专利名称：单曲柄低冲次无游梁式节能抽油机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种单曲柄低冲次无游梁式节能抽油机，属于用于油田机械采油的一种地面设备，是为了达到降低冲次要求并获得好的节能效果而进行的改进设计。
背景技术：
抽油机是抽汲原油的主要地面设备之一，根据抽油机是否有游梁，可以将抽油机划分为游梁式抽油机和无游梁式抽油机。从传动形式上可分为刚性传动和刚性柔性相结合的传动(即曲柄、连杆、横梁和钢丝绳组合形式)。游梁式抽油机主要由机座、机架、动力装置、减速机构、换向机构及平衡装置、游梁、驴头、钢索组成，常规型游梁式抽油机结构简单，使用可靠，维修方便，但存在的主要问题是耗能大，体积大，动力性能不好，制造成本高。中国实用新型专利93215432.8的节能无游梁抽油机，具有结构简单、紧凑、合理，动力性能优越，节能效果显著，并且使用方便的特点。但是，由于受传动装置传动比的限制，目前广泛应用的这些抽油机冲次偏高，无法满足低渗透油田、低产井对低冲次抽油的要求。过高冲次导致绝大多数低产井在低沉没度、甚至严重供液不足条件下长期运转，这不仅造成泵效低、系统效率低、系统能耗的大量浪费，而且也严重恶化了抽油泵与抽油杆的工作条件，例如会严重加剧泵磨损、杆管断脱、杆管偏磨，降低了检泵周期，增加了油井检泵作业费用。
发明内容
本实用新型针对低渗透油田、低产井对低冲次抽油要求的实际，提供一种单曲柄低冲次无游梁式节能抽油机，以克服现有抽油机用于低产井时因冲次过高而导致系统能耗高、杆管偏磨与断脱严重的不足，以达到降低低产井运行成本、提高低产井综合开发经济效益的目的。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是在电动机输出轴与曲柄轴之间安装摆线针轮减速器取代常规的双输出轴圆柱齿轮减速器，由于单级摆线针轮减速器的最大传动比可以达到87，大大高于目前常用的传动比约为35的二级圆柱齿轮减速器，从而可以实现低冲次抽油，结合摆线针轮减速器只有一个输出轴的特点，本实用新型采用了单曲柄、单连杆结构，单连杆与柔性件连接，用扇形天车轮取代了游梁及驴头，扇形天车轮的后轮通过柔性传动件与换向机构相连，扇形天车轮的前轮上连接钢丝绳和悬绳器，悬绳器、井口及井下设备等与常规抽油机相同。换向机构采用连杆长度可变的变机构尺寸曲柄摇杆机构，和常规游梁式抽油机的曲柄摇杆机构相比，该机连杆为柔性件，工作长度是可变的，前轮轮廓相对于扇形天车轮回转中心为等径圆弧曲线，后轮轮廓相对于扇形天车轮回转中心为变径曲线，从而达到变矩、改进抽油机的运动与动力性能、节能等目的。
本实用新型可用普通电动机驱动、也可采用多速电动机驱动。根据对最低冲次要求的不同，可以去掉皮带传动，并选择电动机直联型摆线针轮减速器。大皮带轮与刹车轮都安装于减速器输入轴上。
本实用新型的有益效果是由于采用大传动比的摆线针轮减速器，因而能够实现低冲次抽油，满足低渗透油田低产井对低冲次的要求，从而可改善低产井的运行状态，降低低产井的运行成本，提高低产井开发的综合经济效益。由于采用单曲柄、单连杆机构，减轻了重量，降低了制造成本。连杆为工作长度可变的柔性件，并且扇形轮后轮轮廓相对于天车轮回转中心为变径曲线，可以使抽油机获得优越的动力性能和显著的节能效果。
以下通过附图对本实用新型进一步说明。
图1是单曲柄低冲次无游梁式节能抽油机结构示意图；图2是单曲柄低冲次无游梁式节能抽油机的A向结构示意图；图3是电动机直联型摆线针轮减速器的单曲柄低冲次无游梁式节能抽油机结构示意图。
在图1、图2中，1.电动机，2.小皮带轮，3.皮带，4.大皮带轮，5.刹车轮，6.摆线针轮减速器，7.联轴器，8.曲柄轴，9.曲柄轴承座，10.曲柄装置，11.底座，12.曲柄平衡装置，13.曲柄销，14.连杆，15.联绳器，16.柔性件，17.扇形天车轮，18.支架，19.扇形天车轮轴，20.悬绳，21.悬绳器。
具体实施方式
实施例1图1是本实用新型公开的一个实施例，电动机1装在底座11上，电动机1单向旋转，经过小皮带轮2、带传动3和大皮带轮4带动摆线针轮减速器6转动，摆线针轮减速器6的输出轴通过联轴器7与曲柄轴8相连，曲柄轴安装在曲柄轴承座9上，曲柄轴8带动单曲柄10作旋转运动(见图2)，单曲柄10上装有偏置的曲柄平衡重12和曲柄销13，通过曲柄销13与单连杆14铰接，单连杆14通过联绳器15与柔性件16连接，柔性件16固定在扇形天车轮17的后轮B上，当曲柄转动时，通过连杆及柔性件带动扇形天车轮绕天车轮轴19摆动，扇形天车轮的前轮A上连接钢丝绳20，扇形天车轮带动钢丝绳20作上下往复运动，从而通过悬绳器21带动井下抽油设备抽汲原油。
实施例2图3是本实用新型公开的一个实施例，电动机1直接与在摆线针轮减速器6的输入轴联接，刹车轮5安装在电动机1的另一侧。
本实用新型由于采用了单曲柄及单连杆机构，与双曲柄、双连杆机构相比，不受两个曲柄运转不同步的影响，因而曲柄、连杆的制造工艺大大简化，并且可减轻重量；曲柄不是直接安装在摆线针轮减速器的输出轴，而是增加了曲柄轴与曲柄轴承座，曲柄安装在曲柄轴上，避免了摆线针轮减速器的输出轴受较大径向力作用；连杆为工作长度可变的柔性件，并且扇形轮后轮轮廓相对于天车轮回转中心为变径曲线，合理优化该曲线，可以使抽油机获得优越的动力性能和显著的节能效果；根据对最低冲次要求的不同，可以去掉皮带传动，并选择电动机直联型摆线针轮减速器；可以通过更换小皮带轮直径调节冲次，也可以通过使用多速电机调节冲次。
权利要求1.一种单曲柄低冲次无游梁式节能抽油机，由联轴器(7)、底座(11)、支架(18)、扇形天车轮轴(19)、悬绳(20)和悬绳器(21)组成，电动机(1)通过小皮带轮(2)、皮带(3)与大皮带轮(4)传动连接，刹车轮(5)与大皮带轮(4)居于同侧，其特征是摆线针轮减速器(6)的单输出轴用联轴器(7)与曲柄轴(8)联接，底座(11)上的曲柄轴承座(9)中装有曲柄轴(8)，安装在曲柄轴(8)上的单曲柄(10)装有曲柄销(13)和曲柄平衡装置(12)，单连杆(14)的一端与曲柄销(13)连接，另一端通过联绳器(15)连接柔性件(16)，柔性件(16)与扇形天车轮(17)的后轮(B)连接，扇形天车轮(17)的前轮(A)连接悬绳(20)和悬绳器(21)。
2.根据权利要求1所述的单曲柄低冲次无游梁式节能抽油机，其特征是扇形天车轮(17)由前轮(A)和后轮(B)组合而成，前轮(A)的轮廓尺寸大于后轮(B)的轮廓尺寸，扇形天车轮(17)的前轮(A)轮廓为一等半径圆弧，扇形天车轮(17)的后轮(B)轮廓为一变径曲线。
3.根据权利要求1和2所述的单曲柄低冲次无游梁式节能抽油机，其特征是单曲柄(10)、单连杆(14)及柔性件(16)组成曲柄摇杆换向机构。
4.根据权利要求1所描述的单曲柄低冲次无游梁式节能抽油机，其特征是小皮带轮(2)是一组不同直径的皮带轮，也可以使用多速电机调节冲次。
专利摘要本实用新型公开一种单曲柄低冲次无游梁式节能抽油机。其特征是底座(11)上的曲柄轴承座(9)中装有曲柄轴(8)，摆线针轮减速器(6)的单输出轴用联轴器(7)与曲柄轴(8)联接，曲柄轴(8)上的单曲柄(10)安装有曲柄销(13)和曲柄平衡装置(12)，单连杆(14)的一端与曲柄销(13)连接，另一端通过联绳器(15)连接柔性件(16)，柔性件(16)与扇形天车轮(17)的后轮(B)连接，扇形天车轮(17)的前轮(A)连接悬绳(20)和悬绳器(21)。采用单曲柄、单连杆、柔性件及天车轮所组成的曲柄摇杆机构实现换向，采用扇形天车轮取代游梁式抽油机的游梁及驴头，可以实现大传动比，从而实现低冲次；扇形天车轮由前轮(A)和后轮(B)组合而成，优化后轮的轮廓尺寸可得到优良的动力性能。它结构紧凑，装机总重量低，具有运行效率高、运转平稳、工作可靠等优点，能够满足低渗透油田对低冲次抽油机的要求，同时满足节能降耗的要求。
文档编号E21B43/00GK2926493SQ20062002414
公开日2007年7月25日 申请日期2006年4月18日 优先权日2006年4月18日
发明者董世民 申请人:燕山大学