专利名称：齿轮传动式抽油机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种油田上用于采石油的抽油机。
背景技术：
目前各油田采油时使用最多的是有杆泵采油机，由于有杆泵抽油系统工作时上下冲程悬点A处载荷相差很多，大约相差一个液柱量力，欲使电动机在上下冲程做功达到平衡，各种抽油机都采用了不同的平衡方式，目前使用最广的一种方式是机械平衡方式。如图6所示，机械平衡是采用在下冲程时举高平衡配重1，将机械能转化为势能储存起来，上冲程降低平衡配重1，使势能转化为机械能。由于平衡配重1和前摆头3绕支点2摆动旋转时的转动惯量J＝r2m(m是质量，r是旋转半径)很大，所以消耗的电动机功率也很大P＝T·ω＝J·a·ω(T是扭矩，ω为角速度，a为加速度)，这就使电动机必须选用较大的功率才能保证采油系统的正常工作，而选用的电动机功率较大，则耗能多，能量无功消耗也就大，能量利用率就低。另外由于这种平衡方式是在杠杆的两端制造平衡，安装平衡配重困难，调整平衡配重也很困难。现有的抽油机还存在体积较大、占地面积大、安装和维修困难等缺点，由于传动系统的自重大、摩擦损耗的能量也非常大，抽油速度和抽油机的上下行程长度很难调整。
发明内容
为了克服现有的抽油机存在所用电动机功率大、能量利用率低和调整平衡困难的缺陷，提供一种所用电动机功率小、能量利用率高和调整平衡容易的抽油机。本发明通过下述方案予以实现，一种齿轮传动式抽油机，它包括机架4、配重5、导向辊6、导向辊7、大齿轮8、电动机9、电机控制器10、牵拉索具11和传动机构12，导向辊6和导向辊7分别设置在机架4的顶部上，大齿轮8和导向辊7固定连接并且同轴旋转，牵拉索具11的一端连接有配重5，牵拉索具11的索体通过绕在导向辊6和导向辊7的轮体表面上来改变拉紧方向，电动机9通过传动机构12带动大齿轮8旋转，电机控制器10控制电动机9中绕组电流的方向和大小。本发明的抽油机在工作中把牵拉索具11的自由端与井下抽油杆相连接，通过电动机9的正反转，使传动机构12带动与大齿轮8同轴的导向辊7顺、逆时针旋转，绕在导向辊7上的牵拉索具11拉动抽油杆上下运动抽出石油。下行程时，配重5上升并蓄积势能，上行程时配重5下降并释放势能。由于大齿轮8的转动惯量相对于现有抽油机来说很小，因此耗能相对较小，电动机的功率也不必选择太大，现有抽油机电动机功率一般22KW，本发明可选用11KW功率的电动机，由于电机功率较小，能量无功消耗相应减小，能量利用率高。而且本发明抽油机不需要减速器也减少了能量的损耗。本发明体积较小，占地面积也小，便于安装和维修。另外本发明配重5的设置和调整非常方便，本发明具有设计新颖、结构合理和具有较大推广价值的优点。
图1是本发明实施方式一的结构示意图，图2是图1的C-C剖视图，图3是实施方式二的结构示意图，图4是图3的F-F剖视图，图5是实施方式四的结构示意图，图6是现有抽油机的结构示意图，图7是实施方式七的结构示意图，图8是实施方式九的结构示意图，图9是图8的K-K剖视图。
具体实施例方式
一下面结合图1和图2具体说明本实施方式。它由机架4、配重5、导向辊6、导向辊7、大齿轮8、电动机9、电机控制器10、牵拉索具11和传动机构12组成，导向辊6和导向辊7分别设置在机架4的顶部上，大齿轮8和导向辊7固定连接并且同轴旋转，牵拉索具11的一端连接有配重5，牵拉索具11的索体通过绕在导向辊6和导向辊7的轮体表面上来改变拉紧方向，电动机9通过传动机构12带动大齿轮8旋转，电机控制器10控制电动机9中绕组电流的方向和大小。传动机构12由齿条12-1、导轨12-2、丝杠螺母12-3、丝杠12-4组成，齿条12-1与大齿轮8啮合并设置在大齿轮8的下方，齿条12-1设置在固定于机架4上的导轨12-2中，齿条12-1的下表面上设置有丝杠螺母12-3，连接在机架4上的丝杠12-4平行于齿条12-1，丝杠12-4的端部与电动机9相连接。本实施方式在工作中电动机9带动丝杠12-4转动，丝杠12-4推动与丝杠螺母12-3固定的齿条12沿导轨12-2滑动，齿条12-1带动大齿轮8旋转。本发明中的牵拉锁具11可以是钢丝绳、起重用的手拉葫芦钢链等凡是能传递拉力并可弯曲的链绳。
具体实施方式
二下面结合图3和图4具体说明本实施方式。本实施方式与实施方式一的不同点是，传动机构12由小齿轮12-5组成，小齿轮12-5与大齿轮8啮合，电动机9与小齿轮12-5连接。本实施方式结构简单、工作可靠。
具体实施方式
三下面结合图5具体说明本实施方式。本实施方式与实施方式一的不同点是，配重5由若干片通过螺杆5-1固定为一体的相互叠置的配重片5-2组成。本实施方式配重5的重量调节非常方便。
具体实施方式
四本实施方式与实施方式一的不同点是，电机9采用同步电机，电机控制器10采用变频器或伺服控制器。利用变频器或伺服控制器可以通过电控方式控制抽油速度和抽油机上下行程长度。
具体实施方式
五本实施方式与实施方式一的不同点是，电机9采用异步电机，电机控制器10采用变频器。
具体实施方式
六本实施方式与实施方式一的不同点是，丝杠12-4和丝杠螺母12-3分别是滚珠丝杠和滚珠丝杠螺母。本实施方式摩擦阻力较小，电动机发出的能量损失较小。由于本实施方式中丝杠和丝杠螺母都是滚珠丝杠和滚珠丝杠螺母，所以在工作中丝杠对丝杠螺母采用拉力还是压力的作用方式显得非常重要，在抽油机上应该尽量把电动机布置为丝杠拉丝杠螺母的工作方式。
具体实施方式
七下面结合图7具体说明本实施方式。本实施方式与实施方式一的不同点是，牵拉索具11为同步齿形带，导向辊7和导向辊6上开有齿槽7-1和齿槽6-1。
具体实施方式
八下面结合图1和图4具体说明本实施方式。本实施方式与实施方式一的不同点是，牵拉索具11为套筒滚子链，导向辊6和导向辊7的轮缘上开有链齿6-2和链齿7-2。本实施方式可以防止牵拉索具在导向辊上滑动。
具体实施方式
九下面结合图8和图9具体说明本实施方式。本实施方式与实施方式一的不同点是，它还包括导向体14，导向体14为配重5提供垂直方向的导向。由于设置了导向体14，配重5在上下运动时不会发生摆动现象。
权利要求
1.一种齿轮传动式抽油机，其特征是它包括机架(4)、配重(5)、导向辊(6)、导向辊(7)、大齿轮(8)、电动机(9)、电机控制器(10)、牵拉索具(11)和传动机构(12)，导向辊(6)和导向辊(7)分别设置在机架(4)的顶部上，大齿轮(8)和导向辊(7)固定连接并且同轴旋转，牵拉索具(11)的一端连接有配重(5)，牵拉索具(11)的索体通过绕在导向辊(6)和导向辊(7)的轮体表面上来改变拉紧方向，电动机(9)通过传动机构(12)带动大齿轮(8)旋转，电机控制器(10)控制电动机(9)中绕组电流的方向和大小。
2.根据权利要求1所述的齿轮传动式抽油机，其特征是传动机构(12)由齿条(12-1)、导轨(12-2)、丝杠螺母(12-3)、丝杠(12-4)组成，齿条(12-1)与大齿轮(8)啮合并设置在大齿轮(8)的下方，齿条(12-1)设置在固定于机架(4)上的导轨(12-2)中，齿条(12-1)的下表面上设置有丝杠螺母(12-3)，连接在机架(4)上的丝杠(12-4)平行于齿条(12-1)，丝杠(12-4)的端部与电动机(9)相连接。
3.根据权利要求1所述的齿轮传动式抽油机，其特征是传动机构(12)由小齿轮(12-5)组成，小齿轮(12-5)与大齿轮(8)啮合，电动机(9)与小齿轮12-5)连接。
4.根据权利要求1所述的齿轮传动式抽油机，其特征是配重(5)由若干片通过螺杆(5-1)固定为一体的相互叠置的配重片(5-2)组成。
5.根据权利要求1所述的齿轮传动式抽油机，其特征是电机(9)采用同步电机，电机控制器(10)采用变频器或伺服控制器。
6.根据权利要求1所述的齿轮传动式抽油机，其特征是电机(9)采用异步电机，电机控制器(10)采用变频器。
7.根据权利要求2所述的齿轮传动式抽油机，其特征是丝杠(12-4)和丝杠螺母(12-3)分别是滚珠丝杠和滚珠丝杠螺母。
8.根据权利要求1所述的齿轮传动式抽油机，其特征是牵拉索具(11)为同步齿形带，导向辊(7)和导向辊(6)上开有齿槽(7-1)和齿槽(6-1)。
9.根据权利要求1所述的齿轮传动式抽油机，其特征是牵拉索具(11)为套筒滚子链，导向辊(6)和导向辊(7)的轮缘上开有链齿(6-2)和链齿(7-2)。
10.根据权利要求1所述的齿轮传动式抽油机，其特征是它还包括导向体(14)，导向体(14)为配重(5)提供垂直方向的导向。
全文摘要
本发明公开一种油田上用于采石油的抽油机——齿轮传动式抽油机。它包括机架(4)、配重(5)、导向辊(6)、导向辊(7)、大齿轮(8)、电动机(9)、电机控制器(10)、牵拉索具(11)和传动机构(12)，导向辊(6)和导向辊(7)分别设置在机架(4)的顶部上，大齿轮(8)和导向辊(7)固定连接并且同轴旋转，牵拉索具(11)的一端连接有配重(5)，牵拉索具(11)的索体通过绕在导向辊(6)和导向辊(7)的轮体表面上来改变拉紧方向，电动机(9)通过传动机构(12)带动大齿轮(8)旋转，电机控制器(10)控制电动机(9)中绕组电流的方向和大小。由于大齿轮(8)的转动惯量相对于现有抽油机来说很小，电动机的功率也不必选择太大。另外本发明配重(5)的设置和调整非常方便，本发明具有设计新颖、结构合理和具有较大推广价值的优点。
文档编号E21B43/00GK1540133SQ200310107639
公开日2004年10月27日 申请日期2003年10月27日 优先权日2003年10月27日
发明者郝双晖, 郝明晖 申请人:哈尔滨工业大学