桿，其特征在于 所述動力驅動裝置和配重箱設置在機架內部，動力驅動裝置位于機架底部，動力驅動裝 置連接由鏈條、鏈輪組成的提升裝置，鏈條與配重箱之間通過聯(lián)接軸聯(lián)接。
所述動力驅動裝置包括電機、減速機，減速機通過聯(lián)軸器、軸承座和主動鏈輪用傳 動軸連接，所述機架上設置鏈輪立柱，鏈輪立柱頂部設置從動鏈輪，鏈條連接在主動鏈 輪與從動鏈輪之間。
動力驅動裝置提供動力使得提升裝置循環(huán)運動，因鏈條與配重箱通過聯(lián)接軸聯(lián)接， 所以鏈條上、下轉動時，帶動配重箱上、下運動。由于配重箱連接鋼絲繩，于是配重箱 的上下運動帶動抽油桿上下運動，完成抽油動作。 與配重箱連接的聯(lián)接軸與滑塊連接，滑塊設置在配重箱上的滑塊座內，鏈條通過聯(lián) 接軸帶動滑塊在滑塊座內滑動，鏈條到上止點和下止點時，隨鏈條的運動軌跡左右可滑 動。
所述配重箱通過吊耳總成連接牽引鋼絲繩，機架頂部設置過渡輪和懸吊輪，鋼絲繩 通過過渡輪和懸吊輪與抽油桿聯(lián)接。
本實用新型在機架上端橫梁中間一側設置可調支架，懸吊輪和過渡輪設置在可調支 架頂部?？烧{支架通過定位支撐軸與機架鉸接，可調支架與機架之間設有支架升降裝置。
在修機、修井作業(yè)時，可啟動升降裝置，將可調支架、懸吊輪一并收入到機架內， 作業(yè)完畢后啟動升降裝置，將可調支架與懸吊輪一并回到原工作位置。這樣可方便停機 修井時的維修作業(yè)。
可調支架包括支架橫梁、支架前斜梁和支架后斜梁，支架橫梁、支架前斜梁和支架 后斜梁相互連接且呈倒三角形設置，支架前斜梁和支架后斜梁通過定位支撐軸與機架鉸 接，前懸吊輪設置在可調支架橫梁上，支架橫梁與機架橫梁之間設有支架升降裝置。
支架升降裝置包括安裝在機架上的萬向螺紋調節(jié)器、螺桿和設置在可調支架橫梁上 的螺母，萬向螺紋調節(jié)器連接螺桿，螺桿的另一端與螺母、螺母副配合。
所述動力驅動裝置的聯(lián)軸器和配重箱上分別設置制動器(常規(guī)設置)?？稍阡摻z繩斷 裂，鏈條斷裂、抽油桿脫扣諸方面意外事故發(fā)生時，能充分的立即剎車，全方位的保證 工作安全。
從動鏈輪在鏈輪立柱的安裝位置可以根據(jù)需要設置為1-5米。根據(jù)不同的鏈輪立柱 的長度，抽油機可分A、 B、 C三個型號，A型沖程為4-5米，B型沖程為2-3.5米，C型 沖程為1-2米，以上三個機型全部包攬其它抽油機十幾個型號的工作范圍。
所述機架上設有配重箱運行導軌，配重箱的兩側安裝有自動調節(jié)式導向滾輪結構，
使配重箱兩側的四個導向輪在沿導軌上、下運動中，通過導輪總成的彈簧裝置和軸承滾 動結構實現(xiàn)了一定量的平穩(wěn)的自動導向調節(jié)。此為普通現(xiàn)有技術，為本行業(yè)技術人員所 掌握。
所述機架為塔形機架，機架頂部可設置折疊防護罩，使整機內部避免水、雨、塵、 雪的侵蝕。機架四周可設置薄鋼板形成機體外殼，既安全又環(huán)保，美觀實用。塔形的機 架可分成上支架與下支架形成可拆卸式連接，便于運輸、安裝。
本實用新型的優(yōu)點
1、 本實用新型采用了塔架斜支撐形狀加可調支架結構，使塔架底座偏離井口適當位 置，給修井作業(yè)時吊鉤上、下運動留出了足夠的空間，所以，停機修井時塔架機體不用 移動。在正常抽油機工作時，可調支架外露，并支撐懸吊輪帶動鋼絲繩完成上、下往復 運動，達到抽油機工作之目的。修井時通過升降裝置將可調支架收入塔架內，使修井作 業(yè)順利進行；修井結束后，再啟動升降裝置，并可將可調支架恢復到工作支撐位置。動 力驅動裝置和配重箱設置在機架內部，結構協(xié)調，占地面積小，使用安全方便。
2、 實現(xiàn)了與井下抽油結構相平衡的配重箱結構，使正常工作時，兩端重量基本平衡， 真正達到了平衡節(jié)能之效果，正常工作中可節(jié)省能源60%以上。
3、 本實用新型抽油機的從動鏈輪結構在鏈輪立柱上設置了多個安裝位置，使A型機 可實現(xiàn)4-5米的行程變更，B型機可實現(xiàn)2-3. 5米的行程變更，C型機可實現(xiàn)1-2米的行 程變更，以三個機型就全部包攬了其他抽油機的十幾個機型的工作行程。
4、 使用了自動調節(jié)式導向滾輪結構，使配重箱兩側的四個導向輪在沿導軌上、下運 動中，通過導輪總成的彈簧裝置和軸承滾動結構實現(xiàn)了一定量的平穩(wěn)的自動導向調節(jié)。
5、 使用雙重鋼絲繩牽引形式，使牽引鋼絲繩的安全系數(shù)大大提高。
6、 在聯(lián)軸器和配重箱上設置了三個制動器，可在鋼絲繩斷裂，鏈條斷裂、抽油桿脫 扣諸方面意外事故發(fā)生時，能充分的立即剎車，全方位的保證工作安全。
7、 本實用新型的動力驅動裝置可結合油田復雜現(xiàn)場環(huán)境，可采用實用、可靠的雙速 電機加皮帶輪更換的多種行程速度的變更方式，簡單便捷，操作方便。
8、 配重箱內可采用以疊式配重塊組成配重量，可隨時根據(jù)油井深度和井下抽油系統(tǒng) 的結構重量進行增減配重量。
9、 本實用新型抽油機實行了外部全封閉設計，使整個機架內部結構得到了防寒、防 雪、防風、防雨、防曬的效果，并且環(huán)保、安全、美觀。


附圖1為本實用新型實施例的結構示意附圖2為本實用新型實施例中可調支架收入抽油機機架內的結構示意圖； 附圖3為本實用新型實施例中配重箱與導輪總成、導軌、制動器裝置及鋼絲繩安裝 結構示意附圖4為本實用新型實施例鏈輪調換行程的結構示意圖； 附圖5為本實用新型實施例中整機外觀結構及配電箱的結構示意圖； 附圖6為本實用新型背景技術中游梁式抽油機的結構示意圖； 附圖7為本實用新型背景技術中電控摩擦式抽油機的結構示意圖； 附圖8為本實用新型背景技術中智能抽油機的結構示意附圖9為本實用新型背景技術中電控抽油機的動力輸出裝置的安裝結構示意附圖io為本實用新型背景技術中程控節(jié)能抽油機的結構示意圖。
附圖11為背景技術中鏈條抽油機結構示意圖。
其中1、底座2、電機3、減速機4、聯(lián)軸器4一1、制動器5、軸承 座6、主動鏈輪7、配重箱8、鏈輪9、鏈輪立柱10、鏈條11、從動鏈 輪12、配重箱導軌13、鋼絲繩14、升降裝置15、防護罩16、過渡輪 17、 懸吊輪18、可調支架19、定位支撐軸20、連接器21、抽油桿22、機架 23、 吊耳總成24、聯(lián)接軸25、油井26、導向滾輪27、制動器28、導軌 29、 導輪總成30、滑塊31、滑塊座32、后雙開門33、配電箱34、外殼 35、 通風氣窗36、折疊聯(lián)結37、前雙開門38、萬向螺紋調節(jié)器39、螺桿 40、 螺母41、支架橫梁42、支架前斜梁43、支架后斜梁44、電機45、搖臂46、 游梁47、驢頭48、鋼絲繩49、配重塊50、摩擦輪51、配重箱 具體實施例
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明
圖6~11為現(xiàn)有技術產品的結構示意圖(方便背景技術的描述)，在背景技術中有所 描述，不再詳細描述其具體構造。
如圖1所示， 一種平衡節(jié)能抽油機，包括底座l、機架22。機架22為塔架斜支撐形 狀加可調支架結構，可以根據(jù)需要設置上、下拆卸為兩體，或者其他組合形式。在頂部 設計了防護罩15。動力驅動裝置包括安裝在機架底座1內的雙速電機2、減速器3，聯(lián) 軸器4和主動鏈輪6，雙速電機2的輸出軸通過鏈條或者皮帶連接減速機3，減速機3的 輸出軸通過軸承座5固定在機架22上，并且通過聯(lián)軸器4連接主動鏈輪6。動力輸出軸 帶動主動鏈輪6旋轉，主動鏈輪6帶動鏈條10旋轉，鏈條10與配重箱7聯(lián)接，配重箱 7聯(lián)接兩條鋼絲繩13，鋼絲繩13通過機架22頂部的過渡輪16和懸吊輪17與抽油桿21 聯(lián)接，實現(xiàn)井下抽油泵的往復運行，達到抽油之目的。機架22上設置鏈輪立柱9，鏈輪 立柱9頂部設置從動鏈輪11和鏈輪8，鏈條10與從動鏈輪11和鏈輪8嚙合。主動鏈輪
6轉動時，帶動鏈條10在從動鏈輪11的支持下轉動。因鏈條10與配重箱7通過聯(lián)接軸 24聯(lián)接，所以鏈條10上、下轉動時，帶動配重箱7上、下運動。又因配重箱7通過吊 耳總成23與牽引鋼絲繩13、過渡輪16、懸吊輪17、抽油桿連接器20與抽油桿21聯(lián)接， 所以在配重箱上、下運動時，鋼絲繩即通過過渡輪16、懸吊輪17、抽油桿21帶動井下 抽油泵上、下往復運動，實現(xiàn)抽油工作之目的。
如圖2所示，可調支架18安裝在機架22上頂?shù)臋M梁中間一側，可調支架18包括支 架橫梁41、支架前斜梁42和支架后斜梁43，支架橫梁41、支架前斜梁42和支架后斜 梁43相互連接且呈倒三角形設置，支架前斜梁和支架后斜梁通過定位支撐軸19與機架 22鉸接，前懸吊輪17設置在支架22橫梁上，支架橫梁上設有支架升降裝置14。
支架升降裝置14包括安裝在機架橫梁上的萬向螺紋調節(jié)器38、螺桿39和設置在支 架橫梁上的螺母40，萬向螺紋調節(jié)器38連接螺桿39，螺桿39的另一端與螺母40螺母 副配合。
在修機、修井作業(yè)時，可啟動(人工)升降裝置14，將可調支架18、懸吊輪17 — 并收入到機架22內，作業(yè)完畢后啟動升降裝置14，將可調支架18與懸吊輪17 —并回 到原工作位置。在可調支架18活動時，防護罩15可向上張開(人工)。
如圖3所示，配重箱7上裝有兩個制動器27、四個導向滾輪26，在配重箱上、下 運動時，有四個導向滾輪26，通過導軌28 (安裝在機架上)穩(wěn)妥導向，導向輪總成29 并具有自動間隔調節(jié)裝置，使整機安全達到全方位性能。與配重箱連接的聯(lián)接軸24與滑 塊30連接，滑塊30設置在配重箱上的滑塊座31內，鏈條10是通過聯(lián)接軸24、帶動滑 塊30在滑塊座31內滑動，到上止點至下止點時，隨鏈條10的運動軌跡左右可滑動的。 兩個制動器27安裝在配重箱7的上部兩端導軌28處。在需要停機和鏈條、鋼絲繩或抽 油機發(fā)生意外斷裂時，與設置在聯(lián)軸器4上的制動器同時進行剎車制動，以全方面安全
保護。配重箱7內裝有一定數(shù)量的配重塊，可以根據(jù)多種油井的實際需要以增減配重塊 實現(xiàn)配重箱7與井下結構重量相平衡的目的，充分節(jié)能動力能源。
如圖4所示，從動鏈輪11在鏈輪立柱9的安裝位置可以根據(jù)需要設置為1-5米。鏈 輪立柱上設有從動鏈輪總成的調節(jié)安裝位置，可實現(xiàn)一個機型多種行程的功能。根據(jù)不 同的鏈輪立柱的長度，抽油機可分A、 B、 C三個型號，A型沖程為4-5米，B型沖程為 2-3. 5米，C型沖程為1-2米，以上三個機型全部包攬其它抽油機十幾個型號的工作范圍。 均以此種結構來實現(xiàn)行程1米、1.5米、2米、2.5米、3米、3.5米、4米、4. 5米、5 米的抽油泵工作行程。
如圖5所示，機架22四周設置薄鋼板形成機體外殼34。塔形的機架22上支架與下 支架可拆卸連接，在頂部設計了防護罩15，使整機內部避免了水、雨、塵、雪的侵蝕， 并且實行了外部全封閉狀態(tài)，既安全又環(huán)保，美觀實用。機體后部設置后雙開門32，前 部設置前雙開門37，并設置有通風氣窗35和配電箱33。機體后面是后雙開門32，以便 維修人員進入機體內對機架的零部件進行檢査和維修。機體前面是前雙開門37，以便維 修人員進入機體內為配重箱內增減配重量。防護罩15中段設有折疊聯(lián)接36，在可調支 架18收入機架內時，防護罩一部分同時向上掀起。配電箱33是安裝在機體框架上的， 并是雙開門形式，以便于檢査和維護配電箱內的電器元件運行工作情況。
工作過程動力驅動裝置提供動力使得提升裝置循環(huán)運動。提升裝置的鏈條10運轉 時，上固定的聯(lián)接軸24通過滑塊30帶動配重箱7上下運動。由于滑塊在滑塊座31內滑 動，使得配重箱7只能在豎直方向上運動。由于配重箱7頂部通過吊耳總成23固定連接 鋼絲繩13，于是鋼絲繩13的上下運動帶動抽油桿21上下運動，完成抽油動作。安裝或 者維修時，可調支架18與前懸吊輪17可一起收縮到支架內，方便維修。
權利要求1、一種平衡節(jié)能抽油機，包括塔形機架(22)、動力驅動裝置、配重箱(7)和抽油桿(21)，配重箱(7)通過鋼絲繩(13)連接抽油桿，其特征在于所述動力驅動裝置和配重箱(7)設置在機架(22)內部，動力驅動裝置位于機架底部，動力驅動裝置連接由鏈條(10)、鏈輪組成的提升裝置，鏈條(10)與配重箱(7)之間通過聯(lián)接軸(24)聯(lián)接。
2、 根據(jù)權利要求1所述的抽油機，其特征在于所述動力驅動裝置包括電機(2)、減 速機(3)，減速機(3)通過聯(lián)軸器(4)、軸承座(5)和主動鏈輪(6)用傳動軸連接， 所述機架(22)上設置鏈輪立柱(9)，鏈輪立柱(9)頂部設置從動鏈輪(11)，鏈條(10) 連接在主動鏈輪(6)與從動鏈輪(11)之間。
3、 根據(jù)權利要求1所述的抽油機，其特征在于與配重箱(7)連接的聯(lián)接軸(24) 與滑塊(30)連接，滑塊(30)設置在配重箱上的滑塊座(31)內。
4、 根據(jù)權利要求1所述的抽油機，其特征在于所述配重箱(7)通過吊耳總成(23) 連接牽引鋼絲繩(13)，機架(22)頂部設置過渡輪(16)和懸吊輪(17)，鋼絲繩(13) 通過過渡輪(16)和懸吊輪(17)與抽油桿(21)聯(lián)接。
5、 根據(jù)權利要求1所述的抽油機，其特征在于在機架(22)上端橫梁中間一側設置 可調支架(18)，懸吊輪(17)和過渡輪(16)設置在可調支架(18)頂部，可調支架(18) 通過定位支撐軸(19)與機架(22)鉸接，可調支架與機架之間設有支架升降裝置(14)。
6、 根據(jù)權利要求5所述的抽油機，其特征在于可調支架(18)包括支架橫梁(41)、 支架前斜梁(42)和支架后斜梁(43)，支架橫梁、支架前斜梁和支架后斜梁相互連接且 呈倒三角形設置，支架前斜梁和支架后斜梁通過定位支撐軸(19)與機架鉸接，懸吊輪 (17)設置在可調支架橫梁(41)上，可調支架橫梁與機架橫梁之間設有支架升降裝置 (14)。
7、 根據(jù)權利要求6所述的抽油機，其特征在于所述支架升降裝置(14)包括安裝在 機架上的萬向螺紋調節(jié)器(38)、螺桿(39)和設置在可調支架橫梁上的螺母(40)，萬 向螺紋調節(jié)器(38)連接螺桿(39),螺桿(39)的另一端與螺母(40)螺母副配合。
8、 根據(jù)權利要求1所述的抽油機，其特征在于所述動力驅動裝置的聯(lián)軸器(4)和 配重箱(7)上分別設置制動器。
9、 根據(jù)權利要求1所述的抽油機，其特征在于所述機架上設有配重箱運行導軌(28)， 配重箱的兩側安裝有自動調節(jié)式導向滾輪(26)結構。
10、 根據(jù)權利要求1所述的抽油機，其特征在于所述機架頂部設置折疊防護罩(15), 機架四周設置有機體外殼(34)。
專利摘要一種平衡節(jié)能抽油機，屬于油田采油抽油機，包括塔形機架、動力驅動裝置、配重箱和抽油桿，配重箱通過鋼絲繩連接抽油桿，其特征在于所述動力驅動裝置和配重箱設置在機架內部，動力驅動裝置位于機架底部，動力驅動裝置連接由鏈條、鏈輪組成的提升裝置，鏈條與配重箱之間通過聯(lián)接軸聯(lián)接。在機架上端橫梁中間一側設置可調支架，懸吊輪和過渡輪設置在可調支架頂部?？烧{支架通過定位支撐軸與機架鉸接，可調支架與機架之間設有支架升降裝置。本實用新型采用了塔架斜支撐形狀加可調支架結構，停機修井時塔架機體不用移動，方便維修作業(yè)。本實用新型具有使用安全、結構實用、占地面積小、節(jié)能降耗、實用可靠的優(yōu)點。
文檔編號F16H37/00GK201202442SQ200820023100
公開日2009年3月4日 申請日期2008年6月2日 優(yōu)先權日2008年6月2日
發(fā)明者李書水, 趙國祥, 郎繼慧 申請人:淄博大通石油機械有限公司