专利名称:自变力矩抽油机的制作方法
本发明的抽油机，是属于油田机械采油的一种抽油设备。
在已有的技术中，国内外广泛使用的主要是游梁式抽油机，它是通过四连杆机构将旋转运动变成抽油泵柱塞上下往复运动而进行采油的，具有结构简单，易于制造，便于管理等优点，但由于运动机构特性所限，无论采用何种平衡方式，这种抽油机的减速器和电动机皆工作在一种含有负值而变化较大的波动扭矩状态下，从而造成工作不平稳，设备使用寿命降低，噪音大等问题。为了满足波动扭矩峰值要求，至使这种抽油机不得不配备较大额定扭矩的减速器和较大功率的电动机，从而造成减速器额定扭矩利用率和电动机功率因素都不太高，因而增大了成本和能耗。另外，为在修井作业时将驴头让开井口，这种抽油机的驴头采用上翻式或侧转式的结构，这两种结构不仅需要操作人员上到游梁体前端松开锁紧机构，而且还需要用工具或吊装设备才能将驴头侧转或上翻，操作极为不便，也不安全。尤其是上翻式驴头复位时，常因操作失误而造成冲击性结构破损。
鉴于上述已有技术存在的问题，本发明的目的是通过改变游梁式抽油机的运动机构，改善其平衡效果，减少并平滑作用于减速器的净扭矩，提高抽油机的稳定性和使用寿命，并将其抽油机的驴头结构进行改进，从而获得一种平衡效果好、能耗低、噪音小、操作方便的一种新型抽油机。
本发明的目的是通过以下方案实现的，在游梁式抽油机的曲柄平衡装置与连杆之间插入一对滚动器和摇摆体，它们对称安装在减速器两侧，形成一种既有转动，又有滚动，还有摆动的运动方式，构成由曲柄、滚动器、摇摆体、连杆、游梁及机架组合而成的六连杆机构。滚动器是固定安装在曲柄上的，因此其上的滚动轮随着曲柄作逆时针匀速转动的同时，还沿着摇摆体导轨面滚动，并驱动摇摆体绕安装在支架上的前轴承座的轴心摆动。而摇摆体的另一端则以公知的方式联接连杆机构，带动游梁体及驴头摇摆。由于滚动器随着曲柄旋转而使其与摇摆体的摆动轴心之间的距离发生变化这一结构上的特性，使负荷作用在曲柄上的力在上冲程时降低，下冲程时增大，实现了自动改变负荷作用于曲柄上的力矩，并使其与平衡装置的平衡力矩相适应。当曲柄转到与摇摆体成水平位置时，驴头悬点行至冲程S的46%-48%处，使负荷作用于曲柄的力矩峰值相位偏移到平衡装置的平衡力矩峰值所处相位附近，因而获得良好的平衡效果。另外，当曲柄转动到与摇摆体成垂直位置时，曲柄转角在上冲程时大于下冲程时的曲柄转角，这就使上冲程悬点加速度较下冲程小，提高了抽油机的负载能力。通过这种结构，使负荷力矩与平衡力矩叠加后作用于减速器的净扭矩得以降低，趋于平滑，并消除了负扭矩。因此减速器要求的额定扭矩与电动机要求的功率都相应的降低，从而增大了减速器扭矩利用率。提高了电动机功率因素。附图一就是游梁式抽油机与自变力矩抽油机在相同油井工况条件下的负荷力矩，平衡力矩，净扭矩对比曲线图(图一)图中实线-为自变力矩抽油机的力矩扭矩曲线;
虚线-为游梁式抽油机的力矩扭矩曲线;
TWTW′-表示负荷力扭矩曲线;
TQTQ′-表示平衡力矩曲线;
TnTn′-表示净扭矩曲线。
本发明的进一步改进是将游梁体前端焊接有驴头座，并在驴头中空部位焊有一个定位轴和止动机构，组装后游梁体前端位于驴头中空部位，在驴头处于下死点附近时，操作人员站在抽油机底座上，操纵止动机构，将其止动销脱开止动面，然后将驴头行至上死点附近，靠驴头自重使其绕定位槽中的定位轴转动，下翻一个位置，实现使驴头让开井口的目的。
下面根据附图二进一步描述本发明的实施例。
附图二是本发明的抽油机的结构简图。在附图二中，标号(1)是支架，标号(2)是底座，标号(3)是曲柄并以公知的方式安装在减速器(15)的输出轴(14)上，带动平衡块(4)作逆时针方向的匀速旋转运动。在曲柄(3)的中心连线上固定安装一个用销轴配合的滚动器(5)，其销轴上装有一园柱滚子轴承和倒U型支承轮架(8)，其支承轮架(8)下部装有一支承轮(7)，用以在抽油机未加负荷时支承摇摆体(36)，标号(10)是滚动轮架，其上装有带有轴承的滚动轮(9)，并与摇摆体(36)的导轨板(13)接触作滚动运动，以上所有的轮子均用可拆卸的锁紧螺母或类似构件锁紧。标号(12)是一绳架轴，将其支承轮架(8)与滚动轮架(10)穿为一体，可以补偿导轨板(13)平面制造误差和安装误差。摇摆体(36)可以是焊接而成的矩型结构或其它型钢结构，最好是采用工字钢结构，在其上平面焊有加强板并用螺栓紧固件连接一导轨板(13)，摇摆体(36)的一端安装在支架(1)的前轴承座(35)上，并以其为摆动中心，其摆动角以30°～40°为宜。另一端安装在轴承座(16)上，并以公知的方式带动连杆机构(17)及游梁体(19)运动。标号(6)是一可转动的扶架，当调整冲程时，将其转至摇摆体(36)下方，用以支承摇摆体(36)，此时才可将滚动器(5)卸下，安装到所调冲程对应的曲柄孔中。
在附图二中驴头座(25·26)分别焊在游梁体前端上下部、驴头座(25·26)设置有双直角定位槽(23)和直角阻动面(C·A·B)，定位轴(24)嵌入在定位槽(23)中贯穿驴头并焊接在驴头侧板(22)上，在驴头两侧板(22)上的中空部位装有止动机构，该止动机构是由止动器(28)、拉簧(30)、钢丝绳(31)和操纵器(33)组成，其中止动器(28)的转动轴(29)采用与定位轴(24)同样方式焊接在驴头侧板(22)上。在止动器(28)前端焊有止动销(27)、组装时先吊起驴头(20)，将其中空部位对准游梁体(19)前端，从前面套入，使定位轴(24)进入定位槽(23)中。正常工作时，负荷力矩使止动销(27)始终抵住止动面(A、B)当需驴头让开井口时，按照惯用的操作方式将驴头(20)行至下死点附近，(如图二中下部双点划线所示位置)则驴头(20)靠自重可使其绕定位轴(24)逆时针转至驴头(20)上的阻动销(21)与阻动面C接触为止，这时止动销(27)离开止动面A约为5～10毫米，操作者可站在抽油机底座(2)上拉动操纵器(33)上的手把(34)带动钢丝绳(31)将止动销(27)拉出止动位置，再将手把(34)转动90°使其上的卡销卡在操纵器(35)上的锁紧槽内。这时再用惯用的操作方式将驴头(20)行至上死点附近(图二中上部单点画线位置)，则驴头(20)。靠其自重绕定位轴(24)顺时针转动。相对于游梁体(19)完成一次下翻角度，其让开井口距离可达1000毫米以上，达到并超过了修井作业时所需位置要求。修井作业完毕后，让驴头(20)行至下死点附近，将手把(34)回转90°，止动销(27)在拉簧(30)的作用下，重新恢复到止动状态。在驴头两侧板(22)上还设有调节螺栓(18)，用于调节驴头(20)的横向位置，以便消除由于安装所造成的悬点(32)横向偏离井口的误差。
本发明的自变力矩抽油机，不仅保持并进一步发展了游梁式抽油机所具有的技术成熟，易于操作，安装维护方便等特点，而且还具有良好的运动性能，与游梁式抽油机对比，在一般情况下，上冲程的最大加速度下降30%，最大扭矩因素下降25%，作用于减速器的净扭矩峰值下降30%，电动机功率因素提高20%，能源消耗降低25-35%，由此不仅获得延长抽油机使用寿命，提高其工作平稳性，而且还减少了工作噪音，提高了操作的安全性和方便性。
在对比资料图中，是已知技术-游梁式抽油机的结构简图。图中的各标号为底座(1)、刹车装置(2)、减速器(3)、曲柄(4)、平衡器(5)、连杆装置(6)、横梁总成(7)、游梁(8)、支架(9)、驴头(10)、悬绳器及调绳器(11)。
权利要求
1.一种抽油机。由电动机(11)，支架(1)，曲柄平衡装置(3、4)、减速器(15)、连杆机构(17)、游梁体(19)及驴头(20)组成。其特征在于在曲柄平衡装置(3、4)与连杆机构(17)之间插入一对滚动器(5)和摇摆体(36)，并与游梁体(19)及机架构成六连杆机构，在游梁体(19)的前端与驴头(20)的中空部位设有供驴头下翻转动的驴头座(25、26)、定位轴(24)和一个限制驴头转动的止动机构。
2.根据权利要求
1所述的抽油机，其特征在于滚动器(5)固定在曲柄(3)上，其上的支承轮架(8)与滚动轮架(7)均做成倒U型。并用绳架轴(12)穿为一体，滚动轮(9)和支承轮(7)均用易于拆卸的连接件安装在滚动轮架(10)和支承轮架(8)的下部。
3.根据权利要求
1所述的抽油机，其特征在于摇摆体(36)的结构为型钢或焊接件，在其上平面焊有加强板和用紧固件连接的导轨板(13)，摇摆体(36)的一端固定在支架(1)的前轴承座(35)上，并以此为摆动中心，另一端通过轴承座(16)连接连杆机构(17)
4.根据权利要求
1所述的抽油机，其特征在于滚动轮(9)与摇摆体(36)的导轨板(13)接触。
5.根据权利要求
1所述的抽油机。其特征在于驴头座(25、26)具有带直角的C·A·B止动面和一带双直角的定位槽(23)，定位轴(24)焊在驴头侧板(22)上，并嵌入在定位槽(23)中。
6.根据权利要求
1所述的抽油机，其特征在于止动机构是由止动器(28)，钢丝绳(31)、操纵器(33·34)及弹簧(30)组成，并组装在驴头侧板(22)的中空部位，其中止动器(28)上的转动轴(29)与驴头侧板(22)焊接在一起。
专利摘要
本发明提供了一种自变力矩的抽油机，其特点是在游梁式抽油机的曲柄平衡装置与连杆之间插入了一对滚动器和摇摆体。通过滚动器随着曲柄旋转而与摇摆体的摆动轴心间的距离发生变化，自动改变了负荷作用于曲柄上的力矩，并将该力矩峰值相位偏移到平衡力矩峰值相位附近，由此获得良好的平衡效果，从而降低了作用于减速器上的净扭矩，提高了抽油机的稳定性和使用寿命，并降低了能耗和噪音。另外，将该抽油机的驴头改为下翻式让开井口的结构，提高了操作的方便性和安全性。
文档编号F04B47/00GK87103304SQ87103304
公开日1988年5月11日 申请日期1987年4月30日
发明者谭渝生, 肖兰 申请人:谭渝生, 肖兰导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan