專利名稱：省材節(jié)能游梁式抽油機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于石油采油機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。
油田現(xiàn)在廣泛使用著按國(guó)標(biāo)GB11649－89設(shè)計(jì)、制造的各種游梁式抽油機(jī)，它由電動(dòng)機(jī)，減速箱，平衡重，及機(jī)座、支架、曲柄、連桿、游梁四連桿機(jī)構(gòu)組成。它們不僅可以一般的滿足采油工藝要求，更以皮實(shí)可靠、經(jīng)久耐用、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作維護(hù)方便、防偷抗盜等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，深受歡迎。然而，由于此類機(jī)型自身結(jié)構(gòu)和工作原理的限制，需要耗費(fèi)大量的鋼鐵材料和使用容量過(guò)大的電動(dòng)機(jī)，給用戶和制造廠商都造成不利后果。
近年開發(fā)的氣／液平衡游梁式抽油機(jī)，以其新穎的結(jié)構(gòu)和靈巧變相的游梁平衡，實(shí)現(xiàn)了省材節(jié)能。但是，據(jù)現(xiàn)場(chǎng)反映，它恰巧不夠皮實(shí)可靠，操作維護(hù)比較復(fù)雜；尤其它有一些部件較精致貴重，極易招致偷盜，被迫停產(chǎn)；同時(shí)，該機(jī)的生產(chǎn)制造難度較大，整機(jī)雖輕，成本卻仍然較高，因而也未能得到推廣應(yīng)用。
本實(shí)用新型的任務(wù)是提供一種游梁式抽油機(jī)，它利用游梁平衡和使用部分廉價(jià)砂、石材料，既能保留和發(fā)揮現(xiàn)用游梁式抽油機(jī)的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)又可以節(jié)能省材。
為解決上述任務(wù)，本實(shí)用新型采用的解決方案是一種游梁式抽油機(jī)，它由電動(dòng)機(jī)、減速箱、平衡重、游梁、驢頭、曲柄、連桿、支架、底座等組成，其特征在于游梁中套裝著一個(gè)可伸縮副游梁，在這兩游梁間裝有支承滾輪、驅(qū)動(dòng)齒輪齒條副、鎖緊螺栓和安全限位檔塊；平衡重置于平衡重筐／箱中，平衡重筐／箱上下有鉸鏈，分別與可伸縮副游梁和游梁可調(diào)桿件鉸接。有了可伸縮副游梁及牢固鉸接在兩游梁上的平衡重筐／箱，既可按井況要求將游梁平衡重在其運(yùn)動(dòng)平面內(nèi)任意調(diào)節(jié)定位在預(yù)定位置，以獲得最佳平衡，又可有充分空間盛放用廉價(jià)高比重礦石砂制成的平衡重，構(gòu)成了省材節(jié)能游梁式抽油機(jī)。
上述的減速箱、曲柄、連桿可以與驢頭分置在支架的兩側(cè)——即后置式；也可以裝置在同一側(cè)——即前置式；根據(jù)不同機(jī)型靈活設(shè)計(jì)選用。
為了方便制造，或充分利用空間加大平衡力度，可伸縮副游梁可以制成空心的，也可以用高比重砼或其它重物充填成實(shí)心的。
為了改善整機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀況和減輕重量，對(duì)于游梁，其結(jié)構(gòu)的外觀形狀可以是傳統(tǒng)的直線形的，也可以是三角形的。
支承滾輪是支承可伸縮副游梁的，它是由滾輪或滾棒或鋼球組成的滾道，也可以是光整的平面滑道。
為了驅(qū)動(dòng)可伸縮副游梁使用了驅(qū)動(dòng)齒輪齒條副，它也可以是絲杠螺母副，或液壓缸機(jī)構(gòu)，或繩輪牽引機(jī)構(gòu)，或杠桿撬撥機(jī)構(gòu)。
對(duì)于調(diào)好位置的可伸縮副游梁，必須牢固可靠的鎖緊，這里采用鎖緊螺栓，也可以單用楔塊、或銷釘、或閘塊、或棘爪、或液力機(jī)構(gòu)，也可以是它們的組合件。
為了確保整機(jī)的安全可靠，還要在游梁上設(shè)制對(duì)可伸縮副游梁限位的安全限位檔塊，這可以是剛性的，也可以是附有橡膠塊或彈簧或液缸成為柔性的。
本方案中的平衡重，是比重高于4.2的重晶石或鐵礦石或錳礦石砂，或砂、塊、粉混合物，裝在平衡重筐／箱中。這種平衡重價(jià)格不到以往鑄鐵平衡重的5％，故極大的減少了偷盜之虞！所說(shuō)的平衡重筐／箱，是盛放平衡重的器具，可以是整體式，也可以是分體層屜組裝式。
本實(shí)用新型在使用時(shí)，可以根據(jù)改抽抽油井原有資料或已抽抽油井動(dòng)力儀示功圖，設(shè)計(jì)選出最佳平衡光桿效應(yīng)曲線，根據(jù)此曲線，可以計(jì)算出需要的平衡重和其重心在空間的運(yùn)動(dòng)軌跡，通過(guò)調(diào)整可伸縮副游梁伸出游梁的位置、平衡重筐／箱相對(duì)游梁軸線的上下位置或偏角、平衡重重心在筐／箱中的位置、平衡重質(zhì)量的大小等，就可以很方便的滿足要求，使抽油機(jī)平衡力矩與抽油機(jī)負(fù)荷力矩在波形、相位、大小上得到綜合的最佳匹配，從而使其平衡效果可以達(dá)到甚至超過(guò)公認(rèn)平衡效果甚好的氣／液平衡抽油機(jī)。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有機(jī)型相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)1.它保留并發(fā)展了現(xiàn)用游梁式抽油機(jī)前述的所有獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。
2.它大幅度的減少了整機(jī)的鋼鐵材料用量。
如一臺(tái)與CYJY14－4.8－73HB(總質(zhì)量為33500kg)相當(dāng)?shù)谋緦?shí)用新型樣機(jī)，其總質(zhì)量(不計(jì)砂石料)不足16500kg，節(jié)省鋼鐵材料17000kg，只及原機(jī)質(zhì)量的49.3％。
3.它節(jié)省電能和降低電動(dòng)機(jī)裝機(jī)用電容量。
據(jù)樣機(jī)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，比同型異相曲柄平衡抽油機(jī)，至少可實(shí)際多節(jié)省電能15％，減小裝機(jī)容量60％(原用電動(dòng)機(jī)55kw，現(xiàn)用22kw)。
以下結(jié)合附圖、實(shí)施例對(duì)技術(shù)方案的內(nèi)容作進(jìn)一步詳述。



圖1是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例；圖2是游梁抽油機(jī)在光桿上測(cè)得的一個(gè)示功圖；圖3是上述示功圖的展開曲線(即光桿負(fù)荷曲線)和平衡器作用在光桿上的平衡力曲線(即平衡光桿效應(yīng)曲線)；圖4是另一個(gè)可伸縮副游梁與游梁的裝配示意圖；圖5是一種三角形游梁的示意圖；圖6是圖4中A－A剖面圖。

圖1是一臺(tái)安裝在油井2上的，單一游梁平衡的，后置式游梁式抽油機(jī)，和常規(guī)游梁式抽油機(jī)一樣，它由電動(dòng)機(jī)15，減速箱14，放置在平衡重筐22中的平衡重17，游梁5，驢頭4，曲柄13，連桿12，支架6，底座1，光桿3等構(gòu)成。不同的是在其游梁5的尾端中間穿入了一個(gè)可伸縮副游梁11，它的末端通過(guò)鉸鏈21鉸接著筐22。鉸鏈21在筐22上可以有不同位置，以調(diào)整筐22相對(duì)游梁5水平軸線的上下位置。筐22還可以通過(guò)鉸接在鉸鏈23上的游梁可調(diào)桿件24繞鉸鏈21的軸線作一定角度的偏轉(zhuǎn)。可調(diào)桿件24，由桿件和正、反扣螺桿及花藍(lán)螺母構(gòu)成，可以方便的伸長(zhǎng)或縮短，并鎖緊。置于筐22內(nèi)的平衡重17，有裝料器19及自流卸出器16，顯然，本實(shí)施例的平衡重用的是散裝重礦石砂。平衡重17上裝有吊鉤20，筐22上設(shè)有可拆卸銷板孔18，必要時(shí)可以放置手動(dòng)起重葫蘆或千斤頂將平衡重重新提放到新的位置，并用筐22上的銷板插入另一組銷板孔18，重新固定。
支承滾輪7安裝在副游梁11的右上端，支在游梁5上的上翼板下面，隨副游梁11可左右滾動(dòng)，滾輪7a，安裝在游梁5的下翼板的最左末端，支承副游梁11。
驅(qū)動(dòng)齒輪齒條副9，是由裝在副游梁11上的齒條和用軸穿過(guò)游梁5的齒輪組成，需要時(shí)，可以將游梁5置于水平，用套筒搬手搬轉(zhuǎn)在游梁兩側(cè)外露的齒輪軸，驅(qū)動(dòng)副游梁11。
在游梁的兩側(cè)裝有四個(gè)帶手輪的鎖緊螺栓8及8a，副游梁11調(diào)定位置后，應(yīng)擰緊螺栓8及8a，將副游梁11鎖緊。
安全限位檔塊10，裝在游梁5左端并伸入游梁內(nèi)，與游梁5用螺釘牢固聯(lián)接，以防副游梁鎖定后，意外脫出。
圖2和圖3中縱座標(biāo)P是光桿負(fù)荷，單位kN。橫座標(biāo)S是光桿垂直位移，單位m。曲線Ⅰ是油井的一個(gè)實(shí)際示功圖，因驢頭是往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所以曲線Ⅰ是封閉的。為了說(shuō)明問(wèn)題，在圖3中將它展開了。A點(diǎn)是光桿運(yùn)動(dòng)的下死點(diǎn)，B點(diǎn)是光桿運(yùn)動(dòng)的上死點(diǎn)，曲線Ⅱ是本實(shí)用新型的同機(jī)兩例平衡光桿效應(yīng)曲線，曲線Ⅲ是氣／液平衡游梁式抽油機(jī)的典型平衡光桿效應(yīng)曲線。由圖3可見(jiàn)，曲線Ⅱ表明的平衡效果明顯優(yōu)于曲線Ⅲ。而在實(shí)際使用時(shí)，曲線Ⅱ還可以通過(guò)副游梁、平衡重筐、平衡重等的綜合調(diào)整，達(dá)到更佳的平衡境界。
圖4中，7b是由滾子組成的滾道，和滾輪7a共同支承著充填砼的副游梁11，副游梁11依靠搬轉(zhuǎn)絲杠螺母副9a的絲杠，可以自由伸縮，其上還有兩個(gè)鎖緊螺母8b，可以把與絲杠相聯(lián)的副游梁鎖緊。為了保證鎖緊的絕對(duì)可靠，還在游梁5上固定了板簧10a，它穿入游梁5內(nèi)，支承在副游梁11上方，以限制副游梁11隨滾棒7b滾出游梁5；在游梁5及副游梁11的側(cè)面還穿著兩頭帶鎖母8c的錐銷10b，也起定位和鎖緊作用。(見(jiàn)圖6)
圖5中游梁5是三角形，可調(diào)桿件24一端與游梁鉸接，另一端有鉸鏈23與平衡重筐22相接，7a為支承副游梁的支承輪。本圖中可調(diào)桿件24較短，受力時(shí)比較穩(wěn)定。
從
圖1可見(jiàn)，本實(shí)用新型1.采用的是游梁平衡，曲柄基本不參與平衡，故曲柄的實(shí)際長(zhǎng)度，遠(yuǎn)短于純曲柄平衡的游梁式抽油機(jī)，因而減速箱距地面高度大幅度的減小，連桿增長(zhǎng)很多，加之來(lái)自驢頭的負(fù)荷與平衡重在游梁上已得到平衡，使曲柄機(jī)構(gòu)的受力和運(yùn)動(dòng)特性都大大改善；2.平衡力和負(fù)荷分置在支架的兩側(cè)且都是鉛垂向下，支架所受的水平分力要比常規(guī)游梁式抽油機(jī)小得多；3.平衡重筐置于游梁末端之外，上下左右都有很大的空間，可以制成很大的容積，這樣既可盛放大量的壓重礦石砂料，又可降低其本身重心；4.游梁因增設(shè)可調(diào)桿件得到加強(qiáng)，使主截面用料可以大大減薄；5.副游梁伸出臂可長(zhǎng)可短，不必改變平衡重，就可以大范圍的改變平衡力矩。
所有這些，不僅降低了整機(jī)的重心，改善了四連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀況，增大了整機(jī)的穩(wěn)定性，而且使支架簡(jiǎn)化，減速箱機(jī)座變低。加之，光桿運(yùn)動(dòng)在上、下死點(diǎn)段時(shí)，平衡重均處在最佳位置，可以消除電動(dòng)機(jī)的發(fā)電機(jī)狀態(tài)運(yùn)行和實(shí)現(xiàn)輕載啟動(dòng)。所以，整機(jī)的總質(zhì)量大幅減輕，無(wú)需使用過(guò)大容量的電動(dòng)機(jī)，并節(jié)省電能。
權(quán)利要求1.一種省材節(jié)能游梁式抽油機(jī)，它由電動(dòng)機(jī)、減速箱、平衡重、游梁、驢頭、曲柄、連桿、支架、底座等組成，其特征在于游梁中套裝著一個(gè)可伸縮副游梁，在這兩游梁間裝有支承滾輪、驅(qū)動(dòng)齒輪齒條副、鎖緊螺栓和安全限位擋塊；平衡重置于平衡重筐/箱中，平衡重筐/箱上下有鉸鏈，分別與可伸縮副游梁和游梁可調(diào)桿件鉸接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的游梁式抽油機(jī)，其特征在于減速箱、曲柄、連桿可以與驢頭分置在支架的兩側(cè)——即后置式，也可以裝置在同一側(cè)——即前置式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的游梁式抽油機(jī)，其特征在于可伸縮副游梁可以制成空心的，也可以用高比重礦石砼或其它重物充填成實(shí)心的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的游梁式抽油機(jī)，其特征在于游梁可以是直線形，也可以是三角形的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的游梁式抽油機(jī)，其特征在于支承滾輪是由滾輪或滾棒或鋼球組成的滾道，也可以是光整的平面滑道。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的游梁式抽油機(jī)，其特征在于驅(qū)動(dòng)齒輪齒條副，也可以是絲杠螺母副，或液壓缸機(jī)構(gòu)，或繩輪牽引機(jī)構(gòu)，或杠桿撬撥機(jī)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的游梁式抽油機(jī)，其特征在于鎖緊螺栓可以單用楔塊、或銷釘、或閘塊、或棘爪、或液力機(jī)構(gòu)，也可以是它們的組合件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的游梁式抽油機(jī)，其特征在于安全限位塊可以是剛性的，也可以是附有橡膠塊或彈簧或液缸成為柔性的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的游梁式抽油機(jī)，其特征在于平衡重是比重高于4.2的重晶石或鐵礦石或錳礦石砂，或砂、塊、粉混合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的游梁式抽油機(jī)，其特征在于平衡重筐／箱可以是整體式，也可以是分體層屜組裝式。
專利摘要本實(shí)用新型屬于石油采油機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。它是在抽油機(jī)的游梁中，套裝著一個(gè)可伸縮副游梁，平衡重置于平衡重筐中，筐上下有鉸鏈，分別與副游梁和游梁可調(diào)桿件鉸接，它可按井況將游梁平衡重調(diào)定在預(yù)定的任何位置，獲得最佳平衡，又有充分的空間盛放廉價(jià)高比重礦石砂制成的平衡重，構(gòu)成了省材節(jié)能游梁式抽油機(jī)。它既繼承了常規(guī)異相型游梁式抽油機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，又比之至少可實(shí)際多節(jié)電15％，減輕整機(jī)質(zhì)量50％，減小裝機(jī)用電容量60％。
文檔編號(hào)F04B47/02GK2206360SQ9422239
公開日1995年8月30日 申請(qǐng)日期1994年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月29日
發(fā)明者蕭炘 申請(qǐng)人:蕭炘