专利名称：剪式连杆无梁抽油机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种油田用剪式连杆无梁抽油机。
背景技术：
目前，国内、外油田采油机械大多为常规游梁抽油机。由于其结构简单，皮实可 靠，操作维修方便，适合各种工况的原油开采而被广泛采用。但是，这种抽油机采油系统效 率低、能耗大、耗电多，成本高，已成为亟需解决的问题。我国的现役游梁抽油机总效率在 一般地区平均只有12-23%，先进地区也不到30%，美国的同类抽油机效率较高，但也仅有 46%。由于我国油田多为低渗透、低能、低产油田，因而随着油田的不断开发，原油含水 率不断上升，油层压力和油井动液面不断下降，要保持原油稳产就必须加大采液量，这就加 大了采油成本，进入了以水换油、以电换油状态。为改变在役常规抽油机的这种效率低、能 耗大的难题，近年来国内、外相继研制出了多种节能型抽油设备。如美国的CMI公司研 制的T0R0M-ASTER异相型抽油机节电15-35% ；美国的Lufilin公司开发的MARK-II型前 置式抽油机，平均节电36. 8% ；我国的偏置式节能抽油机系统效率提高3. 68%，单耗下降 14. 87%，华北油田开发的双驴头节能抽油机系统效率提高8. 22%，单耗下降24. 5%，还有 国内最新推出的复式永磁电机抽油机和冲程6米，重达50吨的最大型常规游梁抽油机，还 有采用高差转率电动机、同步电动机、变频器等节能驱动设备的新型抽油机。这些设备中， 有的是在原抽油机基础上通过对抽油机四杆结构优化设计或改变抽油机平衡方式来提高 采油效率，虽然简单易行，改造费用低，但不能从根本上解决抽油机的工作状况，与电动机 工作特性不匹配，能耗依然居高不下；有的改变了电动机工作特性，虽然与抽油机工作工况 相匹配了，也达到了节能目的，但是造价费用太高，不利于大范围推广，不能满足我国油田 开采节能降耗、高适应性和长冲程无梁抽油机发展的需要。
发明内容本实用新型的目的在于克服上述技术中存在的不足之处，提供一种结构简单、设 计合理、节能省电、维修方便解决油田现役常规游梁抽油机效率低、能耗大、耗电多、成本高 的剪式连杆无梁抽油机。为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是支架下端部位固连在底座上， 支架框内的底座上装有电动机，通过皮带传动机构与减速器相接，减速器输出轴上的可变 量曲柄通过连杆与槽型滑块相连，槽型滑块两侧设有导向轴承经过推拉杆与多级四连杆传 动机构相连，多级四连杆传动机构上端部位装有多道拉簧，多道拉簧另一端分别与固定在 动滑轮支杆上下方设置的弹簧固定杆相接，支架顶端部位两侧有对称配重轮和定滑轮，二 轮之间通过配重绳索分别与悬点载荷和配重相连。本实用新型的优点是结构简单、设计合理、安全可靠、维修方便、重量轻、无游梁的优点；二、抽油机能耗低，配重结构总重量只有抽油杆载荷的50%，所有活动连接结构均采用滑动轴承铰接使 得摩擦力很小，电机驱动只需很小拉力即可拖动抽油杆，节省电能90%以上；三、节省原材 料，本实用新型无游梁，无驴头，配重块可根据工况选用水泥块，且平衡配重兼作传动机构， 重量轻，节省钢材40%以上；四、冲程大，三级菱形传动杆可使冲程达到9 10米，四级菱 形传动杆可使冲程达到12米以上；五、本实用新型上下冲程做功相等，配重块和拉簧使得 悬点加速度、速度和动载减小，对减速器齿轮产生的背向冲击同时降低，抽油机负荷特性与 异步电动机硬的转矩特性互相匹配，电动机功效高、扭矩小；六、适应性强，本实用新型适合 于各种天候、地理和地质构造条件下采油的需要，适合各种成分石油抽取的需要，适合低渗 透、大冲程、深井、稠油、低能、节电、节省钢材进行石油开采的需要。
图1是本实用新型结构示意图；具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细描述。由图1可知，本实用新型支架14下端部位固连在底座17上，支架14框内的底座 17上装有电动机1，通过皮带传动机构19与减速器2相接，减速器2输出轴上的可变量曲 柄3通过连杆4与槽型滑块5相连，槽型滑块5两侧设有导向轴承6经过推拉杆7与多级 四连杆传动机构8相连，多级四连杆传动机构8上端部位装有多道拉簧9，多道拉簧9另一 端分别与固定在动滑轮12支杆上下方设置的弹簧固定杆10相接，支架14顶端部位两侧有 对称配重轮11和定滑轮13，二轮之间通过配重绳索15分别与悬点载荷16和配重18相连。本实用新型本实用新型剪式连杆无梁抽油机工作原理之一，根据滑轮组原理，提 升或下降动滑轮12为h米时，则缠绕在定滑轮13上的链条20就可下降2h米达到增大冲程 之目的，本装置设计的三级菱形传动杆结构，其理论伸长可达到单个菱形长对角线的3倍， 调整传动杆，即调整菱形边长可从容实现长冲程；工作原理之二，根据杠杆原理，一、二级传 动杆的中心点分别是一、二级滑动轴承，也就是杠杆的支点正在力点和重点中间，左、右推 拉杆加在力点的推力和在重点形成的重力改变了力的方向，但大小相等，由于传动杆之间 的连接和设在定向槽内的滑动轴承摩擦力极小，所以传动机构极易实现；工作原理之三，根 据菱形对角线原理，当菱形上下对角顶点在定向槽内垂直滑动到最大时，其对角线近似于 两边长之和，本装置由于是机械组合，其最长对角线可达到两边长之和的70 %，若菱形边长 为1米，则对角线长1. 40米，三级传动杆则为4. 20米，加上槽型滑块5和上、下连接杆各自 滑动的1米，本装置的冲程即可达到10. 40米；工作原理之四，根据胡克定律“弹簧在弹性 形变下，弹簧的弹力与弹簧的伸长(或压缩)成正比”。本实用新型剪式连杆无梁抽油机设 计了并联拉簧，其计算公式F = Kx式中，K为劲度系数(倔强系数)，x为弹簧的伸长(或 缩短)，并联拉簧的K总=kl+k2+k3+k4，选择一定的拉簧即可计算拉力F的大小。本实用新 型剪式连杆无梁抽油机在静平衡时拉簧无弹力，在动平衡下冲程时，弹簧受到抽油杆下落 释放的机械拉力拉开弹簧储存能量，待上冲程时释放能量以拉动抽油杆载荷，使上下冲程 做功平衡，既可以缓冲抽油机悬点加速度和悬点载荷16，降低悬点载荷16波动，提高泵的 充满度，降低对减速器齿轮因受反向载荷而产生的背向冲击力，从而减少部件损毁，运行安出扭矩和均方根值，提高抽油机的负荷特性与电动机转矩特性匹配 程度，进而提高抽油机的使用寿命。 本实用新型完全不同于传统类型的常规有杆游梁抽油机和无杆抽油机，其实施方 法一是采用剪式菱形连杆传动和轴承铰接及滑动，在最大程度减小摩擦力的同时获取较 大冲程来提高采油率；二是采用滑轮组减少拉力，以较小功率电动机完成较大负荷做功，节 能降耗，节电90%以上；三是传动机构兼作配重机构，没有游梁和驴头，节省钢材40%以 上；四是采用并联拉簧降低悬点加速度和载荷波动，使抽油机的负荷特性与电动机转矩特 性相匹配，从而提高抽油机系统采油效率。
权利要求一种剪式连杆无梁抽油机，包括底座(17)、支架(14)、四连杆传动机构(8)，其特征在于支架(14)下端部位固连在底座(17)上，支架(14)框内的底座(17)上装有电动机(1)，通过皮带传动机构(19)与减速器(2)相接，减速器(2)输出轴上的可变量曲柄(3)通过连杆(4)与槽型滑块(5)相连，槽型滑块(5)两侧设有导向轴承(6)经过推拉杆(7)与多级四连杆传动机构(8)相连，多级四连杆传动机构(8)上端部位装有多道拉簧(9)，多道拉簧(9)另一端分别与固定在动滑轮(12)支杆上下方设置的弹簧固定杆(10)相接，支架(14)顶端部位两侧有对称配重轮(11)和定滑轮(13)，二轮之间通过配重绳索(15)分别与悬点载荷(16)和配重(18)相连。
专利摘要本实用新型涉及一种剪式连杆无梁抽油机，支架下端部位固连在底座上，支架框内的底座上装有电动机，通过皮带传动机构与减速器相接，减速器输出轴上的可变量曲柄通过连杆与槽型滑块相连，槽型滑块两侧设有导向轴承经过推拉杆与多级四连杆传动机构相连，多级四连杆传动机构上端部位装有多道拉簧，多道拉簧另一端分别与固定在动滑轮支杆上下方设置的弹簧固定杆相接，支架顶端部位两侧有对称配重轮和定滑轮，二轮之间通过配重绳索分别与悬点载荷和配重相连。本实用新型结构简单、设计合理、安全可靠、维修方便、重量轻、无游梁，抽油机能耗低、节省原材料，冲程大，适应性强。
文档编号E21B43/00GK201620834SQ201020112729
公开日2010年11月3日 申请日期2010年2月11日 优先权日2010年2月11日
发明者俞宗男, 俞淳植, 俞静 申请人:俞静;俞宗男