CN104234670B - 一种塔式直线抽油机 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种塔式直线抽油机，包括底座和塔架、驱动机构、传动机构、修井移位装置、油井光杆；传动机构包括主动链轮、从动链轮、链条、曲拐、往返架、配重箱、负载皮带和悬绳器；主动链轮与从动链轮通过链条连接，曲拐固定在链条上，往返架与曲拐固定连接、配重箱固定连接在往返架上端；负载皮带一端连接在配重箱上端，且绕过塔架顶端的修井移位装置，另一端连接在悬绳器上；悬绳器连接油井光杆。本发明能够克服现有无游梁式抽油机修井移位费时费力、换向时冲击振动大的问题。

Description

一种塔式直线抽油机

技术领域

本发明涉及抽油机技术领域，具体为一种油田地面机械采油领域用的冲次可以调节的塔式直线抽油机。

背景技术

抽油机是油田重要的采油设备，目前油田使用的无游梁式抽油机有气平衡链条机、宽皮带链条机等等，这些链条换向的抽油机有大冲程、低冲次的优点，但是机械换向***复杂，修井移位机构费时费力，制造、维护成本高，换向时冲击振动大。最主要的是冲次不可调或是调节很麻烦。

而且链条换向的抽油机在换向时，塔架内配重箱和H钢有较大的冲击振动，严重的影响抽油机的正常工作，严重时轴承外套脱落，H钢被撞击变形，甚至抽油机被撞倒。现有的塔式抽油机减振装置采用深沟球轴承，配重箱与H钢是硬接触，承载力小，抗冲击能力差，导轮轴承容易损坏，抽油机正常工作时整机振动大。

此外现有链条皮带抽油机修井移位装置依赖于吊车、千斤顶、拖车等设备的辅助，对于地处荒野、交通不便的油田，修井作业进行起来比较困难。

发明内容

本发明的目的是要克服上述抽油机的不足之处，提供一种传动机构更简单，性能更好，调参方便，造价低，冲次可以在一定范围内调节的长冲程、低冲次双滚筒塔式直线抽油机。

本发明的技术方案为：

所述一种塔式直线抽油机，其特征在于：包括底座和塔架、驱动机构、传动机构、修井移位装置、油井光杆；驱动机构固定安装在底座上，驱动机构驱动传动机构运转；传动机构包括主动链轮、从动链轮、链条、曲拐、往返架、配重箱、负载皮带和悬绳器；主动链轮与从动链轮通过链条连接，曲拐固定在链条上，往返架与曲拐固定连接、配重箱固定连接在往返架上端；负载皮带一端连接在配重箱上端，且绕过塔架顶端的修井移位装置，另一端连接在悬绳器上；悬绳器连接油井光杆；

所述修井移位装置由支撑架及操作平台、滚筒机构、移位机构和移位驱动机构组成；支撑架及操作平台固定在塔架顶端；移位机构包括多组相互平行的导轨，导轨固定在支撑架上表面；滚筒机构包括相互平行的前滚筒和后滚筒，前滚筒通过前滚筒支板安装在导轨的滑块上，后滚筒通过后滚筒支板固定在支撑架上，负载皮带绕过前滚筒和后滚筒；移位驱动机构包括驱动手柄、驱动链轮、两组运动机构，每组运动机构包括丝杠、联轴节、小链轮和移位链条；丝杠与导轨平行，丝杠一端与固定在前滚筒支板上的丝杠螺母配合，丝杠另一端与固定在后滚轮支板上的轴承配合，并通过联轴节连接小链轮，小链轮通过移位链条连接驱动链轮，驱动链轮受驱动手柄驱动。

进一步的优选方案，所述一种塔式直线抽油机，其特征在于：前滚筒支板与支撑架之间有锁销约束。

进一步的优选方案，所述一种塔式直线抽油机，其特征在于：配重箱四角各安装一个配重箱减振装置，所述配重箱减振装置包括导轮座、扭转弹簧轴、扭转弹簧、导轮支撑臂、导轮轴、导轮；导轮座固定在配重箱上，扭转弹簧轴固定在导轮座上，两根扭转弹簧套在扭转弹簧轴上，且扭转弹簧的一端固定连接在导轮座上，另一端固定连接在导轮支撑臂上；两块导轮支撑臂安装在扭转弹簧轴的两端，导轮支撑臂一端与扭转弹簧轴转动配合，另一端与导轮轴的一端固定连接；导轮轴与扭转弹簧轴平行；导轮通过轴承安装在导轮轴上，且在扭转弹簧扭力作用下，导轮与塔架H钢接触。

进一步的优选方案，所述一种塔式直线抽油机，其特征在于：抽油机上还安装有摄像头和传输器，记录抽油机的冲次和出液量数据，并远距离传输到办工地点。

有益效果

本发明与已有无游梁抽油机相比较具有以下技术优点：

1、本发明的配重箱位于塔架机体内，位于往返架的上方并与往返架连接在一起，随链条的运动在机体内运动。配重箱总成采用由12个扶正导向轮组成的扶正***，可使运动平稳灵活。在配重箱的内部设计有放置配重块的空间用于放置配重块。配重块为铸铁或钢板材质，可根据油井负荷大小不同进行选择。配重块采用每块重15kg的小块配重，可以精确地调整配重重量，使***运行更加平稳，消耗的功率更少。

2、本发明工作时，电机通过皮带传动、减速箱减速后，驱动主动链轮旋转。主动链轮驱动链条在主动链轮和从动链轮之间运动，而链条通过曲拐，带动往返架，往返架带动配重箱上下运动。在配重箱的上端通过负荷皮带绕过滚筒连接到光杆的悬绳器。这样就把往返架的上、下垂直往返运动传递给光杆和抽油机相应的进项上冲程和下冲程，实现抽油的目的。

3、本发明具有修井移位装置，修井时，操作员沿塔架主体一侧的扶梯上爬到操作平台，打开锁销，转动手柄，带动驱动链轮旋转，驱动链轮带动左右两轴，使左右丝杠同时旋转，拉动前滚筒支板滑台运动，从而让出塔架前的空间，供修井机安装使用。回位时，手柄方向转动。正常抽油工作时，滚筒支板用锁销锁定。

4、本发明在配重箱的左右两侧的上下各安装一个扭簧减振装置，使得配重箱与H钢为柔性接触，可以有效的防止换向时冲击力大引起的振动，保护导轮轴承不容易被损坏。

5、本发明中的井场抽油机的冲次和出液量的数据通过摄像头和传输器可以远距离的传输到办工地点，使工作人员可以快捷方便的获得一线一手数据。实现了智能化数据采集，可以快捷有效的调节冲次和出液量之间的关系，当出液量多时适当的增加冲次，当出液量少时适当的减少冲次。有效的提高了抽油机的工作效率。为数字化油田打下基础。

6、本发明驱动装置中采用行星齿轮减速器，传动效率高，单级达96﹪—99﹪；传动比范围大，传动功率从12KW至50000KW；承载能力大；工作平稳；体积和重量比普通齿轮减速器小的多。

附图说明

图1：本发明的结构示意图。

图2：图1的侧视图。

其中：1—电动机，2—减速器，3—曲拐，4—修井移位装置，5—负载皮带，6—悬绳器，7—油井光杆，8—底座，9—配重箱，10—往返架，11—从动链轮，12—链条，13—主动链轮。

图3：修井移位装置示意图。

图4：图3的俯视图。

其中：14.支撑架，15.锁销，16.轴承座，17.前滚筒，18.负载皮带，19.后滚筒，20.操作手柄，21.塔架主体，22.扶梯，23.前滚筒支板，24.第一导轨，25.第一丝杠，26.第一联轴节，27.第一从动链轮，28.第一链条，29.第一驱动链轮，30.操作平台，31.第二导轨，32.第二丝杠，33.第二联轴节，34.后滚筒支板，35.第二驱动链轮，36.第二从动链轮，37.第二链条，38.第一丝杠螺母，39.第二丝杠螺母，40.滑块。

图5：配重箱减振装置示意图。

图6：图5的俯视图。

图7：配重箱减振装置应用在配重箱示意图。

其中：41—塔架H钢、42—导轮轴、43—扭转弹簧、44—导轮、45—轴承、46—配重箱、47—导轮座、48—导轮支撑臂、49—扭转弹簧轴、50—第一导轮、51—第二导轮、52—第三导轮、53—第四导轮。

具体实施方式

下面结合具体实施例描述本发明：

参照附图1和附图2，本实施例中的塔式直线抽油机包括底座8和塔架21、驱动机构、传动机构、修井移位装置4、油井光杆7。

底座8位于整机的最下端直接接触地面。驱动机构由电动机1和减速器2组成，驱动机构用螺栓固定安装在底座上，电动机1的输出端通过传动皮带连接减速器2的输入端，电动机1在减速器2的右边。减速器2的输出端连接传动机构的主动链轮13。

传动机构包括主动链轮13、从动链轮11、链条12、曲拐3、往返架10、配重箱9、负载皮带5和悬绳器6。主动链轮13与从动链轮11通过链条12连接，曲拐3固定在链条12上，往返架10与曲拐3固定连接、配重箱9焊接固定在往返架10上端；负载皮带5一端连接在配重箱上端，另一端绕过塔架顶端的修井移位装置，连接在悬绳器上6；悬绳器6连接油井光杆7。

塔式直线抽油机工作时电动机1通过皮带传动减速箱2减速后，驱动主动链轮13旋转，主动链轮驱动链条12在主动链轮与从动链轮之间运动，而链条通过曲拐，带动往返架，往返架带动配重箱上下运动。在配重箱、往返架的上端通过负荷皮带绕过修井移位装置连接到挂光杆7的悬绳器6。把往返架10的上、下垂直往返运动传递给光杆7和抽油杆相应地进行上冲程和下冲程，实现抽油的目的。

参照附图3和附图4，修井移位装置由支撑架及操作平台、滚筒机构、移位机构和移位驱动机构组成。

支撑架焊接固定在塔架主体的顶端，操作平台焊接固定支撑架的周边，扶梯焊接于塔架主体的右侧且平行于塔架主体，用于操作人员上下操作平台。

移位机构包括两组相互平行的导轨，第一导轨和第二导轨分别用螺栓紧固安装在支撑架上表面。

滚筒机构包括相互平行的前滚筒和后滚筒，前滚筒支板分别用螺栓紧固于第一导轨和第二导轨左端的四个滑块上，后滚筒支板用螺栓紧固在支撑架上。前滚筒和后滚筒用轴承座分别紧固于前滚筒支板和后滚筒支板的中部，负载皮带绕过前滚筒和后滚筒。锁销安装在前滚筒支板的左下端，与支撑架形成锁销约束。

移位驱动机构包括操作手柄、驱动链轮、两组运动机构。每组运动机构包括丝杠、联轴节、移位从动链轮和链条。第一丝杠平行于第一导轨，第一丝杠的左端用第一丝杠螺母紧固于前滚筒支板上，第一丝杠的右端用轴承座紧固于后滚筒支板上。第二丝杠平行于第二导轨，第二丝杠的左端用第二丝杠螺母紧固于前滚筒支板上，第二丝杠的右端用轴承座紧固于后滚筒支板上。第一丝杠和第二丝杠的右端分别用第一联轴节和第二联轴节连接在第一移位从动链轮和第二移位从动链轮的链轮轴上；第一移位链条连接第一移位从动链轮和第一驱动链轮，第二移位链条连接第二驱动链轮和第二移位从动链轮。第一驱动链轮和第二驱动链轮同轴，操作手柄连接在第一驱动链轮和第二驱动链轮的链轮轴的右端。

操作时，操作员沿塔架主体一侧的扶梯上爬到操作平台，打开锁销，转动操作手柄，带动第一驱动链轮和第二驱动链轮旋转，通过第二移位链条和第一移位链条带动第二移位从动链轮和第一移位从动链轮旋转，通过第二联轴节和第一联轴节带动第二丝杠和第一丝杠同时旋转，拉动前滚筒支板沿第二导轨和第一导轨运动，从而让出塔架前的空间，供修井机安装使用。回位时，反向转动操作手柄。正常工作时，前滚筒支板用锁销锁定。

参照附图7，配重箱四角各安装一个配重箱减振装置，参照附图5和附图6，配重箱减振装置包括导轮座、扭转弹簧轴、扭转弹簧、导轮支撑臂、导轮轴、导轮。

导轮座焊接固定在塔式直线抽油机的配重箱上。扭转弹簧轴固定在导轮座上，两根扭转弹簧套在扭转弹簧轴上，且扭转弹簧的一端固定连接在导轮座上，另一端固定连接在导轮支撑臂上。两块导轮支撑臂安装在扭转弹簧轴的两端，导轮支撑臂一端与扭转弹簧轴转动配合，另一端与导轮轴的一端固定连接。导轮轴与扭转弹簧轴平行。导轮通过轴承安装在导轮轴上，且在扭转弹簧扭力作用下，导轮与塔式直线抽油机的塔架H钢接触。

塔式直线抽油机正常工作时做上冲程和下冲程连续循环的运动，在上冲程运动与下冲程运动交替时，配重箱会产生向左和向右的惯性力。在塔式抽油机在上冲程运动时，配重箱在向左惯性力作用下向左运动，此时配重箱左下角的导轮50受力最大，左上角的导轮53受力次之，右边的两个导轮51和导轮52受力最小，由导轮50和导轮53把配重箱对H钢向左的冲击力缓冲了下来；在塔式抽油机在下冲程运动时，配重箱在向右惯性力作用下向右运动，此时配重箱右下角的导轮52受力最大，导轮51受力次之，左边的两个导轮53和导轮50受力最小，由导轮52和导轮51把配重箱对H钢向右的冲击力缓冲了下来；如此上下冲程连续循环运动，分别由左右两边的导轮把配重箱对H钢向左向右的冲击力缓冲了下来,配重箱达到了显著地减振效果。在塔式抽油机不工作时，四个导轮处于受力平衡状态。

Claims (4)

1.一种塔式直线抽油机，其特征在于：包括底座和塔架、驱动机构、传动机构、修井移位装置、油井光杆；驱动机构固定安装在底座上，驱动机构驱动传动机构运转；传动机构包括主动链轮、从动链轮、链条、曲拐、往返架、配重箱、负载皮带和悬绳器；主动链轮与从动链轮通过链条连接，曲拐固定在链条上，往返架与曲拐固定连接、配重箱固定连接在往返架上端；负载皮带一端连接在配重箱上端，且绕过塔架顶端的修井移位装置，另一端连接在悬绳器上；悬绳器连接油井光杆；

所述修井移位装置由支撑架及操作平台、滚筒机构、移位机构和移位驱动机构组成；支撑架及操作平台固定在塔架顶端；移位机构包括多组相互平行的导轨，导轨固定在支撑架上表面；滚筒机构包括相互平行的前滚筒和后滚筒，前滚筒通过前滚筒支板安装在导轨的滑块上，后滚筒通过后滚筒支板固定在支撑架上，负载皮带绕过前滚筒和后滚筒；移位驱动机构包括驱动手柄、驱动链轮、两组运动机构，每组运动机构包括丝杠、联轴节、小链轮和移位链条；丝杠与导轨平行，丝杠一端与固定在前滚筒支板上的丝杠螺母配合，丝杠另一端与固定在后滚筒支板上的轴承配合，并通过联轴节连接小链轮，小链轮通过移位链条连接驱动链轮，驱动链轮受驱动手柄驱动。

2.根据权利要求1所述一种塔式直线抽油机，其特征在于：前滚筒支板与支撑架之间有锁销约束。

3.根据权利要求2所述一种塔式直线抽油机，其特征在于：配重箱四角各安装一个配重箱减振装置，所述配重箱减振装置包括导轮座、扭转弹簧轴、扭转弹簧、导轮支撑臂、导轮轴、导轮；导轮座固定在配重箱上，扭转弹簧轴固定在导轮座上，两根扭转弹簧套在扭转弹簧轴上，且扭转弹簧的一端固定连接在导轮座上，另一端固定连接在导轮支撑臂上；两块导轮支撑臂安装在扭转弹簧轴的两端，导轮支撑臂一端与扭转弹簧轴转动配合，另一端与导轮轴的一端固定连接；导轮轴与扭转弹簧轴平行；导轮通过轴承安装在导轮轴上，且在扭转弹簧扭力作用下，导轮与塔架H钢接触。

4.根据权利要求3所述一种塔式直线抽油机，其特征在于：抽油机上还安装有摄像头和传输器，记录抽油机的冲次和出液量数据，并远距离传输到办工地点。