專利名稱：抽油機節(jié)能變速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于石油開采設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，是一種抽油機節(jié)能變速裝置。
背景技術(shù)：
在油田開發(fā)中后期，隨著地下原油的不斷采出，底層出油能力在不斷降低，生產(chǎn)壓 差小，導(dǎo)致泵效降低，甚至出現(xiàn)抽空現(xiàn)象。為提高泵效，減少抽油桿和抽油管的磨損，要求降 低原油抽油機的沖次以及沖程等參數(shù)，以解決油井生產(chǎn)動態(tài)中供排不協(xié)調(diào)的矛盾，從而提 高抽油機的系統(tǒng)效率，實現(xiàn)節(jié)能的目的。由于沖程的變化受機型制約，可調(diào)范圍小，因此人 們更多的是采取降低抽油機的沖次來滿足供排要求。目前油田采用的主要辦法有以下幾 種一是改變抽油機傳動皮帶輪的大小，該方法往往因受抽油機機型的限制而不能滿足低 沖次的要求，而且，更換時間長，勞動強度大；二是抽油機在進行動力傳遞中，由于電機啟動 時瞬間電流大，容易燒毀電機；同時，在抽油桿下行時，抽油桿受到地球引力，由其產(chǎn)生的扭 矩負荷與電機旋轉(zhuǎn)的方向相同，則使電機不僅處于無效做功狀態(tài)，反而要克服負荷扭矩做 負功，造成資源的浪費；三是采用電磁調(diào)速驅(qū)動電機，但成本高，維修費用高，同時低沖次時 能耗較大。四是采用變頻調(diào)速器，該裝置效果可以，但是成本太高，同時管理難度大，達不到 預(yù)期效果。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種能有效地改善抽油機以及驅(qū)動電機的運行狀況，并 能使抽油機沖次調(diào)整方便快捷，既能提高油井產(chǎn)量，又能節(jié)約能源，且結(jié)構(gòu)合理，安裝使用 方便的抽油機節(jié)能變速裝置。實現(xiàn)本實用新型的目的所采取的技術(shù)方案是該裝置具有一個變速箱殼體，殼體 內(nèi)設(shè)有動力輸入軸、動力輸出軸、傳動軸和變速換擋機構(gòu)，其中，動力輸入軸的一端帶有主 動齒輪，另一端伸出變速箱殼體外，其端部裝有與驅(qū)動電機的動力輸出端連接的彈性動力 輸入機構(gòu)，動力輸出軸的一端裝有與抽油機減速器的動力輸入端連接的單向動力輸出機 構(gòu)，動力輸入軸與動力輸出軸同軸插裝連接，其連接部位裝有軸承。所述彈性動力輸入機構(gòu)具有一個輸入皮帶輪和一個連接盤，輸入皮帶輪通過軸承 與動力輸入軸連接，其一側(cè)布設(shè)有至少3個以上連接銷軸，連接銷軸上均套裝有彈性套，并 通過彈性套與連接盤連接，連接盤上設(shè)有與動力輸入軸固定鏈接的壓板。所述單向動力輸出機構(gòu)是由輸出皮帶輪和輸出傳動輪組成，輸出皮帶輪通過軸承 與動力輸出軸連接，其一端中心部位設(shè)有凹槽，輸出傳動輪位于所述凹槽內(nèi)，并與動力輸出 軸鍵連接，輸出傳動輪的外圓周上設(shè)有2 6個棘形槽，槽內(nèi)均裝有與棘形槽配合的棘爪形 楔塊。所述變速換檔機構(gòu)位于動力輸出軸的上方，是由兩組檔換檔離合齒套及撥叉和換 擋桿及操縱手柄組成，其中，檔換檔離合齒套穿裝在動力輸出軸上，檔換檔撥叉與換擋桿固 裝連接，操縱手柄伸進變速箱殼體內(nèi)與換擋桿球鉸連接。[0008]按照上述方案制成的抽油機節(jié)能變速裝置，適用于低產(chǎn)油井抽油機的配套，其有 益效果為1)改變了原抽油機的沖次變換模式，使抽油機的沖次改變可在幾秒鐘內(nèi)完成，十 分方便快捷，省力省工。2)通過彈性動力輸入機構(gòu)的設(shè)置，能夠有效地避免驅(qū)動電機啟動瞬時扭矩和電流 過大而引發(fā)的電機損傷，并能減少抽油機交變載荷帶來的驅(qū)動電機電流的波動，從而達到 節(jié)能降耗目的。3)動過單向動力輸出機構(gòu)的設(shè)置，消除了驅(qū)動電機無效做功狀態(tài)，大大降低了驅(qū)動電機的工作能量輸出，從而達到節(jié)能降耗目的。4)該變速裝置具有結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，安裝使用方便，節(jié)能效果顯著等優(yōu)點。
圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中A-A的截面圖。
具體實施方式
參看圖1、圖2，本實用新型的抽油機節(jié)能變速裝置，可安裝在抽油機的驅(qū)動電機 和減速器之間，該裝置具有一個變速箱殼體1，殼體1內(nèi)設(shè)有動力輸入軸12、動力輸出軸21、 傳動軸27和換檔機構(gòu)，動力輸入軸12與動力輸出軸21同軸插裝連接，其連接部位裝有滾 針軸承或滑動軸承，使二者之間可以相對旋轉(zhuǎn)。動力輸入軸12通過軸承支撐件13與變速 箱殼體1連接，其一端帶有主動齒輪14，另一端伸出變速箱殼體1外，并裝有動力輸入機構(gòu)。 該動力輸入機構(gòu)具有一個輸入皮帶輪11和一個連接盤7，輸入皮帶輪11通過軸承與動力輸 入軸12連接，其外端布設(shè)有至少3個以上連接銷軸10，連接銷軸10上均套裝有彈性套9， 并通過彈性套9與連接盤7連接，在動力輸入軸12的端部裝有用于壓緊連接盤7的壓板8。 動力輸出軸21通過軸承支撐件22與變速箱殼體1連接，其上滑動穿裝有二檔換檔齒輪16、 三檔換檔齒輪17和四檔換檔齒輪19，其伸出變速箱殼體1的一端裝有單向動力輸出機構(gòu)。 該動力輸出機構(gòu)具有一個輸出皮帶輪23和一個輸出傳動輪24，輸出皮帶輪23通過軸承與 動力輸出軸21連接，并可相對旋轉(zhuǎn)，輸出皮帶輪23 —端的中心部位設(shè)有凹槽。輸出傳動輪 24位于輸出皮帶輪23的凹槽內(nèi)，并通過花鍵和壓緊螺母25與動力輸出軸21連接。在輸出 傳動輪24的外圓周上設(shè)有2 6個棘形槽，槽內(nèi)對稱裝有與棘形槽配合的棘爪形楔塊26， 并可在所述棘形槽內(nèi)徑向滑動。傳動軸27兩端分別通過軸承與變速箱殼體1連接，其上依 次固裝有一檔傳動齒輪5、二檔傳動齒輪4、三檔傳動齒輪3和四檔傳動齒輪2。變速換檔機 構(gòu)位于動力輸出軸21的上方，是由一二檔換檔離合齒套6、三四檔換離合齒套28、一二檔換 檔撥叉15a、三四檔換檔撥叉15b、換擋桿20和操縱手柄18組成，其中，一二檔換檔離合齒 套6和三四檔換檔離合齒套28均通過花鍵穿裝在動力輸出軸21上，并分別位于主動齒輪 14與二檔換擋齒輪16和三檔換擋齒輪17與四檔換擋齒輪19之間。一二檔換檔撥叉15a 和三四檔換檔撥叉15b均固裝在換擋桿20上，并分別與一二檔換檔離合齒套6和三四檔換 檔離合齒套28相配合，操縱手柄18穿過變速箱殼體1并通過球鉸連桿與換擋桿20連接。工作原理本實用新型的變速裝置在使用時，可安裝在抽油機的驅(qū)動電機和減速器之間，并分別通過傳動皮帶使變速裝置的輸入皮帶輪11與驅(qū)動電機的皮帶輪連接，變速裝置的輸出皮帶輪23與減速器的輸入皮帶輪連接。當抽油機進行工作時，驅(qū)動電機的旋轉(zhuǎn) 動力傳至變速裝置的輸入皮帶輪11，該輸入皮帶輪11通過連接銷軸10和連接盤7將動力 傳給動力輸入軸12并帶動主動齒輪14、一檔傳動齒輪5 ；或者通過操縱換檔手柄18作用 于換檔桿20，帶動一二檔換檔撥叉15a，使輸入動力由主動齒輪14依次傳遞給一檔傳動齒 輪5、二檔傳動齒輪4、二檔換檔齒輪16 ；或者通過操縱換檔手柄18作用于換檔桿20，帶動 三四檔換檔撥叉15b，使輸入動力由主動齒輪14依次傳遞給一檔傳動齒輪5、三檔傳動齒 輪3、三檔換檔齒輪17 ；或者通過操縱換檔手柄18作用于換檔桿20，帶動三四檔換檔撥叉 15b,使輸入動力由主動齒輪14依次傳遞給一檔傳動齒輪5、四檔傳動齒輪2、四檔換檔齒輪 19。由此，分別通過二檔換檔齒輪16或三檔換檔齒輪17或四檔換檔齒輪19帶動動力輸出 軸21以不同的轉(zhuǎn)速比旋轉(zhuǎn)。再由動力輸出軸21通過輸出傳動輪24帶動輸出皮帶輪23旋 轉(zhuǎn)，經(jīng)傳動皮帶將動力傳給抽油機的減速器，從而通過操縱本實用新型變速裝置實現(xiàn)抽油 機減速器的轉(zhuǎn)速以至抽油機沖次的及時調(diào)整。 在啟動驅(qū)動電機開始向變速裝置傳遞動力時，由于變速裝置中連接銷軸10上彈 性套9的緩沖作用，可以相對減小驅(qū)動電機的啟動扭矩負荷，避免出現(xiàn)啟動電流過大而引 發(fā)的燒機事故，同時也可相應(yīng)減小抽油機上下沖程的交變載荷引起的驅(qū)動電機扭矩負荷波 動，由此達到節(jié)能的效果。在單向動力輸出機構(gòu)中，隨著抽油機負荷扭矩方向的變化，輸出 傳動輪24上的棘爪形楔塊26可在棘形槽內(nèi)左右徑向滑動。當抽油桿行程向上，負荷扭矩 與驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)方向相同時，棘爪形楔塊26滑向棘形槽尖部一邊，使棘爪形楔塊26與輸出 皮帶輪23緊配合，由其摩擦力實現(xiàn)動力的輸出。當抽油桿行程向下，負荷扭矩與驅(qū)動電機 旋轉(zhuǎn)方向相反時，棘爪形楔塊26滑向棘形槽根部一邊，使棘爪形楔塊26與輸出皮帶輪23 滑動配合，此時驅(qū)動電機處于零負荷旋轉(zhuǎn)，由此可減少電能的消耗。
權(quán)利要求一種抽油機節(jié)能變速裝置，具有一個變速箱殼體，殼體內(nèi)設(shè)有動力輸入軸、動力輸出軸、傳動軸和變速換擋機構(gòu)，其特征在于動力輸入軸的一端帶有主動齒輪，另一端伸出變速箱殼體外，其端部裝有與驅(qū)動電機的動力輸出端連接的彈性動力輸入機構(gòu)，動力輸出軸的一端裝有與抽油機減速器的動力輸入端連接的單向動力輸出機構(gòu)，動力輸入軸與動力輸出軸同軸插裝連接，其連接部位裝有軸承。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽油機節(jié)能變速裝置，其特征在于所述彈性動力輸入機構(gòu) 具有一個輸入皮帶輪和一個連接盤，輸入皮帶輪通過軸承與動力輸入軸連接，其一側(cè)布設(shè) 有至少3個以上連接銷軸，連接銷軸上均套裝有彈性套，并通過彈性套與連接盤連接，連接 盤上設(shè)有與動力輸入軸固定鏈接的壓板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽油機節(jié)能變速裝置，其特征在于所述單向動力輸出機構(gòu) 是由輸出皮帶輪和輸出傳動輪組成，輸出皮帶輪通過軸承與動力輸出軸連接，其一端中心 部位設(shè)有凹槽，輸出傳動輪位于所述凹槽內(nèi)，并與動力輸出軸鍵連接，輸出傳動輪的外圓周 上設(shè)有2 6個棘形槽，槽內(nèi)均裝有與棘形槽配合的棘爪形楔塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽油機節(jié)能變速裝置，其特征在于所述變速換檔機構(gòu)位于 動力輸出軸的上方，是由兩組檔換檔離合齒套及撥叉和換擋桿及操縱手柄組成，其中，檔換 檔離合齒套穿裝在動力輸出軸上，換檔撥叉與換擋桿固裝連接，操縱手柄伸進變速箱殼體 內(nèi)與換擋桿球鉸連接。
專利摘要本實用新型涉及一種抽油機節(jié)能變速裝置，它包括變速箱殼體、動力輸入軸、動力輸出軸、傳動軸和變速換擋機構(gòu)，其中，動力輸入軸的一端帶有主動齒輪，另一端伸出變速箱殼體外，其端部裝有與驅(qū)動電機的動力輸出端連接的彈性動力輸入機構(gòu)，動力輸出軸的一端裝有與抽油機減速器的動力輸入端連接的單向動力輸出機構(gòu)。該變速裝置改變了原抽油機的沖次變換調(diào)整模式，使抽油機的沖次改變可在幾秒鐘內(nèi)完成，十分方便快捷，省力省工，而且結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，安裝使用方便，節(jié)能效果顯著。
文檔編號F16H63/32GK201554434SQ200920257619
公開日2010年8月18日 申請日期2009年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月27日
發(fā)明者吳世輝, 姚昌, 王晗, 賈俊培, 趙中華, 郭勤良, 高惠良 申請人:吳世輝