抽油机及其平衡调节横梁总成的制作方法

本实用新型涉及一种抽油机及其平衡调节横梁总成。

背景技术：

抽油机是油田有杆抽油系统的地面驱动设备，俗称"磕头机"。油田广泛应用的传统抽油机一般为游梁式抽油机，这种抽油机包括底座总成、电机总成及电动机控制柜、曲柄总成、游梁总成、支架总成、刹车总成等。其中，曲柄总成是保障游梁式抽油机平衡的主要部件。

如申请号为201710118055.6的中国发明专利申请公开一种抽油机，该抽油机就是一种通过曲柄总成来调节抽油机的平衡。这种抽油机的曲柄总成由曲柄、平衡块、锁紧块等部件组成，用来平衡光杆负荷对减速器产生的扭矩。两曲柄通过锁紧螺栓对称固定在减速器的输出轴上，减速器输出轴通过楔键与曲柄相连接，传递扭矩。曲柄的上部和下部有导槽，平衡块通过锁紧块、锁紧螺栓固定在曲柄两侧。游梁式抽油机在整个工作循环内负荷是不均匀的，而且悬点运动的加速度和速度变化又加剧这种不均匀性，调整平衡块在曲柄上的位置，尽可能消除无用功，使电机、减速箱的负荷变化均匀，是目前解决抽油机平衡问题的主要手段。调整平衡块的位置，是将曲柄置于垂直位置，用吊车吊住平衡块，松开固定平衡块的螺栓，卸掉锁紧块，游梁平衡块到所需位置，使抽油机整机处于平衡状态。

这种游梁式抽油机的平衡方式存在以下缺陷：（1）该平衡方式中，曲柄对称安装在减速器输出轴上，平衡块通过锁紧块、锁紧螺栓固定在曲柄两侧，结构复杂。调节平衡，即调节平衡块相对曲柄的位置。由于平衡块每块的质量在1吨以上，调节平衡时，需要停止抽油机运行，借助吊车操作，工作效率低、劳动强度大、成本高、易发生安全事故。（2）抽油机在上、下冲程过程中，曲柄与平衡块做圆周运动，受交变负荷影响，引起游梁总成受力不平衡，需通过调整曲柄上平衡块的位置，使抽油机在上、下冲程过程中电动机做功保持一致。曲柄与平衡块整体安装在减速器输出轴上，使得能耗大大增加。特别是在下冲程时，减速器不仅要克服游梁前后不平衡的重量，还要带动曲柄和平衡块的自身重量，耗能高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种抽油机，以解决在曲柄上设置平衡块来平衡游梁的负荷时造成的抽油机能耗高的问题；同时，本实用新型还提供上述抽油机的平衡调节横梁总成。

为实现上述目的，本实用新型的抽油机采用如下技术方案：

抽油机的技术方案1：抽油机，包括支架以及铰接连接在支架顶部的游梁，游梁的前端为驴头安装端，所述游梁的后端安装有平衡调节横梁总成，所述平衡调节横梁总成包括向后悬伸的平衡调节横梁，所述平衡调节横梁上通过导轨可移动地装配有游梁平衡块，抽油机在工作时，通过平衡调节横梁上的游梁平衡块来调节游梁的平衡，解决了在曲柄上设置平衡块造成的抽油机能耗高的问题。

抽油机的技术方案2，在抽油机的技术方案1的基础上进一步改进得到：所述游梁平衡块为用于根据游梁负荷移动至平衡调节横梁相应位置并在移动到位时通过连接件固定在平衡调节横梁上的固定平衡块，固定平衡块的位置根据游梁的负荷调整，使游梁的平衡调节更加精准。

抽油机的技术方案3，在抽油机的技术方案1的基础上进一步改进得到：所述平衡调节横梁上设有沿导轨延伸的、用于指示固定平衡块位置的指示刻度，便于固定平衡块的安装。

抽油机的技术方案4，在抽油机的技术方案1的基础上进一步改进得到：所述平衡调节横梁上安装有与所述导轨并行的标尺，所述标尺上的刻度构成所述位置指示刻度，结构简单，安装方便。

抽油机的技术方案5，在抽油机的技术方案1的基础上进一步改进得到：所述游梁平衡块为依靠自身重力沿前后方向往复移动装配在所述导轨上的移动平衡块，该移动平衡块在其往复移动行程上具有与处于下冲程最低点的抽油机对应的前极限位和与处于上冲程最高点的抽油机对应的后极限位，当游梁在动作时，移动平衡块在平衡调节横梁上往复移动，从而使游梁两端的负荷得到调整，移动平衡块移动的过程中不需要消耗能量，而且调整方便。

抽油机的技术方案6，在抽油机的技术方案1的基础上进一步改进得到：所述导轨的前后两端均设有用于对游梁平衡块限位的限位结构，实现游梁平衡块在平衡调整横梁上的限位。

抽油机的技术方案7，在抽油机的技术方案1的基础上进一步改进得到：所述导轨与游梁之间设有使游梁平衡块的重心在游梁处于水平位置时位于导轨的中心位置处的夹角。

抽油机的技术方案8，在抽油机的技术方案1的基础上进一步改进得到：所述抽油机还包括底座，所述底座的后侧安装有用于在抽油机的负荷失效时承接平衡调节横梁以对平衡调节横梁进行缓冲的缓冲装置。

抽油机的技术方案9，在抽油机的技术方案1的基础上进一步改进得到：所述缓冲装置包括固设在底座上的柱形弹簧以及安装在柱形弹簧上端的受力板。

抽油机的技术方案10，抽油机的技术方案1的基础上进一步改进得到：所述抽油机还包括游梁驱动电机，所述游梁驱动电机为永磁电机。

抽油机的技术方案11，抽油机的技术方案1的基础上进一步改进得到：所述游梁驱动电机通过曲柄及连杆驱动所述游梁，所述曲柄由型钢组焊接而成。

抽油机的技术方案12，抽油机的技术方案1的基础上进一步改进得到：所述抽油机还包括刹车总成，所述刹车总成包括安装在游梁驱动电机上的刹车毂以及与所述刹车毂连接的刹把。

本实用新型的抽油机平衡调节横梁总成采用如下技术方案：

抽油机平衡调节横梁总成的技术方案1：抽油机平衡调节横梁总成，包括平衡调节横梁，所述平衡调节横梁的前端设有用于与抽油机的游梁固连的安装结构，所述平衡调节横梁总成包括向后悬伸的平衡调节横梁，所述平衡调节横梁上通过导轨可移动地装配有游梁平衡块，抽油机在工作时，通过平衡调节横梁上的游梁平衡块来调节游梁的平衡，解决了在曲柄上设置平衡块造成的抽油机能耗高的问题。

抽油机平衡调节横梁总成的技术方案2，在抽油机平衡调节横梁总成的技术方案1的基础上进一步改进得到：所述游梁平衡块为用于根据游梁负荷移动至平衡调节横梁相应位置并在移动到位时通过连接件固定在平衡调节横梁上的固定平衡块，固定平衡块的位置根据游梁的负荷调整，使游梁的平衡调节更加精准。

抽油机平衡调节横梁总成的技术方案3，在抽油机平衡调节横梁总成的技术方案1的基础上进一步改进得到：所述平衡调节横梁上设有沿导轨延伸的、用于指示固定平衡块位置的指示刻度，便于固定平衡块的安装。

抽油机平衡调节横梁总成的技术方案4，在抽油机平衡调节横梁总成的技术方案1的基础上进一步改进得到：所述平衡调节横梁上安装有与所述导轨并行的标尺，所述标尺上的刻度构成所述位置指示刻度，结构简单，安装方便。

抽油机平衡调节横梁总成的技术方案5，在抽油机平衡调节横梁总成的技术方案1的基础上进一步改进得到：所述游梁平衡块为依靠自身重力沿前后方向往复移动装配在所述导轨上的移动平衡块，该移动平衡块在其往复移动行程上具有与处于下冲程最低点的抽油机对应的前极限位和与处于上冲程最高点的抽油机对应的后极限位，当游梁在动作时，移动平衡块在平衡调节横梁上往复移动，从而使游梁两端的负荷得到调整，移动平衡块移动的过程中不需要消耗能量，而且调整方便。

抽油机平衡调节横梁总成的技术方案6，在抽油机平衡调节横梁总成的技术方案1的基础上进一步改进得到：所述导轨的前后两端均设有用于对游梁平衡块限位的限位结构，实现游梁平衡块在平衡调整横梁上的限位。

附图说明

图1为本实用新型的抽油机的实施例1的结构示意图；

图2为图1中的曲柄的结构示意图；

图3为图1中的平衡调节横梁总成的结构示意图；

图4为本实用新型的抽油机的实施例1的节能效果图；

图5为本实用新型的抽油机的实施例2的结构示意图；

附图中：1、驴头；2、游梁；3、平衡调节横梁总成；4、连杆；5、曲柄；6、直驱电机；7、弹簧缓冲装置；8、底座总成；9、刹把；10、电动机控制柜；11、刹车毂；12、刹车毂；13、支架总成；15、连接头；17、导杆；18、游梁平衡块；19、标尺；20、平衡调节横梁；51、抱箍；52、销孔；71、橡胶块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。

本实用新型的抽油机的具体实施例1，如图1至图4所示，抽油机包括底座总成8，支架总成13安装在底座总成8上，游梁2铰接连接在支架总成13的支架的顶部，游梁2的前端为驴头1安装端，游梁2的后端安装有向后悬伸的平衡调节横梁20，平衡调节横梁20上还通过导轨导向移动装配有游梁平衡块18。

曲柄5是由型钢组焊而成的长方体结构，曲柄5的一端设有与电机轴连接的抱箍51，通过抱箍51抱紧紧固在电机轴上，另一端为与连杆4连接的销孔52。曲柄5采用型钢焊接而成取代了传统抽油机的铸造曲柄，节约成本、简化结构。

平衡调节横梁总成3包括平衡调节横梁20，平衡调节横梁20为矩形支撑体结构，平衡调节横梁20的上侧面上设有导轨，游梁平衡块18通过导轨导向移动装配在平衡调节横梁20上。平衡调节横梁上的导轨包括设置在平衡调节横梁上的滑槽以及导杆17，游梁平衡块18能够通过导轨在平衡调节横梁上在重力的作用下往复移动。

电动机控制柜10安装在底座总成8上，电机控制柜上安装有负荷显示器，平衡调节机构的平衡调节横梁20上设有标尺19，标尺19上设有刻度，通过标尺19能够直观地、准确地读取到平衡块在平衡调节横梁20上的位置。游梁平衡块18以及固定平衡块的配重依据支架总成13两侧力矩设置，当驴头1位于下行程死点时，游梁平衡块18向支架总成13方向移动至导轨的终点；当驴头1位于上行程死点时，游梁平衡块18向支架总成13反方向移动至导轨的终点。导轨两端的终点即为游梁平衡块的前极限位和后极限位，在导轨的两端还设置有限位结构以实现游梁平衡块在前后方向上的限位。

平衡调节机构的平衡调节横梁20的前端与游梁2之间固定连接，二者之间的夹角满足当驴头1处于下冲程的最低点时，平衡调节横梁20处于水平状态，在本实施中使平衡调节横梁与游梁呈180°设置，这样会使游梁平衡块18和固定平衡块的重量最小，使整套结构调节机构重量减轻，降低能耗。

驴头1上安装有负荷传感器。电动机控制柜10设有直驱电机6的控制模块，直驱电机控制模块在驴头1失去负荷时，使直驱电机6实现电磁刹车，避免抽油机翻机事故发生。刹车总成包括安装在直驱电机6输出轴上的刹车毂11及与所述刹车毂11连接的刹把9。

平衡调节机构的平衡调节横梁20的尾端于其所对应的底座台面上安装有高强度弹簧缓冲装置7，弹簧缓冲装置7包括安装在底座上的柱形弹簧，柱形弹簧的上端安装有用于传力的受力板，一旦发生悬点负荷失效时，缓冲装置的高强度柱形弹簧会起到缓冲、吸收能量的作用，有效避免抽油机翻机事故发生。

本实用新型基于天平原理，将平衡调节机构与游梁2结合为一体，增加了与驴头1端对应的游梁2的力臂，使支架总成13两侧的力矩相等，游梁平衡块18在平衡调整横梁上在重力的作用下往复移动，使游梁2的平衡得到精确的调节，这样通过游梁平衡块18实现抽油机工作时平衡的调节，游梁平衡块18通过自身重力驱动其在平衡调节横梁20上导向移动，调整方便，能耗也会大大降低；另外，这种抽油机不需要在抽油机的驱动机构的动力输出轴上安装平衡块，使得抽油机工作时的能耗降低，同时，检修、维护安全、便捷。经现场试验，与现有游梁抽油机相比，本实用新型节能效果如图4所示：曲线A为原有的抽油机的电流变化情况，曲线B为本实用新型的抽油机的电流变化情况，从图中能够看出本实用新型的抽油机工作时的电流明显小于现有的抽油机工作时的电流，节能效果明显。

本实用新型的抽油机的实施例2，如图5所示，在本实施例中，缓冲装置为橡胶块71，橡胶块7采用高强度橡胶，其他与实施例1相同，不再赘述。

本实用新型的抽油机的实施例3，在本实施例中，游梁平衡块通过连接件相对固定在平衡调节横梁的导轨上，此时游梁平衡块为固定平衡块，使用时，游梁平衡块的位置根据游梁的负荷进行调整，在调整的过程中，游梁上的指示刻度能够直观地显示游梁平衡块的位置，这样也解决了在曲柄上设置平衡块造成的抽油机能耗高的问题，其他与实施例1相同，不再赘述。

本实用新型的抽油机的实施例4，在本实施例中，还可以将刻度直接设置在平衡调节横梁上，其他与实施例1相同，不再赘述。

本实用新型的抽油机的实施例5，在本实施例中，抽油机的驱动电机还可以采用其他类型的电机，同时配置相应的减速器来驱动抽油机工作，其他与实施例1相同，不再赘述。

本实用新型的抽油机平衡调节横梁总成的实施例，所述抽油机平衡调节横梁总成与上述抽油机的实施例中的抽油机平衡调节横梁总成的结构相同，不再赘述。