专利名称：曲柄异形轮抽油机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于油田采油的采油设备。
现在，国内外广泛采用的游梁式抽油机，虽结构简单、安全可靠，但受四连杆换向机构各构件几何尺寸和运动性能的影响，存在冲程短、笨重、耗能大、平衡效果较差等缺点。
本实用新型的目的是提供一种设有曲柄异形轮和柔性件组成的换向机构，冲程长、能自动变换曲柄平衡力矩、改善载荷性能、无级调节冲程长度、且能耗低、自重轻、安全维修方便的曲柄异形轮抽油机。
本实用新型是用下述方案实现的一种底座25、机架24、电机1、减速器4、曲柄6、拉杆11、连杆13、横梁14、游梁15、驴头16、钢丝绳18、悬绳器19等组成的曲柄异形轮抽油机，其特征是该抽油机在曲柄6上设有同轴7同步转动的大小异形轮9、8，且两根柔性件12、10的一端分别固定在二轮9、8外缘上的节点23、22上，另一端以互相相反方向绕过各自相应的轮缘后，与连杆13及通过拉杆11与机架24相连。曲柄6同二轮9、8可以在减速器4的一侧，通常是在两侧对称布置同步工作。本实用新型技术方案中抽油杆20的位移(冲程)是两个运动复合而成。参照图1、图5、图6，当曲柄6沿逆时针方向转动前半周时，二轮9、8，一方面同曲柄6以轴5为转动轴作转动(即公转)，使柔性件12沿大异形轮9外缘工作面上缠绕且拉紧，通过连杆13、横梁14、游梁15、驴头16、钢丝绳18、悬绳器19带动抽油杆20作上冲程工作，其冲程长度是由两轴心5和7之间距和大异形轮9轮缘直径(或平均直径)来决定，另一方面受柔性件10的牵制二轮9、8以轴7为转动轴沿逆时针方向作相应的摆动(即自转)，而增大冲程长度，冲程长度的增大幅度决定于二轮9、8直径(或平均直径)之比。参照图7，当曲柄6转动后半周时，上冲程过程已结束，抽油杆20开始以其自重往下落，通过驴头16、游梁15、横梁14、连杆13及柔性件12使二轮9、8开始以轴7为转动轴作顺时针方向摆动，同时二轮9、8同曲柄6作转动，将二轮往高处提升，使柔性件12与大异形轮9外缘工作面脱离且放开，以助于下冲程继续进行，如此周而复始地运动，即可使抽油杆20作上下往复运动，以实现抽汲原油。
本实用新型技术方案中的大异形轮9外缘工作面为等径或变径扇形圆弧面，如图2、4、3所示，图中R，R1，R2为变径圆弧半径；小异形轮8外缘工作面也可为等径或变径圆弧面，如图2、3、4所示，图中R0，R3，R4为变径圆弧半径。参照图1、2、图3采用R2＜R1＜R，且曲柄6沿逆时针方向转动，当驴头16运动到上冲程前段及下冲程末段时(即悬点靠近下死点处)，由于柔性件12开始缠绕或脱开大异形轮9外缘半径小的弧面处，故其对相同转角的弧长变化小，而驴头16运动到上冲程末段和下冲程前段时(即悬点靠近上死点处)，柔性件12开始脱开或缠绕大异形轮9外缘半径较大的弧面处，故其对相同转角的弧长变化较大，由此往复运动即可实现抽油机的“慢提快放”的工作方式，反之亦然，也可实现“快提慢放”的工作方式。同理，对于小异形轮8外缘工作面采用变径圆弧面，也可实现“慢提快放”或“快提慢放”的工作方式。这种变径异形轮，对减小曲柄6输出净扭矩的峰值、降低惯性载荷等有明显的效果。
本实用新型技术方案中，由曲柄6、大小异形轮9、8和柔性件10、12组成的换向机构，其中将小异形轮8同柔性件10，分别可做成齿轮26同与它相啮合的同轴5的非整圆形固定齿轮28及内齿轮27。参照图8，当齿轮26和大异形轮9随同曲柄6沿逆时针方向作转动前一半周时，齿轮26作为一个行星轮与非整圆形固定齿轮28相啮合且和大异形轮9一起同曲柄6同向转动(自转)；参照图9当曲柄6转动后半周时，齿轮26与非整圆形固定内齿轮27相啮合且大异形轮9同曲柄6异向转动，由此将曲柄6的同一方向转动变成大异形轮的9的摆动，使系在轮9上的柔性件12作一拉一松的换向运动。
本实用新型技术方案中的平衡系统是采用曲柄平衡，是由两个部分组成，一是曲柄平衡块21，是和游梁式抽油机曲柄平衡相同，另一是曲柄6上的大小异形轮9、8，参照图1、图5、图6、图7，在上冲程时，随悬点负荷的增大，二轮9、8的摆动使曲柄6平衡力矩增大，而下冲程时，随悬点负荷的减小，二轮9、8的摆动使曲柄6平衡力矩减小，即随悬点负荷的变化，曲柄6平衡力矩也相应地变化，以达到有效地提高平衡效果，进而减小或消除扭矩负值，大大降低了能耗。
本实用新型技术方案中摆动式冲程调节机构，是由定位板29、固定螺栓30、定位块31、连接轴17、拉杆11组成。采用定位块31同拉杆11的上下摆动，以调整当驴头16处于下死点时，曲柄6上连接两个轴心5、7的延长线和相切于大异形轮轮缘工作面的连杆13轴线之间的夹角，夹角越小冲程越大，即可方便地进行无级调节冲程长度。
本实用新型所述的曲柄异形轮抽油机特点，是由于采用曲柄异形轮组成换向机构，可增大游梁摆角，而冲程长、体积小、自重轻、其游梁比常规机减小50％以上，可实现平衡系统的自动调节和对冲程的无级调整，节能效果好，其能适应各种油田的不同工况，尤其是可方便地改装现有游梁机。
图1是本实用新型曲柄异形轮抽油机的结构示意图。
图2是本实用新型技术方案中大小异形轮外缘工作面为等径圆弧面的结构示意图。
图3是本实用新型技术方案中大异形轮外缘工作面为变径扇形圆弧面的结构示意图。
图4是本实用新型技术方案中小异形轮外缘工作面为变径圆弧面的结构示意图。
图5是本实用新型技术方案中曲柄开始作上冲程工作时大小异形轮转动关系示意图。
图6是本实用新型技术方案中曲柄转动使抽油机到上死点时大小异形轮运动关系示意图。
图7是本实用新型技术方案中曲柄作下冲程工作时大小异形轮运动关系示意图。
图8是本实用新型技术方案中由齿轮组组成的换向机构，当曲柄开始作上冲程工作时大异形轮转向和齿轮啮合关系示意图。
图9是本实用新型技术方案中由齿轮组组成的换向机构，当曲柄作下冲程工作时大异形轮转向和齿轮啮合关系示意图。
图10是本实用新型技术方案中冲程调节机构示意图。
图中标号说明1电机，2胶带，3带轮，4减速器，5曲柄转动轴，6曲柄，7大小异形轮转动轴，8小异形轮，9大异形轮，10、12柔性件，11拉杆，13连杆，14横梁，15游梁，16驴头，17连接轴，18钢丝绳，19悬绳器，20抽油杆，21曲柄平衡块，22、23节点，24机架，25底座，26齿轮，27非整圆形固定内齿轮，28非整圆形固定齿轮，29定位板，30固定螺栓，31定位块。
实施例参照图1至图10，在底座25一侧按装机架24，机架顶部按装带有驴头16的游梁15，游梁尾部按装横梁14和连杆13。在底座25另一侧按装电机1和减速器，减速器输出轴5两端曲柄6上对称地布置同轴转动且同体的扇形变径圆弧大异形轮9和等径圆弧小异形轮8，如图3所示，固定在两侧节点22和23的柔性件10和12互相以相反方向同步地缠绕各自相应的小异形轮8及大异形轮9外缘工作面后，分别与拉杆11和连杆13相连，拉杆通过定位块31、连接轴17、固定螺栓30、定位板29固定在机架24的侧面。柔性件10和12分别采用链条和钢丝绳。当电机1通过胶带2和带轮3带动减速器4齿轮传动，驱动曲柄6转动，再由链条10的牵制和小异形轮8的作用，大异形轮9作转动(公转)和摆动(自转)，使钢丝绳12沿大异形轮9的外缘工作面上周期性地缠绕和脱开且拉紧和放松，又经过连杆13、横梁14、游梁15、驴同16、钢丝绳18和悬绳器19将抽油杆上下往复直线运动，以实现从油井抽汲石油的目的。大异形轮9的外缘工作面采用变径扇形圆弧面，采用R2＜R1＜R，以适应“慢提快放”的工作状态。冲程长度的调节，是用改变冲程调节机构中的拉杆11的位置来实现，当定位块31和连接轴17同拉杆11的位置调到越是往下冲程就越短，较方便地无级调节冲程。平衡系统，一是采用常规机的曲柄平衡块21，另一是采用适重的大小异形轮9、8的自动调节来实现。
权利要求1.一种用于开采石油的曲柄异形轮抽油机，由底座、机架、电机、减速器、曲柄、连杆、横梁、驴头组成，其特征在于<1>、减速器(4)输出轴(5)上固定的曲柄(6)上，设有同轴(7)同步转动的大小异形轮(9、8)；<2>、两根柔性件(12、10)的一端分别固定在大小异形轮(9、8)外缘上的节点(23、22)，另一端以互相相反方向绕过个自相应的轮缘后，与连杆(13)及通过拉杆(11)与机架(24)相连。
2.如权利要求1所述的曲柄异形轮抽油机，其特征在于大小异形轮(9、8)为一体或两体，且大异形轮(9)外缘工作面为等径或变径扇形圆弧面，小异形轮(8)外缘工作面也为等径或变径圆弧面。
3.如权利要求1或2所述的曲柄异形轮抽油机，其特征在于小异形轮(8)同柔性件(10)及拉杆(11)，分别可作成齿轮(26)同与它相啮合的同轴(5)的非整圆形固定齿轮(28)和内齿轮(27)。
4.如权利要求1所述的曲柄异形轮抽油机，其特征是摆动式冲程调节机构，由定位板(29)、固定螺栓(30)、定位块(31)、连接轴(17)、拉杆(11)组成。
专利摘要本实用新型公开的曲柄异形轮抽油机，是属采油设备。该机在曲柄上设有同轴同步转动的大小异形轮，且两根柔性件分别沿大小异形轮外缘上互相相反方向缠绕后，个自与相应的连杆和机架相连。当曲柄旋转时，受柔性件的牵制大异形轮作公转和摆动，通过系在该轮上的柔性件牵动悬点往复工作。能实现自动调节曲柄平衡力矩、减小耗能、增大冲程长度、自重轻、无级调节冲程长度。适合各种类型油井的采油。
文档编号F04B47/02GK2206359SQ9422191
公开日1995年8月30日 申请日期1994年9月15日 优先权日1994年9月15日
发明者严增寿, 严长城 申请人:严增寿