天秤式四桿全平衡長沖程抽油的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種天秤式四桿全平衡長沖程抽油機，所采用的技術(shù)方案是：將BC、CD、DE及EB四根桿鉸接成平行四邊形框架，使A、F的連接輔助中心線必須經(jīng)過平行四邊形框架的E點中心。取E點作為支撐點，再將平衡點F的運動約束在垂直方向的垂直導(dǎo)向槽內(nèi)，這樣就保證了在曲柄連桿傳動機構(gòu)的外力作用下，其懸點A和平衡點F能圍繞支撐點E做垂直交錯運動。在該結(jié)構(gòu)下，當(dāng)取得與懸點A相連的抽油桿載荷質(zhì)量后可計算出與平衡點F相鉸接的配重塊質(zhì)量，使其兩點載荷相對于支撐點E的力矩完全抵消，當(dāng)曲柄傳動機構(gòu)通過連桿和平行四邊形框架上的驅(qū)動點H鉸接，就可輕松的帶著抽油桿上下垂直運動，完成節(jié)能、高效的抽油工作。
【專利說明】天秤式四桿全平衡長沖程抽油機

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種抽油機，具體是一種天秤式四桿全平衡長沖程抽油機。

【背景技術(shù)】
[0002]目前油田采油領(lǐng)域的主流設(shè)備是游梁式抽油機(即磕頭機)與直線式抽油機?？念^機普遍存在著能效低下的問題，以磕頭機為核心的三抽系統(tǒng):抽油機、抽油桿、抽油泵的平均綜合效率在我國只有25%最低值不到10%，國外的平均綜合效率也只有30%。而直線式抽油機相比于游梁式抽油機，能耗可以大幅降低，但是因為直線式抽油機在工作時電機換向頻繁，而且設(shè)備使用纜繩較多，使得該形式抽油機故障率較高，因而在實際生產(chǎn)中依然很少采用。
[0003]針對上述問題，本發(fā)明提出了一種天秤式的框架抽油結(jié)構(gòu)，保留了游梁式抽油機的高可靠性的傳動方式，既解決了磕頭機的高能耗問題，也解決了直線式抽油機的多故障問題，對于提高采油效率、降低采油能耗具有非常重要的工業(yè)及經(jīng)濟價值。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對目前游梁式抽油機和直線式抽油機存在的問題與現(xiàn)狀，設(shè)計提出了一種天秤式四桿全平衡長沖程抽油機。
[0005]天秤式四桿全平衡長沖程抽油機主要由抽油桿、平行四邊形鉸接框架機構(gòu)、配重平衡塊、曲柄傳動系統(tǒng)(曲柄、電機及減速器等)及機架組成，在機架平臺上安裝軸承座，用來支承平行四邊形鉸接框架機構(gòu)上的E點，平行四邊形鉸接框架機構(gòu)的BC桿延長段端點A點為懸點，與抽油桿相連，平行四邊形鉸接框架機構(gòu)CD桿延長段端點F點為平衡點，F(xiàn)點上鉸接配重塊，只要將F點約束在垂直的滑槽中運動，相應(yīng)的平行四邊形鉸接框架機構(gòu)上的懸點A就確定了只能垂直運動且和平衡點F運動方向相反。
[0006]曲柄傳動系統(tǒng)由曲柄、電機及減速器組成。
[0007]連桿一端和曲柄鉸接，另一端和平行四邊形鉸接框架機構(gòu)上的H點鉸接。
[0008]當(dāng)取得A點抽油桿的質(zhì)量數(shù)據(jù)后，就可以算出平衡點F處配重塊的質(zhì)量，使得配重塊載荷相對于E點的力矩完全等于懸點抽油桿載荷相對于E點的力矩。
[0009]懸點和平衡點載荷相對于E點之矩完全平衡后，驅(qū)動電機只要很小的動力就能帶動抽油桿上下運動，大大降低了無用功的產(chǎn)生，這是磕頭機無法比擬的優(yōu)點。
[0010]按上述方案，抽油桿上的懸點A與平衡點F可實現(xiàn)互換。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為天秤式四桿全平衡長沖程抽油機實施例結(jié)構(gòu)圖
[0012]圖2為平行四邊形框架機構(gòu)
[0013]圖3為平行四邊形框架機構(gòu)的倒置
[0014]圖中:1、油井；2、抽油桿；3、平行四邊形鉸接框架結(jié)構(gòu)；4、支架；5、曲柄傳動系統(tǒng)；6、連桿；7.配重塊及滑塊；8、垂直導(dǎo)向槽。

【具體實施方式】
[0015]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:在附圖中，天秤式四桿全平衡長沖程抽油機由油井
(I);抽油桿⑵；平行四邊形鉸接框架結(jié)構(gòu)⑶；支架⑷；曲柄傳動系統(tǒng)(5);連桿(6);配重塊及滑塊(7);垂直導(dǎo)向槽(8)組成，其特征在于:將BC，⑶，DE及EB四根桿鉸接成平行四邊形框架，A點是BC桿的延長段端點，F(xiàn)點是CD桿的延長段端點，要求端點A和端點F的連接輔助中心線必須經(jīng)過平行四邊形框架的E點中心。A點稱為懸點，F(xiàn)稱為平衡點。
[0016]取平行四邊形鉸接框架結(jié)構(gòu)的E點作為支撐點，支撐點E與支架(4)鉸接。平衡點F上的配重塊和滑塊(7)被約束在垂直方向的垂直導(dǎo)向槽(8)內(nèi)，只能垂直往復(fù)運動。
[0017]在該結(jié)構(gòu)下，當(dāng)取得與A點相連的抽油桿載荷質(zhì)量后可計算出平衡點F處的配重塊質(zhì)量，使其兩者相對于支撐點E的力矩完全抵消，當(dāng)曲柄傳動系統(tǒng)(5)驅(qū)動曲柄旋轉(zhuǎn)，曲柄通過鉸接在曲柄和平行四邊形鉸接框架結(jié)構(gòu)(3)上的H點的連桿(6)輕松的帶著抽油桿上下垂直運動，完成節(jié)能、高效的抽油工作。
[0018]本發(fā)明主要優(yōu)點在于:抽油桿負載可以完全平衡，同時保留了游梁式抽油機可靠地驅(qū)動方式，所以比傳統(tǒng)的游梁式抽油機(磕頭機)節(jié)能和高效而不失可靠性；比直線式抽油機可靠(無纜繩、電機工作不換向)而不失節(jié)能性。
[0019]另一個優(yōu)點:由于平行四邊形鉸接框架結(jié)構(gòu)上H點位置可變，所以抽油機沖程改變變得非常容易。
【權(quán)利要求】
1.天秤式四桿全平衡長沖程抽油機，由平行四邊形鉸接框架結(jié)構(gòu)(3)、支架(4)、曲柄傳動系統(tǒng)(5)、連桿￠)、配重塊及滑塊(7)、垂直導(dǎo)向槽(8)組成，其特征在于:將BC，⑶，DE及EB四根桿鉸接成平行四邊形框架，A點是BC桿的延長段端點，F(xiàn)點是CD桿的延長段端點，要求端點A和端點F的連接輔助中心線必須經(jīng)過平行四邊形框架的E點中心，取平行四邊形鉸接框架結(jié)構(gòu)的E點作為支撐點，支撐點E與支架(4)鉸接，平衡點F上的配重塊和滑塊(X)被約束在垂直方向的垂直導(dǎo)向槽(8)內(nèi)只能垂直往復(fù)運動，當(dāng)曲柄傳動系統(tǒng)(5)驅(qū)動曲柄旋轉(zhuǎn)，鉸接在曲柄和平行四邊形鉸接框架結(jié)構(gòu)(3)上H點的連桿(6)就輕松的帶著平行四邊形框架繞支撐點E作往復(fù)平面運動，從而使懸點A(抽油桿)和平衡點F(配重塊)交替上下垂直運動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天秤式四桿全平衡長沖程抽油機，將BC，CD，DE及EB四根桿鉸接成平行四邊形框架，A點是BC桿的延長段端點，F(xiàn)點是CD桿的延長段端點，要求端點A和端點F的連接輔助中心線必須經(jīng)過平行四邊形框架的E點中心，形成三角形ACF，三角形ACF和相聯(lián)動的三角形ABE是相似三角形，在以E點為支撐點時，在相似三角形條件下，AE的長度和EF的長度之比值可根據(jù)實際工況確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天秤式四桿全平衡長沖程抽油機，將BC，CD，DE及EB四根桿鉸接成平行四邊形框架，A點是BC桿的延長段端點，F(xiàn)點是CD桿的延長段端點，要求端點A和端點F的連接輔助中心線必須經(jīng)過平行四邊形框架的E點中心，形成三角形ACF，將附圖2的三角形ACF倒置(見附圖3)，任以E點為支撐點，A為懸點，F(xiàn)為平衡點。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天秤式四桿全平衡長沖程抽油機，其特征在于:將BC，CD，DE及EB四根桿鉸接成平行四邊形框架，A點是BC桿的延長段端點，F(xiàn)點是CD桿的延長段端點，要求端點A和端點F的連接輔助中心線必須經(jīng)過平行四邊形框架的E點中心，形成三角形ACF，A點既可作為懸點，也可作為平衡點，對應(yīng)的，F(xiàn)既可作為平衡點，也可作為懸點。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天秤式四桿全平衡長沖程抽油機，其特征在于:平衡點F上的配重塊和滑塊(7)約束在垂直方向的垂直導(dǎo)向槽(8)內(nèi)，使其只能做垂直往復(fù)運動。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天秤式四桿全平衡長沖程抽油機，其特征在于:平行四邊形鉸接框架結(jié)構(gòu)上的驅(qū)動點H，即可在DE桿上，也可在⑶桿上，也可在BC桿上，也可在EB桿上。
【文檔編號】E21B43/00GK104481457SQ201410611528
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】張向明, 楊俠, 羅燕 申請人:張向明