专利名称：螺旋式换向抽油机的制作方法
技术领域：
螺旋式换向抽油机属于采油机械。
目前，油田广泛使用的采油机械是游梁式抽油机。它具有经久耐用，结构简单的优点。但是，由于其工作原理和结构的限制，存在着不可克服的缺点(1)由于地面传动路线长，效率低，一般在30％左右，加上地下油泵效率(按80％计算)整机系统效率只有20％左右；(2)启动加速在3m/s2以上，动载荷大，工作运行不平稳；所采用的鼠笼式电机功率因数低，电机效率低，启动电流在额定电流的3倍以上，所以，启动电流大，必须选用大功率电机，造成“大马拉小车”现象；(4)冲程调节困难，冲次不可调，如要调节须更换传动系统中的传动部件(如电机，减速箱或三角带等)，而且向长冲程，低冲次发展困难，难以满足抽取稠油的需要。如遇稠油，由于抽油杆靠自重下降速度慢造成驴头打弯抽油杆的事故。近年来，游梁式抽油机虽然进行各种各样改进，但是，仍属于低效率、高能耗的机型。
链条式换向抽油机是一种新型的抽油机，其效率较游梁式抽油机有所提高。但是其存在着使用寿命短，链条与链轮啮合时的冲击及换向时冲击的缺点，而且链条价格昂贵。
本实用新型的目的是克服游梁式抽油机及链条式抽油机存在的上述缺点，提供一种高效率、低能耗的螺旋式换向抽油机。
本实用新型的目的是这样实现的螺旋式换向抽油机是由井架、底座、换向电机、传动箱、换向控制机构、工作执行机构、配重、移机机构等部分组成，其工作执行机构包括两根相互平行且垂直于底座水平面的滚珠螺旋丝杠和由两个滚珠螺旋丝母构成的横梁，横梁通过两个滚珠螺旋丝母装在滚珠螺旋丝杠上，其上装有抽油杆，滚珠螺旋丝杠的上端通过轴承装在井架的横架上，下端装有齿轮，该齿轮由换向电机通过传动箱驱动同步同向转动，配重由钢绳绕经固定在井架横架上的导向滑轮吊装在横梁的两侧，换向控制机构装在滚珠螺旋丝杠一侧的井架上，移机机构装在底座上。整个滚珠丝杠和丝母密封，并有润滑系统供油润滑。
本实用新型采用换向电机驱动滚珠螺旋丝杠作同步同向转动，使安装在滚珠螺旋丝杠上的横梁带动抽油杆作上下往复运动，完成抽油工作。该设计彻底改变了传统的游梁式、链条式抽油机的传动方式，显示出明显的优点本机由于采用机电一体化传动系统，可使地面效率达80％以上，如地下效率仍按80％计，则系统效率可达60％以上。本机可实现恒功率或恒扭矩控制，电机功率因数接近于1，起动电流为额定电流的30％，基本达到运行中无峰值负荷，起动加速度可控制在0.5m/s2以下，能降低换向启动时动载荷，约为游梁式抽油机动载荷的1/6，使工作运行平稳。本机的上行、下行速度可通过高速电机换向转数分别调节，上行速度快，提高产量，下行速度慢，可使油泵充满系数提高，增大了抽油机的效率。并且下行速度慢，对于抽稠油更为有利。本机的冲程可在设计的最大冲程范围内无级调节，只要移动上行点接近开关的位置即可，冲次可通过控制电机转速进行无级调节，以适应油井情况的变化，保证抽油机效能的充分发挥。本机采用滚珠(或辊子)螺旋丝杠为传动和工作执行部件，螺旋幅为滚动运动，阻力和扭矩均很小，付出能量少，使装机容量更低。滚珠或辊子用久可更换，丝杆不需要高精度值，提高了整机使用寿命，降低造价。本机的传动系统设置在井架的下部，提高整机的稳定性，结构简单，重量为同型号游梁式抽油机的70％以下。与抽油杆的连接不用任何辅助装夹具，装卸方便。配重采用配重箱，体积小，装卸配重铁方便，可作到精确平衡。综上所述，本机是一种高效率，低能耗的新型抽油机。
本实用新型的具体结构由以下实施例及其附图给出。
图1是根据本实用新型提出的螺旋式换向抽油机的结构示意图。
图2是
图1的A-A向视图。
以下结合附图详细说明依据本实用新型提出的抽油机的细节及工作情况。
本机的井架10固定在底座1上，构成一个门型框架结构。换向电机3为本机提升抽油杆提供动力，它与传动箱2装在底座1上。井架10与底座1之间装有两根相互平行的且垂直于底座水平面的滚珠(或辊子)螺旋丝杠4，其上端用轴承装在井架的横架6上，下端装有齿轮，该齿轮为传动箱2内动力输出齿轮。滚珠螺旋丝杠4上装有横梁8，该横梁上的滚珠螺旋丝母5与滚珠螺旋丝杠4相配合，横梁可随滚珠螺旋丝杠4的正反旋转沿滚珠螺旋丝杠作上下移动。滚珠螺旋丝杠4是由换向电机3通过传动箱2内的传动齿轮驱动作同步同向转动的。抽油杆9安装在横梁8上。当换向电机3通过传动箱2驱动滚珠螺旋丝杠4作同步同向旋转时，装在滚珠螺旋丝杠上的横梁8带动抽油杆9作上、下往返运动，从而完成抽油工作。
换向电机3的换向运转是由换向控制机构进行控制的。换向控制机构是由接近开关11和感应铁12组成。接近开关为上、下两个，分别装在滚珠螺旋丝杠4一侧的井架10上，感应铁12装在接近开关对应处的横梁8的一端。当横梁8移至接近开关处，感应铁使接近开关动作，控制换向电机换向，由于换向电机的不断换向运转，驱动滚珠螺旋丝杠不断换向旋转，从而带动横梁及其上的抽油杆不断作上、下往返运动。接近开关间的距离即为抽油机的工作冲程，上接近开关的位置即为冲程的上行点，下接近开关的位置即为冲程的下行点。若调节冲程，只要调节接开关的位置，即可获得所要求的冲程，冲次的调节只要控制换向电机的转数即可实现。
为了满足工作要求，换向电机3采用双出头调速电机，并且正反转转速可调，以满足抽油杆上行速度尽量快提高抽油产量；下行速度慢，保证油泵充满系数尽量大，提高工作效率。为保证工作安全，在电机尾部输出轴设有制动轮，采用电磁制动器制动。在接近开关上、下设有终点极限开关19，保证事故发生时切断电源。
本机的配重采用二个配重箱14，该配重采用双绳，绕经固定在井架上的导向滑轮7吊装在横梁8的两侧，配重箱与钢绳间采用拉力均衡器13连接。配重箱14内装有多块配重铁块，配重铁块可增减，以保证配重与抽油杆拉力精确平衡，达到节能目的。
该机下部设有移机机构，以满足修井要求。移机机构装在底座1上，它是由带有四个辊轮16的升起丝杠15和两个水平丝杠17组成，升起丝杠15和水平丝杠17通过固定在底座1上的丝母装在底座1上，辊轮16下面设有导轨，水平丝杠17装在与地面固定的固定座18上。当修井时，需将抽油机移开，让出一定空间，可通过移机机构完成。具体操作是首先松开底座与基础固定用的地脚螺栓，转动升起丝杠15的手柄，使其下部的辊轮16伸出底座1落在导轨上，整个机体离开轨道由辊轮导轨支撑，然后旋转水平丝杠17，将机体沿导轨移开。修井完毕，再将机体移回落下复位，用地脚螺栓固定在基础上继续工作。
权利要求1.螺旋式换向抽油机是由井架(10)、底座(1)、换向电机(3)、传动箱(2)、换向控制机构、工作执行机构、配重、移机机构组成，其特征在于工作执行机构包括两根相互平行且垂直于底座水平面的滚珠螺旋丝杠(4)和由两个滚珠螺旋丝母(5)构成的横梁(8)，横梁(8)通过两个滚珠螺旋丝母(5)装在滚珠螺旋丝杠(4)上，其上装有抽油杆(9)，滚珠螺旋丝杠(4)的上端通过轴承(6)装在井架(10)的横架上，下端装有齿轮，该齿轮由换向电机(3)通过传动箱(2)驱动，作同步同向转动，配重由钢绳绕经固定在井架横架上的导向滑轮(7)吊装在横梁(8)的两侧，换向控制机构装在滚珠螺旋丝杠(4)一侧的井架(10)上，移机机构装在底座(1)上。
2.根据权利要求1所述的螺旋式换向抽油机，其特征在于所说的换向控制机构是由接近开关(11)和感应铁(12)组成，接近开关为上、下两个，分别装在滚珠螺旋丝杠(4)一侧的井架(10)上，感应铁(12)装在对应于接近开关(11)处的横梁(8)的一端。
3.根据权利要求1所述的螺旋式换向抽油机，其特征在于所说的换向电机(3)为双出头电机，其转数可调节，其尾部输出轴上设有制动轮，并用电磁制动器制动。
4.根据权利要求1所述的螺旋式换向抽油机，其特征在于所说的移机机构是由带有四个辊轮(16)的升起丝杠(15)和两个水平丝杠(17)组成，升起丝杠(15)和水平丝杠(17)通过固定在底座(1)上的丝母装在底座(1)上，辊轮(16)下为导轨，水平丝杠(17)装在与地面固定的固定座(18)上。
专利摘要螺旋式换向抽油机属于高效节能的新型采油机械。它是采用滚珠螺旋丝杠传动完成抽油工作的。即在井架上装有由滚珠螺旋丝母构成的横梁,抽油杆装在横梁上,当换向电机通过传动箱驱动滚珠螺旋丝杠作同步同向旋转时,使横梁和抽油杆作上、下往返运动。配重箱由钢绳绕经导向滑轮吊装在横梁两侧。换向控制机构由装在横梁上的感应铁和装在井架一侧的上、下接近开关组成。移机机构装在底座上。
文档编号F04B47/02GK2325555SQ9725109
公开日1999年6月23日 申请日期1997年12月6日 优先权日1997年12月6日
发明者阎书文, 张袆, 阎丽红, 刘化民, 阎浩 申请人:阎书文