專利名稱：快速裝卸可調(diào)下偏平衡臂式抽油機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及石油礦場用的快速裝卸可調(diào)下偏平衡臂式抽油機(jī)。
常規(guī)游梁式抽油機(jī)的核心部分一一運(yùn)動(dòng)變換裝置是一種結(jié)構(gòu)簡單的四桿機(jī)構(gòu)包括曲柄、連桿、游粱以及支架(連同底座)組成的四鉸接曲柄——搖桿機(jī)構(gòu)，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)變換裝置結(jié)構(gòu)簡單，所以這類桿件抽油機(jī)的運(yùn)動(dòng)變換損耗小，工作可靠、維護(hù)方便、經(jīng)久耐用，能適應(yīng)各種油田的惡劣環(huán)境和工況要求。其缺點(diǎn)是過大的能耗，即驢頭懸點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加速度較大，平衡效果較差，效率較低，在長沖程時(shí)體積較大和機(jī)體笨重等。在常規(guī)游粱式抽油機(jī)的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生了許多變種，相應(yīng)有前置型、異相型、氣平衡型、雙驢頭型、六連桿型等游梁式抽油機(jī)，這些游梁式抽油機(jī)的平衡方式盡管形式不同，卻都是一級平衡，即曲柄轉(zhuǎn)角的周期為2π的周期函數(shù)，與常規(guī)游梁式抽油機(jī)沒有本質(zhì)的區(qū)別，而且平衡調(diào)節(jié)不便，平衡效果不好，因此綜合效率低。
游梁式抽油機(jī)的減速裝置用來實(shí)現(xiàn)從動(dòng)力機(jī)到曲柄的動(dòng)力傳遞和減速，常用分流式兩級雙圓弧齒輪減速器，它由機(jī)殼、齒輪軸、軸承以及潤滑和密封系統(tǒng)等部分組成。其設(shè)計(jì)、制造、裝配的精度要求較高，須用專用機(jī)床和刀具加工，因而制造成本較高；并且大多采用軟齒面齒輪，齒面硬度一般不超過HB310，抗沖擊性能差，斷齒、點(diǎn)蝕、磨損現(xiàn)象嚴(yán)重。
游梁式抽油機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)撥量較大，且又帶載起動(dòng)，因此所用電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要大；游梁式抽油機(jī)的工作特點(diǎn)是減速器輸出軸扭矩周期性的變化，在一個(gè)沖次內(nèi)一般要在零(或負(fù)值)到最大值之間兩次波動(dòng)，所以電動(dòng)機(jī)必須具有足夠的過載能力。常規(guī)轉(zhuǎn)差率的電動(dòng)機(jī)，其起動(dòng)電流較大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較低，起動(dòng)時(shí)對電網(wǎng)和機(jī)械系統(tǒng)的沖擊大，為了考慮啟動(dòng)因素，有時(shí)需要選擇較大的電動(dòng)機(jī)，這并不是穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)所必須的，并且常規(guī)轉(zhuǎn)差率的電動(dòng)機(jī)其機(jī)械特性較硬。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、附加動(dòng)載小、沖程長、能耗、低、綜合效率高、平衡調(diào)節(jié)方便的快速裝卸可調(diào)下偏平衡臂式抽油機(jī)。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的由平衡臂1、支架2、工作臺3、游梁支承總成4、連桿總成5、游梁總成6、橫梁總成7、驢頭8、懸繩器9、曲柄銷10、曲柄裝置11、減速器12、剎車機(jī)構(gòu)13、底盤14、電機(jī)裝置15、失載承沖裝置16、平衡配重17、活動(dòng)軸18、軸座19、固定軸20、調(diào)節(jié)座21、調(diào)節(jié)螺栓22組成，支架2固定在底盤14上，底盤14上分別置有減速器12、剎車機(jī)構(gòu)13、電機(jī)裝置15、失載承沖裝置16，支架2上部有工作臺3、游梁支承總成4，游梁總成6端部有驢頭8，驢頭8上有懸繩器9，連桿總成5一端與游梁7連接，另一端通過曲柄銷10與曲柄裝置11連接，游梁6一端有平橫臂1，平衡臂1的下端有平衡配重17，平衡臂1與游梁6的連接為雙軸形式，平衡臂1與游梁6之間有活動(dòng)軸18、軸座19及調(diào)節(jié)座21、調(diào)節(jié)螺栓22，軸座19里有固定軸20。
平衡配重17與平衡臂1的連接可以是固定連接，可以是定滑輪式軟連接，也可以是鉸接。
平衡臂1與游梁6的雙軸形式連接既可以是活動(dòng)的，也可以是固定的。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于采用了游梁下置質(zhì)量平衡，即抽油機(jī)的平衡質(zhì)量設(shè)置在游梁作用線(橫梁與游梁鉸接中心同游梁支承中心之聯(lián)線)的下方，通過平衡臂與游梁鉸接，其奇妙之處在于，一個(gè)下置質(zhì)量可當(dāng)兩個(gè)質(zhì)量用一個(gè)在游梁尾端，產(chǎn)生一次平衡扭矩；另一個(gè)在游梁的中垂線上，產(chǎn)生二次平衡扭矩，在一級平衡的基礎(chǔ)上增設(shè)二級平衡，即平衡扭矩是曲柄轉(zhuǎn)角的周期為π的周期函數(shù)，曲柄連桿機(jī)構(gòu)和驢頭位于支架的前邊，游梁后邊懸掛著一個(gè)現(xiàn)有的游梁式抽油機(jī)所沒有的平衡臂。可以長期在油田全天候運(yùn)轉(zhuǎn)，還具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。附加動(dòng)載小、沖程長、能耗低、綜合效率高、平衡調(diào)節(jié)方便等特點(diǎn)，皮實(shí)可靠，平衡質(zhì)量下移使抽油機(jī)整機(jī)重心下移，取消了旋轉(zhuǎn)大曲柄，使機(jī)座受力狀況大為改善，整機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)更為平衡可靠；結(jié)構(gòu)合理，采用了前置型結(jié)構(gòu)，短游梁大擺角，游梁擺角達(dá)78°，比傳統(tǒng)機(jī)增大30％，游梁長度和應(yīng)力減少30％，改用小曲柄，取消了旋轉(zhuǎn)大曲柄，減少了連桿、曲柄銷、減速箱軸和軸承的載荷，取消高座，減速機(jī)位置降低；適用廣泛，現(xiàn)已設(shè)計(jì)試制成功16、14、12、10、8、5等機(jī)型，沖程6m-3m，說明兩級平衡游粱式抽油機(jī)適用于任何井況，可系列化；提升加速度小。沖程(m)×沖次(min-1)＝48時(shí)，懸點(diǎn)提升加速度不超過2Ms-2與常規(guī)游梁式抽油機(jī)相比，下降30％。采用兩級平衡游梁式抽油機(jī)可提高抽油桿等井下設(shè)備的壽命；件能優(yōu)良，因?yàn)椴捎昧饲爸檬胶陀瘟幌缕|(zhì)量平衡，有短游粱大擺角、小曲柄、減速器位置低等特點(diǎn)，受力狀況大為改善，且提升加速度小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)和諧，反映抽油機(jī)性能的綜合指標(biāo)——噪聲較小，經(jīng)檢測14型機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲僅70dB(A)；節(jié)約能耗，由于游梁下偏平衡在曲柄上產(chǎn)牛的轉(zhuǎn)化平衡扭矩既有一級平衡扭矩，又有二級平衡扭矩，平衡和節(jié)能效果大幅度提高。理論分析表明(已由動(dòng)態(tài)檢測數(shù)據(jù)證實(shí))，兩級平衡游梁式抽油機(jī)有良好的性能指標(biāo)。



圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖2為平衡臂、游梁結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明本實(shí)用新型由平衡臂1、支架2、工作臺3、游梁支承總成4、連桿總成5、游梁總成6、橫梁總成7、驢頭8、懸繩器9、曲柄銷10、曲柄裝置11、減速器12、剎車機(jī)構(gòu)13、底盤14、電機(jī)裝置15、失載承沖裝置16、平衡配重17、活動(dòng)軸18、軸座19、固定軸20、調(diào)節(jié)座21、調(diào)節(jié)螺栓22組成，支架2固定在底盤14上，底盤14上分別置有減速器12、剎車機(jī)構(gòu)13、電機(jī)裝置15、失載承沖裝置16，支架2上部有工作臺3、游梁支承總成4，游梁總成6端部有驢頭8，驢頭8上有懸繩器9，連桿總成5一端與游梁7連接，另一端通過曲柄銷10與曲柄裝置11連接，游梁6一端有平橫臂1，平衡臂1的下端有平衡配重17，平衡臂1與游梁6的連接為雙軸形式，平衡臂1與游梁6之間有活動(dòng)軸18、軸座19及調(diào)節(jié)座21、調(diào)節(jié)螺栓22，軸座19里有固定軸20。
平衡配重17與平衡臂1的連接可以是固定連接，可以是定滑輪式軟連接，也可以是鉸接。
平衡臂1與游梁6的雙軸形式連接為可以是活動(dòng)的，也可以是固定的。其中一軸與游梁鉸接在一起，分兩種形式，一是在游梁頂面設(shè)置一個(gè)軸座，軸懸掛在軸座內(nèi)與游梁連接；一是在游梁側(cè)面開孔鑲套，軸穿過支撐套與游梁鉸接，另外一軸與游梁是貼合在一起的，與平衡臂以活動(dòng)和固定兩種方式連接，一方面起支撐作用，另一方面起調(diào)整作用。
采用了CDJT系列抽油機(jī)變極多速節(jié)能拖動(dòng)裝置，由YDCH變極多速超高轉(zhuǎn)差率三相異步電動(dòng)機(jī)和JDK電控箱組成。
減速器12的齒輪采用全圓弧齒輪。采用了全圓弧齒輪減速機(jī)，其技術(shù)特點(diǎn)是用全圓弧齒形代替各種傳統(tǒng)齒形，充分利用了功率分流和少齒差內(nèi)嚙合原理。它主耍由主動(dòng)輪、從動(dòng)輪、輸入軸、輸出軸、偏心軸、全圓弧齒輪、柱銷支承輪、柱銷輸出輪，滾動(dòng)軸承等組成。
四連桿機(jī)構(gòu)——由曲柄、連桿、游梁以及支架組成。其中曲柄固裝在減速裝置輸出軸的端頭，連桿的一端與曲柄活動(dòng)鉸接，另一端通過橫梁與游梁活動(dòng)鉸接，游梁與支架頂端通過游梁支承活動(dòng)鉸接在一起，抽油機(jī)工作時(shí)，曲柄繞輸出軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)連桿、橫梁、游梁作搖擺運(yùn)動(dòng)，游梁又繞支承心軸在鉛垂面內(nèi)擺動(dòng)，將減速裝置的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為光桿的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
游梁--驢頭總成，驢頭裝在游粱前端，保證抽油時(shí)光桿始終對準(zhǔn)井口中心位置。
平衡臂總成——承載平衡重，將下偏平衡質(zhì)量與游梁連接起來，通過增減平衡質(zhì)量改變平衡扭矩的大小，取得較好的平衡效果。
失載承沖裝置——采用木塊吸收和緩沖因抽油機(jī)失載而產(chǎn)生的抽油機(jī)慣性力及后部配重箱重力。
剎車裝置及剎車安全裝置制動(dòng)裝置的作用是當(dāng)抽油機(jī)電源切斷后，可使抽油機(jī)立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)或停留在任意位置。剎車安全裝置是為停機(jī)和安裝時(shí)的絕對安全設(shè)置的，為了保險(xiǎn)起見，停機(jī)后除拉緊剎車外，對外抱式還應(yīng)擰緊死剎桿螺母，對內(nèi)漲式還應(yīng)將鎖塊放入剎車轂外緣缺口內(nèi)。
懸繩器——連接驢頭與光桿，保證光桿沿井口中心作上下往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。
平衡的調(diào)節(jié)只需要在平衡箱中增減平衡塊，礦場作業(yè)時(shí)則可充填石塊和沙子。
權(quán)利要求1.快速裝卸可調(diào)下偏平衡臂式抽油機(jī)，由平衡臂(1)、支架(2)、工作臺(3)、游梁支承總成(4)、連桿總成(5)、游梁總成(6)、橫梁總成(7)、驢頭(8)、懸繩器(9)、曲柄銷(10)、曲柄裝置(11)、減速器(12)、剎車機(jī)構(gòu)(13)、底盤(14)、電機(jī)裝置(15)、失載承沖裝置(16)、平衡配重(17)、活動(dòng)軸(18)、軸座(19)、固定軸(20)、調(diào)節(jié)座(21)、調(diào)節(jié)螺栓(22)組成，支架(2)固定在底盤(14)上，底盤(14)上分別置有減速器(12)、剎車機(jī)構(gòu)(13)、電機(jī)裝置(15)、失載承沖裝置(16)，支架(2)上部有工作臺(3)、游梁支承總成(4)，游梁總成(6)端部有驢頭(8)，驢頭(8)上有懸繩器(9)，連桿總成(5)一端與游梁(7)連接，另一端通過曲柄銷(10)與曲柄裝置(11)連接，其特征在于游梁總成(6)一端有平衡臂(1)，平衡臂(1)的下端有平衡配重(17)，平衡臂(1)與游梁總成(6)連接為雙軸形式，平衡臂(1)與游梁(6)之間有活動(dòng)軸(18)、軸座(19)及調(diào)節(jié)座(21)、調(diào)節(jié)螺栓(22)，軸座(19)里有固定軸(20)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速裝卸可調(diào)下偏平衡臂式抽油機(jī)，其特征在于平衡配重(17)與平衡臂(1)的連接可以是固定連接，可以是定滑輪式軟連接，也可以是鉸接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速裝卸可調(diào)下偏平衡臂式抽油機(jī)，其特征在于平衡臂(1)與游梁總成(6)的雙軸連接形式可以是活動(dòng)的，也可以是固定的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速裝卸可調(diào)下偏平衡臂式抽油機(jī)，其特征在于減速器(12)的齒輪采用全圓弧齒輪。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速裝卸可調(diào)下偏平衡臂式抽油機(jī)，其特征在于采用的CDJT系列抽油機(jī)變極多速節(jié)能拖動(dòng)裝置，由YDCH變極多速超高轉(zhuǎn)差率三相異步電動(dòng)機(jī)和JDK電控箱組成。
專利摘要一種石油礦場用的快速裝卸可調(diào)下偏平衡臂式抽油機(jī),由平衡臂1、游梁總成6、平衡配重17等組成,游梁6一端有平衡臂1,平衡臂1的下端有平衡配重17,平衡臂1與游梁6連接為雙軸形式,減速器12的齒輪采用全圓弧齒輪,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、附加動(dòng)載小、沖程長、能耗低、綜合效率高、平衡調(diào)節(jié)方便。
文檔編號F04B53/22GK2377378SQ9921444
公開日2000年5月10日 申請日期1999年6月25日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月25日
發(fā)明者曹明承, 黃培民, 蒲紅軍, 于承海, 周仁能, 李偉, 許興華 申請人:吐哈石油勘探開發(fā)指揮部機(jī)械廠