单臂旋转式抽油组件的制作方法

[0001]
本实用新型涉及原料开采领域，特别涉及单臂旋转式抽油组件。


背景技术：

[0002]
抽油机是一种油矿开采系统中的核心组件，其原理是通过曳引机驱动钢丝绳使得抽油泵能够在油井内升降往复运动。
[0003]
通用的抽油机中包括有一种摆臂式抽油机，其通过电机驱动常态下横向设置的摆臂在一个方向摆动一定角度来完成钢丝绳的向上牵引，通过反向摆动一定角度来完成钢丝绳向下牵引，从而带动抽油泵的抽油杆升降泵油，此过程中电机经常需要正反向驱动切换，一个循环内要经历至少两次急加速和急减速，电机驱动轴收到的负荷较大，泵油效率也不高。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提供单臂旋转式抽油组件，泵油效率显著提升，部件负荷较小。
[0005]
根据本实用新型的实施例的单臂旋转式抽油组件，包括：机架；曳引电机，设置在机架上；转臂，转臂的中部设置在曳引电机的驱动轴上且转臂随驱动轴转动；钢丝绳和平衡装置，钢丝绳的上端和平衡装置分别连接转臂的径向两侧，钢丝绳的上端位于转臂的轴向前侧，平衡装置位于转臂的轴向后侧；限位装置，设置在机架上且位于转臂的下方，适于对钢丝绳的升降曳引进行限位。
[0006]
根据本实用新型实施例的单臂旋转式抽油组件，至少具有如下有益效果：通过钢丝绳、平衡装置和转臂在转臂上的轴向的错位设置，使得转臂在转动过程中，钢丝绳、平衡装置和转臂的转动路径不重叠也不会相互干扰，转臂能够稳定地在一个方向上持续转动，在曳引电机的驱动下和限位装置的作用下，平衡转动的转臂能够持续稳定的驱动钢丝绳循环升降运动，从而稳定高效的循环泵油，泵油过程免去了曳引电机在换向过程中的动力损耗且降低了零部件的负荷，零部件不易损坏。
[0007]
根据本实用新型的一些实施例，单臂旋转式抽油组件还包括抽油杆，钢丝绳的上端和下端分别设置有上绳头组合机构和下绳头组合机构，上绳头组合机构适于连接转臂，下绳头组合机构适于连接抽油杆。
[0008]
根据本实用新型的一些实施例，上绳头组合机构包括：上安装架，可转动地连接转臂；上锥套，可活动地穿设在上安装架上；上压簧，两端分别连接上锥套穿入上安装架的一端和上安装架容置上锥套穿入的一端，上锥套的另一端连接钢丝绳的上端。下绳头组合机构包括：下安装架，可转动地连接抽油杆；下锥套，可活动地穿设在下安装架上；下压簧，两端分别连接下锥套穿入下安装架的一端和下安装架容置下锥套穿入的一端，下锥套的另一端连接钢丝绳的下端。
[0009]
根据本实用新型的一些实施例，钢丝绳包括至少两根，上锥套和下锥套均与钢丝
绳的数量一一对应；上安装架经轴承连接转臂，下安装架经轴承连接抽油杆。
[0010]
根据本实用新型的一些实施例，机架的上部包括安装平台，曳引电机安装在安装平台上；安装平台上设置有变频控制柜，变频控制柜信号连接曳引电机且适于控制曳引电机的转速。
[0011]
根据本实用新型的一些实施例，机架包括左侧板、右侧板和x形连接板，x形连接板的左、右两端分别连接左侧板和右侧板。
[0012]
根据本实用新型的一些实施例，机架的右部设置有升降爬梯或者升降电梯。
[0013]
根据本实用新型的一些实施例，限位装置包括左右分设的第一限位轮和第二限位轮，钢丝绳适于自上而下地从第一限位轮和第二限位轮之间穿过。
[0014]
根据本实用新型的一些实施例，单臂旋转式抽油组件还包括：重量补偿机构，设置在转臂上且与平衡装置同侧。
[0015]
根据本实用新型的一些实施例，重量补偿机构包括：丝杆座，设置在转臂上且在转臂的转动中心与平衡装置之间延伸；补偿电机，设置在丝杆座的端部；丝杆，传动连接补偿电机，可转动地连接丝杆座；滑块，套设在丝杆上且与丝杆螺纹配合，可移动地连接丝杆座；补偿平衡装置，设置在滑块上。
[0016]
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
[0017]
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0018]
图1为抽油组件实施例的正向结构示意图及部分结构的放大图；
[0019]
图2为抽油组件实施例的侧向结构示意图；
[0020]
图3为图2中部分结构的示意图；
[0021]
图4为图1中部分结构的示意图；
[0022]
图5为重量补偿机构实施例的结构示意图；
[0023]
附图标号：机架100、安装平台110、变频控制柜120、左侧板130、右侧板140、x形连接板150、升降爬梯160、曳引电机200、转臂300、钢丝绳400、平衡装置500、限位装置600、第一限位轮610、第二限位轮620、上绳头组合机构700、上安装架710、上锥套720、上压簧730、下绳头组合机构800、下安装架810、下锥套820、下压簧830、重量补偿机构900、丝杆座910、补偿电机920、丝杆930、滑块940、补偿平衡装置950。
具体实施方式
[0024]
下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0025]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构
造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0026]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0027]
本实用新型的实施例提供单臂旋转式抽油组件，包括：机架；曳引电机，设置在机架上；转臂，转臂的中部设置在曳引电机的驱动轴上且转臂随驱动轴转动；钢丝绳和平衡装置，钢丝绳的上端和平衡装置分别连接转臂的径向两侧，钢丝绳的上端位于转臂的轴向前侧，平衡装置位于转臂的轴向后侧；限位装置，设置在机架上且位于转臂的下方，适于对钢丝绳的升降曳引进行限位。
[0028]
应理解，转臂的中部对应的是转臂中间的一部分位置，可以对应转臂沿一长度方向的1/4至3/4的这部分区域，转臂的中部设置在驱动轴上可以是转臂上1/4至3/4的这部分的任意位置设置在驱动轴上，优选是转臂的中心位置。
[0029]
参照图1和图4，转臂300可以是包括相互垂直的长臂和短臂，长臂和短臂均在中间位置相交，长臂和短臂的端部经连杆/或绳索相连形成四条边，四条边构造成菱形，短臂细于长臂，长臂可以用于安装其他部件，短臂、连杆/绳索则用于加强转臂300的自身强度。
[0030]
参照图1-图3，图1和图2中的上下方向对应该图状态下的转臂300的径向，钢丝绳400的上端连接转臂300的径向一端，平衡装置500则连接转臂300的径向另一端，此设置下，平衡装置500和钢丝绳400能够平衡转臂300转动过程中两端的负荷，曳引电机200的负荷则相对减小，起到使转臂300转动更顺畅，转臂300转动所需的曳引电机200的输出动力降低的作用；图2和图3中的前后方向对应该图状态下的转臂300的轴向，其中钢丝绳400的上端需要位于转臂300的轴向前侧，平衡装置500需要位于转臂300的轴向后侧，此设置下，转臂300转动的时候，钢丝绳400、转臂300和平衡装置500的运动轨迹不会相互交叉，可以在三个相平行的平面进行运动，便于转臂300在同向持续转动的过程中能够驱动钢丝绳400的上端循环升降，从而带动钢丝绳400下端的抽油泵的抽油杆升降泵油。
[0031]
限位装置的作用是对钢丝绳的上端以下的部分进行限位，由于转臂带动钢丝绳上端沿圆形轨迹运动，钢丝绳需要限位装置进行限位使得钢丝绳的下部分可以沿竖向升降运动，从而带动抽油泵的抽油杆升降泵油。
[0032]
平衡装置可以是铰接在转臂上，平衡装置可以是金属块，可以整体呈矩形板，也可以是圆形板状，平衡装置优选是可以拆装的，平衡装置也可以采用领域内通用的其他平衡重块。
[0033]
通过钢丝绳、平衡装置和转臂在转臂上的轴向的错位设置，使得转臂在转动过程中，钢丝绳、平衡装置和转臂的转动路径不重叠也不会相互干扰，转臂能够稳定地在一个方向上持续转动，在曳引电机的驱动下和限位装置的作用下，平衡转动的转臂能够持续稳定的驱动钢丝绳循环升降运动，从而稳定高效的循环泵油，泵油过程免去了曳引电机在换向过程中的动力损耗且降低了零部件的负荷，零部件不易损坏。
[0034]
本实用新型的一些实施例中，单臂旋转式抽油组件还可以包括抽油杆，钢丝绳的上端和下端分别设置有上绳头组合机构和下绳头组合机构，上绳头组合机构适于连接转臂，下绳头组合机构适于连接抽油杆。
[0035]
应理解，抽油杆是抽油泵的部件之一，抽油泵是目前领域内通用的机构，其过程是通过抽油杆在泵筒内升降运动完成泵油。通过上绳头组合机构和下绳头组合机构的设置便于安装固定钢丝绳。
[0036]
本实用新型的一些实施例中，参照图1，上绳头组合机构700可以包括：上安装架710，可转动地连接转臂300；上锥套720，可活动地穿设在上安装架710上；上压簧730，两端分别连接上锥套720穿入上安装架710的一端和上安装架710容置上锥套720穿入的一端，上锥套720的另一端连接钢丝绳400的上端。
[0037]
应理解，锥套是领域内用于连接钢丝绳端部的通用零部件，其整体呈锥形，锥套可以套设在钢丝绳上，可以通过螺钉锁紧的方式固定住钢丝绳的端部。
[0038]
应理解，上绳头组合机构的作用主要是为了提供弹性缓冲减震，除上压簧外，还可以其他方式来进行缓冲减震，如可以通过空气减震及液压减震的方式来实现。除此之外，上绳头组合机构的设置还能够便于转臂转动过程中与钢丝绳上端的相对位置变化，便于钢丝绳的拆卸。
[0039]
参照图1，下绳头组合机构800可以包括：下安装架810，可转动地连接抽油杆；下锥套820，可活动地穿设在下安装架810上；下压簧830，两端分别连接下锥套820穿入下安装架810的一端和下安装架810容置下锥套820穿入的一端，下锥套820的另一端连接钢丝绳400的下端。
[0040]
应理解，锥套是领域内用于连接钢丝绳端部的通用零部件，其整体呈锥形，锥套可以套设在钢丝绳上，可以通过螺钉锁紧的方式固定住钢丝绳的端部。
[0041]
应理解，下绳头组合机构的作用主要是为了提供弹性缓冲减震，除下压簧外，还可以其他方式来进行缓冲减震，如可以通过空气减震及液压减震的方式来实现。除此之外，下绳头组合机构的设置还能够便于钢丝绳升降过程中与抽油杆之间的相对位置变化，便于钢丝绳的拆卸。
[0042]
本实用新型的一些实施例中，钢丝绳可以包括至少两根，上锥套和下锥套均与钢丝绳的数量一一对应，通过至少两根钢丝绳，能够增加曳引稳定性，每根钢丝绳均有上锥套和下锥套相对应，能够增加钢丝绳的连接稳定性；上安装架可以经轴承连接转臂，下安装架可以经轴承连接抽油杆，通过轴承的设置能够使转动更稳定，传动效率更高，阻力更小。
[0043]
本实用新型的一些实施例中，参照图1，机架100的上部可以包括安装平台110，曳引电机200可以安装在安装平台110上；安装平台110上可以设置有变频控制柜120，变频控制柜120信号连接曳引电机200且适于控制曳引电机200的转速。机架100的上部可以理解为机架100上半部中的任意位置，变频控制柜120是通用的用于控制电机输出转速的部件，变频控制柜120和曳引电机200之间可以是线缆连接，也可以是通过无效数据传输方式连接。
[0044]
本实用新型的一些实施例中，参照图1，机架100可以包括左侧板130、右侧板140和x形连接板150，x形连接板150的左、右两端分别连接左侧板130和右侧板140。通过x形连接板150的设置能够加强机架100的结构强度。
[0045]
机架还可以包括前侧板和后侧板，前侧板和后侧板之间也可以通过x形连接板相
连接。
[0046]
本实用新型的一些实施例中，参照图1，机架100的右部可以设置有升降爬梯160或者升降电梯。机架100的右部可以理解为机架100的右半部，机架100的左半部也可以设置升降爬梯160或者升降电梯。通过降爬梯或者升降电梯的设置便于维护人员检修、安装、更换零部件。
[0047]
本实用新型的一些实施例，参照图1，限位装置600可以包括左右分设的第一限位轮610和第二限位轮620，钢丝绳400适于自上而下地从第一限位轮610和第二限位轮620之间穿过。
[0048]
第一限位轮和第二限位轮可以是对称设置，两者的轴线相平行，第一限位轮和第二限位轮夹住钢丝绳的两侧，钢丝绳升降时，第一限位轮和第二限位轮能够在两侧压接钢丝绳从而限制钢丝绳沿竖向运动。第一限位轮和第二限位轮在限制钢丝绳的过程中可以通过自转降低对钢丝绳的摩擦阻力，使得钢丝绳能够运动更顺畅。
[0049]
应理解，限位装置还可以是固定设置的竖向管道，钢丝绳在竖向管道内升降实现竖向限位。
[0050]
本实用新型的一些实施例中，单臂旋转式抽油组件还包括：重量补偿机构，设置在转臂上且与平衡装置同侧。重量补偿机构与平衡装置同侧设置，其作用是补偿调整自身的配重，结合平衡装置来适配转臂另一端钢丝绳对转臂的拉力。具体可以是，在钢丝绳对转臂的拉力会存在变化的时候，可以保持平衡装置的配重不变，通过调整重量补偿机构的配重即可保持转臂两端的平衡，此配重可以理解为转臂上悬挂或者曳引重物相对转臂转动中心的力矩。
[0051]
本实用新型的一些实施例中，参照图4和图5，重量补偿机构900可以包括：丝杆座910，设置在转臂300上且在转臂300的转动中心与平衡装置500之间延伸；补偿电机920，设置在丝杆座910的端部；丝杆930，传动连接补偿电机920，可转动地连接丝杆座910；滑块940，套设在丝杆930上且与丝杆930螺纹配合，可移动地连接丝杆座910；补偿平衡装置950，设置在滑块940上。
[0052]
通过补偿电机驱动丝杆转动，使得丝杆上的滑块能够沿丝杆的轴向移动调整位置，从而调整补偿平衡装置相对于转臂的转动中心的力矩，从而调整转臂一侧的配重，达到适配另一侧配重变化的目的。此设置下，调整起来十分方便快捷，甚至可以结合传感器来检测钢丝绳对转臂的实时配重，经传感器发送信号给补偿电机，来实时调整滑块位置，从而实时调整补偿平衡装置的位置，实时补偿转臂两端的配重，维持转臂两端平衡，由于转臂连接钢丝绳一端通常是固定位置，可以在转臂连接钢丝绳的位置，具体可以是在上安装座和转臂之间设置力传感器，从而可以测得钢丝绳相对转臂的力矩。
[0053]
应理解，补偿平衡装置的方式和理解可以参照平衡装置，可以是金属块，可以整体呈矩形板，也可以是圆形板状，补偿平衡装置优选是可以拆装的，补偿平衡装置也可以采用领域内通用的其他平衡重块。
[0054]
应理解，重量补偿机构还可以是直接作用平衡装置，即可以通过丝杆导轨机构移动平衡装置在径向靠近或者原理转臂的转动中心。
[0055]
在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本
说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0056]
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。