专利名称：链绳抽油机的制作方法
技术领域：
链绳抽油机属于石油开采机械。
目前，国内外石油开采的机械仍然普遍采用游梁式抽油机。该机具有结构简单、耐用、操作方便等优点。但存在机械效率和采油作业的综合效率低、平衡度差、耗电量大，整机重量重和冲程加长受限等不易克服的缺点。因此，多年来人们一直在寻求较理想的新型抽油机。现在已有链条机、天轮机、直线机等多种机型问世。链条机的随循环链运行的换向轴呈悬臂梁状态，受力不好，运行不稳。天轮机(南阳产，装于辽河油田)的传动系统仍属简谐运动，并未摆脱曲柄连杆机构的范畴，它以天轮代替游梁的中间环节，既复杂又薄弱直线机也属于链条机的一种，以申请号为97118141为例，该机是由全封闭机架，泵挂，动力与传动装置，循环换向机构，修井让位机构以及平衡机构组成，机架固定在机座上，机架的顶部为修井让位机构和前后导向天轮，机架的下部为地轮，电动机，减速器，动力与传动装置采用以电动机为动力源，通过减速器、双排链传动。循环换向机构采用两体换向接头，换向轴为非等直径。修井让位机构采用天轮仰俯机构控制其仰起或复位。该抽油机总体方案设计比较合理，但其结构和采用的悬挂部件仍存在以下不足(1)换向轴及其相关组件，由于空间受限，其换向轴不得不作成中间细径的哑铃形，这样换向接头就必须采用两件扣合再用螺栓连接起来的结构，不仅机加和装配工艺难度大，而且轴与接头之间的运动副一旦缺油润滑，极易抱轴，一旦抱轴，将损坏减速器。若加上轴承，径向尺寸需增大。再考虑螺栓连接要求的孔边距等因素，接头尺寸势必大增。若采用等径轴，和常规轴承时，接头尺寸将更大，由于空间所限很难实施。尤其是换向轴及其相关部件封闭在箱体内，润滑维修不便，难免缺油研轴或抱轴。
(2)该机的悬挂挠性件全为多板起重链条，因其在机架外不易润滑、封闭，且负荷又较大，故在天轮导向时磨损较快，使用寿命较短，且价格较高。另外，多板链在导向时，由于多边形效应，也会增加噪声。
(3)该机的修井让位机构采用的是仰俯修井让位机构，其结构不紧凑，上方导向轮的支柱需很高不但机构稳定性差，还会影响整机的稳定性。
(4)从动轮和地轮的轴座均采用单体独立座，一旦地脚螺栓松动，将破坏传动，甚至会酿成事故。又因这些部件都在密封箱体内，常需紧螺栓和维修，有诸多不便。
本实用新型的目的在于克服现有直线机存在的上述缺点，提供一种运行平稳可靠，修井让位简便，易实现长冲程，高效节能，易操作的链绳抽油机。
本实用新型的目的是这样实现的，结合
如下链绳抽油机是由机架，泵挂，动力与传动装置，提升换向机构，修井让位机构以及平衡机构组成，机架固定在机座上，机架的顶部为修井让位机构和前后导向天轮，机架的下部为地轮，电动机，减速器，装在减速器上的两个主动链轮与装在机架上部的两个从动链轮之间为封闭链条，提升换向机构装在封闭链条上，提升换向机构的一端通过柔性连接件绕经前导向轮与泵挂连接，另一端通过柔性连接件绕经地轮、后导向天轮与平衡机构连接，提升换向机构中的换向接头9采用整体结构，它通过自润滑钢背轴承8套装在提升轴7的中部，提升轴为等直径，其两端的豁口处用销轴33、33′分别与两挂传动链条6、6′两端的内链板套筒铰接，悬杆双绳轮10上的提升钢丝绳11绕经前导向天轮17导向，通过张紧均衡装置14和悬杆梁13与泵挂1连接，换向接头9的下方铰接着悬重多板链22，悬重多板链22绕经地轮27与悬重双绳轮21铰接，悬重双绳轮21上的悬重钢丝绳20绕经与前导向天轮17等直径的后导向天轮18通过张紧均衡装置14′、悬重梁24与平衡重25铰接，修井让位机构16采用齿轮齿条机构，其前导向天轮17通过齿轮齿条机构装在机架顶部的联体座架15上。
由于本实用新型从根本上摆脱了曲柄连杆机构，在现有的直线机(链条机)基础上也做了诸多改进，其效果是显著的。
与油梁机相比具有以下优点(1)减速器所需输出的工作扭矩小，装机容量小。
(2)换向工作机构有利于实现长冲程。加大冲程只需加长柔性传动件的长度，增加架高。并可实现低冲次，降低动力系数，提高产液量和设备使用寿命，更适合稠油热采。
(3)现场操作方便，上井时可整机安装，修井时让位机构简便。
(4)平衡装置采用砝码平衡方式，平衡度高，可达95％以上，上、下行程的电流近于相等，避免了大马拉小车现象，提高了功率因数，降低电耗。
与直线机相比具有以下优点(1)由于对换向轴及其相关组件进行了改进，采用等直径提升轴和整体换向接头，并采用自润滑钢背轴承，可彻底解决因润滑不良而出现研轴或抱轴的问题，提高了工作的可靠性。
(2)悬挂柔性件采用多绳提升，可提高其使用寿命，降低噪声和成本，使天轮的尺寸明显缩小，有利于换向。
(3)修井让位机构采用齿轮齿条机构，其结构明显紧凑，工作稳定、可靠。
(4)由于从动轮采用联体轴座；导向天轮的轮缘装有双槽弹性轮衬；地轮用轴套安装等改进，使该机的可靠性进一步提高。
以下结合附图所示实施例进一步说明本实用新型的细节和工作过程。
图1根据本实用新型提出的链绳抽油机的结构示意图；图2图1的侧视图；图3动力传动装置示意图；图4图3的俯视图；图5提升轴和换向接头及其相关组件示意图6图的侧视图；图7图5的A-A剖视图；图8前导向天轮轴及修井让位机构示意图；图9图8的A向示图；图10图9的局部视图；图11从动轮轴座示意图；图12图11的侧视图；图13图11的俯视图；图14双槽弹性轮衬19及组装示意图；图15小带轮中间轴套示意图；图16图15的侧视图。
图中 1.泵挂 2.电动机 3.带传动 4、4′.减速器 5、5′.主动链轮 6、6′传动链条 7.提升轴 8.自润滑钢背轴承 9换向接头 10.悬杆双绳轮 11.提升钢丝绳 12、12′.从动轮 13.悬重梁 14、14′.张紧均衡装置 15.联体座架 16.修井让位机构 17.前导向天轮 18.后导向天轮 19.双槽弹性轮衬 20.悬重钢丝绳 21.悬重双绳轮 22.悬重双板链 23.从动轮座架 24.悬重梁 25.平衡重 26.减速器座架 27.地轮 28.下油箱 29.机座 30、30′.联轴器 31.中间轴 32制动器 33、33′.销轴 34、34′.齿轮 35、35′.齿条 36.轴座 37.地脚螺栓 38.手柄 39.联体轴座 40.中间轴套本实用新型的动力和传动装置是以一台电动机2为动力，通过带传动3将动力传递给两台减速器4、4′。在小带轮内孔与电动机轴伸之间装有带内外键槽的中间轴套40(参阅图15和图16)。减速器4、4′通过减速器座架26固定在机架上，其上的主动链轮5、5′与装在机架上方的从动轮12、12′之间装有传动链条6、6′形成两排封闭链传动。
提升换向机构是本机的关键部分，参阅图1、图2其作用是在工作行程时提升泵挂1，泵挂是有抽油泵的泵杆、接箍、抽油杆、光杠和卡杆器组成，在空行程时提升平衡重25。该机构中的核心是提升轴。本实用新型中的提升轴7采用等直径结构，与之连接合的换向接头9采用整体结构，它们之间通过自润滑钢背轴承8装配，提升轴7与自润滑钢背轴承8之间为间隙配合运动副，换向接头9与自润滑钢背轴承8之间为过盈配合。提升轴7两端的豁口处用销轴33、33′分别与两挂传动链条6、6′两端的内链板套筒铰接。换向接头9的上方通过铰接的悬杆双绳轮10和套装在该轮上的多股提升钢丝绳11绕经前导向天轮17导向，再通过张紧均衡装置14和悬杆梁13与泵挂1连接，组成泵挂提升系统。换向接头9的下方铰接着悬重多板链22，悬重多板链22绕经地轮27与悬重双绳轮21铰接，悬重双绳轮21上的悬重钢丝绳20绕经与前导向天轮17等直径的后导向天轮18通过张紧均衡机构14′、悬重梁24与平衡重25铰接，组成平衡提升系统。该平衡提升系统和泵挂提升系统的提升力作用点分别在换向接头9的下方和上方，这样便构成了提升平衡力系。工作中，提升轴7、换向接头9等组件随两挂传动链条6、6′的循环运动，驱使平衡提升系统和泵挂提升系统作换向往复运动。采用多股提升钢丝绳和悬重钢丝绳可使导向天轮尺寸明显减小，采用悬重多板链可减小地轮的直径。
减速器4、4′的结构参阅图3，图4它采用模数、传动比相同，输出轴伸向对应且相向布置的两台齿轮减速器4、4′，其动力输入轴之间用两组不同齿数联轴器30、30′和中间轴31联接，其动力输出轴上装有主动链轮5、5′，主动链轮5、5′与装在机架上部的从动轮12、12′之间分别为封闭的传动链条6、6′。由于该减速器将动力分为两支路传到主动链轮5、5′，并可调整两轮齿间的相位差，以保证传动接近于同步。制动器32装于带传动3的对侧轴伸处，以备在修井或修机时，将运动件停在所需位置。该减速器可采用两级圆弧齿轮减速器。为了便于安装和保证两个输出轴的不同轴度不超出所限定的要求，两减速器的地脚法兰内侧面和输出端面都进行机械加工，以便与定位机座配合定位。
考虑修井时前导向天轮应让出卷扬或吊车拔管或杆所需的空间，应设置修井让位机构。本实用新型提供的修井让位机构16采用齿轮齿条机构，使其机构紧凑，工作稳定可靠。其结构参阅图8、图9修井让位机构16中的齿轮齿条机构是在前导向天轮17支撑轴的两端加工出齿轮34、34′，两齿轮的外端加工成扁形或方形，该齿轮分别与其下方的齿条35、35′相啮合，齿条(35)、(35′)固定在联体座架(15)上。当临时修井时，取下轴座36的地脚螺栓37，安上与轴端扁形或方形尺寸相应的手柄38，向后板动，齿轮34、34′和前导向天轮17一起沿齿条35、35′向后滚动，让出所需空间。修井完成后，再反向板动扳手38，前导向天轮17复位。
从动轮12、12′的结构参阅图11、12、13它是通过联体轴座39装在从动轮座架23上，从动轮座架23固定在机架的上部，联体轴座39中间留有让位空间A，其地脚法兰上设有地脚螺栓通孔和起升螺孔。该螺孔以备张紧传动链条6、6′用。
参阅图14前导向天轮17和后导向天轮18的轮缘上装有双槽弹性轮衬19。常规轮衬都为单槽，各衬之间都需压块固定，本方案采用的双槽轮衬可用价格较低材料即可满足要求，而且还可减少许多压块，使轮缘宽度和重量均减少，从而转动惯量小，也便于操作。
地轮27通过轴套装在下油箱28的箱壁内。从根本上避免了经常紧地脚螺栓时，需拆装门板放油、灌油和密封等一系列麻烦。
权利要求1.链绳抽油机是由机架，泵挂，动力与传动装置，提升换向机构，修井让位机构以及平衡机构组成，机架固定在机座上，机架的顶部为修井让位机构和前后导向天轮，机架的下部为地轮，电动机，减速器，装在减速器上的两个主动链轮与装在机架上部的两个从动链轮之间为封闭链条，提升换向机构装在封闭链条上，提升换向机构的一端通过柔性连接件绕经前导向轮与泵挂连接，另一端通过柔性连接件绕经地轮、后导向天轮与平衡机构连接，其特征在于提升换向机构中的换向接头(9)采用整体结构，它通过自润滑钢背轴承(8)套装在提升轴(7)的中部，提升轴为等直径，其两端的豁口处用销轴(33)、(33′)分别与两挂传动链条(6)、(6′)两端的内链板套筒铰接，悬杆双绳轮(10)上的提升钢丝绳(11)绕经前导向天轮(17)导向，通过张紧均衡装置(14)和悬杆梁(13)与泵挂(1)连接，换向接头(9)的下方铰接着悬重多板链(22)，悬重多板链(22)绕经地轮(27)与悬重双绳轮(21)铰接，悬重双绳轮(21)上的悬重钢丝绳(20)绕经与前导向天轮(17)等直径的后导向天轮(18)通过张紧均衡装置(14′)、悬重梁(24)与平衡重(25)铰接，修井让位机构(16)采用齿轮齿条机构，其前导向天轮(17)通过齿轮齿条机构装在机架顶部的联体座架15上。
2.根据权利要求1所述的链绳抽油机，其特征在于所说的减速器采用模数、传动比相同，输出轴伸向对应且相向布置的两台齿轮减速器(4)、(4′)，其动力输入轴之间用两组不同齿数联轴器(30)、(30′)和中间轴(31)连接，其动力输出轴上装有主动链轮(5)、(5′)，主动链轮(5)、(5′)与装在机架上部的从动轮(12)、(12′)之间分别为封闭的传动链条(6)、(6′)。
3.根据权利要求1或2所述的链绳抽油机，其特征在于所说的修井让位机构(16)中的齿轮齿条机构是在前导向天轮(17)支撑轴的两端加工出齿轮(34)、(34′)，两齿轮的外端加工成扁性或方形，该齿轮分别与其下方的齿条(35)、(35′)相啮合，齿条(35)、(35′)固定在联体座架(15)上。
4.根据权利要求1或2所述的换向抽油机，其特征在于所说的从动轮(12)、(12′)通过联体轴座(39)装在从动轮座架(23)上，从动轮座架(23)固定在机架的上部，联体轴座(39)中间留有让位空间A，其地脚法兰上设有地脚螺栓通孔和起升螺孔。
5.根据权利要求1或2所述的链绳抽油机，其特征在于所说的前导向天轮(17)和后导向天轮18的轮缘上装有双槽弹性轮衬19。
6.根据权利要求1或2所述的链绳抽油机，其特征在于所说的地轮(27)通过轴套装在下油箱(28)的箱壁内。
专利摘要链绳抽油机属于石油开采机械。其特点是:提升换向机构中的换向接头采用整体结构,它通过轴承套装在提升轴的中部,提升轴为等直径,其两端的豁口处用销轴分别与两挂传动链条两端的内链板套筒铰接,悬杆双绳轮上的提升钢丝绳绕经前导向天轮导向,通过张紧均衡装置和悬杆梁与泵挂连接,换向接头的下方铰接着悬重多板链,悬重多板链绕经地轮与悬重双绳轮铰接,悬重双绳轮上的悬重钢丝绳绕经与前导向天轮等直径的后导向天轮通过张紧均衡装置、悬重梁与平衡重铰接,修井让位机构采用齿轮齿条机构,其前导向天轮通过齿轮齿条机构装在机架顶部的联体座架上。该抽油机可解决运行平稳可靠,修井让位简便,易实现长冲程,高效节能,易操作等问题。
文档编号F04B47/00GK2502005SQ01241508
公开日2002年7月24日 申请日期2001年5月9日 优先权日2001年5月9日
发明者逯殿科, 陆航, 韩伟光, 张魁学, 王殿芳, 隋亚文 申请人:隋海东