專利名稱：抽油機(jī)沖次快速調(diào)節(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及油田抽油機(jī)節(jié)能傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，特別涉及一種適合產(chǎn)量變化很大的油井如稠油蒸汽吞吐油井，還適合產(chǎn)液量不斷下降或上升的油井及適合原來需要間歇抽油的低產(chǎn)油井所用的抽油機(jī)沖次快速調(diào)節(jié)器。
背景技術(shù)：
從全世界所有油田統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，大約有80％的油井是采用有桿泵抽油機(jī)來生產(chǎn)的，中國更是有92％的油井使用有桿泵抽油機(jī)。然而目前有桿泵抽油機(jī)系統(tǒng)效率普遍很低，從國外統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看抽油機(jī)系統(tǒng)效率只有28％～29％，而中國7萬多口井的抽油機(jī)系統(tǒng)效率只有25.96％。
在這些有桿泵抽油機(jī)中，有部分抽油機(jī)是用于稠油生產(chǎn)的，總的來說稠油油井的抽油機(jī)系統(tǒng)效率明顯低于稀油油井的抽油機(jī)系統(tǒng)效率，部分稠油油井的抽油機(jī)系統(tǒng)效率不到10％，大量的能量被浪費(fèi)掉了。如何實(shí)現(xiàn)稠油油井抽油機(jī)節(jié)能和提高抽油機(jī)系統(tǒng)效率是擺在我們面前的重要課題。
目前稠油油田主要開發(fā)方式是稠油蒸汽吞吐或蒸汽驅(qū)。不管是蒸汽吞吐油井還是蒸汽驅(qū)油井都有一個(gè)顯著的特點(diǎn)就是產(chǎn)量變化很快，例如蒸汽吞吐油井早期轉(zhuǎn)抽時(shí)的日產(chǎn)量可以達(dá)到幾十噸，隨著地層壓力下降、溫度降低和粘度增加將導(dǎo)致油井產(chǎn)量不斷下降，到后期日產(chǎn)量只有幾噸甚至不到一噸，然而安裝在稠油油井上的抽油機(jī)的泵徑、沖程、沖次在整個(gè)生產(chǎn)過程中幾乎是不變化的，所以稠油油井的抽油機(jī)系統(tǒng)效率將不斷下降。
中國專利ZL99109780.7或其同族的美國專利US6640896B1公開了一種有桿泵機(jī)械采油工藝參數(shù)確定方法，從該專利實(shí)施數(shù)千口井次來看，可將抽油機(jī)系統(tǒng)效率平均提高10個(gè)百分點(diǎn)，如抽油機(jī)系統(tǒng)效率原為25％，則可提高到35％。
在推廣實(shí)施專利ZL99109780.7時(shí)，最常用的措施之一就是采用更高級數(shù)的、如12級的電機(jī)更換原來低級數(shù)的、如6級的電機(jī)，以降低抽油機(jī)沖次，從而達(dá)到提高抽油機(jī)系統(tǒng)效率的目的。從現(xiàn)場實(shí)施情況來看，實(shí)施專利ZL99109780.7后大部分油井仍能保持住原來的產(chǎn)量，但由于沖次降低導(dǎo)致了一些油井產(chǎn)量下降或者動(dòng)液面上升，這對專利ZL99109780.7使用單位、如采油廠來說是無法接受的事實(shí)。
該專利在稠油油井推廣過程中效果極為不理想，其主要原因是無法滿足產(chǎn)量急劇變化的需要。對于蒸汽吞吐井，無法滿足產(chǎn)量在同一周期內(nèi)不斷下降的實(shí)際情況，也無法滿足下個(gè)周期開始轉(zhuǎn)抽時(shí)產(chǎn)量突然上升的實(shí)際情況。
另一個(gè)專利ZL 02268408.5公開了一種抽油機(jī)節(jié)能減速器，它可以實(shí)現(xiàn)減速的目的并且可以通過更換電機(jī)皮帶輪來實(shí)現(xiàn)沖次調(diào)節(jié)，如圖1所示，包括電機(jī)皮帶輪1、大皮帶輪2(又稱為主動(dòng)輪)、小皮帶3、小皮帶輪4(又稱為從動(dòng)輪)、抽油機(jī)皮帶5、黃油嘴6、電機(jī)7、軸承支座8、固定螺栓9、抽油機(jī)皮帶輪10。專利ZL 02268408.5公開的抽油機(jī)節(jié)能減速器是這樣實(shí)現(xiàn)減速的電機(jī)皮帶輪1通過小皮帶3將動(dòng)力傳送到節(jié)能減速器大皮帶輪2，而大皮帶輪2和小皮帶輪4通過軸和軸承連接在一起，從而大皮帶輪2通過軸將動(dòng)力傳給小皮帶輪4，由于大皮帶輪2的直徑大于電機(jī)皮帶輪1，從而大皮帶輪2的轉(zhuǎn)速低于電機(jī)皮帶輪1的轉(zhuǎn)速，由于大皮帶輪2和小皮帶輪4具有相同的轉(zhuǎn)速，從而小皮帶輪4的轉(zhuǎn)速也低于電機(jī)皮帶輪1的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速降低了的小皮帶輪4通過抽油機(jī)皮帶5將動(dòng)力傳送到抽油機(jī)皮帶輪10，由于小皮帶輪4的直徑小于抽油機(jī)皮帶輪10，從而抽油機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)一步降低。
專利ZL 02268408.5公開的抽油機(jī)節(jié)能減速器本身沒有調(diào)速和沖次調(diào)節(jié)功能，調(diào)速和沖次調(diào)節(jié)需要通過電機(jī)上的大小皮帶輪來實(shí)現(xiàn)。因?yàn)殡姍C(jī)上只有大小組合2個(gè)皮帶輪，只能實(shí)現(xiàn)2級變速，意味著抽油機(jī)只有2個(gè)沖次可以選擇。
專利ZL 02268408.5公開的抽油機(jī)節(jié)能減速器現(xiàn)場實(shí)施后，通過沖次的降低實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的目的，但有時(shí)因沖次下降過大可能導(dǎo)致油井產(chǎn)量下降，這對于采油廠和油田公司來說是無法接受的事實(shí)。如果產(chǎn)量下降2噸/天，則全年損失產(chǎn)量730噸，這將導(dǎo)致采油廠損失操作費(fèi)用幾十萬元、油田公司損失產(chǎn)值超過百萬元，從而使該專利ZL 02268408.5無法大面積推廣。
專利ZL 02268408.5公開的抽油機(jī)節(jié)能減速器應(yīng)用到油井后也同樣無法滿足開發(fā)后期產(chǎn)液量增長的需要，無法實(shí)現(xiàn)讓抽油機(jī)在最佳沖次狀態(tài)下工作，而每口井的最佳沖次是隨著油井產(chǎn)量變化而變化的，這可以通過發(fā)明專利99109780.7計(jì)算優(yōu)化出最佳沖次，但該專利ZL 02268408.5無法實(shí)現(xiàn)沖次的靈活調(diào)節(jié)。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提出了抽油機(jī)沖次快速調(diào)節(jié)器，其包括主動(dòng)皮帶輪、齒輪變速器、齒輪變速器輸入軸、齒輪變速器輸出軸、從動(dòng)皮帶輪、齒輪變速器基座、齒輪變速器連接螺栓；所述的主動(dòng)皮帶輪與齒輪變速器輸入軸)連接，并通過小皮帶與電機(jī)皮帶輪相連；所述的從動(dòng)皮帶輪與齒輪變速器輸出軸連接，并通過抽油機(jī)皮帶與抽油機(jī)皮帶輪相連，其特征是在齒輪變速器上設(shè)置有齒輪變速器換檔手柄。該調(diào)節(jié)器可根據(jù)油井產(chǎn)量的變化情況及時(shí)調(diào)整抽油機(jī)沖次，使抽油機(jī)在滿足油井產(chǎn)量要求的前提下實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)節(jié)能和抽油機(jī)系統(tǒng)效率的提高。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的在抽油機(jī)的電機(jī)和變速箱之間增加一個(gè)抽油機(jī)沖次快速調(diào)節(jié)器，該沖次快速調(diào)節(jié)器由主動(dòng)皮帶輪、從動(dòng)皮帶輪、輸入軸、輸出軸、齒輪變速器及基座組成，主動(dòng)皮帶輪和從動(dòng)皮帶輪分別通過輸入軸和輸出軸與齒輪變速器相連，基座與齒輪變速器相連，基座通過螺栓及滑軌與抽油機(jī)底座相連。為使沖次調(diào)節(jié)范圍更廣，電機(jī)上的皮帶輪、主動(dòng)皮帶輪和從動(dòng)皮帶輪可以更換不同尺寸的皮帶輪。電機(jī)皮帶輪通過小皮帶將動(dòng)力傳送到?jīng)_次快速調(diào)節(jié)器的主動(dòng)皮帶輪，主動(dòng)皮帶輪通過輸入軸將動(dòng)力傳給齒輪變速器，齒輪變速器通過輸出軸將動(dòng)力傳給從動(dòng)皮帶輪，從動(dòng)皮帶輪通過抽油機(jī)皮帶將動(dòng)力傳送到抽油機(jī)皮帶輪。由于齒輪變速器具有方便快速的調(diào)節(jié)功能，所以能適應(yīng)稠油蒸汽吞吐井產(chǎn)量變化迅速的實(shí)際情況產(chǎn)量下降了，可以通過調(diào)節(jié)齒輪變速器的檔位實(shí)現(xiàn)沖次的降低；當(dāng)蒸汽吞吐進(jìn)入下一個(gè)周期開始轉(zhuǎn)抽時(shí)，又可通過調(diào)節(jié)齒輪變速器的檔位實(shí)現(xiàn)沖次的調(diào)高，以滿足產(chǎn)量的需求。也能滿足油井產(chǎn)液量不斷下降和上升的情況，還可適合原來需要間歇抽油的低產(chǎn)井。
本實(shí)用新型的效果如下1、采用本實(shí)用新型后，可以根據(jù)油井產(chǎn)量變化及時(shí)調(diào)整沖次，及時(shí)提高抽油機(jī)系統(tǒng)效率，既可滿足產(chǎn)量上升的要求，也可滿足產(chǎn)量下降的要求。
2、采用本實(shí)用新型后，抽油機(jī)沖次調(diào)節(jié)方便，可隨時(shí)將沖次調(diào)整到根據(jù)油田產(chǎn)量變化情況優(yōu)化出來的參數(shù)值。
3、采用本實(shí)用新型后，可以避免在實(shí)施專利ZL99109780.7時(shí)采用高級數(shù)電機(jī)時(shí)可能出現(xiàn)產(chǎn)量下降的現(xiàn)象發(fā)生。
4、采用本實(shí)用新型后，可以避免專利ZL 02268408.5公開的抽油機(jī)節(jié)能減速器現(xiàn)場實(shí)施后可能出現(xiàn)產(chǎn)量下降的情況。
5、本實(shí)用新型可以適合于任何抽油機(jī)井，克服了專利ZL 02268408.5公開的抽油機(jī)節(jié)能減速器只有兩個(gè)沖次可供選擇，對于產(chǎn)量變化幅度大的油井和產(chǎn)液量不斷上升的油井無法適應(yīng)的情況。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)ZL02268408.5所展示的抽油機(jī)節(jié)能減速器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型抽油機(jī)沖次快速調(diào)節(jié)器示意圖；圖3為本實(shí)用新型抽油機(jī)沖次快速調(diào)節(jié)器俯視工作示意圖；圖4為本實(shí)用新型抽油機(jī)沖次快速調(diào)節(jié)器第二實(shí)施方式的俯視工作示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖2和圖3所示，其中圖2為本實(shí)用新型抽油機(jī)沖次快速調(diào)節(jié)器示意圖，圖3為本實(shí)用新型抽油機(jī)沖次快速調(diào)節(jié)器俯視工作示意圖。本實(shí)用新型抽油機(jī)沖次快速調(diào)節(jié)器包括電機(jī)基座11、電機(jī)基座螺栓12、電機(jī)13、電機(jī)皮帶輪14、小皮帶15、主動(dòng)皮帶輪16、齒輪變速器換檔手柄17、齒輪變速器18、從動(dòng)皮帶輪19、齒輪變速器基座20、齒輪變速器基座螺栓21、抽油機(jī)皮帶22、抽油機(jī)皮帶輪23、抽油機(jī)底座24、輸入軸25、輸出軸26、中間軸27、第1號(hào)齒輪31、第2號(hào)齒輪32、第3號(hào)齒輪33、第4號(hào)齒輪34、第5號(hào)齒輪35、第6號(hào)齒輪36、第7號(hào)齒輪37、第8號(hào)齒輪38、第9號(hào)齒輪39、第10號(hào)齒輪40、第11號(hào)齒輪41、第12號(hào)齒輪42、第13號(hào)齒輪43、第14號(hào)齒輪44、第1號(hào)撥叉51、第2號(hào)撥叉52、第3號(hào)撥叉53。
參見圖2和圖3，電機(jī)皮帶輪14通過小皮帶15將動(dòng)力傳送到抽油機(jī)沖次快速調(diào)節(jié)器的主動(dòng)皮帶輪16，主動(dòng)皮帶輪16通過輸入軸25將動(dòng)力傳給第1號(hào)齒輪31，因?yàn)榈?號(hào)齒輪31和第2號(hào)齒輪32是常嚙合的，所以第1號(hào)齒輪31將把動(dòng)力傳到與中間軸27相連的第2號(hào)齒輪32，由于中間軸27上還固連了其他多個(gè)大小不等的齒輪(33、35、37、39、41、43)，因此只要第1號(hào)齒輪31轉(zhuǎn)動(dòng)，則這些齒輪(33、35、37、39、41、43)都要隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，通過換檔手柄17撥動(dòng)撥叉51或52或53使輸出軸上的某個(gè)齒輪與中間軸上的齒輪嚙合(其換檔手柄17操作過程類似于汽車手動(dòng)變速箱，在此不再贅述)，將動(dòng)力傳到與輸出軸26相連的從動(dòng)皮帶輪19，再通過抽油機(jī)皮帶22將動(dòng)力傳到抽油機(jī)皮帶輪23，從而帶動(dòng)抽油機(jī)在所需的沖次下工作。
所述的齒輪變速器(18)可以采用同步器，從而實(shí)現(xiàn)齒輪良好嚙合。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)沖次快速調(diào)節(jié)的在需要調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次時(shí)，首先暫停抽油機(jī)，切斷抽油機(jī)電機(jī)13的電源，讓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)停滯下來，然后通過換檔手柄17撥動(dòng)撥叉51或52或53使輸出軸上的某個(gè)齒輪與中間軸上的齒輪嚙合，從而實(shí)現(xiàn)不同的傳動(dòng)比，以此來實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)沖次的快速調(diào)節(jié)；如果抽油機(jī)沖次快速調(diào)節(jié)器配有離合器，則不需要暫停抽油機(jī)的電機(jī)，即可實(shí)現(xiàn)沖次的快速調(diào)節(jié)。
為使沖次調(diào)節(jié)范圍更廣，其中電機(jī)輸出軸、齒輪變速器輸入軸和輸出軸上可以更換不同尺寸的皮帶輪，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)不同的傳動(dòng)比，達(dá)到多種減速傳動(dòng)效果。
圖4為本實(shí)用新型抽油機(jī)沖次快速調(diào)節(jié)器的第二實(shí)施方式的俯視工作示意圖。本實(shí)用新型第二實(shí)施方式包括電機(jī)基座11、電機(jī)基座螺栓12、電機(jī)13、電機(jī)皮帶輪14、小皮帶15、主動(dòng)皮帶輪16、齒輪變速器換檔手柄17、齒輪變速器18、從動(dòng)皮帶輪19、齒輪變速器基座20、齒輪變速器基座螺栓21、抽油機(jī)皮帶22、抽油機(jī)皮帶輪23、抽油機(jī)底座24、輸入軸25、輸出軸26、中間軸27、第1號(hào)齒輪31、第2號(hào)齒輪32、第3號(hào)齒輪33、第4號(hào)齒輪34、第5號(hào)齒輪35、第6號(hào)齒輪36、第7號(hào)齒輪37、第8號(hào)齒輪38、第9號(hào)齒輪39、第10號(hào)齒輪40、第11號(hào)齒輪41、第12號(hào)齒輪42、第13號(hào)齒輪43、第14號(hào)齒輪44、第1號(hào)撥叉51、第2號(hào)撥叉52、第3號(hào)撥叉53、和常嚙合式離合器54。采用這種實(shí)施方式后，可以在不切斷電源條件下，在電機(jī)不停機(jī)的情況下，斷開常嚙合式離合器54，切斷動(dòng)力傳遞，然后通過齒輪變速器換檔手柄17實(shí)施換檔，從而實(shí)現(xiàn)快速換檔。本實(shí)用新型常嚙合式離合器54可以采用通常汽車用的普通離合器，由于此種離合器是現(xiàn)有技術(shù)中公知常識(shí)，在此不再贅述，本實(shí)用新型只不過轉(zhuǎn)用而已。
本實(shí)用新型并不局限于上述兩種實(shí)施方式，上述優(yōu)選實(shí)施方式僅為示例性的，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)，做出各種等同的修改和替換及不同組合，而得到不同的實(shí)施方式。
權(quán)利要求1.一種抽油機(jī)沖次快速調(diào)節(jié)器，其包括主動(dòng)皮帶輪(16)、齒輪變速器(18)、齒輪變速器輸入軸(25)、齒輪變速器輸出軸(26)、從動(dòng)皮帶輪(19)、齒輪變速器基座(20)、齒輪變速器連接螺栓(21)；所述的主動(dòng)皮帶輪(16)與齒輪變速器輸入軸(25)連接，并通過小皮帶(15)與電機(jī)皮帶輪(14)相連；所述的從動(dòng)皮帶輪(19)與齒輪變速器輸出軸(26)連接，并通過抽油機(jī)皮帶(22)與抽油機(jī)皮帶輪(23)相連，其特征是在齒輪變速器(18)上設(shè)置有齒輪變速器換檔手柄(17)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽油機(jī)沖次快速調(diào)節(jié)器，其特征是在齒輪變速器(18)前端還包括有離合器(54)，該離合器(54)為常嚙合式離合器，其上設(shè)置有斷開常嚙合式離合器的操縱機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抽油機(jī)沖次快速調(diào)節(jié)器，其特征在于所述的齒輪變速器(18)設(shè)置有多個(gè)撥叉(51、52、53)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抽油機(jī)沖次快速調(diào)節(jié)器，其特征在于還包括多個(gè)具有相同內(nèi)徑和不同外徑的主動(dòng)皮帶輪(16)，所述的主動(dòng)皮帶輪(16)可以互換在齒輪變速器輸入軸(25)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抽油機(jī)沖次快速調(diào)節(jié)器，其特征在于還包括多個(gè)具有相同內(nèi)徑和不同外徑的從動(dòng)皮帶輪(19)，所述的從動(dòng)皮帶輪(19)可以互換在齒輪變速器輸出軸(26)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抽油機(jī)沖次快速調(diào)節(jié)器，其特征在于還包括多個(gè)具有相同內(nèi)徑和不同外徑的電機(jī)皮帶輪，所述的電機(jī)皮帶輪可以互換在電機(jī)皮帶輪(14)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的抽油機(jī)沖次快速調(diào)節(jié)器，其特征在于所述的齒輪變速器(18)安裝有同步器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種抽油機(jī)沖次快速調(diào)節(jié)器，其包括主動(dòng)皮帶輪(16)、齒輪變速器換檔手柄(17)，齒輪變速器(18)、齒輪變速器輸入軸(25)、輸出軸(26)、從動(dòng)皮帶輪(19)、齒輪變速器基座(20)、齒輪變速器連接螺栓(21)；所述的主動(dòng)皮帶輪(16)與輸入軸(25)連接，并通過小皮帶(15)與電機(jī)皮帶輪(14)相連；所述的從動(dòng)皮帶輪(19)與輸出軸(26)連接，并通過抽油機(jī)皮帶(22)與抽油機(jī)皮帶輪(23)相連。其特征是齒輪變速器(18)可以實(shí)現(xiàn)至少一級變速，并通過齒輪變速器換檔手柄(17)實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)沖次的快速調(diào)節(jié)，以提高抽油機(jī)系統(tǒng)效率，該實(shí)用新型適合象蒸汽吞吐油井一樣產(chǎn)量變化很快的油井，也能滿足油井產(chǎn)液量變化的情況。
文檔編號(hào)F16H37/12GK2866808SQ200520127380
公開日2007年2月7日 申請日期2005年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月10日
發(fā)明者凌建軍, 黃鸝 申請人:凌建軍