專利名稱：抽油機杠桿系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抽油機杠桿系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前廣泛使用的抽油機是游梁式抽油機，其主體結(jié)構(gòu)是一杠桿機構(gòu)，行業(yè)內(nèi)稱為游梁系統(tǒng)，杠桿的一端為連接有抽油桿的驢頭，另一端為驅(qū)動端，通過拉桿與一曲柄相連， 曲柄的端部設(shè)有一重量比較大的配重，利用曲柄360度范圍內(nèi)作用力的方向和大小不一樣的特性實現(xiàn)杠桿的驅(qū)動。這種結(jié)構(gòu)的抽油機，曲柄轉(zhuǎn)動的每一個周期輸出動力基本不變，始終處于較高的動力輸出狀態(tài)，或者說處于高耗能狀態(tài)，高耗能也是該類抽油機比較難以解決的問題。為此，中國CN101408099A公開了一種重錘機控杠桿式石油抽油機，參見說明書附圖1，其基本結(jié)構(gòu)是其包括支架7、中部鉸支在該支架7上的游梁8，以及固裝在游梁一端的用于連接抽油桿10的驢頭9，游梁的另一端則固裝有一重錘6，該抽油機還含有一滑輪系統(tǒng)，該滑輪系統(tǒng)含有一安裝在所述重錘下部的動滑輪4，通過滑輪的組合和出繩的控制解決驅(qū)動裝置，比如卷揚機動力輸出過大的問題。該抽油機方案雖然能夠通過動滑輪的組合實現(xiàn)原動部件功率過大的問題，不過由于滑輪是通過出繩控制以減小每一根鋼絲繩上的用力大小，但整體的運動路徑卻變長了，功耗沒有任何降低。并且由于驢頭端的力矩必須大于重錘端才能夠使抽油桿下行，鋼絲繩始終處于張緊狀態(tài)，省力效果也不是很明顯。而中國CN201047273Y則公開了一種是由采油設(shè)備，參見說明書附圖2，也包括一游梁8，文中稱為抽油杠桿，并設(shè)有鉸支在所述游梁中部的液壓缸系統(tǒng)，游梁的一端鉸鏈連接與一固定支架13上，另一端為連接抽油桿的驢頭，實際上其基本結(jié)構(gòu)是杠桿機構(gòu)的支鉸部件變成了動力部件，顯然，這種結(jié)構(gòu)省力效果必然很差，支鉸，或者說液壓缸系統(tǒng)的活塞 14要支撐杠桿系統(tǒng)的幾乎所有重量，還要支撐抽油桿的重量，而抽油桿動輒幾百米，甚至上千米，總重量有幾噸重，中部支撐要承在兩倍于驢頭端的重量，不僅耗能大，而且載荷極大， 對液壓系統(tǒng)的要求極高，缺少必要的實現(xiàn)價值。專利號為CN201120059343. 7、發(fā)明名稱為“抽油機杠桿系統(tǒng)”的實用新型專利文件中，具體公開了一種抽油機杠桿，其中驢頭與拉桿分別位于主支架的兩側(cè)，在驢頭上升運輸原油的過程中，配重轉(zhuǎn)裝置、游梁、驢頭、原油以及電機向下的拉力全部作用在了游梁與主支架的鉸支出；進過一段時間的運行，該處的鉸支極易發(fā)生疲勞而損壞，不僅維修起來極為不便，而且還會嚴(yán)重影響生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明為了克服目前抽油機耗能大、并且普遍存在對動力輸出要求比較高的缺陷，提供了一種不僅耗能小，而且動力輸出部件輸出功率相對也比較小的抽油機杠桿系統(tǒng)。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案該發(fā)明抽油機杠桿系統(tǒng)，包括 主支架；
游梁，中部通過鉸支安裝在所述主支架頂部； 驢頭，設(shè)置于所述游梁的一端； 拉桿，該拉桿上端鉸接在游梁上；
第一驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置的輸出構(gòu)件與所述拉桿相連，并驅(qū)動所述拉桿上下運動； 檢測裝置，設(shè)置在機架上用于檢測所述拉桿上行或者下行的狀態(tài)； 軌道，該軌道固定在游梁的另一端； 滑座，與所述軌道配合形成軌道副； 配重，設(shè)置在所述滑座上；
第二驅(qū)動裝置，根據(jù)所述檢測裝置檢測的拉桿狀態(tài)，驅(qū)動所述滑座運行，保持系統(tǒng)平
其特別之處在于
所述拉桿與游梁的鉸接點位于驢頭與主支架之間。依據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案的抽油機杠桿系統(tǒng)采用了游動配重的方式，當(dāng)驢頭下行時， 也就是配重應(yīng)當(dāng)上行時，配重向鉸支移動，該側(cè)力矩減小，減小了第一驅(qū)動裝置的能耗，并減小了第一驅(qū)動裝置的驅(qū)動力矩；相應(yīng)地，當(dāng)驢頭上行時，也就是配重應(yīng)當(dāng)下行時，配重遠(yuǎn)離鉸支，該側(cè)的力矩增大，也減小了第一驅(qū)動裝置的能耗，并減小了第一驅(qū)動裝置的驅(qū)動力矩。從而，配重在這里就不再是固定設(shè)置的配重塊，而是可以根據(jù)驢頭的運行狀態(tài)進行調(diào)整的組成部分，配重的運行在基本水平的方向上運行，自身位置移動所需要的能耗小，整體上可以大幅降低能耗，同時，對于第一驅(qū)動裝置的動力輸出要求也相應(yīng)降低。與此同時，在驢頭下行的過程中，主支架與游梁的鉸支處承受配重裝置、游梁、拉桿以及驢頭合力的作用， 該合力較小，不會對鉸支造成損害；在驢頭上行輸原油的過程中，鉸支處承受的力等于配重裝置、游梁、拉桿和原油的重量減去拉桿的驅(qū)動力。這與拉桿和驢頭分別位于主支架兩側(cè)的游梁結(jié)構(gòu)相比，鉸支的承受力大大減小，減小了對鉸支轉(zhuǎn)軸的磨損，有效增加了游梁的使用壽命ο上述抽油機杠桿系統(tǒng)，所述第一驅(qū)動裝置包括豎直設(shè)置的第二鏈傳動機構(gòu)和驅(qū)動該第二鏈傳動機構(gòu)的原動裝置，其中所述第二鏈傳動機構(gòu)的連心線豎直，且其鏈扣銷軸上設(shè)有一用于連接所述拉桿的拖動銷軸。上述抽油機杠桿系統(tǒng)，所述第二鏈傳動機構(gòu)含有鏈圈平面平行的兩個相同的鏈傳動機構(gòu)，且主動鏈輪都在下邊，所述拖動銷軸位于兩個鏈傳動機構(gòu)之間相對應(yīng)的一對鏈扣銷軸上。上述抽油機杠桿系統(tǒng)，所述第二鏈傳動機構(gòu)的兩個主動鏈輪同軸線設(shè)置，且經(jīng)同步機構(gòu)相連。上述抽油機杠桿系統(tǒng)，所述檢測裝置為光電傳感器，相應(yīng)地，所豎拉桿下端水平地延伸出一感應(yīng)部件，該感應(yīng)部件的軌跡經(jīng)過所述光電傳感器感應(yīng)區(qū)域。上述抽油機杠桿系統(tǒng)，所述檢測裝置為位于所述拉桿下端運行的上止點和下止點的接近開關(guān)。上述抽油機杠桿系統(tǒng)，所述原動裝置包括第一電機和依次傳動的帶傳動機構(gòu)和第一鏈傳動機構(gòu)，其中第一鏈傳傳動機構(gòu)的被動輪與所述第二鏈傳動機構(gòu)的主動輪同軸。上述抽油機杠桿系統(tǒng)，所述軌道上設(shè)有所述滑座的過行程保護裝置。上述抽油機杠桿系統(tǒng)，所述軌道上設(shè)有滑塊運行方向上的齒條，而所述第二驅(qū)動裝置的輸出軸則設(shè)有與所述齒條配合的齒輪。上述抽油機杠桿系統(tǒng)，所述主支架與所述第一驅(qū)動裝置有共同的底座。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明通將驢頭和拉桿設(shè)置于主支架與游梁鉸支點的同一側(cè)，有效地減小了采油過程中鉸支的受力，減小了鉸支轉(zhuǎn)軸的磨損，有效地延長了游梁的使用壽命。避免了游梁與主支架鉸支的頻繁更換，保證了原油開采效率。


下面結(jié)合說明書附圖詳述本發(fā)明的技術(shù)方案，其中 圖1為一種現(xiàn)有抽油機的結(jié)構(gòu)原理圖。圖2為另一種現(xiàn)有抽油機的結(jié)構(gòu)原理圖。圖3為依據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案的一種抽油機杠桿系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖。圖4為拉桿與第二鏈傳動機構(gòu)的配合結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、卷揚機，2、換向滑輪，3、鋼絲繩，4、動滑輪，5、定滑輪，6、重錘，7、支架，8、 游梁，9、驢頭，10、抽油桿，11、液壓缸，12、液壓泵，13、固定支架，14、活塞，15、配種，16、第二電機，17、滑座，18、軌道，19、鉸支，20、懸繩器，21、底座，22、主支架，23、第一電機，24、帶傳動機構(gòu)，25、第一鏈傳動機構(gòu)，26、第二鏈傳動機構(gòu)，27、拖動銷軸，28、拉桿。
具體實施例方式依據(jù)本發(fā)明，參照說明書附圖3，其示出了一種抽油機杠桿系統(tǒng)，包括
主支架22，可以等同為附圖2中所示的支架，主要作為固定鉸鏈支座，也就是鉸支的安裝支架；
游梁8，中部通過鉸支安裝在所述主支架22頂部，形成基礎(chǔ)的杠桿機構(gòu)； 驢頭9，設(shè)置于所述游梁的一端，為抽油桿側(cè)，通過懸繩器20連接抽油桿，抽油桿通過井口盤根座安裝在井口的出油三通上；
拉桿觀，該拉桿上端鉸接于所述游梁上，拉桿與游梁的連接點位于驢頭與主支架之間； 這樣拉桿觀在第一驅(qū)動裝置的驅(qū)動下，做上行和下行的往復(fù)運動，以便實現(xiàn)對游梁進行下拉和上頂?shù)尿?qū)動；
第一驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置的輸出構(gòu)件與所述拉桿相連，并驅(qū)動所述拉桿上下運動，基于杠桿機構(gòu)的基本原理，只要能夠產(chǎn)生上下運動，就可以形成對杠桿機構(gòu)的驅(qū)動，顯然，滿足這一要求的裝置在機械上是很普遍的，比如直線運動的齒輪齒條機構(gòu)、絲母絲杠機構(gòu)，做旋轉(zhuǎn)運動的曲柄也具有上下的運動分量，原始的游梁式抽油機就是用的這種結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的上下運動，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)直線運動的機構(gòu)也都可以使用，齒輪齒條機構(gòu)算是一種，凸輪機構(gòu)也能夠使用；
檢測裝置，設(shè)置在機架上用于檢測所述拉桿上行或者下行的狀態(tài)，機架是機構(gòu)中不動的構(gòu)件，有時候也會被當(dāng)作機體，或者附圖3種類同于支架的部分，主要是相對于拉桿，拉桿是動的，作為機架的構(gòu)件不能動，據(jù)此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員為了方便設(shè)置檢測裝置，非常容易選擇所說的機架；
軌道18，形成在所述游梁的拉桿側(cè)； 滑座17，與所述軌道配合形成軌道副； 配重15，設(shè)置在所述滑座上；
第二驅(qū)動裝置，根據(jù)所述檢測裝置檢測的拉桿狀態(tài)，保持游梁在上升和下降的過程中始終處于平衡狀態(tài)。顯然基于上述結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有的游梁式抽油機的很多結(jié)構(gòu)都可以應(yīng)用在本方案上，其適用性還是比較強的。較佳地，所述第一驅(qū)動裝置包括豎直設(shè)置的第二鏈傳動機構(gòu)沈和驅(qū)動該第二鏈傳動機構(gòu)的原動裝置，其中所述第二鏈傳動機構(gòu)的連心線豎直，且其鏈扣銷軸上設(shè)有一用于連接所述拉桿的拖動銷軸27。鏈傳動機構(gòu)具有比較好的抗沖擊能力，噪音也相比于齒輪傳動機構(gòu)小，且維護更方便，不需要持續(xù)的補油潤滑。使用拖動銷軸隨動于鏈圈，實現(xiàn)上下運動的較佳結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，同時也滿足重載傳動。所述第二鏈傳動機構(gòu)含有鏈圈平面平行的兩個相同的鏈傳動機構(gòu)，且主動鏈輪都在下邊，所述拖動銷軸位于兩個鏈傳動機構(gòu)之間相對應(yīng)的一對鏈扣銷軸上，可以保證動力傳動的平穩(wěn)性，主要是單個鏈傳動也能使用，但安裝拖動銷軸的鏈扣銷軸受到比較大的反轉(zhuǎn)力矩，容易產(chǎn)生變形，可能會使鏈扣提前失效，此外還有可能產(chǎn)生脫鏈，那么使用兩個相同鏈傳動機構(gòu)配合使用則可以消除懸臂梁，保證結(jié)構(gòu)的可靠性。為了保證同步，所述第二鏈傳動機構(gòu)的兩個主動鏈輪同軸線設(shè)置，且經(jīng)同步機構(gòu)相連，簡單的一種方法是兩個主動鏈輪個同軸設(shè)置一個被動齒輪，然后在下方設(shè)一根相應(yīng)設(shè)有兩個與被動齒輪嚙合的主動齒輪的齒輪軸，避開拖動銷軸即可，其他的同步機構(gòu)結(jié)構(gòu)會復(fù)雜一點，比如齒輪箱設(shè)兩個同步的輸出軸，或者采用鏈傳動機構(gòu)，兩個同軸主動鏈輪， 在第二鏈傳動機構(gòu)上在設(shè)置相應(yīng)的被動鏈輪也可以實現(xiàn)。關(guān)于所述檢測裝置，一種較佳的選擇是，所述檢測裝置為光電傳感器，相應(yīng)地，所豎拉桿下端水平地延伸出一感應(yīng)部件，該感應(yīng)部件的軌跡經(jīng)過所述光電傳感器感應(yīng)區(qū)域， 當(dāng)然，也可以只設(shè)置一組光電傳感器，設(shè)置在第二鏈傳動機構(gòu)的中部，效果稍差，也能夠使用。關(guān)于檢測裝置另一種較佳的選擇是所述檢測裝置為位于所述拉桿下端運行的上止點和下止點的接近開關(guān)，這種結(jié)構(gòu)更典型，抗干擾能力更強。當(dāng)然，還可以根據(jù)第二鏈傳動機構(gòu)的運行周期使用智能元件進行配置。所述原動裝置包括第一電機23和依次傳動的帶傳動機構(gòu)M和第一鏈傳動機構(gòu) 25，其中第一鏈傳傳動機構(gòu)的被動輪與所述第二鏈傳動機構(gòu)的主動輪同軸，能夠滿足傳動壁上的設(shè)計，減小齒輪傳動機構(gòu)的噪音。為了保證運行的安全性，所述軌道上設(shè)有所述滑座的過行程保護裝置。這里還需要進一步說明的是，配重可以快速運行到位，以節(jié)約能耗，這里的到位的位置認(rèn)為是近鉸支止點和原鉸支止點兩個位置，如果把第二鏈傳動機構(gòu)的周期設(shè)定為T，那么這里的快速到位最好是控制在1/16個T內(nèi)，當(dāng)然，也不能過快，不然會產(chǎn)生比較大的沖擊，最好在 0. 06T 0. IT 內(nèi)。一種較佳的選擇是所述軌道上設(shè)有滑塊運行方向上的齒條，而所述第二驅(qū)動裝置的輸出軸則設(shè)有與所述齒條配合的齒輪，傳動性能好，不存在滑動摩擦，可控制性好。為了提高整體的平穩(wěn)性，所述主支架與所述第一驅(qū)動裝置有共同的底座21，使載荷盡可能的均衡負(fù)載。一種較佳的方案是所述第一驅(qū)動裝置為電驅(qū)動裝置，且該第一驅(qū)動裝置的驅(qū)動電路設(shè)有檢測電流大小的傳感器以獲得第一驅(qū)動裝置的負(fù)載狀態(tài)，進而通過所述傳感器所連接的控制電路控制所述第二驅(qū)動裝置，配合所述檢測裝置使滑座運行的方向上運行到位以使第一驅(qū)動裝置的負(fù)載處于平衡狀態(tài)，使配重的不僅僅是簡單的方向上的改變，而且可以從量上進行準(zhǔn)確的控制，使拉桿的整個行程基本上處于一種平穩(wěn)的狀態(tài)，從而，可以使第二驅(qū)動裝置基本上處于一種平穩(wěn)的工作狀態(tài)。電路電流的采集是比較容易的，比如采用感應(yīng)式的電流傳感器，配置也非常方便，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，具有更加的控制效果，且節(jié)能效果更好。
權(quán)利要求
1. 一種抽油機杠桿系統(tǒng)，包括 主支架(22)；游梁(8)，中部通過鉸支安裝在所述主支架(22)頂部； 驢頭(9)，設(shè)置于所述游梁的一端； 拉桿(28)，該拉桿上端鉸接在游梁上；第一驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置的輸出構(gòu)件與所述拉桿相連，并驅(qū)動所述拉桿上下運動； 檢測裝置，設(shè)置在機架上用于檢測所述拉桿上行或者下行的狀態(tài)； 軌道(18)，該軌道固定設(shè)置在游梁的另一端； 滑座(17)，與所述軌道配合形成軌道副； 配重(15)，設(shè)置在所述滑座上；第二驅(qū)動裝置，根據(jù)所述檢測裝置檢測的拉桿狀態(tài)，驅(qū)動所述滑座運行，保持系統(tǒng)平其特征在于所述拉桿與游梁的鉸接點位于驢頭與主支架之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽油機杠桿系統(tǒng)，其特征在于所述第一驅(qū)動裝置包括豎直設(shè)置的第二鏈傳動機構(gòu)(26)和驅(qū)動該第二鏈傳動機構(gòu)的原動裝置，其中所述第二鏈傳動機構(gòu)的連心線豎直，且其鏈扣銷軸上設(shè)有一用于連接所述拉桿的拖動銷軸(27)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抽油機杠桿系統(tǒng)，其特征在于所述第二鏈傳動機構(gòu)含有鏈圈平面平行的兩個相同的鏈傳動機構(gòu)，且主動鏈輪都在下邊，所述拖動銷軸位于兩個鏈傳動機構(gòu)之間相對應(yīng)的一對鏈扣銷軸上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的抽油機杠桿系統(tǒng)，其特征在于所述第二鏈傳動機構(gòu)的兩個主動鏈輪同軸線設(shè)置，且經(jīng)同步機構(gòu)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的抽油機杠桿系統(tǒng)，其特征在于所述檢測裝置為光電傳感器，相應(yīng)地，所豎拉桿下端水平地延伸出一感應(yīng)部件，該感應(yīng)部件的軌跡經(jīng)過所述光電傳感器感應(yīng)區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的抽油機杠桿系統(tǒng)，其特征在于所述檢測裝置為位于所述拉桿下端運行的上止點和下止點的接近開關(guān)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至4任一所述的抽油機杠桿系統(tǒng)，其特征在于所述原動裝置包括第一電機(23)和依次傳動的帶傳動機構(gòu)(24)和第一鏈傳動機構(gòu)(25)，其中第一鏈傳傳動機構(gòu)的被動輪與所述第二鏈傳動機構(gòu)的主動輪同軸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽油機杠桿系統(tǒng)，其特征在于所述軌道上設(shè)有所述滑座的過行程保護裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的抽油機杠桿系統(tǒng)，其特征在于所述軌道上設(shè)有滑塊運行方向上的齒條，而所述第二驅(qū)動裝置的輸出軸則設(shè)有與所述齒條配合的齒輪。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽油機杠桿系統(tǒng)，其特征在于所述第一驅(qū)動裝置為電驅(qū)動裝置，且該第一驅(qū)動裝置的驅(qū)動電路設(shè)有檢測電流大小的傳感器以獲得第一驅(qū)動裝置的負(fù)載狀態(tài)，進而通過所述傳感器所連接的控制電路控制所述第二驅(qū)動裝置，配合所述檢測裝置使滑座運行的方向上運行到位以使第一驅(qū)動裝置的負(fù)載處于平衡狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種抽油機杠桿系統(tǒng)，包括主支架、游梁、驢頭、拉桿、第一驅(qū)動裝置，以及檢測裝置，設(shè)置在機架上用于檢測所述拉桿上行或者下行的狀態(tài)；軌道，形成在所述游梁的拉桿側(cè)；滑座，與所述軌道配合形成軌道副；配重，設(shè)置在所述滑座上；第二驅(qū)動裝置，根據(jù)所述檢測裝置檢測的拉桿狀態(tài)，保持系統(tǒng)平衡；驢頭與拉桿位于主支架的同一側(cè)。本發(fā)明通將驢頭和拉桿設(shè)置于主支架與游梁鉸支點的同一側(cè)，有效地減小了采油過程中鉸支的受力，減小了鉸支轉(zhuǎn)軸的磨損，有效地延長了游梁的使用壽命。避免了游梁與主支架鉸支的頻繁更換，保證了原油開采效率。
文檔編號E21B43/00GK102536173SQ201210047410
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月28日
發(fā)明者劉炳琪, 呂傳慶 申請人:呂傳慶