CN104533352A - 一种抽油机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种抽油机，包括塔架、动力***、减速箱、换向装置、平衡配重装置、天车轮、钢丝绳和悬绳器；减速箱输入轴通过联轴器与连接，减速箱输出轴通过联轴器与换向装置连接，导向装置通过连杆与平衡配重装置连接，钢丝绳一端连接平衡配重装置、另一端绕过安装在塔架上的天车轮通过悬绳器连接抽油杆；动力经减速箱传动，驱动换向装置转动，换向装置再驱动导向装置上下往复运动，导向装置带动平衡配重装置上下运动，进而通过绕过天车轮的钢丝绳带动抽油杆、抽油泵活塞上下往复运动；特殊设计的凸轮柱机构可保证抽油机悬点运动绝大部分时间内为匀速运动，降低了惯性损失，有效减少了抽油过程中的能量损失，达到节能效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种石油开采机械设备，特别涉及一种抽油机。
背景技术
随着油田的持续开发，机械采油油田的不断增加，油田对于抽油机的需求量也在日益增加。研制高效、节能、可靠性高的抽油机是石油机械装备工业的当务之急，也是生产厂家始终追求的目标。常规游梁式抽油机尽管结构简单、皮实耐用，但耗能较大；异型抽油机如链条式抽油机、液压抽油机结构过于复杂，可靠性差，制造成本高；皮带式抽油机电机换向频繁，一个冲次换向两次，耗能较大；还有其它异型抽油机都存在着结构复杂、节能效果差等问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种结构简单、工作可靠、节能效果明显的抽油机。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种抽油机，包括塔架、动力***、减速箱、换向装置、平衡配重装置、安全保护装置、天车轮、钢丝绳和悬绳器；所述动力***安装在底座上，减速箱安装在塔架内部，减速箱输入轴通过联轴器与动力***连接，减速箱输出轴通过联轴器与换向装置连接，换向装置上安装有导向装置，所述安全保护装置安装在塔架的支撑架三上，导向装置通过连杆与处于安全保护装置上方的平衡配重装置连接，钢丝绳一端连接平衡配重装置、另一端绕过安装在塔架上的天车轮通过悬绳器连接抽油杆，钢丝绳的垂挂部分位于塔架的纵向中心；动力***经减速箱驱动换向装置转动，换向装置驱动导向装置上下往复运动，导向装置带动平衡配重装置上下运动，进而通过绕过天车轮的钢丝绳带动抽油杆上下往复运动。
所述塔架顶部装有天车让位机构，天车让位机构包括安装在塔架顶部天车主梁上的两根齿条，天车轮轴两端加工有轴头齿轮，天车轮轴两端的轴头齿轮分别与两根齿条啮合，通过调整天车轮轴与两根齿条的位置，调整天车的位置。
所述换向装置为双向螺旋凸轮结构，凸轮柱两端分别通过轴承座安装在塔架的支撑架上，支撑架两端通过螺栓固定在塔架立柱上，所述凸轮柱上套有导向套筒，导向套筒能够在凸轮柱的螺旋槽内双向往复运动，导向套筒通过连杆与平衡配重装置连接。
所述凸轮柱中部的廓面线为匀速运动规律，靠近凸轮柱两端的廓面线为正弦加速度运动规律。
所述凸轮柱为分段多节式结构，各节通过丝扣连接，通过增加或减少匀速段节数改变抽油机冲程。
所述平衡配重装置包括配重块支撑架，配重块支撑板上连接有平衡配重杆，配重块中间开设插槽，配重块通过插槽***平衡配重杆放置在配重块支撑板上，通过调整配重块的数量调整配重，导向装置通过连杆与配重块支撑板连接。
所述安全保护装置包括固定在支撑架三上的配重支撑和缓冲装置，通过缓冲装置对平衡配重装置进行减速缓冲。
所述动力***采用变频式电机。
本发明的抽油机包括动力***、减速箱、换向装置、平衡配重装置、安全保护装置和天车轮等，动力***经减速箱驱动换向装置转动，换向装置驱动导向装置上下往复运动，导向装置带动平衡配重装置上下运动，进而通过绕过天车轮的钢丝绳带动抽油杆上下往复运动，实现抽油机悬点往复运动，通过导向装置上下匀速往复运动可保证抽油泵活塞运动绝大部分时间为匀速运动，可以有效减少抽油过程中的能量损失，满足节能的要求。
进一步，本发明换向装置为双螺旋凸轮结构，采用双向凸轮柱为抽油机的换向机构，通过特殊设计的凸轮柱廓面线可以实现抽油泵活塞的运动为大部分匀速运动规律与行程两端的正弦加速度运动规律相结合的运动规律，通过改变凸轮柱节数而改变抽油机冲程。
附图说明
附图1为本发明抽油机的结构原理示意图；
附图2为本发明抽油机凸轮柱结构示意图；
图中：底座1、动力***2、联轴器3、减速箱4、支撑架一5、轴承座6、支撑架二7、支撑架三8、配重支撑9、缓冲装置10、塔架11、钢丝绳12、齿条13、天车轮14、天车轮轴15、轴承座16、配重块17、连杆18、凸轮柱19、导向套筒20、悬绳器21、轴承座22、配重块支撑板23、平衡配重杆24。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细说明：
如图1所示，本发明的抽油机主要包括塔架11、动力***2、减速箱4、换向装置、平衡配重杆、安全保护装置、天车轮14、钢丝绳12、悬绳器21，所述动力***2安装在底座1上，减速箱4安装在塔架11内部，减速箱4输入轴通过联轴器3与动力***2连接，减速箱4输出轴通过联轴器与凸轮柱连接，凸轮柱上安装有导向装置，所述安全保护装置安装在塔架11的支撑架三8上，导向装置通过连杆18与处于安全保护装置上方的平衡配重装置连接，钢丝绳12一端连接平衡配重装置、另一端绕过安装在塔架11上的天车轮14通过悬绳器21连接抽油杆，钢丝绳12的垂挂部分位于塔架11的纵向中心；动力***2经减速箱4驱动换向装置转动，凸轮柱驱动导向装置上下往复运动，导向装置带动平衡配重装置上下运动，进而通过绕过天车轮14的钢丝绳12带动抽油杆上下往复运动。
结合图1所示，换向装置为双螺旋凸轮结构，包括支撑架一5、轴承座6、凸轮柱19、导向套筒20、支撑架二7、轴承座22，凸轮柱19两端分别通过轴承座安装在塔架11的支撑架上，支撑架两端通过螺栓固定在塔架11立柱上，所述凸轮柱19上套有导向套筒20，导向套筒20能够在凸轮柱19的螺旋槽内双向往复运动，导向套筒20通过连杆18与平衡配重装置连接。
减速箱4输出轴与凸轮柱19通过联轴器连接，启动动力***2，使凸轮柱19转动，从而带动导向套筒20沿凸轮柱上下往复运动；传动***包括连杆18、配重块支撑板23、平衡配重杆19、钢丝绳12、天车轮14，其中连杆上端铰接配重块支撑板23，下端铰接导向套筒20，当导向套筒20沿凸轮柱上下往复运动时，通过连杆18带动配重块17进而通过钢丝绳12带动抽油杆往复运动；
安全保护装置包括支撑架三8、其上固定有配重支撑9、缓冲装置10，其中支撑架三8安装于塔架左右横梁上，通过缓冲装置对平衡配重装置进行减速缓冲。
所述塔架11顶部装有天车让位机构，天车让位机构包括齿条13、天车轮轴15、轴承座16，两根齿条13安装在塔架11顶部天车主梁上，天车轮轴15两端加工有轴头齿轮，天车轮轴15两端的轴头齿轮分别与两根齿条13啮合，通过调整天车轮轴15与两根齿条13的位置调整天车的位置。在进行修井作业之前，松开固定于塔架主梁上的轴承座16，用扳手卡住天车轮轴上的六角扳手卡位，转动扳手即可移动天车轮，将井口位置让出。
所述平衡配重装置包括配重块支撑板23，配重块支撑板23上连接有平衡配重杆24，配重块中间开设插槽，配重块17通过插槽***平衡配重杆24放置在配重块支撑板23上，通过调整配重块17的数量调整配重，导向装置通过连杆18与配重块支撑板23连接。
如图2所示，抽油机的凸轮柱结构，中部的廓面线按等速运动规律设计，凸轮柱两端的廓面线按互为反向正弦加速度运动规律设计。特殊设计的螺旋廓面线可使导向套筒20平稳地沿螺旋槽往复运动，如图所示a段、c段的运动为特殊设计的正弦加速度运动，b段为匀速运动。该凸轮柱为分段多节式结构，通过丝扣连接，可以增加或减少匀速段节数进而改变抽油机冲程。
本发明的凸轮机构抽油机是一种理想的节能式抽油机，该抽油机除保持了游梁抽油机结构简单、工作可靠等优点外，还具有重量更轻、占地面积更小、设备运行管理简单，特别是节能效果好等优点。鉴于油田增产节能的迫切需要，单柱凸轮机构节能式抽油机的开发及应用，将对石油机械的创新发展具有十分重要的理论意义，对于油田降低开发成本、促进国民经济发展具有非常重大的实用价值。
Claims (8)
1.一种抽油机，其特征在于：包括塔架(11)、动力***(2)、减速箱(4)、换向装置、平衡配重装置、安全保护装置、天车轮(14)、钢丝绳(12)和悬绳器(21)；所述动力***(2)安装在底座(1)上，减速箱(4)安装在塔架(11)内部，减速箱(4)输入轴通过联轴器与动力***(2)连接，减速箱(4)输出轴通过联轴器与换向装置连接，换向装置上安装有导向装置，所述安全保护装置安装在塔架(11)的支撑架三(8)上，导向装置通过连杆(18)与处于安全保护装置上方的平衡配重装置连接，钢丝绳(12)一端连接平衡配重装置、另一端绕过安装在塔架(11)上的天车轮(14)通过悬绳器(21)连接抽油杆，钢丝绳(12)的垂挂部分位于塔架(11)的纵向中心；动力***(2)经减速箱(4)驱动换向装置转动，换向装置驱动导向装置上下往复运动，导向装置带动平衡配重装置上下运动，进而通过绕过天车轮(14)的钢丝绳(12)带动抽油杆上下往复运动。
2.根据权利要求1所述的抽油机，其特征在于：所述塔架(11)顶部装有天车让位机构，天车让位机构包括安装在塔架(11)顶部天车主梁上的两根齿条(13)，天车轮轴(15)两端加工有轴头齿轮，天车轮轴(15)两端的轴头齿轮分别与两根齿条(13)啮合，通过调整天车轮轴(15)与两根齿条(13)的位置调整天车的位置。
3.根据权利要求1或2所述的抽油机，其特征在于：所述换向装置为双向螺旋凸轮结构，凸轮柱(19)两端分别通过轴承座安装在塔架(11)的支撑架上，支撑架两端通过螺栓固定在塔架(11)立柱上，所述凸轮柱(19)上套有导向套筒(20)，导向套筒(20)能够在凸轮柱(19)的螺旋槽内双向往复运动，导向套筒(20)通过连杆(18)与平衡配重装置连接。
4.根据权利要求3所述的抽油机，其特征在于：所述凸轮柱(19)中部的廓面线为匀速运动规律，凸轮柱(19)两端的廓面线为正弦加速度运动规律。
5.根据权利要求3所述的抽油机，其特征在于：所述凸轮柱(19)为分段多节式结构，各节通过丝扣连接，通过增加或减少匀速段节数改变抽油机冲程。
6.根据权利要求3所述的抽油机，其特征在于：所述平衡配重装置包括配重块支撑板(23)，配重块支撑板上连接有平衡配重杆(24)，配重块中间开设插槽，配重块(17)通过插槽***平衡配重杆，放置在配重块支撑板上，通过调整配重块的数量调整配重，导向装置通过连杆(18)与配重块支撑板(23)连接。
7.根据权利要求3所述的抽油机，其特征在于：所述安全保护装置包括固定在支撑架三(8)上的配重支撑(9)和缓冲装置(10)，通过缓冲装置对平衡配重装置进行减速缓冲。
8.根据权利要求3所述的抽油机，其特征在于：所述动力***(2)采用变频式电机。
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