专利名称：快速装卸可调下偏平衡臂式抽油机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油矿场用的快速装卸可调下偏平衡臂式抽油机。
常规游梁式抽油机的核心部分一一运动变换装置是一种结构简单的四杆机构包括曲柄、连杆、游粱以及支架(连同底座)组成的四铰接曲柄——摇杆机构，因为运动变换装置结构简单，所以这类杆件抽油机的运动变换损耗小，工作可靠、维护方便、经久耐用，能适应各种油田的恶劣环境和工况要求。其缺点是过大的能耗，即驴头悬点运动的加速度较大，平衡效果较差，效率较低，在长冲程时体积较大和机体笨重等。在常规游粱式抽油机的基础上，产生了许多变种，相应有前置型、异相型、气平衡型、双驴头型、六连杆型等游梁式抽油机，这些游梁式抽油机的平衡方式尽管形式不同，却都是一级平衡，即曲柄转角的周期为2π的周期函数，与常规游梁式抽油机没有本质的区别，而且平衡调节不便，平衡效果不好，因此综合效率低。
游梁式抽油机的减速装置用来实现从动力机到曲柄的动力传递和减速，常用分流式两级双圆弧齿轮减速器，它由机壳、齿轮轴、轴承以及润滑和密封系统等部分组成。其设计、制造、装配的精度要求较高，须用专用机床和刀具加工，因而制造成本较高；并且大多采用软齿面齿轮，齿面硬度一般不超过HB310，抗冲击性能差，断齿、点蚀、磨损现象严重。
游梁式抽油机的转动拨量较大，且又带载起动，因此所用电动机的起动转矩要大；游梁式抽油机的工作特点是减速器输出轴扭矩周期性的变化，在一个冲次内一般要在零(或负值)到最大值之间两次波动，所以电动机必须具有足够的过载能力。常规转差率的电动机，其起动电流较大，起动转矩较低，起动时对电网和机械系统的冲击大，为了考虑启动因素，有时需要选择较大的电动机，这并不是稳定运转所必须的，并且常规转差率的电动机其机械特性较硬。
本实用新型的目的在于提供一种运转平稳、附加动载小、冲程长、能耗、低、综合效率高、平衡调节方便的快速装卸可调下偏平衡臂式抽油机。
本实用新型是这样实现的由平衡臂1、支架2、工作台3、游梁支承总成4、连杆总成5、游梁总成6、横梁总成7、驴头8、悬绳器9、曲柄销10、曲柄装置11、减速器12、刹车机构13、底盘14、电机装置15、失载承冲装置16、平衡配重17、活动轴18、轴座19、固定轴20、调节座21、调节螺栓22组成，支架2固定在底盘14上，底盘14上分别置有减速器12、刹车机构13、电机装置15、失载承冲装置16，支架2上部有工作台3、游梁支承总成4，游梁总成6端部有驴头8，驴头8上有悬绳器9，连杆总成5一端与游梁7连接，另一端通过曲柄销10与曲柄装置11连接，游梁6一端有平横臂1，平衡臂1的下端有平衡配重17，平衡臂1与游梁6的连接为双轴形式，平衡臂1与游梁6之间有活动轴18、轴座19及调节座21、调节螺栓22，轴座19里有固定轴20。
平衡配重17与平衡臂1的连接可以是固定连接，可以是定滑轮式软连接，也可以是铰接。
平衡臂1与游梁6的双轴形式连接既可以是活动的，也可以是固定的。
本实用新型的优点在于采用了游梁下置质量平衡，即抽油机的平衡质量设置在游梁作用线(横梁与游梁铰接中心同游梁支承中心之联线)的下方，通过平衡臂与游梁铰接，其奇妙之处在于，一个下置质量可当两个质量用一个在游梁尾端，产生一次平衡扭矩；另一个在游梁的中垂线上，产生二次平衡扭矩，在一级平衡的基础上增设二级平衡，即平衡扭矩是曲柄转角的周期为π的周期函数，曲柄连杆机构和驴头位于支架的前边，游梁后边悬挂着一个现有的游梁式抽油机所没有的平衡臂。可以长期在油田全天候运转，还具有运转平稳。附加动载小、冲程长、能耗低、综合效率高、平衡调节方便等特点，皮实可靠，平衡质量下移使抽油机整机重心下移，取消了旋转大曲柄，使机座受力状况大为改善，整机运转更为平衡可靠；结构合理，采用了前置型结构，短游梁大摆角，游梁摆角达78°，比传统机增大30％，游梁长度和应力减少30％，改用小曲柄，取消了旋转大曲柄，减少了连杆、曲柄销、减速箱轴和轴承的载荷，取消高座，减速机位置降低；适用广泛，现已设计试制成功16、14、12、10、8、5等机型，冲程6m-3m，说明两级平衡游粱式抽油机适用于任何井况，可系列化；提升加速度小。冲程(m)×冲次(min-1)＝48时，悬点提升加速度不超过2Ms-2与常规游梁式抽油机相比，下降30％。采用两级平衡游梁式抽油机可提高抽油杆等井下设备的寿命；件能优良，因为采用了前置式和游粱下偏质量平衡，有短游粱大摆角、小曲柄、减速器位置低等特点，受力状况大为改善，且提升加速度小，运转平稳和谐，反映抽油机性能的综合指标——噪声较小，经检测14型机满负荷运转噪声仅70dB(A)；节约能耗，由于游梁下偏平衡在曲柄上产牛的转化平衡扭矩既有一级平衡扭矩，又有二级平衡扭矩，平衡和节能效果大幅度提高。理论分析表明(已由动态检测数据证实)，两级平衡游梁式抽油机有良好的性能指标。
图1为本实用新型的结构示意图2为平衡臂、游梁结构示意图。
以下结合附图对本实用新型做进一步说明本实用新型由平衡臂1、支架2、工作台3、游梁支承总成4、连杆总成5、游梁总成6、横梁总成7、驴头8、悬绳器9、曲柄销10、曲柄装置11、减速器12、刹车机构13、底盘14、电机装置15、失载承冲装置16、平衡配重17、活动轴18、轴座19、固定轴20、调节座21、调节螺栓22组成，支架2固定在底盘14上，底盘14上分别置有减速器12、刹车机构13、电机装置15、失载承冲装置16，支架2上部有工作台3、游梁支承总成4，游梁总成6端部有驴头8，驴头8上有悬绳器9，连杆总成5一端与游梁7连接，另一端通过曲柄销10与曲柄装置11连接，游梁6一端有平横臂1，平衡臂1的下端有平衡配重17，平衡臂1与游梁6的连接为双轴形式，平衡臂1与游梁6之间有活动轴18、轴座19及调节座21、调节螺栓22，轴座19里有固定轴20。
平衡配重17与平衡臂1的连接可以是固定连接，可以是定滑轮式软连接，也可以是铰接。
平衡臂1与游梁6的双轴形式连接为可以是活动的，也可以是固定的。其中一轴与游梁铰接在一起，分两种形式，一是在游梁顶面设置一个轴座，轴悬挂在轴座内与游梁连接；一是在游梁侧面开孔镶套，轴穿过支撑套与游梁铰接，另外一轴与游梁是贴合在一起的，与平衡臂以活动和固定两种方式连接，一方面起支撑作用，另一方面起调整作用。
采用了CDJT系列抽油机变极多速节能拖动装置，由YDCH变极多速超高转差率三相异步电动机和JDK电控箱组成。
减速器12的齿轮采用全圆弧齿轮。采用了全圆弧齿轮减速机，其技术特点是用全圆弧齿形代替各种传统齿形，充分利用了功率分流和少齿差内啮合原理。它主耍由主动轮、从动轮、输入轴、输出轴、偏心轴、全圆弧齿轮、柱销支承轮、柱销输出轮，滚动轴承等组成。
四连杆机构——由曲柄、连杆、游梁以及支架组成。其中曲柄固装在减速装置输出轴的端头，连杆的一端与曲柄活动铰接，另一端通过横梁与游梁活动铰接，游梁与支架顶端通过游梁支承活动铰接在一起，抽油机工作时，曲柄绕输出轴作旋转运动，带动连杆、横梁、游梁作摇摆运动，游梁又绕支承心轴在铅垂面内摆动，将减速装置的旋转运动变换为光杆的上下往复运动。
游梁--驴头总成，驴头装在游粱前端，保证抽油时光杆始终对准井口中心位置。
平衡臂总成——承载平衡重，将下偏平衡质量与游梁连接起来，通过增减平衡质量改变平衡扭矩的大小，取得较好的平衡效果。
失载承冲装置——采用木块吸收和缓冲因抽油机失载而产生的抽油机惯性力及后部配重箱重力。
刹车装置及刹车安全装置制动装置的作用是当抽油机电源切断后，可使抽油机立即停止转动或停留在任意位置。刹车安全装置是为停机和安装时的绝对安全设置的，为了保险起见，停机后除拉紧刹车外，对外抱式还应拧紧死刹杆螺母，对内涨式还应将锁块放入刹车毂外缘缺口内。
悬绳器——连接驴头与光杆，保证光杆沿井口中心作上下往复直线运动。
平衡的调节只需要在平衡箱中增减平衡块，矿场作业时则可充填石块和沙子。
权利要求1.快速装卸可调下偏平衡臂式抽油机，由平衡臂(1)、支架(2)、工作台(3)、游梁支承总成(4)、连杆总成(5)、游梁总成(6)、横梁总成(7)、驴头(8)、悬绳器(9)、曲柄销(10)、曲柄装置(11)、减速器(12)、刹车机构(13)、底盘(14)、电机装置(15)、失载承冲装置(16)、平衡配重(17)、活动轴(18)、轴座(19)、固定轴(20)、调节座(21)、调节螺栓(22)组成，支架(2)固定在底盘(14)上，底盘(14)上分别置有减速器(12)、刹车机构(13)、电机装置(15)、失载承冲装置(16)，支架(2)上部有工作台(3)、游梁支承总成(4)，游梁总成(6)端部有驴头(8)，驴头(8)上有悬绳器(9)，连杆总成(5)一端与游梁(7)连接，另一端通过曲柄销(10)与曲柄装置(11)连接，其特征在于游梁总成(6)一端有平衡臂(1)，平衡臂(1)的下端有平衡配重(17)，平衡臂(1)与游梁总成(6)连接为双轴形式，平衡臂(1)与游梁(6)之间有活动轴(18)、轴座(19)及调节座(21)、调节螺栓(22)，轴座(19)里有固定轴(20)。
2.根据权利要求1所述的快速装卸可调下偏平衡臂式抽油机，其特征在于平衡配重(17)与平衡臂(1)的连接可以是固定连接，可以是定滑轮式软连接，也可以是铰接。
3.根据权利要求1所述的快速装卸可调下偏平衡臂式抽油机，其特征在于平衡臂(1)与游梁总成(6)的双轴连接形式可以是活动的，也可以是固定的。
4.根据权利要求1所述的快速装卸可调下偏平衡臂式抽油机，其特征在于减速器(12)的齿轮采用全圆弧齿轮。
5.根据权利要求1所述的快速装卸可调下偏平衡臂式抽油机，其特征在于采用的CDJT系列抽油机变极多速节能拖动装置，由YDCH变极多速超高转差率三相异步电动机和JDK电控箱组成。
专利摘要一种石油矿场用的快速装卸可调下偏平衡臂式抽油机,由平衡臂1、游梁总成6、平衡配重17等组成,游梁6一端有平衡臂1,平衡臂1的下端有平衡配重17,平衡臂1与游梁6连接为双轴形式,减速器12的齿轮采用全圆弧齿轮,运转平稳、附加动载小、冲程长、能耗低、综合效率高、平衡调节方便。
文档编号F04B53/22GK2377378SQ9921444
公开日2000年5月10日 申请日期1999年6月25日 优先权日1999年6月25日
发明者曹明承, 黄培民, 蒲红军, 于承海, 周仁能, 李伟, 许兴华 申请人:吐哈石油勘探开发指挥部机械厂