CN106522890B - 双摆梁绳轮式长冲程抽油机 - Google Patents
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Abstract
一种双摆梁绳轮式长冲程抽油机，其包括机座、电动机、曲柄、连杆、上摆梁、下摆梁、天轮、上导轮、下导轮、辅助杆、钢丝绳、平衡重和抽油杆，其中电机固定在机座上，天轮与机座高台的顶部转动联接，曲柄的两端与电动机轴和连杆联接，连杆的另一端与上摆梁的一端联接，上摆梁与上导轮中心和辅助杆的一端联接，其另一端与机座高台联接，下摆梁的一端与辅助杆的另一端联接，其中部与机座高台联接，其另一端与下导轮中心和平衡重的上端联接，钢丝绳的一端与抽油杆的上端联接，其另一端绕过天轮、下导轮和上导轮，与下摆梁和下导轮联接。本发明利用钢丝绳长度变化与其缠绕上、下导轮轮距变化的倍增功能带动抽油杆实现往复垂直长冲程运动。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采装备技术领域，特别涉及一种长冲程抽油机。
背景技术
在深井小于1000m采油工况下，有杆式游梁抽油机因其抽油杆换向过程连续无冲击、结构简单、可靠的优点，一直广泛用于世界各国油田后期石油开采。在深井大于2000m采油工况下，抽油杆弹性伸长量较大，需要增加抽油杆的冲程，方能有效提抽油机泵效，减少能耗。直接增大有杆式游梁抽油机抽油杆冲程，会导致其游梁长度和总重成倍增大，使得制造成本和材料、驱动力矩和占地面积都成倍增加，并使安全性变差。因此石油开采装备技术的专家们一直不断努力设计和开发各种长冲程抽油机，旨在提抽油机的泵效和寿命，节能省电。在这方面，2009年公开号为CN100564794的发明专利公开杠杆平衡天轮式长冲程抽油机，采用下置驱动摆轮增程、单曲柄连杆及杠杆式平衡结构实现增程。2016年公开号为CN205117304U的实用新型公开一种长冲程抽油机，用于提捞抽油机漏失大的情况。1987年公开号为CN1007997的发明专利公开了一种无游梁长冲程抽油机，采用链条式增程机构以增加抽油机的冲程。2001公开号为CN1061739C的发明专利公开电机换向长冲程抽油机电机换向代替机械换向。2014年公开号为CN102704897B的发明专利公开了一种重力平衡液压长冲程抽油机。1996公开号为CN1031354C的发明专利公开了一种链条式长冲程抽油机，是继现有链条抽油机之后的新一代链条式长冲程抽油机。2003年公开号为CN1127622C的发明专利公开了一种圆柱链低矮式长冲程抽油机，它由一个具有光杆功能，又具有普通链条功能的特殊圆柱链，一个在正多边形棱柱面上开有在空间呈近似螺旋线形的圆柱型凹槽、内表面为内螺纹、一端带有较长空心花键孔的特制链轮，一个正多边形大盘状轮，一个减速***和一个平衡***组成。2010年公开号为CN101082272B的发明专利公开巨型塔架式长冲程抽油机，使抽油机得以向巨型化发展以适应超深井高干度蒸汽辅助重力泄油采油的要求。2014公开号为CN102352740B的发明专利公开了一种复合平衡式长冲程抽油机，通过复合式平衡结构，减轻平衡重的重量。1992年公开号为CN1015812的发明专利公开了一种双带双滚筒长冲程抽油机，采用双带双滚筒传动，带滑轮的绳组式悬绳器，可调式天车，十字平衡式安全装置，行星凸轮式冲程调节机构，平衡框起吊装置等新结构。上述现有技术各具特色，但在换向过程中，冲击载荷仍然较大，可靠性不够好；结构不够紧凑，平衡重运动范围较大，安全性欠佳。例如CN1061739C中的电气换向可靠性不够好。CN100564794中杠杆平衡天轮式长冲程抽油机机械换向冲击载荷大，结构较复杂。
发明内容
本发明的目的在于提出一种换向冲击载荷小、结构简单、紧凑、寿命长，节能省电的双摆梁绳轮长冲程抽油机。
本发明包括机座、电动机、曲柄、连杆、上摆梁、下摆梁、天轮、上导轮、下导轮、辅助杆、钢丝绳、平衡重和抽油杆，其中电机固定在机座的一侧，机座的另一侧设有高台，天轮与机座高台的顶部转动联接，电动机驱动轴与曲柄的一端同轴键连接，曲柄的另一端与连杆的一端转动联接，连杆的另一端与上摆梁的一端转动联接，上摆梁依次与上导轮中心和辅助杆的一端转动联接，上摆梁的另一端与机座高台的上部转动联接，下摆梁的一端与辅助杆的另一端转动联接，其中部与机座高台的中部转动联接，其另一端与下导轮中心和平衡重的上端转动联接，所有转动副相互平行；钢丝绳的一端与抽油杆的上端连接，其另一端绕过天轮、下导轮和上导轮，与下摆梁与下导轮连接的一端连接。
电动机通过曲柄和连杆驱动辅助杆和上导轮随上摆梁摆动，辅助杆带动下导轮和平衡重随下摆梁相对上摆梁反向摆动，改变了上、下导轮的轮距。
本发明利用钢丝绳长度变化与其缠绕上、下导轮轮距变化的倍增功能带动抽油杆实现往复垂直长冲程运动。利用平衡重有效减少抽油杆上、下冲程载荷差导致电机的最大转矩差，并确保电机始终呈主动驱动。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1.抽油杆往复垂直运动冲程长。因为上、下导轮距离变化范围大，所以利用钢丝绳长度变化与其绕上、下导轮轮距变化的倍增功能可以使抽油杆冲程到达有现有杆式游梁抽油机的3倍以上。
2.抽油杆换向过程连续无冲击，具有常规有杆式游梁抽油机换向过程连续无冲击的优点。
3.结构紧凑，可靠，制造成本和材料低，占地面积少于有杆式游梁抽油机。
4.平衡重近地小范围运动，安全性好。
附图说明
图1是本发明的示意简图。
图中：1-机座、2-电机、3-曲柄、4-连杆、5-上摆梁、6-上导轮、7-钢丝绳、8-辅助杆、9-天轮、10-下摆梁、11-下导轮、12-平衡重、13-抽油杆。
具体实施方式
在图1所示的双摆梁绳轮长冲程抽油机示意图中，电机2固定在机座1的一侧，机座的另一侧设有高台，天轮9与机座高台的顶部转动联接，电动机驱动轴与曲柄3的一端同轴键连接，曲柄的另一端与连杆4的一端转动联接，连杆的另一端与上摆梁5的一端转动联接，上摆梁依次与上导轮6中心和辅助杆8的一端转动联接，上摆梁的另一端与机座高台的上部转动联接，下摆梁10的一端与辅助杆的另一端转动联接，其中部与机座高台的中部转动联接，其另一端与下导轮11中心和平衡重12的上端转动联接，所有转动副相互平行；钢丝绳7的一端与抽油杆13的上端连接，其另一端绕过天轮、下导轮和上导轮，与下摆梁与下导轮连接的一端连接。
电动机通过曲柄和连杆驱动辅助杆和上导轮随上摆梁摆动，辅助杆带动下导轮和平衡重随下摆梁相对上摆梁反向摆动，改变了上、下导轮的轮距。利用钢丝绳钢丝绳的长度变化与其绕上、下导轮轮距变化的倍增功能带动抽油杆实现往复垂直长冲程运动。平衡重用于减少抽油杆上、下冲程载荷差导致电机的最大转矩差，并确保电动机始终呈主动驱动。实、虚线分别为上、下冲程机构的位置。
Claims (1)
1.一种双摆梁绳轮式长冲程抽油机，其包括机座、电动机、曲柄、连杆、上摆梁、下摆梁、天轮、上导轮、下导轮、辅助杆、钢丝绳、平衡重和抽油杆，其特征在于：所述电动 机固定在机座的一侧，机座的另一侧设有高台，天轮与机座高台的顶部转动联接，电动机驱动轴与曲柄的一端同轴键连接，曲柄的另一端与连杆的一端转动联接，连杆的另一端与上摆梁的一端转动联接，上摆梁依次与上导轮中心和辅助杆的一端转动联接，上摆梁的另一端与机座高台的上部转动联接，下摆梁的一端与辅助杆的另一端转动联接，其中部与机座高台的中部转动联接，其另一端与下导轮中心和平衡重的上端转动联接，所有转动副相互平行；钢丝绳的一端与抽油杆的上端连接，其另一端绕过天轮、下导轮和上导轮，与下摆梁与下导轮连接的一端连接。
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