专利名称：省材节能游梁式抽油机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于石油采油机械技术领域。
油田现在广泛使用着按国标GB11649－89设计、制造的各种游梁式抽油机，它由电动机，减速箱，平衡重，及机座、支架、曲柄、连杆、游梁四连杆机构组成。它们不仅可以一般的满足采油工艺要求，更以皮实可靠、经久耐用、结构简单、操作维护方便、防偷抗盗等独特的优点，深受欢迎。然而，由于此类机型自身结构和工作原理的限制，需要耗费大量的钢铁材料和使用容量过大的电动机，给用户和制造厂商都造成不利后果。
近年开发的气／液平衡游梁式抽油机，以其新颖的结构和灵巧变相的游梁平衡，实现了省材节能。但是，据现场反映，它恰巧不够皮实可靠，操作维护比较复杂；尤其它有一些部件较精致贵重，极易招致偷盗，被迫停产；同时，该机的生产制造难度较大，整机虽轻，成本却仍然较高，因而也未能得到推广应用。
本实用新型的任务是提供一种游梁式抽油机，它利用游梁平衡和使用部分廉价砂、石材料，既能保留和发挥现用游梁式抽油机的独特优点又可以节能省材。
为解决上述任务，本实用新型采用的解决方案是一种游梁式抽油机，它由电动机、减速箱、平衡重、游梁、驴头、曲柄、连杆、支架、底座等组成，其特征在于游梁中套装着一个可伸缩副游梁，在这两游梁间装有支承滚轮、驱动齿轮齿条副、锁紧螺栓和安全限位档块；平衡重置于平衡重筐／箱中，平衡重筐／箱上下有铰链，分别与可伸缩副游梁和游梁可调杆件铰接。有了可伸缩副游梁及牢固铰接在两游梁上的平衡重筐／箱，既可按井况要求将游梁平衡重在其运动平面内任意调节定位在预定位置，以获得最佳平衡，又可有充分空间盛放用廉价高比重矿石砂制成的平衡重，构成了省材节能游梁式抽油机。
上述的减速箱、曲柄、连杆可以与驴头分置在支架的两侧——即后置式；也可以装置在同一侧——即前置式；根据不同机型灵活设计选用。
为了方便制造，或充分利用空间加大平衡力度，可伸缩副游梁可以制成空心的，也可以用高比重砼或其它重物充填成实心的。
为了改善整机的运动状况和减轻重量，对于游梁，其结构的外观形状可以是传统的直线形的，也可以是三角形的。
支承滚轮是支承可伸缩副游梁的，它是由滚轮或滚棒或钢球组成的滚道，也可以是光整的平面滑道。
为了驱动可伸缩副游梁使用了驱动齿轮齿条副，它也可以是丝杠螺母副，或液压缸机构，或绳轮牵引机构，或杠杆撬拨机构。
对于调好位置的可伸缩副游梁，必须牢固可靠的锁紧，这里采用锁紧螺栓，也可以单用楔块、或销钉、或闸块、或棘爪、或液力机构，也可以是它们的组合件。
为了确保整机的安全可靠，还要在游梁上设制对可伸缩副游梁限位的安全限位档块，这可以是刚性的，也可以是附有橡胶块或弹簧或液缸成为柔性的。
本方案中的平衡重，是比重高于4.2的重晶石或铁矿石或锰矿石砂，或砂、块、粉混合物，装在平衡重筐／箱中。这种平衡重价格不到以往铸铁平衡重的5％，故极大的减少了偷盗之虞！所说的平衡重筐／箱，是盛放平衡重的器具，可以是整体式，也可以是分体层屉组装式。
本实用新型在使用时，可以根据改抽抽油井原有资料或已抽抽油井动力仪示功图，设计选出最佳平衡光杆效应曲线，根据此曲线，可以计算出需要的平衡重和其重心在空间的运动轨迹，通过调整可伸缩副游梁伸出游梁的位置、平衡重筐／箱相对游梁轴线的上下位置或偏角、平衡重重心在筐／箱中的位置、平衡重质量的大小等，就可以很方便的满足要求，使抽油机平衡力矩与抽油机负荷力矩在波形、相位、大小上得到综合的最佳匹配，从而使其平衡效果可以达到甚至超过公认平衡效果甚好的气／液平衡抽油机。
本实用新型与现有机型相比，具有以下优点1.它保留并发展了现用游梁式抽油机前述的所有独特优点。
2.它大幅度的减少了整机的钢铁材料用量。
如一台与CYJY14－4.8－73HB(总质量为33500kg)相当的本实用新型样机，其总质量(不计砂石料)不足16500kg，节省钢铁材料17000kg，只及原机质量的49.3％。
3.它节省电能和降低电动机装机用电容量。
据样机现场测试，比同型异相曲柄平衡抽油机，至少可实际多节省电能15％，减小装机容量60％(原用电动机55kw，现用22kw)。
以下结合附图、实施例对技术方案的内容作进一步详述。
图1是本实用新型的一个实施例；图2是游梁抽油机在光杆上测得的一个示功图；图3是上述示功图的展开曲线(即光杆负荷曲线)和平衡器作用在光杆上的平衡力曲线(即平衡光杆效应曲线)；图4是另一个可伸缩副游梁与游梁的装配示意图；图5是一种三角形游梁的示意图；图6是图4中A－A剖面图。
图1是一台安装在油井2上的，单一游梁平衡的，后置式游梁式抽油机，和常规游梁式抽油机一样，它由电动机15，减速箱14，放置在平衡重筐22中的平衡重17，游梁5，驴头4，曲柄13，连杆12，支架6，底座1，光杆3等构成。不同的是在其游梁5的尾端中间穿入了一个可伸缩副游梁11，它的末端通过铰链21铰接着筐22。铰链21在筐22上可以有不同位置，以调整筐22相对游梁5水平轴线的上下位置。筐22还可以通过铰接在铰链23上的游梁可调杆件24绕铰链21的轴线作一定角度的偏转。可调杆件24，由杆件和正、反扣螺杆及花蓝螺母构成，可以方便的伸长或缩短，并锁紧。置于筐22内的平衡重17，有装料器19及自流卸出器16，显然，本实施例的平衡重用的是散装重矿石砂。平衡重17上装有吊钩20，筐22上设有可拆卸销板孔18，必要时可以放置手动起重葫芦或千斤顶将平衡重重新提放到新的位置，并用筐22上的销板插入另一组销板孔18，重新固定。
支承滚轮7安装在副游梁11的右上端，支在游梁5上的上翼板下面，随副游梁11可左右滚动，滚轮7a，安装在游梁5的下翼板的最左末端，支承副游梁11。
驱动齿轮齿条副9，是由装在副游梁11上的齿条和用轴穿过游梁5的齿轮组成，需要时，可以将游梁5置于水平，用套筒搬手搬转在游梁两侧外露的齿轮轴，驱动副游梁11。
在游梁的两侧装有四个带手轮的锁紧螺栓8及8a，副游梁11调定位置后，应拧紧螺栓8及8a，将副游梁11锁紧。
安全限位档块10，装在游梁5左端并伸入游梁内，与游梁5用螺钉牢固联接，以防副游梁锁定后，意外脱出。
图2和图3中纵座标P是光杆负荷，单位kN。横座标S是光杆垂直位移，单位m。曲线Ⅰ是油井的一个实际示功图，因驴头是往复运动，所以曲线Ⅰ是封闭的。为了说明问题，在图3中将它展开了。A点是光杆运动的下死点，B点是光杆运动的上死点，曲线Ⅱ是本实用新型的同机两例平衡光杆效应曲线，曲线Ⅲ是气／液平衡游梁式抽油机的典型平衡光杆效应曲线。由图3可见，曲线Ⅱ表明的平衡效果明显优于曲线Ⅲ。而在实际使用时，曲线Ⅱ还可以通过副游梁、平衡重筐、平衡重等的综合调整，达到更佳的平衡境界。
图4中，7b是由滚子组成的滚道，和滚轮7a共同支承着充填砼的副游梁11，副游梁11依靠搬转丝杠螺母副9a的丝杠，可以自由伸缩，其上还有两个锁紧螺母8b，可以把与丝杠相联的副游梁锁紧。为了保证锁紧的绝对可靠，还在游梁5上固定了板簧10a，它穿入游梁5内，支承在副游梁11上方，以限制副游梁11随滚棒7b滚出游梁5；在游梁5及副游梁11的侧面还穿着两头带锁母8c的锥销10b，也起定位和锁紧作用。(见图6)
图5中游梁5是三角形，可调杆件24一端与游梁铰接，另一端有铰链23与平衡重筐22相接，7a为支承副游梁的支承轮。本图中可调杆件24较短，受力时比较稳定。
从
图1可见，本实用新型1.采用的是游梁平衡，曲柄基本不参与平衡，故曲柄的实际长度，远短于纯曲柄平衡的游梁式抽油机，因而减速箱距地面高度大幅度的减小，连杆增长很多，加之来自驴头的负荷与平衡重在游梁上已得到平衡，使曲柄机构的受力和运动特性都大大改善；2.平衡力和负荷分置在支架的两侧且都是铅垂向下，支架所受的水平分力要比常规游梁式抽油机小得多；3.平衡重筐置于游梁末端之外，上下左右都有很大的空间，可以制成很大的容积，这样既可盛放大量的压重矿石砂料，又可降低其本身重心；4.游梁因增设可调杆件得到加强，使主截面用料可以大大减薄；5.副游梁伸出臂可长可短，不必改变平衡重，就可以大范围的改变平衡力矩。
所有这些，不仅降低了整机的重心，改善了四连杆机构的运动状况，增大了整机的稳定性，而且使支架简化，减速箱机座变低。加之，光杆运动在上、下死点段时，平衡重均处在最佳位置，可以消除电动机的发电机状态运行和实现轻载启动。所以，整机的总质量大幅减轻，无需使用过大容量的电动机，并节省电能。
权利要求1.一种省材节能游梁式抽油机，它由电动机、减速箱、平衡重、游梁、驴头、曲柄、连杆、支架、底座等组成，其特征在于游梁中套装着一个可伸缩副游梁，在这两游梁间装有支承滚轮、驱动齿轮齿条副、锁紧螺栓和安全限位挡块；平衡重置于平衡重筐/箱中，平衡重筐/箱上下有铰链，分别与可伸缩副游梁和游梁可调杆件铰接。
2.根据权利要求1所述的游梁式抽油机，其特征在于减速箱、曲柄、连杆可以与驴头分置在支架的两侧——即后置式，也可以装置在同一侧——即前置式。
3.根据权利要求1所述的游梁式抽油机，其特征在于可伸缩副游梁可以制成空心的，也可以用高比重矿石砼或其它重物充填成实心的。
4.根据权利要求1所述的游梁式抽油机，其特征在于游梁可以是直线形，也可以是三角形的。
5.根据权利要求1所述的游梁式抽油机，其特征在于支承滚轮是由滚轮或滚棒或钢球组成的滚道，也可以是光整的平面滑道。
6.根据权利要求1所述的游梁式抽油机，其特征在于驱动齿轮齿条副，也可以是丝杠螺母副，或液压缸机构，或绳轮牵引机构，或杠杆撬拨机构。
7.根据权利要求1所述的游梁式抽油机，其特征在于锁紧螺栓可以单用楔块、或销钉、或闸块、或棘爪、或液力机构，也可以是它们的组合件。
8.根据权利要求1所述的游梁式抽油机，其特征在于安全限位块可以是刚性的，也可以是附有橡胶块或弹簧或液缸成为柔性的。
9.根据权利要求1所述的游梁式抽油机，其特征在于平衡重是比重高于4.2的重晶石或铁矿石或锰矿石砂，或砂、块、粉混合物。
10.根据权利要求1所述的游梁式抽油机，其特征在于平衡重筐／箱可以是整体式，也可以是分体层屉组装式。
专利摘要本实用新型属于石油采油机械技术领域。它是在抽油机的游梁中，套装着一个可伸缩副游梁，平衡重置于平衡重筐中，筐上下有铰链，分别与副游梁和游梁可调杆件铰接，它可按井况将游梁平衡重调定在预定的任何位置，获得最佳平衡，又有充分的空间盛放廉价高比重矿石砂制成的平衡重，构成了省材节能游梁式抽油机。它既继承了常规异相型游梁式抽油机的优点，又比之至少可实际多节电15％，减轻整机质量50％，减小装机用电容量60％。
文档编号F04B47/02GK2206360SQ9422239
公开日1995年8月30日 申请日期1994年9月29日 优先权日1994年9月29日
发明者萧炘 申请人:萧炘