專利名稱：變向前置式游梁抽油機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械采油技術(shù)領(lǐng)域中的抽油機(jī)，特別涉及一種游梁式抽油機(jī)，具體講是一種變向前置式游梁抽油機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，在機(jī)械采油提升設(shè)備中，廣泛使用的是常規(guī)游梁式抽油機(jī)，其數(shù)量占油田采油提升設(shè)備的80％以上。它具有可靠性高和壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，但也存在耗能大和耗材多的缺點(diǎn)。游梁式抽油機(jī)由電機(jī)、減速箱、曲柄連桿機(jī)構(gòu)、游梁、支架、驢頭、鋼繩和懸繩器組成。游梁式抽油機(jī)的平衡主要是靠設(shè)置在曲柄和游梁上的配重塊來實(shí)現(xiàn)，電動(dòng)機(jī)為減速機(jī)提供動(dòng)力，帶動(dòng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)行，曲柄上的配重塊也隨之而旋轉(zhuǎn)。平衡塊重量大，不僅增加制造成本，在運(yùn)行過程中能量消耗大，提高了采油生產(chǎn)成本。平衡塊用鑄鐵制成，每臺(tái)機(jī)器要配四塊。抽油機(jī)工作過程中，井下載荷變化很大，而且載荷變化頻繁，致使游梁兩端力矩不平衡，電機(jī)負(fù)荷不均勻，匹配功率大，因而能耗高。抽油機(jī)的運(yùn)動(dòng)件，如驢頭、游梁、曲柄連桿機(jī)構(gòu)等運(yùn)動(dòng)過程中消耗也很大。
現(xiàn)有前置式游梁抽油機(jī)具有良好的運(yùn)動(dòng)性能和較好的節(jié)能性，但受力條件惡劣并且消耗鋼材多。在現(xiàn)有前置抽油機(jī)中，曲柄連桿承受的是很大的壓力，減速箱輸出軸同樣承受巨大的壓力，受力條件相當(dāng)惡劣，這也正是影響現(xiàn)有前置抽油機(jī)技術(shù)不能推廣的主要原因。
本領(lǐng)域技術(shù)人員為減輕抽油機(jī)重量并解決游梁式抽油機(jī)的平衡問題，設(shè)計(jì)了許多方案，如授權(quán)公告號(hào)CN2699004Y，減速箱及電機(jī)配重的游梁式抽油機(jī)；授權(quán)公告號(hào)CN2599234Y，自動(dòng)調(diào)徑變矩平衡游梁式抽油機(jī)；授權(quán)公告號(hào)CN2581689Y，雙平衡游梁式抽油機(jī)；授權(quán)公告號(hào)CN2358251Y，上置橫梁變矩平衡游梁式抽油機(jī)；授權(quán)公告號(hào)CN2334911Y，全平衡游梁式抽油機(jī)；授權(quán)公告號(hào)CN2225559Y，二次平衡游梁式抽油機(jī)。這些技術(shù)方案對(duì)抽油機(jī)的平衡改進(jìn)起到一定作用。所有的技術(shù)方案，包括傳統(tǒng)的游梁式抽油機(jī)，全部采用在游梁的中間部位有軸承座和支架。抽油機(jī)工作時(shí)游梁以支架上的軸承座為中心往復(fù)擺動(dòng)，游梁和驢頭不能起到平衡塊的作用。在游梁端部的驢頭向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，是抽油桿提升過程，而游梁的另一端同時(shí)向下運(yùn)動(dòng)；在游梁端部的驢頭向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，是抽油桿下放過程，而游梁的另一端同時(shí)向上運(yùn)動(dòng)。突出的問題是在抽油桿提升過程中電機(jī)做功不僅要提升原油，并且同時(shí)還須要克服抽油桿重量，克服驢頭的重量，這時(shí)通過電機(jī)的電流達(dá)到峰值。反之在抽油桿向下運(yùn)動(dòng)過程中，電機(jī)不需要提升原油，同時(shí)抽油桿和驢頭在重力作用下，拖動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，這時(shí)通過電機(jī)的電流兒乎為零。游梁和驢頭不能起到平衡塊的作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種變向前置式游梁抽油機(jī)，完成油井抽油工作，使游梁和驢頭起到平衡塊作用，降低抽油機(jī)作業(yè)能耗，即在抽油桿提升過程中充分利用游梁和驢頭的重力，協(xié)助提升抽油桿；在抽油桿向下運(yùn)動(dòng)過程中游梁和驢頭向上運(yùn)動(dòng)儲(chǔ)存勢(shì)能。另外，改變驢頭受力方向；使驢頭脫離井口垂直位置，方便修井作業(yè)。
本發(fā)明的目的通過以下措施來實(shí)現(xiàn)變向前置式游梁抽油機(jī)在游梁式抽油機(jī)的底座上固定有后支架、電機(jī)和減速箱。減速箱輸出端連接有曲柄機(jī)構(gòu)，曲柄機(jī)構(gòu)包括曲柄平衡塊、曲柄銷、橫梁連桿和橫梁軸承座。其特征是在游梁式抽油機(jī)的驢頭前部有鋼繩變向機(jī)構(gòu)。鋼繩變向機(jī)構(gòu)包括前支架、拉桿和變向輪。在前支架的頂部通過輪軸連接有變向輪。將變向前置式游梁抽油機(jī)安裝到油井時(shí)，鋼繩一端固定在驢頭的下端，向上繞過變向輪后，鋼繩另一端通過懸繩器與油井光桿相連。當(dāng)驢頭上下擺動(dòng)，繞過變向輪的鋼繩帶動(dòng)油井光桿作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)抽汲采油。驢頭向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，油井光桿向上運(yùn)動(dòng)，驢頭的運(yùn)動(dòng)方向與油井光桿運(yùn)動(dòng)方向相反，驢頭的重力起到平衡抽油桿的作用。原有技術(shù)中驢頭的運(yùn)動(dòng)方向與油井光桿運(yùn)動(dòng)方向相同，驢頭的重力不能起到平衡抽油桿的作用，反而需要增加平衡塊的重量，抵消驢頭的重量。
為了使游梁的重量也能起到平衡作用，并簡(jiǎn)化抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)，后支架的頂部固定有軸承座，游梁的一端通過軸與軸承座連接，游梁能沿軸承座擺動(dòng)；游梁的中部固定有橫梁軸承座，橫梁軸承座連接曲柄連桿；游梁的另一端固定有驢頭。這樣驢頭、游梁、橫梁連桿和曲柄平衡塊共同完成平衡抽油桿的作用。
所述的游梁的中部固定有橫梁軸承座，橫梁軸承座可以固定在游梁的上平面；橫梁軸承座可以固定在游梁的下平面；橫梁軸承座可以固定在游梁的左右兩側(cè)。
為使抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)更緊湊，可以將前支架底部固定在底座上，拉桿一端連接前支架上部，一端連接在底座的筒體上。
為了調(diào)整前支架的傾斜角度，拉桿為螺旋伸縮式斜拉桿。
當(dāng)平衡塊的重量不能滿足油井采油工藝要求，需要增加平衡塊時(shí)，可以在驢頭上固定或懸掛平衡塊。
本發(fā)明的有益效果變向前置式游梁抽油機(jī)打破了游梁式抽油機(jī)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思路，通過在驢頭與井口之間設(shè)置鋼繩變向機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)驢頭與抽油桿運(yùn)動(dòng)方向相反，改變了驢頭受力方向，驢頭和游梁能起到平衡塊作用。帶來的好處是多方面的1.實(shí)現(xiàn)了受力方向的改變。在現(xiàn)有前置抽油機(jī)技術(shù)中，鋼繩懸掛在驢頭上方，連桿承受的是很大的壓力，減速箱輸出軸更是承受著巨大的壓力，受力條件相當(dāng)惡劣。在本發(fā)明中，鋼繩一端固定在驢頭下方，因此曲柄連桿承受的是拉力，曲柄連桿受力也可降低40％左右，這將對(duì)整機(jī)的良好運(yùn)行起到至關(guān)重要的作用。
2.驢頭脫離了井口位置，使主機(jī)部分可以降低高度，驢頭可以運(yùn)行到接近地面，一般可比常規(guī)抽油機(jī)降低2米左右。主機(jī)高度的降低對(duì)于穩(wěn)定運(yùn)行和節(jié)約材料有積極意義。
3.抽油機(jī)的運(yùn)動(dòng)件，如驢頭、游梁、橫梁連桿和橫梁軸承座等的自重均可起到有效的平衡作用，這對(duì)節(jié)約材料和改善受力條件有重要意義。
4.鋼繩更容易對(duì)準(zhǔn)采油井口中心，從而可減少抽油桿偏磨事故。修井作業(yè)時(shí)，可以方便的通過縮短拉桿的長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)變向輪移動(dòng)位置，讓出井口中心位置，此方法快捷安全地為修井提供便利。
總之，變向前置式游梁抽油機(jī)打破了游梁式抽油機(jī)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思路，與現(xiàn)有抽油機(jī)相比節(jié)能效果更好、性能可靠、壽命長(zhǎng)、使用方便、制造成本低。


圖1是本發(fā)明變向前置式游梁抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，正視圖。是抽油光桿向上運(yùn)動(dòng)行程。
圖2是本發(fā)明抽油光桿向下運(yùn)動(dòng)行程的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1.變向輪，2.前支架，3.鋼繩，4.懸繩器，5.油井光桿，6.驢頭，7.拉桿，8.底座，9.曲柄平衡塊，10.橫梁連桿，11.橫梁軸承座，12.曲柄銷，13.減速箱，14.游梁，15.支架軸承座，16.后支架，17.電動(dòng)機(jī)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1參閱附圖1或附圖2。變向前置式游梁抽油機(jī)結(jié)構(gòu)組成如附圖所示。設(shè)計(jì)提升載荷10噸，沖程長(zhǎng)度4.8m，設(shè)計(jì)質(zhì)量20t。游梁式抽油機(jī)的底座8長(zhǎng)度6.7m，底座8上固定有后支架16，后支架16頂部高度4.8m。電動(dòng)機(jī)17的功率為22kw。減速箱13的最大載荷為37kNm。減速箱13輸出端連接有曲柄機(jī)構(gòu)，曲柄機(jī)構(gòu)包括曲柄平衡塊9、曲柄銷12、橫梁連桿10和橫梁軸承座11。
在游梁式抽油機(jī)的驢頭6前部有鋼繩變向機(jī)構(gòu)；鋼繩變向機(jī)構(gòu)包括前支架2、拉桿7和變向輪1。前支架2高度為7.3m。前支架2底部固定在底座8上，拉桿7的一端連接前支架2上部，拉桿7的一端連接在底座8的筒體上。拉桿7為螺旋伸縮式斜拉桿。在前支架2的頂部通過輪軸連接有變向輪1變向輪1是一個(gè)定滑輪。變向輪1直徑1.8m，變向輪1上有2根鋼繩3，每根的直徑為22mm。后支架16的頂部固定有軸承座15，游梁14的一端通過軸與軸承座15連接，游梁14能沿軸承座15擺動(dòng)。游梁14的長(zhǎng)度5m。橫梁軸承座11與支架軸承座15垂直距離2.4m。橫梁軸承座11固定在游梁14的上平面。橫梁軸承座11連接橫梁連桿10。游梁14的另一端固定有驢頭6。驢頭6的重量約1.3t，游梁14的重量約0.8t。能減少抽油機(jī)平衡塊重量約2t以上。當(dāng)抽油機(jī)平衡塊重量不足以平衡抽油桿重量時(shí)，可以在驢頭6上填充、固定或懸掛平衡塊，平衡塊的重量根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)參數(shù)確定。本領(lǐng)域技術(shù)人員能確定添加平衡塊的數(shù)量。
變向前置式游梁抽油機(jī)具有良好的制造經(jīng)濟(jì)性，與常規(guī)游梁式抽油機(jī)相比可減少重量20％左右；運(yùn)行能耗減少15％左右。
實(shí)施例2參閱附圖1。與實(shí)施例1基本相同，不同點(diǎn)是曲柄軸承座11固定在游梁14的下平面。另外，抽油機(jī)的驢頭6安裝方向與普通抽油機(jī)的驢頭安裝方向相反，即抽油機(jī)的驢頭6的安裝方向?yàn)槠胀ǔ橛蜋C(jī)驢頭垂直旋轉(zhuǎn)180度。
權(quán)利要求
1.一種變向前置式游梁抽油機(jī)，在游梁式抽油機(jī)的底座(8)上固定有后支架(16)、電機(jī)(17)和減速箱(13)，減速箱(13)輸出端連接有曲柄機(jī)構(gòu)，曲柄機(jī)構(gòu)包括曲柄平衡塊(9)、曲柄銷(12)、橫梁連桿(10)和橫梁軸承座(11)，其特征是在游梁式抽油機(jī)的驢頭(6)前部有鋼繩變向機(jī)構(gòu)；鋼繩變向機(jī)構(gòu)包括前支架(2)、拉桿(7)和變向輪(1)，在前支架(2)的頂部通過輪軸連接有變向輪(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變向前置式游梁抽油機(jī)，其特征是支架(16)的頂部固定有支架軸承座(15)，游梁(14)的一端通過軸與軸承座(15)連接，游梁(14)能沿軸承座(15)擺動(dòng)；在游梁(14)的中部左右固定有橫梁軸承座(11)，橫梁軸承座(11)連接橫梁連桿(10)；游梁(14)的另一端固定有驢頭(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變向前置式游梁抽油機(jī)，其特征是橫梁軸承座(11)固定在游梁(14)的上平面。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變向前置式游梁抽油機(jī)，其特征是橫梁軸承座(11)固定在游梁(14)的下平面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的變向前置式游梁抽油機(jī)，其特征是前支架(2)底部固定在底座(8)上，拉桿(7)的一端連接前支架(2)上部，拉桿(7)的一端連接在底座(8)的筒體上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的變向前置式游梁抽油機(jī)，其特征是拉桿(7)為螺旋伸縮式斜拉桿。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的變向前置式游梁抽油機(jī)，其特征是在驢頭(6)上填充、固定或懸掛有平衡塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的變向前置式游梁抽油機(jī)，其特征是抽油機(jī)的驢頭(6)安裝方向與普通抽油機(jī)的驢頭安裝方向相反，即抽油機(jī)的驢頭(6)的安裝方向?yàn)槠胀ǔ橛蜋C(jī)驢頭垂直旋轉(zhuǎn)180度。
全文摘要
一種變向前置式游梁抽油機(jī)，應(yīng)用于石油開采領(lǐng)域的油水氣提升。在游梁式抽油機(jī)的底座上固定有后支架、電機(jī)和減速箱，減速箱輸出端連接有曲柄機(jī)構(gòu)，其特征是在游梁式抽油機(jī)的驢頭前部有鋼繩變向機(jī)構(gòu)；鋼繩變向機(jī)構(gòu)包括前支架、拉桿和變向輪，在前支架的頂部通過輪軸連接有變向輪。后支架的頂部固定有支架軸承座，游梁的一端通過軸與軸承座連接；游梁的中部固定有橫梁軸承座，橫梁軸承座連接橫梁連桿；游梁的另一端固定有驢頭。改變了驢頭和曲柄連桿受力方向，驢頭和游梁等運(yùn)動(dòng)部件能起到平衡塊作用。總之，變向前置式游梁抽油機(jī)打破了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思路，節(jié)能效果好、性能可靠、壽命長(zhǎng)、使用方便、制造成本低。
文檔編號(hào)F16H37/00GK101029561SQ20071006431
公開日2007年9月5日 申請(qǐng)日期2007年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月12日
發(fā)明者周逢春, 林慶合, 卞和滿 申請(qǐng)人:河北華北石油榮盛機(jī)械制造有限公司