模块化偏心曲柄及其偏移量调整装置制造方法
【专利摘要】本发明公开一种模块化偏心曲柄及其偏移量调整装置，包括回转座、偏心调整主轴、水平偏移量指示盘、回转轴承、偏心曲柄、二次平衡块、牵引小连杆销和牵引小连杆；偏心调整主轴动配合安装于回转座上，水平偏移量指示盘固定安装在回转座外端面上，同时水平偏移量指示盘的水平偏移量指示针垂直向上；回转轴承内环通过回转轴承内环紧固螺栓组固定安装在偏心调整主轴上，偏心曲柄通过回转轴承外环紧固螺栓组固定安装在回转轴承外环上；二次平衡块安装在偏心曲柄上，牵引小连杆的一端通过牵引小连杆销与偏心曲柄的一侧铰接。本发明使电动机负载波动减小，电动机处于正扭矩工作状态，机械系统运行平稳，提高了电动机功率因数，达到了节能降耗的目的。
【专利说明】模块化偏心曲柄及其偏移量调整装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及石油井口机械采油装置【技术领域】，具体涉及一种模块化偏心曲柄及其
偏移量调整装置。
【背景技术】
[0002]目前采油机械的主力机型为游梁式抽油机，其四杆机构及负载特性决定了抽油机正常工作时减速箱输出轴扭矩波动大，迫使减速机、电动机配置较大而造成浪费；机械传动系统有冲击、机械传动副过早磨损或损坏。
【发明内容】
[0003]本发明目的是提供一种模块化偏心曲柄及其偏移量调整装置，用于批量、标准化节能改造游梁式抽油机，解决电动机负载波动大、效率低并减小机械传动系统冲击的问题。
[0004]为实现上述目的，本发明提供一种模块化偏心曲柄及其偏移量调整装置，包括回转座、偏心调整主轴、水平偏移量指示盘、回转轴承、偏心曲柄、二次平衡块、牵引小连杆销和牵引小连杆；偏心调整主轴动配合安装于回转座上，水平偏移量指示盘固定安装在回转座外端面上，同时水平偏移量指示盘的水平偏移量指示针垂直向上；回转轴承内环通过回转轴承内环紧固螺栓组固定安装在偏心调整主轴上，偏心曲柄通过回转轴承外环紧固螺栓组固定安装在回转轴承外环上；二次平衡块安装在偏心曲柄上，牵引小连杆的一端通过牵引小连杆销与偏心曲柄的一侧铰接。
[0005]本发明还具有如下技术特征:
[0006]1、本发明的装置通过回转座固定在游梁式抽油机减速机输出轴法兰盘位置侧平面上并替代原法兰盘。
[0007]2、所述的牵引小连杆的另外一端通过曲柄销与游梁式抽油机的曲柄铰接。
[0008]3、本发明还包括偏心曲柄销，偏心曲柄销安装在偏心曲柄的另外一侧，偏心曲柄通过偏心曲柄销与游梁式抽油机连杆铰接。
[0009]4、所述的偏心调整主轴的偏心圆外端面上，沿圆周刻有:偏心调整主轴按偏心轴心旋转时，偏心调整主轴中心轴线水平移动距离的刻线。
[0010]5、偏心调整主轴的外圆与偏心调整主轴的内孔的偏心量为本装置调整偏移量。
[0011]6、所述的偏心曲柄上开有T形槽，能够使二次平衡块在梯形槽内移动或微调到需要位置，并通过二次平衡块螺栓组固定二次平衡块位置。
[0012]7、所述的偏心调整主轴设有环形T型槽与回转座通过T型螺栓定位后紧固为一体。
[0013]本发明的原理是:本发明的装置与游梁式抽油机曲柄和连杆之间铰链连接，并且固定在减速机输出轴法兰盘位置并替代法兰盘，根据减速机具体运转规律和相关参数，调整模块化偏心曲柄及其偏移量调整装置的水平偏心距离、牵引小连杆回转中心到减速机输出轴心距离及牵引小连杆长度、二次平衡块的位置和重量，使抽油机减速箱输出轴整体输出扭矩波动大幅度降低，达到提高电动机运转功率、节能降耗目的。
[0014]本发明具有如下有益效果:由于采取了上述方案，通过在原抽油机平衡的基础上增加了一级扭矩阻力和扭矩增力交替自动运行的机构；可微调的二次平衡装置，使电动机负载波动减小，电动机处于正扭矩工作状态，机械系统运行平稳，减少了冲击和磨损，提高了电动机功率因数，达到了节能降耗的目的，本装置可批量、标准化的改造抽油机。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是模块化偏心曲柄及其偏移量调整装置应用结构示意图；
[0016]图2是模块化偏心曲柄及其偏移量调整装置应用结构示意图左视图；
[0017]图3是模块化偏心曲柄及其偏移量调整装置应用结构示意图A-A剖视图；
[0018]图4是模块化偏心曲柄及其偏移量调整装置结构示意图；
[0019]图5是模块化偏心曲柄及其偏移量调整装置K向结构示意图；
[0020]图6是模块化偏心曲柄及其偏移量调整装置结构示意图B-B剖视图；
[0021]图7是模块化偏心曲柄及其偏移量调整装置结构示意图C-C剖视图；
[0022]图8是水平偏移量刻度值D局部放大图(背离井口旋转90°水平后移140_)；
[0023]图9是牵引小连杆产生附加力F矢量示意图；
[0024]图10是水平偏移量刻度值D局部放大图零位示意图；
[0025]图11是水平偏移量刻度值D局部放大图(面向井口旋转90°水平前移140mm)；
[0026]图12是悬点在冲程向上极限位置运动时，牵引角Θ向90°值接近示意图；
[0027]图13是悬点在下冲程向下极限位置接近时，牵引角Θ逐渐变小，到下极限位置时牵引角Θ减小到约69°左右示意图；
[0028]图14为偏心调整主轴的结构示意图。
[0029]图中1、电动机；2、减速机；3、减速机输出轴；4.、曲柄；5、曲柄销；6、牵引小连杆；
7、牵引小连杆销；8、模块化偏心曲柄及其偏移量调整装置；9、偏心曲柄销；10、连杆；11、横梁；12、游梁；13、驴头；14、悬点；15、回转座；16、偏心调整主轴；17、回转轴承内环；18、回转轴承外环；19、偏心曲柄；20、二次平衡块；21、水平偏移量指示盘；22、回转轴承内环紧固螺栓组；23、回转轴承外环紧固螺栓组；24、回转座紧固螺栓组；25、小平衡块紧固螺栓组；26、偏心调整主轴T型螺栓紧固螺栓组；27、水平偏移量指示盘紧固螺栓组；28、偏心调整主轴的内孔；29、偏心调整主轴的外圆；30、T形槽；31、环形T型槽；
【具体实施方式】
[0030]下面根据说明书附图举例对本发明进一步解释:
[0031]实施例1
[0032]一种模块化偏心曲柄及其偏移量调整装置，包括回转座15、偏心调整主轴16、水平偏移量指示盘21、回转轴承、偏心曲柄19、二次平衡块20、牵引小连杆销7和牵引小连杆6 ;偏心调整主轴16动配合安装于回转座15上，水平偏移量指示盘21固定安装在回转座15外端面上，同时水平偏移量指示盘21的水平偏移量指示针垂直向上；回转轴承内环17通过回转轴承内环紧固螺栓组22固定安装在偏心调整主轴15上，偏心曲柄19通过回转轴承外环紧固螺栓组23固定安装在回转轴承外环18上；二次平衡块20安装在偏心曲柄19上，牵引小连杆6的一端通过牵引小连杆销7与偏心曲柄19的一侧铰接。如图6所示，该装置通过回转座固定在游梁式抽油机减速机输出轴法兰盘位置侧平面上并替代原法兰盘。如图1和3所示，所述的牵引小连杆6的另外一端通过曲柄销5与游梁式抽油机的曲柄4铰接。
[0033]如图1-图3所示，本装置还包括偏心曲柄销9，偏心曲柄销9安装在偏心曲柄19的另外一侧，偏心曲柄19通过偏心曲柄销9与游梁式抽油机连杆10铰接。如图10所示，所述的偏心调整主轴16的偏心圆外端面上，沿圆周刻有:偏心调整主轴按偏心轴心旋转时，偏心调整主轴中心轴线水平移动距离的刻线。如图14所示，偏心调整主轴的外圆29与偏心调整主轴的内孔28的偏心量为本装置调整偏移量。所述的偏心曲柄19上开有T形槽30，能够使二次平衡块在梯形槽内移动或微调到需要位置，并通过二次平衡块螺栓组固定二次平衡块位置。所述的偏心调整主轴16设有环形T型槽31与回转座15通过T型螺栓定位后紧固为一体。
[0034]实施例2
[0035]下面结合说明书附图及具体实例对本发明的应用、调整及工作原理做进一步描述。
[0036]如图1、图2、图3所示本发明应用动力传递关系如下:电动机I驱动减速机2使减速机输出轴3带动曲柄4面向井口方向旋转；曲柄销5根据需要固定安装在曲柄4上5个孔的其中一个位置，牵引小连杆6 —端通过曲柄销5与曲柄4铰链连接、偏心曲柄销9与连杆10铰接；由此本发明模块化偏心曲柄及其偏移量调整装置8、在曲柄4通过牵引小连杆6的牵引下、绕本发明模块化偏心曲柄及其偏移量调整装置8自身的回转中心面向井口方向旋转，连杆10在本发明模块化偏心曲柄及其偏移量调整装置8的旋转的作用下，带动横梁
11、游梁12、炉头13、悬点14做上下往复运动。
[0037]本发明模块化偏心曲柄及其偏移量调整装置8在运行中，牵引角Θ是变化的(α为减速机输出轴轴心与曲柄平衡重中心连线和减速机输出轴轴心与一排曲柄销孔中心连线之间的夹角；Θ为曲柄中心线与牵引小连杆中心线的夹角)，如图12所示悬点在冲程向上极限位置运动时，牵引角Θ向90°值接近；如图13所示悬点在下冲程向下极限位置接近时牵引角Θ逐渐变小，到下极限位置时牵引角Θ减小到约69°左右。
[0038]如图9所不,牵引小连杆长度550mm、曲柄半径820mm、偏心曲柄半径820mm、偏心曲柄水平偏移量L140_时牵引小连杆产生附加力F，由该图分析得到本发明模块化偏心曲柄及其偏移量调整装置8，在抽油机下冲程悬点下降至15%左右时，下降附加阻力F开始逐渐增加；悬点下降至32%左右时，下降附加阻力F达到峰值并开始减小；悬点下降至下极限点时，为减小冲程转换时产生惯性冲击，附加阻力F保留至45%以下，悬点平稳转为上冲程，附加阻力逐渐消失并转为助力阶段，实现下降阻力、上升助力的理想状态，F值的大小受牵引小连杆长度、曲柄半径、偏心曲柄半径及偏心曲柄偏移量的影响。
[0039]调整方法如下:如图3所示，可通过曲柄销5安装在曲柄4上5个孔的一个位置调整牵引小连杆6的回转中心位置并更换对应长度的牵引小连杆6。
[0040]如图6、图8、图10、图11所示，偏心调整主轴16的偏心垂直向上为初始偏移量为零位置，松开偏心调整主轴T型螺栓组26，使用专用工具利用重力使偏心调整主轴16根据需要面向井口方向或背面向井口方向旋转，相应得到偏心曲柄19背面向井口或面面向井口的水平偏移量。[0041]如图4、图6所示，松开二次平衡块紧固螺栓组25，调整偏心曲柄19与二次平衡块20的相对位置和更换相应重量的二次平衡块20后紧固为一体。
[0042]通过改变偏心曲柄19背面向井口或面向井口的水平偏移方向，抽油机上相关螺旋锁紧及连接相应改动后，可以根据要求改变抽油机电动机的旋转方向，以延长抽油机使用寿命。
[0043]本发明能够调整偏心曲柄回转中心水平偏移量及回转半径、牵引小连杆回转中心及长度、二次平衡块位置及重量，上述联合调整改变牵引角Θ、异相角α、系统平衡、派生出随机变化的附加扭矩。
【权利要求】
1.一种模块化偏心曲柄及其偏移量调整装置，其特征在于，包括回转座(15)、偏心调整主轴(16)、水平偏移量指示盘(21)、回转轴承、偏心曲柄(19)、二次平衡块(20)、牵引小连杆销(7)和牵引小连杆(6);偏心调整主轴(16)动配合安装于回转座(15)上，水平偏移量指示盘(21)固定安装在回转座(15)外端面上，同时水平偏移量指示盘(21)的水平偏移量指示针垂直向上；回转轴承内环(17)通过回转轴承内环紧固螺栓组(22)固定安装在偏心调整主轴(15)上，偏心曲柄(19)通过回转轴承外环紧固螺栓组(23)固定安装在回转轴承外环(18)上；二次平衡块(20)安装在偏心曲柄(19)上，牵引小连杆(6)的一端通过牵引小连杆销⑵与偏心曲柄(19)的一侧铰接。
2.如权利要求1所述的一种模块化偏心曲柄及其偏移量调整装置，其特征在于:该装置通过回转座固定在游梁式抽油机减速机输出轴法兰盘位置侧平面上并替代原法兰盘。
3.如权利要求书I所述的一种模块化偏心曲柄及其偏移量调整装置，其特征在于:所述的牵引小连杆(6)的另外一端通过曲柄销(5)与游梁式抽油机的曲柄(4)铰接。
4.如权利要求1所述的一种模块化偏心曲柄及其偏移量调整装置，其特征在于:还包括偏心曲柄销(9)，偏心曲柄销(9)安装在偏心曲柄(19)的另外一侧，偏心曲柄(19)通过偏心曲柄销(9)与游梁式抽油机连杆(10)铰接。
5.如权利要求1所述的一种模块化偏心曲柄及其偏移量调整装置，其特征在于:所述的偏心调整主轴(16)的偏心圆外端面上，沿圆周刻有:偏心调整主轴按偏心轴心旋转时，偏心调整主轴中心轴线水平移动距离的刻线。
6.如权利要求1所述的一种模块化偏心曲柄及其偏移量调整装置，其特征在于:偏心调整主轴的外圆(29)与偏心调整主轴的内孔(28)的偏心量为本装置调整偏移量。
7.如权利要求1所述的一种模块化偏心曲柄及其偏移量调整装置，其特征在于:所述的偏心曲柄(19)上开有T形槽(30)，能够使二次平衡块在梯形槽内移动或微调到需要位置，并通过二次平衡块螺栓组固定二次平衡块位置。
8.如权利要求1所述的一种模块化偏心曲柄及其偏移量调整装置，其特征在于:所述的偏心调整主轴(16)设有环形T型槽(31)与回转座(15)通过T型螺栓定位后紧固为一体。
【文档编号】E21B43/00GK103726810SQ201410035405
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2014年1月24日 优先权日:2014年1月24日
【发明者】李龙, 陈常庆, 闫凯风, 滕立春 申请人:哈尔滨鑫鼎热能环保工程有限公司