一种二次平衡式节能倍程柔性抽油机

摘要

本发明属于油田采油机械制造技术领域，提供了一种二次平衡式节能倍程柔性抽油机，由两套平衡系统构成，一次平衡系统中，电动机通过联轴器与一次平衡轴传动连接，一次平衡轴带动一次平衡块运动，一次平衡块上动滑轮的旋转带动了缠绕其上的钢丝绳的运动，从而实现了抽油动作，同时电动机输出的动力通过机械传动方式带动二次平衡系统中的二次平衡块运动，实现了二次平衡动作，一次平衡系统与二次平衡系统转速比满足1∶2的关系，能够获得较好的调节扭矩曲线，一次平衡系统与二次平衡系统共同作用，消除了负扭矩现象，同时减小了扭矩波动量，扭矩波动量的减小能够更好的匹配电动机，提高了整个抽油机的工作效率，实现了节能及环保的目的。

说明书

技术领域

本发明属于油田采油机械制造技术领域，尤其涉及一种二次平衡式节能倍 程柔性抽油机。

背景技术

在目前的机械采油中，主要的采油方式是抽油机采油，常规游梁式抽油机 作为发展和使用较早的游梁式抽油机机型，以其结构简单、制造容易、维护方 便等优点在国内外被广泛使用。

现有技术提供的游梁式抽油机采用四连杆机构加平衡块的运动方式来实现 采油动作，由于结构本身的特征致使游梁式抽油机存在平衡效果差，曲柄净扭 矩波动大，存在负扭矩、载荷率低、工作效率低及能耗大的缺点。

发明内容

本发明提供了一种二次平衡式节能倍程柔性抽油机，旨在解决现有技术提 供的抽油机，存在平衡效果差、曲柄净扭矩波动大、负扭矩现象严重、载荷率 低、工作效率低及能耗大的问题。

本发明的目的在于提供一种二次平衡式节能倍程柔性抽油机，该抽油机包 括：动滑轮、一次平衡块、一次平衡轴、第一轴承支架、第二轴承支架、底座、 联轴器、电动机、大链条轮、链条、小链条轮、二次平衡轴、第一上支架、第 二上支架、二次平衡块、采油树、采油树托板、井部支架、井部定滑轮、配套 螺筒、调节螺杆、活动套筒、横梁、顶部定滑轮、钢丝绳；

所述动滑轮安装在所述一次平衡块上，所述一次平衡块安装在所述一次平 衡轴的一端上，所述一次平衡轴通过所述第一轴承支架及第二轴承支架安装在 所述底座上，所述一次平衡轴的另一端通过所述联轴器与所述电动机的输出轴 传动连接，所述电动机安装在所述底座上，所述动滑轮、一次平衡块、一次平 衡轴、联轴器及电动机构成了该抽油机的一次平衡系统；

所述一次平衡轴上安装有所述大链条轮，所述大链条轮通过所述链条与所 述小链条轮传动连接，所述小链条轮安装在所述二次平衡轴上，所述二次平衡 轴通过所述第一上支架及第二上支架固定在所述底座上，所述二次平衡轴上还 安装有所述二次平衡块，所述大链条轮、链条、小链条轮、二次平衡轴及二次 平衡块构成了该抽油机的二次平衡系统；

所述采油树上安装有所述采油树托板，所述采油树托板固定在所述井部支 架的一端，所述井部支架的另一端安装有所述井部定滑轮，所述井部支架的另 一端固定在所述配套螺筒的一端，所述配套螺筒的另一端固定在所述调节螺杆 的一端，所述调节螺杆的另一端固定在所述活动套筒的一端，所述活动套筒的 另一端固定在所述横梁的一端，所述横梁通过所述第一上支架固定在所述底座 上，所述横梁的靠近所述活动套筒的一端安装有所述顶部定滑轮，所述钢丝绳 的一端固定在所述横梁上，所述钢丝绳的另一端依次通过所述动滑轮、顶部定 滑轮及井部定滑轮固定在所述采油树托板上。

进一步，所述一次平衡系统与二次平衡系统的转速比为1∶2。

进一步，所述一次平衡系统与二次平衡系统之间采用圆柱齿轮的传动方式 时，所述一次平衡系统与二次平衡系统之间的传动结构包括：第一齿轮、第二 齿轮、第三齿轮；

所述一次平衡轴上安装有所述第一齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮相啮合， 所述第二齿轮通过转动轴固定于所述第一上支架，所述第二齿轮与所述第三齿 轮相啮合，所述第三齿轮安装在所述二次平衡轴上。

进一步，所述一次平衡系统与二次平衡系统之间采用伞齿轮的传动方式时， 所述一次平衡系统与二次平衡系统之间的传动结构包括：第一伞齿轮、第二伞 齿轮、传动轴、第三伞齿轮、第四伞齿轮；

所述一次平衡轴上安装有所述第一伞齿轮，所述第一伞齿轮与所述第二伞 齿轮相啮合，所述第二伞齿轮通过所述传动轴与所述第三齿轮传动连接，所述 第三伞齿轮与所述第四伞齿轮相啮合，所述第四伞齿轮安装在所述二次平衡轴 上，所述传动轴通过轴承结构固定在所述第一上支架上。

进一步，所述一次平衡块通过键固定在所述一次平衡轴的一端。

进一步，所述活动套筒通过销轴固定在横梁的一端。

进一步，所述调节螺杆上安装有调节螺母。

本发明提供的二次平衡式节能倍程柔性抽油机，由两套平衡系统构成，一 次平衡系统中，电动机通过联轴器与一次平衡轴传动连接，一次平衡轴带动一 次平衡块运动，一次平衡块上动滑轮的旋转带动了缠绕其上的钢丝绳的运动， 从而实现了抽油动作，同时电动机输出的另一部分动力通过机械传动方式带动 二次平衡系统中的二次平衡块运动，实现了二次平衡动作，一次平衡系统与二 次平衡系统转速比满足1∶2的关系，能够获得较好的调节扭矩曲线，一次平衡 系统与二次平衡系统之间的传动方式可采用链条传动、圆柱齿轮传动及伞齿轮 传动，传动方式多样且灵活，一次平衡系统与二次平衡系统共同作用，消除了 负扭矩现象，同时也减小了扭矩波动量，扭矩波动量的减小能够更好的匹配电 动机，提高了电动机及整个抽油机的工作效率，比常规抽油机节能30％～40％， 实现了节能及环保的目的。

附图说明

图1是本发明实施例提供的二次平衡式节能倍程柔性抽油机的正视图；

图2是本发明实施例提供的二次平衡式节能倍程柔性抽油机的左视图；

图3本发明实施例提供的当一次平衡系统与二次平衡系统之间采用圆柱齿 轮的传动方式时，二次平衡式节能倍程柔性抽油机的正视图；

图4本发明实施例提供的当一次平衡系统与二次平衡系统之间采用伞齿轮 的传动方式时，二次平衡式节能倍程柔性抽油机的正视图。

图中：1、采油树；2、底座；3、钢丝绳；4、一次平衡块；5、第一轴承支 座；6、动滑轮；7、第一上支架；8、顶部定滑轮；9、小链条轮；10、二次平 衡轴；11、二次平衡块；12、链条；13、第二上支架；14、电动机；15、联轴 器；16、一次平衡轴；17、第二轴承支座；18：大链条轮；19、横梁；20、活 动套筒；21、调节螺杆；22、配套螺筒；23、井部定滑轮；24、井部支架；25、 采油树托板；26、第一齿轮；27、第二齿轮；28、第三齿轮；29、第四伞齿轮； 30、第三伞齿轮；31、传动轴；32、第二伞齿轮；33、第一伞齿轮；34、调节 螺母。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例 仅仅用以解释本发明，并不用于限定发明。

图1及图2示出了本发明实施例提供的二次平衡式节能倍程柔性抽油机的 结构。为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分。

该抽油机包括：动滑轮6、一次平衡块4、一次平衡轴16、第一轴承支架5、 第二轴承支架17、底座2、联轴器15、电动机14、大链条轮18、链条12、小 链条轮9、二次平衡轴10、第一上支架7、第二上支架13、二次平衡块11、采 油树托板25、井部支架24、井部定滑轮23、配套螺筒22、调节螺杆21、活动 套筒20、横梁19、顶部定滑轮8、钢丝绳3；

动滑轮6安装在一次平衡块4上，一次平衡块4安装在一次平衡轴16的一 端上，一次平衡轴16通过第一轴承支架5及第二轴承支架17安装在底座2上， 一次平衡轴16的另一端通过联轴器15与电动机14的输出轴传动连接，电动机 14安装在底座2上，动滑轮6、一次平衡块4、一次平衡轴16、联轴器15及电 动机14构成了该抽油机的一次平衡系统；

一次平衡轴16上安装有大链条轮18，大链条轮18通过链条12与小链条 轮9传动连接，小链条轮9安装在二次平衡轴10上，二次平衡轴10通过第一 上支架7及第二上支架13固定在底座2上，二次平衡轴10上还安装有二次平 衡块11，大链条轮18、链条12、小链条轮9、二次平衡轴10及二次平衡块11 构成了该抽油机的二次平衡系统；

采油树1上安装有采油树托板25，采油树托板25固定在井部支架24的一 端，井部支架24的另一端安装有井部定滑轮23，井部支架24的另一端固定在 配套螺筒22的一端，配套螺筒22的另一端固定在调节螺杆21的一端，调节螺 杆21的另一端固定在活动套筒20的一端，活动套筒20的另一端固定在横梁 19的一端，横梁19通过第一上支架7固定在底座2上，横梁19的靠近活动套 筒20的一端安装有顶部定滑轮8，钢丝绳3的一端固定在横梁19上，钢丝绳3 的另一端依次通过动滑轮6、顶部定滑轮8及井部定滑轮23固定在采油树托板 25上。

在本发明实施例中，一次平衡系统与二次平衡系统的转速比为1∶2。

如图3所示，在本发明实施例中，一次平衡系统与二次平衡系统之间采用 圆柱齿轮的传动方式时，一次平衡系统与二次平衡系统之间的传动结构包括： 第一齿轮26、第二齿轮27、第三齿轮28；

一次平衡轴16上安装有第一齿轮26，第一齿轮26与第二齿轮27相啮合， 第二齿轮27通过转动轴固定于第一上支架7，第二齿轮27与第三齿轮28相啮 合，第三齿轮28安装在二次平衡轴10上。

如图4所示，在本发明实施例中，一次平衡系统与二次平衡系统之间采用 伞齿轮的传动方式时，一次平衡系统与二次平衡系统之间的传动结构包括：第 一伞齿轮33、第二伞齿轮32、传动轴31、第三伞齿轮30、第四伞齿轮29；

一次平衡轴16上安装有第一伞齿轮33，第一伞齿轮33与第二伞齿轮32 相啮合，第二伞齿轮32通过传动轴31与第三齿轮28传动连接，第三伞齿轮 30与第四伞齿轮29相啮合，第四伞齿轮29安装在二次平衡轴10上，传动轴 31通过轴承结构固定在第一上支架7上。

在本发明实施例中，一次平衡块4通过键固定在一次平衡轴16的一端。

在本发明实施例中，活动套筒20通过销轴固定在横梁19的一端。

在本发明实施例中，调节螺杆21上安装有调节螺母34。

下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

如图1及图2所示，将电动机14安装在底座2上，电动机14的输出轴与 一次平衡块轴13用联轴器15传动连接，一次平衡块4通过键固定到一次平衡 轴16上，动滑轮6固定到一次平衡块4上，横梁19通过第一上支架7固连到 底座2上，在横梁19上安装顶部定滑轮8，活动套筒20与横梁19通过销轴相 连接，调节螺杆21左右连接活动套筒20和配套螺筒22，在采油树托板25上 安装井部支架24，再将井部定滑轮安装到井部支架24上，将钢丝绳3从井口 部分依次绕过动滑轮、顶部定滑轮及井部定滑轮，最后固定到横梁19上；

如图1所示，一次平衡系统与二次平衡系统之间采用链条的传动方式时， 一次平衡系统与二次平衡系统之间的传动结构包括：大链条轮18、链条12、小 链条轮9；大链条轮18安装在一次平衡轴16上通过链条12带动小链条轮9转 动，小链条轮9带动二次平衡轴10转动，二次平衡轴10带动二次平衡块11 转动；

如图3所示，一次平衡系统与二次平衡系统之间采用圆柱齿轮的传动方式 时，一次平衡系统与二次平衡系统之间的传动结构包括：第一齿轮26、第二齿 轮27、第三齿轮28；第一齿轮26安装在一次平衡轴16上，第一齿轮26通过 第二齿轮27带动第三齿轮28转动，第三齿轮28带动二次平衡轴10转动，二 次平衡轴10带动二次平衡块11转动；

如图4所示，一次平衡系统与二次平衡系统之间采用伞齿轮的传动方式时， 一次平衡系统与二次平衡系统之间的传动结构包括：第一伞齿轮33、第二伞齿 轮32、传动轴31、第三伞齿轮30、第四伞齿轮29；

固定于一次平衡轴16上的第一伞齿轮33与第二伞齿轮32，第二伞齿轮32 通过传动轴31与第三伞齿轮30传动连接，第三伞齿轮30与第四伞齿轮29相 啮合，第四伞齿轮29带动二次平衡轴10转动，二次平衡轴10带动二次平衡块 11转动。

工作时电动机14带动一次平衡轴16旋转，一次平衡轴16带动一次平衡块 4旋转，一次平衡块4的旋转使得安装在一次平衡块4上的动滑轮6旋转，也 就带动了缠绕其上的钢丝绳3的运动，从而实现抽油动作，在一次平衡块4旋 转的同时，动力也传递到二次平衡块11上，实现二次平衡动作。

本发明实施例提供的二次平衡式节能倍程柔性抽油机，由两套平衡系统构 成，一次平衡系统中，电动机14通过联轴器15与一次平衡轴16传动连接，一 次平衡轴16带动一次平衡块4运动，一次平衡块4上动滑轮6的旋转带动了缠 绕其上的钢丝绳3的运动，从而实现了抽油动作，同时电动机14输出的另一部 分动力通过机械传动方式带动二次平衡系统中的二次平衡块11运动，实现了二 次平衡动作，一次平衡系统与二次平衡系统转速比满足1∶2的关系，能够获得 较好的调节扭矩曲线，一次平衡系统与二次平衡系统之间的传动方式可采用链 条12传动、圆柱齿轮传动及伞齿轮传动，传动方式多样且灵活，一次平衡系统 与二次平衡系统共同作用，消除了负扭矩现象，同时也减小了扭矩波动量，扭 矩波动量的减小能够更好的匹配电动机14，提高了电动机14及整个抽油机的 工作效率，比常规抽油机节能30％～40％，实现了节能及环保的目的。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的 精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保 护范围之内。