專利名稱：輪筒式抽油機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及抽油機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種輪筒式抽油機(jī)。
背景技術(shù)：
非自噴井采油廣泛使用游粱式曲柄平衡抽油機(jī)。這種類型的抽油機(jī)抽油方式已有百年歷史，其用電能耗高，工況效率低，機(jī)械沖擊力強(qiáng)，水泥和鋼材用量大。為了降低采油成本，節(jié)能降耗減排已成為世界采油業(yè)當(dāng)前如何增效的重大課題。中國(guó)專利申請(qǐng)200310100186. X號(hào)公開(kāi)了一種新穎的抽油修井機(jī)，它包括復(fù)繞輪軸、減速器、大齒輪、小齒輪、電動(dòng)機(jī)、復(fù)繞輪卷?yè)P(yáng)繩、配重體、配重架、導(dǎo)向鋼絲繩、抽油光桿、主框架、支架平臺(tái)、和復(fù)繞輪(牽引輪)，其中大齒輪和復(fù)繞輪相互固定，并通過(guò)復(fù)繞輪軸承安裝在復(fù)繞輪軸上，復(fù)繞輪軸用復(fù)繞輪軸緊固器緊固在支架平臺(tái)上，或者大齒輪和復(fù)繞輪與復(fù)繞輪軸相互固定，復(fù)繞輪軸的兩端通過(guò)軸承緊固在支架平臺(tái)上，減速器、電動(dòng)機(jī)、 制動(dòng)器和過(guò)載保護(hù)器都安裝在支架平臺(tái)上，支架平臺(tái)與主框架的頂部相連接，懸繩器一段連接抽油光桿，另一端通過(guò)懸繩器牽引繩連接在復(fù)繞輪的輪軸上，配重體通過(guò)配重架和掛繩器及配重體牽引繩緊固在復(fù)繞輪的輪周上，電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)制動(dòng)器、聯(lián)軸器與減速器連接，減速器輸出軸與小齒輪連接，小齒輪與大齒輪嚙合。與游梁式曲柄平衡抽油機(jī)相比，這種新穎的抽油修井機(jī)總效率有了顯著的提高，同時(shí)它具有一些修井機(jī)的功能。但如果需要復(fù)雜的修井作業(yè)，可能需要專業(yè)修井機(jī)。在這種情況下，占據(jù)抽油桿上方空間的復(fù)繞輪和主體構(gòu)件需要整機(jī)移位，造成諸多不便。此外，由于要作修井機(jī)之用，對(duì)電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置等要作適應(yīng)性的變化。因而所選擇的參數(shù)對(duì)抽油作業(yè)來(lái)說(shuō)不是最佳的。在中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)031(^663. X中公開(kāi)了一種雙拖動(dòng)抽油機(jī)，其中支架頂部設(shè)有一個(gè)或多個(gè)上導(dǎo)向輪，并且在支架的底部還設(shè)有下導(dǎo)向輪。上導(dǎo)向輪固定安裝在支架上， 位于支架側(cè)的上導(dǎo)向輪占據(jù)了抽油桿上方的空間，因此在進(jìn)行修井作業(yè)時(shí)，需要將上導(dǎo)向輪拆走才有可能讓出抽油桿上方的空間，這種導(dǎo)向輪的拆卸費(fèi)時(shí)費(fèi)力。在有些情況下，即使將上導(dǎo)向輪拆走，也很難讓出修井所需的空間。因此，在修井時(shí)需要將抽油機(jī)整機(jī)移走。因此，當(dāng)前對(duì)節(jié)能效果好、結(jié)構(gòu)緊湊，便于修井、維護(hù)方便的抽油機(jī)存在需要。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新穎的抽油機(jī)，其具有節(jié)能效果顯著，結(jié)構(gòu)緊湊并且方便維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。一種輪筒式抽油機(jī)，其包括主框架，抽油桿，配重體，設(shè)在主框架頂部的平臺(tái)，布置在該平臺(tái)上的電機(jī)、減速器、復(fù)繞輪和導(dǎo)向輪，該導(dǎo)向輪通過(guò)可樞轉(zhuǎn)的導(dǎo)向輪支架懸臂伸出地安裝在該平臺(tái)上的，該電機(jī)通過(guò)多級(jí)減速器與復(fù)繞輪相連接來(lái)驅(qū)動(dòng)該復(fù)繞輪，其中，所述復(fù)繞輪的輪周上設(shè)有沿平行于該復(fù)繞輪的軸線的直線間隔排列的2η個(gè)第一孔，η為自然數(shù)，其分為左右對(duì)稱的η個(gè)左側(cè)第一孔和η個(gè)右側(cè)第一孔，從每個(gè)所述第一孔各引出一根配重體牽引繩與配重體上的緊固器相連接構(gòu)成配重運(yùn)行牽引系統(tǒng)；復(fù)繞輪的輪周上還設(shè)有沿平行于該復(fù)繞輪的軸線的直線間隔排列的2η個(gè)第二孔，其分為左右對(duì)稱的η個(gè)左側(cè)第二孔和η個(gè)右側(cè)第二孔，從每個(gè)所述第二孔各引出一根抽油桿牽引繩經(jīng)過(guò)該導(dǎo)向輪并通過(guò)牽引器與該抽油桿相連接構(gòu)成抽油桿運(yùn)行牽引系統(tǒng)，其中每個(gè)第一孔和每個(gè)第二孔沿復(fù)繞輪的軸向和周向錯(cuò)開(kāi)布置；復(fù)繞輪還沿其周向開(kāi)設(shè)有an圈螺旋槽，m為自然數(shù)且m > n，其中 m圈螺旋槽位于該復(fù)繞輪的左半部分，另外m圈螺旋槽位于該復(fù)繞輪的右半部分，位于左半部分和位于右半部分的螺旋槽的旋向相反，例如位于該復(fù)繞輪左半部分的所述m圈螺旋槽左旋，第一孔和第二孔布置在相應(yīng)的螺旋槽內(nèi)，使得在運(yùn)行過(guò)程中抽油桿懸繩和/或配重體牽引繩互不干涉纏繞在螺旋槽中且對(duì)所述復(fù)繞輪的力矩始終反向。如此設(shè)計(jì)，使復(fù)繞輪具有較小的直徑，并且電機(jī)作功僅是改變抽油桿和配重體不斷在相互重力場(chǎng)作用下往復(fù)改變運(yùn)行的上、下行方向，并克服輪筒式復(fù)繞輪輪周與鋼絲繩盤(pán)繞表面之間的摩擦力，大大提高了能量利用率。按照本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選方案，2η個(gè)第一孔和2η個(gè)第二孔沿該復(fù)繞輪的周向以?shī)A角120度錯(cuò)開(kāi)布置。另外，所述抽油桿懸繩和配重體牽引繩在所述螺旋槽中的纏繞圈數(shù)取決于抽油機(jī)的沖程和復(fù)繞輪的直徑。例如，當(dāng)抽油機(jī)的沖程為8米時(shí)，可以采用η = 2，m = 8，即在復(fù)繞輪上開(kāi)設(shè)用于配重體牽引繩的4個(gè)第一孔，和用于抽油桿懸繩的4個(gè)第二孔，并在復(fù)繞輪上開(kāi)設(shè)有16圈螺旋槽，其中復(fù)繞輪輪周的左側(cè)8圈螺旋槽，右側(cè)8圈螺旋槽，其中，左側(cè)8圈螺旋槽左旋，右側(cè)8圈螺旋槽右旋。然而，左側(cè)8圈螺旋槽右旋，右側(cè)8 圈螺旋槽左旋也落在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。抽油桿懸繩和配重體牽引繩在運(yùn)行過(guò)程中在螺旋槽中的纏繞長(zhǎng)度大于抽油機(jī)的沖程。有利的是，抽油桿懸繩和配重體牽引繩的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)成當(dāng)抽油桿懸繩繞滿所述螺旋槽時(shí)，配重體牽引繩全離開(kāi)螺旋槽。在上述方案中，從4個(gè)第一孔延伸出的4根配重體牽引繩可以由一根母繩如此構(gòu)成，其中母繩的一端通過(guò)可調(diào)固定器固定在4個(gè)第一孔靠近該復(fù)繞輪一端的第一個(gè)第一孔處并且該母繩的另一端從該第一個(gè)第一孔引出，隨后該母繩的另一端經(jīng)該第一個(gè)第一孔相鄰的第二個(gè)第一孔穿入該復(fù)繞輪內(nèi)并從與該第二個(gè)第一孔相鄰的第三個(gè)第一孔引出，然后再穿入與該第三個(gè)第一孔相鄰的第四個(gè)第一孔并通過(guò)可調(diào)固定器固定于此處，從而形成4 根長(zhǎng)度相同的配重體牽引繩。如此配置的配重體牽引繩在長(zhǎng)時(shí)間使用后，可以方便調(diào)整各牽引繩的松緊，并且在其中一根繩松弛的情況下，母繩會(huì)將松弛態(tài)自我調(diào)整，不影響繩組的運(yùn)行。 類似地，從4個(gè)第二孔延伸出的4根抽油桿牽引繩由一根母繩如此構(gòu)成，其中母繩的一端通過(guò)可調(diào)固定器固定在所述4個(gè)第二孔中靠近該復(fù)繞輪一端的第一個(gè)第二孔處并且該母繩的另一端從該第一個(gè)第二孔引出，隨后該母繩的另一端經(jīng)該第一個(gè)第二孔相鄰的第二個(gè)第二孔穿入該復(fù)繞輪內(nèi)并從與該第二個(gè)第二孔相鄰的第三個(gè)第二孔引出，然后再穿入與該第三個(gè)第二孔相鄰的第四個(gè)第二孔并通過(guò)固定調(diào)節(jié)器固定于此處，從而形成4根長(zhǎng)度相同的抽油桿牽引繩。有利的是，在第二個(gè)第二孔和第三個(gè)第二之間還設(shè)有抽油桿牽引繩順繩調(diào)節(jié)器，由此可以方便地調(diào)整抽油桿牽引繩的松緊程度。 在本實(shí)用新型中，由于導(dǎo)向輪懸臂伸出該平臺(tái)外并能相對(duì)平臺(tái)向上樞轉(zhuǎn)，使得在需要修井時(shí)能夠容易地使導(dǎo)向輪上揚(yáng)，從而便捷地讓出修井空間。在修井時(shí)，抽油桿頂端要換上修井機(jī)的作業(yè)牽引器，然后通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)復(fù)繞輪，同時(shí)復(fù)繞輪又帶動(dòng)導(dǎo)向輪相對(duì)平臺(tái)向上樞轉(zhuǎn)，從而抽油機(jī)的牽引器和抽油桿懸繩在導(dǎo)向輪內(nèi)槽中一起被后拉上揚(yáng)垂立，而不需人工手動(dòng)操作。[0013]有利的是，本實(shí)用新型中的抽油機(jī)還包括靠近抽油桿布置在平臺(tái)上的導(dǎo)向輪調(diào)整定位凸部，其構(gòu)造成能與設(shè)置在導(dǎo)向輪支架上的凹部相配合來(lái)固定該導(dǎo)向輪并調(diào)整該導(dǎo)向輪相對(duì)該平臺(tái)的仰角。由此一來(lái)，在修井完畢后，可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向輪復(fù)位下放位置準(zhǔn)確。在這里，調(diào)整定位凸部是螺紋安裝在平臺(tái)兩側(cè)的兩個(gè)螺栓，所述凹部為設(shè)置在導(dǎo)向輪支架兩側(cè)的凹槽，通過(guò)旋擰螺栓可以調(diào)整導(dǎo)向輪的仰角，從而有利于導(dǎo)向輪向上樞轉(zhuǎn)。按照本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選方案，所述仰角為6度 12度，通過(guò)調(diào)整仰角還能起到對(duì)導(dǎo)向輪相對(duì)井口前、 后位置的微調(diào)。另外，導(dǎo)向輪調(diào)整定位凸部和設(shè)置在其下方的凹部的相互配合還能防止導(dǎo)向輪左右偏移，從而提高了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。在本實(shí)用新型中，抽油機(jī)的主框架配置成立筒式主框架，其具有立筒腔室和門(mén)，用于控制電機(jī)的電控柜布置在立筒腔室內(nèi)，并且配重體以及配重體牽引繩延伸入立筒腔室內(nèi)。立筒式主框架的高度取決于抽油時(shí)抽油桿沖程的長(zhǎng)度。立筒式主框架選用的鋼材材質(zhì)厚度應(yīng)該適度考慮增強(qiáng)井架剛性強(qiáng)度，電控柜置于主框架開(kāi)門(mén)的背面，屬室內(nèi)工況。改善了現(xiàn)有電控柜的野外工況環(huán)境，加強(qiáng)了防盜與安全。有利的是，電控柜的控制面板外掛布置在門(mén)外平視位置，從而便于操作人員操作。另外，在本實(shí)用新型中，配重運(yùn)行牽引系統(tǒng)的配重配置成略小于抽油桿運(yùn)行牽引系統(tǒng)的重量。當(dāng)抽油機(jī)正常生產(chǎn)工作時(shí)所述電機(jī)正、反轉(zhuǎn)運(yùn)行電流差優(yōu)選在1-2安培之間。和現(xiàn)有的抽油機(jī)相比，本實(shí)用新型的抽油機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、并且方便修井以及維護(hù)的特點(diǎn)。

本實(shí)用新型完整而能實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容，包括對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是最佳的實(shí)施方式，
以下結(jié)合附圖作了更詳細(xì)的闡述，其中圖1為根據(jù)本實(shí)用新型抽油機(jī)的一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖，示出了處于工作位置和修井位置的導(dǎo)向輪；圖2為圖1所示的抽油機(jī)在工作位置時(shí)的側(cè)視圖；圖3為圖1所示抽油機(jī)的前視圖；圖4為布置在復(fù)繞輪中的平面渦卷彈簧裝置的示意圖；圖如示出了復(fù)繞輪筒體內(nèi)的兩組平面渦卷彈簧的物理特性曲線；圖5示出了抽油桿懸繩全繞在復(fù)繞輪上的示意圖；圖6示出了配重體牽引繩全繞在復(fù)繞輪上的示意圖；圖7為圖1所示抽油機(jī)的工作平臺(tái)的俯視圖；圖8為抽油桿懸繩、配重體牽引繩、導(dǎo)向輪和復(fù)繞輪的位置關(guān)系示意圖。附圖標(biāo)記一覽表1-抽油桿，2-抽油桿懸繩，3-牽引器，4-導(dǎo)向輪，5-輪筒式復(fù)繞輪，6-減速器， 7-內(nèi)齒圈，8-頂部支架平臺(tái)，9-立筒式主框架，10-配重體牽引繩，11-配重體，12-控制柜， 13-平面渦卷彈簧，14-電控室門(mén)，15-復(fù)繞輪支架，16-配重體牽引繩緊固器，17-配重體導(dǎo)軌孔，18-減速器輸出軸，19-復(fù)繞輪軸，20-導(dǎo)向輪支架，21-導(dǎo)向輪軸承，22-導(dǎo)向輪調(diào)整定位凸部，5a-配重體牽引繩導(dǎo)孔，5b-懸繩導(dǎo)孔，24-抽油桿懸繩固定調(diào)節(jié)器，25-傳感器， 26-制動(dòng)器，27-電機(jī)，28-聯(lián)軸器，29-螺旋槽，30-頂部平臺(tái)密封罩。
具體實(shí)施方式
圖1至圖3示出了本實(shí)用新型抽油機(jī)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型中的輪筒式抽油機(jī)主要包括立筒式主框架9，抽油桿1，配重體11，設(shè)在該主框架頂部的平臺(tái)8，布置在該平臺(tái)8上的電機(jī)27、多級(jí)減速器6、導(dǎo)向輪4、復(fù)繞輪5和頂部平臺(tái)密封罩30， 該電機(jī)通過(guò)該多級(jí)減速器6與該復(fù)繞輪5相連接來(lái)驅(qū)動(dòng)該復(fù)繞輪。在該實(shí)施例中，主框架 9具有立筒腔室和門(mén)14，用于控制電機(jī)的控制柜12布置在該立筒腔室內(nèi)，并且配重體11以及配重體牽引繩16延伸入該立筒腔室內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，立筒式主框架9的高度取決于抽油時(shí)沖程的長(zhǎng)度。立筒式主框架9選用的鋼材材質(zhì)厚度應(yīng)該適度考慮增強(qiáng)井架剛性強(qiáng)度，控制柜12置于主框架的門(mén)14的背面，屬室內(nèi)工況。由此一來(lái)，除改善了現(xiàn)有控制柜的野外工況環(huán)境外，還加強(qiáng)了防盜與安全。有利的是，控制柜的控制面板外掛布置在門(mén) 14外操作人員平視位置，從而便于操作控制。在一個(gè)更優(yōu)選的實(shí)施例中，為了降低立筒式主框架9的高度，在該立筒腔室內(nèi)與配重體相對(duì)的下方設(shè)有凹坑，使得配重體11在向下運(yùn)行過(guò)程中，能延伸入凹坑內(nèi)，從而在抽油桿沖程不變的情況下，可以在一定程度上降低立筒式主框架9的高度。在本實(shí)用新型中，復(fù)繞輪如此構(gòu)造和設(shè)置，參見(jiàn)圖5和圖6，分別示出了抽油桿懸繩全繞在輪筒式復(fù)繞輪上和配重體牽引繩全繞在輪筒式復(fù)繞輪上的示意圖。為了清楚起見(jiàn)，圖5中省略了配重體牽引繩，而圖6中省略了抽油桿懸繩。從圖5中還可以看出，復(fù)繞輪5的輪周上設(shè)有2n = 4個(gè)沿平行于復(fù)繞輪軸線的直線間隔排列的第二孔恥，左右對(duì)稱地分成位于復(fù)繞輪左側(cè)的兩個(gè)左側(cè)第二孔和位于復(fù)繞輪右側(cè)的兩個(gè)右側(cè)第二孔，從每個(gè)第二孔恥各引出一根抽油桿懸繩2，抽油桿懸繩2延伸經(jīng)過(guò)導(dǎo)向輪4并通過(guò)牽引器3與抽油桿1相連接構(gòu)成抽油桿運(yùn)行牽引系統(tǒng)。從圖7中可以看出，輪筒式復(fù)繞輪5的輪周上設(shè)有 2n = 4個(gè)沿平行于復(fù)繞輪軸線的直線間隔排列的第一孔fe，類似地分成2個(gè)左側(cè)第一孔和 2個(gè)右側(cè)第一孔，從每個(gè)第一孔fe各引出一根配重體牽引繩10，配重體牽引繩10與該配重體11上的緊固器16相連接構(gòu)成配重運(yùn)行牽引系統(tǒng)。在示出的實(shí)施例中，用于配重體牽引繩10的4個(gè)第一孔fe比相應(yīng)的用于抽油桿懸繩2的4個(gè)第二孔更靠近輪筒式復(fù)繞輪的中間部分。然而，用于抽油桿懸繩2的4個(gè)第二孔恥比用于配重體牽引繩10的4個(gè)第一孔 5a更靠近復(fù)繞輪的中間部分也落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。在上述實(shí)施例中，復(fù)繞輪5具有沿其周向布置的an = 16圈螺旋槽四，其中8圈螺旋槽位于該復(fù)繞輪5的左半部分并且左旋，而另外8圈螺旋槽位于該復(fù)繞輪5的右半部分并且右旋，四個(gè)第一孔fe分別布置在16圈螺旋槽中的4圈螺旋槽內(nèi)，而4個(gè)第二孔布置在所述16圈螺旋槽中的另外4圈螺旋槽內(nèi)。如此設(shè)置，使得從所述第一孔fe出來(lái)的一組 4根配重體牽引繩10和從所述第二孔恥出來(lái)的一組4根抽油桿懸繩2在抽油機(jī)運(yùn)行過(guò)程中互不干涉地容納在相應(yīng)的螺旋槽中。也就是說(shuō)，一組配重體牽引繩10和一組抽油桿懸繩 2共用復(fù)繞輪5上的這些螺旋槽四，配重體牽引繩離開(kāi)螺旋槽時(shí)，抽油桿懸繩占據(jù)相應(yīng)的螺旋槽而不會(huì)出現(xiàn)相互干涉。如此設(shè)計(jì)，使得復(fù)繞輪的寬度大大減小，從而轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大大減小，同時(shí)降低了抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)體積和用料。并且采用多根抽油懸繩和多根配重體牽引繩，大大增強(qiáng)了運(yùn)行穩(wěn)定性。當(dāng)其中一根繩松弛或出現(xiàn)其它故障時(shí)，母繩會(huì)因重力的拉伸作用自行調(diào)整各繩的松緊度，不會(huì)影響抽油機(jī)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。[0033]參見(jiàn)圖8，為了四個(gè)第一孔fe和四個(gè)第二孔恥沿該復(fù)繞輪周向的夾角設(shè)計(jì)為110 度 145度，優(yōu)選為120度，如此設(shè)計(jì)使得在運(yùn)行過(guò)程中，配重體牽引繩10和抽油桿懸繩2 的互不干擾并且相對(duì)復(fù)繞輪5的力矩始終相反。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，所述第一孔或第二孔的數(shù)目為除4之外的偶數(shù)也落在本發(fā)明的范圍內(nèi)，例如2，6，8等等。上述配置大大提高了抽油桿和配重體的運(yùn)行穩(wěn)定性，在其中一根繩出現(xiàn)松弛的情況下，松弛態(tài)會(huì)順勢(shì)調(diào)整， 作用在一根母繩的所有外力均可在母繩上自行調(diào)整，不影響配重體或抽油桿的運(yùn)行。在本實(shí)用新型中，螺旋槽的數(shù)目和配重體牽引繩或抽油桿懸繩要卷繞的圈數(shù)有關(guān)，而卷繞圈數(shù)又取決于復(fù)繞輪的直徑和沖程。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，為了使抽油機(jī)系統(tǒng)正常運(yùn)行，配重體牽引繩或抽油桿懸繩在復(fù)繞輪上的纏繞長(zhǎng)度大于抽油機(jī)的沖程。在一個(gè)方案中，抽油桿懸繩2和配重體牽引繩10的長(zhǎng)度可以設(shè)計(jì)成當(dāng)抽油桿懸繩繞滿螺旋槽四中時(shí)，配重體牽引繩10全離開(kāi)螺旋槽。在抽油機(jī)運(yùn)行時(shí)，例如電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)輪筒式復(fù)繞輪5順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，四根抽油桿懸繩2盤(pán)繞到輪筒復(fù)繞輪上，由此拉動(dòng)抽油桿1向上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)盤(pán)繞在輪筒式復(fù)繞輪5上的螺旋槽內(nèi)的配重體牽引繩10因配重體11的重力作用向下運(yùn)動(dòng)；在電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)輪筒式復(fù)繞輪5逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，配重體牽引繩10盤(pán)繞到輪筒式復(fù)繞輪5并拉動(dòng)配重體11上行，而這時(shí)盤(pán)繞在輪筒式復(fù)繞輪5輪周上的懸繩2在抽油桿1的重力和電機(jī)27反轉(zhuǎn)的合力作用而向下。電機(jī)27的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)作功僅是改變抽油桿1與配重體11在相互重力場(chǎng)的作用下往復(fù)上下運(yùn)動(dòng)的上、下行方向，克服輪筒復(fù)繞輪5輪周與牽引繩和懸繩的摩擦力等因素， 上、下行運(yùn)動(dòng)方向中的相互平穩(wěn)對(duì)稱均利用各自系統(tǒng)的自重落體產(chǎn)生的重力場(chǎng)勢(shì)能，往復(fù)改變運(yùn)行方向靠電機(jī)27的正、反電動(dòng)勢(shì)并利用自然引力作用和機(jī)械配重的對(duì)稱性，在機(jī)械傳動(dòng)發(fā)明設(shè)計(jì)上充分利用勢(shì)能與動(dòng)能之間的互為轉(zhuǎn)換緊密配合，加之電機(jī)數(shù)字化控制技術(shù)完成了數(shù)控技術(shù)對(duì)抽油機(jī)的沖次和沖程的精確度控制，平衡轉(zhuǎn)矩與最大轉(zhuǎn)矩之間的對(duì)負(fù)載 (載荷)需求的轉(zhuǎn)矩跟隨控制。平衡轉(zhuǎn)矩是常態(tài)工作時(shí)的工況，而最大轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)在修井時(shí)的卸載和裝載工作的工況，及井下沙卡時(shí)克服沙卡而由電機(jī)跟隨控制輸出的最大轉(zhuǎn)矩。這個(gè)轉(zhuǎn)矩為配重體11單邊被提起到裝載位的1. 5倍轉(zhuǎn)矩。此時(shí)，配重體11方向向下的重力還未計(jì)在內(nèi)。在輪筒復(fù)繞輪的輪周內(nèi)分別有配重體牽引鋼絲繩緊固孔17和抽油桿牽引鋼絲繩固調(diào)節(jié)器及過(guò)渡滑輪。配重體11中間由一根鋼絲繩作為固定導(dǎo)向繩11’(參見(jiàn)圖2)，兩對(duì)上、下水平的滑輪浮懸于繩體的表面，作用是配合配重體11的上行、下行“軌跡”，配重體 11的上行、下行位置過(guò)超，受上、下行程限位開(kāi)關(guān)控制和報(bào)警停車。按照本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，復(fù)繞輪的筒體內(nèi)部的一端嵌有內(nèi)齒圈7，該內(nèi)齒圈7與具有第一傳動(dòng)比的多級(jí)減速器6的輸出齒輪軸18相嚙合，形成齒圈和齒輪軸的第二傳動(dòng)比。這種設(shè)計(jì)，改善了齒輪傳動(dòng)的力學(xué)機(jī)構(gòu)和工作環(huán)境，使得傳統(tǒng)系統(tǒng)不僅結(jié)構(gòu)緊湊，并且和傳統(tǒng)的內(nèi)齒傳動(dòng)相比，造價(jià)大大降低。另外，這種內(nèi)齒傳動(dòng)齒嚙合數(shù)增加，增大了機(jī)械力矩傳遞并且使齒間的磨損減小，延長(zhǎng)了齒輪軸和內(nèi)齒圈的使用壽命。參見(jiàn)圖7，多級(jí)減速器6的輸入端與通過(guò)聯(lián)軸器觀與電機(jī)27的輸出軸相連，并且在聯(lián)軸器觀和多級(jí)減速器6的輸入端之間配設(shè)有失電剎車盤(pán)26 (即制動(dòng)器)，形成機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和電力傳動(dòng)系統(tǒng)。在這里，多級(jí)減速器6固定放置在立筒框架平臺(tái)上，而電機(jī)27固定在位于平臺(tái)上的電機(jī)支架上，與多級(jí)減速器聯(lián)軸器水平對(duì)接鎖定。在抽油機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中，配重體運(yùn)行牽引系統(tǒng)(參見(jiàn)圖1)與抽油桿運(yùn)行牽引系統(tǒng) (參見(jiàn)圖幻呈自身動(dòng)平衡態(tài)勢(shì)。為了使多級(jí)減速器6和輪筒式復(fù)繞輪5的內(nèi)嵌齒圈的第一傳動(dòng)和第二傳動(dòng)在運(yùn)行與換向時(shí)，有更加平穩(wěn)運(yùn)行效果，在輪筒復(fù)繞輪5筒體內(nèi)部的兩端分別裝有一組平面渦卷彈簧13 (參見(jiàn)圖4)，在完成安裝時(shí)，其中僅一組平面渦卷彈簧13 處于儲(chǔ)能狀態(tài)，并且所述彈簧的伸展長(zhǎng)度大于抽油桿的沖程。在復(fù)繞輪筒體內(nèi)的兩組平面渦卷彈簧反向安裝，參見(jiàn)圖如，在電機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其中一組彈簧儲(chǔ)能，而另一組彈簧釋能， 從而產(chǎn)生作用與反作用力的力矩，大大改善換向沖擊。平面渦卷彈簧的設(shè)置有助于輔助電機(jī)27平滑換向，機(jī)械與電控相配柔性跟隨。更加減少電機(jī)27頻繁換向所產(chǎn)生的電損和機(jī)損(聯(lián)軸器)效果更加節(jié)電，同時(shí)提高電機(jī)27、電控元件、機(jī)械部件耐用度等。在本實(shí)用新型中，還包括導(dǎo)向輪支架20，導(dǎo)向輪輪支架的一端可樞轉(zhuǎn)地安裝在平臺(tái)8上，另一端懸臂伸出該平臺(tái)外并裝有導(dǎo)向輪4，導(dǎo)向輪4能通過(guò)導(dǎo)向輪支架20可相對(duì)該平臺(tái)8在垂直于該平臺(tái)的平面內(nèi)向上樞轉(zhuǎn)，并且，該導(dǎo)向輪4通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)復(fù)繞輪5被驅(qū)動(dòng)相對(duì)平臺(tái)8向上樞轉(zhuǎn)。具體來(lái)說(shuō)，在導(dǎo)向輪支架20和復(fù)繞輪5的筒體上設(shè)有掛環(huán)，在修井過(guò)程中需要向上向后揚(yáng)起導(dǎo)向輪時(shí)，將掛繩分別掛在導(dǎo)向輪支架和復(fù)繞輪筒體上，從而將兩者相連接。這種配置使得通過(guò)電機(jī)27驅(qū)動(dòng)復(fù)繞輪5轉(zhuǎn)動(dòng)，從而通過(guò)掛繩拉動(dòng)導(dǎo)向輪支架20 向上樞轉(zhuǎn)，進(jìn)而使導(dǎo)向輪5能被后拉上揚(yáng)，從而便捷地讓出修井空間，而無(wú)需人工拆去導(dǎo)向輪或者移走整機(jī)，大大節(jié)省了修井的費(fèi)用和時(shí)間。在向上樞轉(zhuǎn)導(dǎo)向輪5的過(guò)程中，優(yōu)選通過(guò)點(diǎn)動(dòng)控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)復(fù)繞輪轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，還優(yōu)選在平臺(tái)上設(shè)有擋板(未示出)，用于限定導(dǎo)向輪的向上樞轉(zhuǎn)的角度。另外，按照本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，還參見(jiàn)圖2，在平臺(tái)8的靠近抽油桿的一端還布有導(dǎo)向輪調(diào)整定位螺栓22，在這里該定位螺栓22是分別安裝在平臺(tái)8兩側(cè)，其與導(dǎo)向輪支架20兩側(cè)上的凹口或凹槽相配合將導(dǎo)向輪4固定就位，并能防止導(dǎo)向輪支架20左右偏移，增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。通過(guò)旋擰螺栓，可以調(diào)整螺栓的高度，從而調(diào)整導(dǎo)向輪4相對(duì)平臺(tái)8 的仰角。將導(dǎo)向輪4布置成相對(duì)平臺(tái)8成一定的仰角，能使導(dǎo)向輪更容易地向上樞轉(zhuǎn)。在本實(shí)用新型中，仰角例如為6度 12度，優(yōu)選為8 10度，更優(yōu)選為9度，另外通過(guò)調(diào)整仰角的大小，還可以調(diào)整導(dǎo)向輪與井口的相對(duì)位置。雖然上文中已經(jīng)在一定程度上詳細(xì)地對(duì)本實(shí)用新型的多個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了描述，應(yīng)當(dāng)理解，以上描述是示范性而非限制性的。在不背離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員可以對(duì)這些公開(kāi)的實(shí)施例做出多種改變。
權(quán)利要求1.一種輪筒式抽油機(jī)，其包括主框架(9)，抽油桿(1)，配重體(11)，設(shè)在該主框架頂部的平臺(tái)(8)，布置在該平臺(tái)⑶上的電機(jī)(27)、多級(jí)減速器(6)、復(fù)繞輪(5)和導(dǎo)向輪0)， 該導(dǎo)向輪通過(guò)可樞轉(zhuǎn)的導(dǎo)向輪支架00)懸臂伸出安裝在該平臺(tái)(8)上，該電機(jī)通過(guò)該多級(jí)減速器(6)與該復(fù)繞輪( 相連接來(lái)驅(qū)動(dòng)該復(fù)繞輪，其特征是，所述復(fù)繞輪( 的輪周上設(shè)有沿平行于該復(fù)繞輪的軸線的直線間隔排列的2η個(gè)第一孔(5a)，η為自然數(shù)，其分為左右對(duì)稱的η個(gè)左側(cè)第一孔和η個(gè)右側(cè)第一孔，從每個(gè)所述第一孔(5a)各引出一根配重體牽引繩(10)與該配重體(11)上的緊固器(16)相連接構(gòu)成配重運(yùn)行牽引系統(tǒng)；所述復(fù)繞輪(5) 的輪周上還設(shè)有沿平行于該復(fù)繞輪的軸線的直線間隔排列的2η個(gè)第二孔( )，其分為左右對(duì)稱的η個(gè)左側(cè)第二孔和η個(gè)右側(cè)第二孔，從每個(gè)所述第二孔(5b)各引出一根抽油桿牽引繩⑵經(jīng)過(guò)該導(dǎo)向輪⑷并通過(guò)牽引器⑶與該抽油桿⑴相連接構(gòu)成抽油桿運(yùn)行牽引系統(tǒng)，其中每個(gè)第一孔(5a)和每個(gè)第二孔(5b)沿該復(fù)繞輪( 的軸向和周向錯(cuò)開(kāi)布置；所述復(fù)繞輪(5)還沿其周向開(kāi)設(shè)有an圈螺旋槽，m為自然數(shù)且m>n，其中m圈螺旋槽位于該復(fù)繞輪(5)的左半部分，另外m圈螺旋槽位于該復(fù)繞輪( 的右半部分，位于左半部分和位于右半部分的螺旋槽的旋向相反，所述第一孔(5a)和所述第二孔(5b)布置在相應(yīng)的螺旋槽內(nèi)，使得在運(yùn)行過(guò)程中所述抽油桿懸繩( 和/或所述配重體牽引繩(10)互不干涉地纏繞在螺旋槽中且它們對(duì)所述復(fù)繞輪的力矩始終反向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪筒式抽油機(jī)，其特征是，所述第一孔(5a)和所述第二孔 (5b)沿該復(fù)繞輪的周向以?shī)A角120度錯(cuò)開(kāi)布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽油機(jī)，其特征是，所述抽油桿懸繩( 和配重體牽引繩 (10)在所述螺旋槽中的纏繞圈數(shù)取決于抽油機(jī)的沖程和復(fù)繞輪的直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輪筒式抽油機(jī)，其特征是，所述抽油桿懸繩( 和配重體牽引繩(10)在所述螺旋槽中的纏繞長(zhǎng)度大于抽油機(jī)的沖程。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輪筒式抽油機(jī)，其特征是，所述抽油桿懸繩( 和所述配重體牽引繩(10)的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)成當(dāng)抽油桿懸繩( 繞滿所述螺旋槽時(shí)，所述配重體牽引繩(10) 全離開(kāi)所述螺旋槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪筒式抽油機(jī)，其特征，位于該復(fù)繞輪(5)的左半部分的所述m圈螺旋槽左旋。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪筒式抽油機(jī)，其特征是，當(dāng)η= 2，m = 8時(shí)，4個(gè)所述第一孔延伸出的4根配重體牽引繩由一根母繩如此構(gòu)成，其中該母繩的一端通過(guò)可調(diào)固定器固定在所述4個(gè)第一孔(5a)中靠近該復(fù)繞輪( 一端的第一個(gè)第一孔處并且該母繩的另一端從該第一個(gè)第一孔引出，隨后該母繩的另一端經(jīng)該第一個(gè)第一孔相鄰的第二個(gè)第一孔穿入該復(fù)繞輪(5)內(nèi)并從與該第二個(gè)第一孔相鄰的第三個(gè)第一孔引出，然后再穿入與該第三個(gè)第一孔相鄰的第四個(gè)第一孔并通過(guò)可調(diào)固定器固定于此處，從而形成4根長(zhǎng)度相同的配重體牽引繩(10)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的輪筒式抽油機(jī)，其特征是，從4個(gè)第二孔延伸出的4根抽油桿牽引繩由一根母繩如此構(gòu)成，其中該母繩的一端通過(guò)可調(diào)固定器固定在所述4個(gè)第二孔(5b)中靠近該復(fù)繞輪( 一端的第一個(gè)第二孔處并且該母繩的另一端從該第一個(gè)第二孔引出，隨后該母繩的另一端經(jīng)該第一個(gè)第二孔相鄰的第二個(gè)第二孔穿入該復(fù)繞輪(5)內(nèi)并從與該第二個(gè)第二孔相鄰的第三個(gè)第二孔引出，然后再穿入與該第三個(gè)第二孔相鄰的第四個(gè)第二孔并通過(guò)固定調(diào)節(jié)器04)固定于此處，從而形成4根長(zhǎng)度相同的抽油桿牽引繩 (10)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的輪筒式抽油機(jī)，其特征是，還包括靠近該抽油桿(1)布置在該平臺(tái)(8)上的導(dǎo)向輪調(diào)整定位凸部(22)，其構(gòu)造成能與設(shè)置在導(dǎo)向輪下方的凹部相配合來(lái)固定該導(dǎo)向輪⑷并調(diào)整該導(dǎo)向輪⑷相對(duì)該平臺(tái)的仰角，其中所述仰角為6度 12度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的輪筒式抽油機(jī)，其特征是，所述主框架(9)配置成立筒式主框架，其具有門(mén)(14)和立筒腔室，用于控制電機(jī)(XT)的電控柜(1 布置在該門(mén)(14)的背面并且該電控柜的控制面板被外掛在門(mén)外平視位置并且所述配重體(11)以及配重體牽引繩(10)延伸入該立筒腔室內(nèi)。
專利摘要一種抽油機(jī)，其包括主框架，抽油桿，配重體，設(shè)在該主框架頂部的平臺(tái)，布置在該平臺(tái)上的電機(jī)、多級(jí)減速器、復(fù)繞輪和通過(guò)導(dǎo)向輪支架可樞轉(zhuǎn)地安裝在該平臺(tái)上的導(dǎo)向輪，通過(guò)該電機(jī)通過(guò)該多級(jí)減速器與該復(fù)繞輪(5)相連接來(lái)驅(qū)動(dòng)該復(fù)繞輪，其中復(fù)繞輪上設(shè)有2n個(gè)用于配重體牽引繩的第一孔和2n個(gè)用于抽油桿懸繩的第二孔，還開(kāi)設(shè)有2m個(gè)螺旋槽，螺旋槽、第一孔、第二孔的位置和數(shù)目配置成使抽油桿懸繩和/或配重體牽引繩在運(yùn)行過(guò)程能互不干涉地纏繞在螺旋槽中并且它們對(duì)復(fù)繞的力矩始終反向。這種抽油機(jī)具有節(jié)能效果顯著，結(jié)構(gòu)緊湊并且方便維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E21B43/00GK202047797SQ20112002069
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月21日
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