CN101413387A - 塔架式组合传动抽油机 - Google Patents

Abstract

本发明塔架式组合传动抽油机包括塔架、动力系统、传动系统、控制系统、平衡配重箱、配重牵引绳、驱动绳、悬绳器和导向轮机构，其中传动系统通过皮带、链条或皮带和链条的组合将动力经过第一级减速传递给第一传动轴，然后再通过一对齿轮经过第二级减速带动第二传动轴，从而带动复绕固定在绳轮上的驱动绳和配重牵引绳，使抽油杆和平衡配重箱上下运动完成采油工作。本发明塔架式组合传动抽油机的传动系统采用了齿轮和皮带的组合传动形式，平衡配重箱采用主、副配重多级可调配重，导向轮利用一个转动轴固定在操作平台上，使本发明具有结构简单、成本低，故障点少、便于维护，适用于各种采油工况条件，传动效率高，能耗小等优点。

Description

塔架式组合传动抽油机

技术领域

本发明涉及一种石油开采机械设备，特别是涉及一种塔架式组合传动抽油机。

背景技术

目前，石油开采行业使用的石油开采机械设备多种多样，其中最为成熟的机种为游梁式抽油机，游梁式抽油机由于其结构庞大笨重、能耗大、效率低、维护调整不方便等缺点已开始逐步被塔架式抽油机所取代，但是现在所使用的塔架式抽油机大多还是采用减速机减速的传动形式，这种抽油机的电机经过联轴器和减速机连接，大齿轮、天轮和卷扬轮相互固定，并通过轴承安装在天轮轴上，天轮轴用天轮轴紧固器紧固。在抽油工作时，电机通过联轴器带动减速机运转，与减速机输出轴相连的小齿轮和大齿轮啮合，从而使与大齿轮紧固在一起的天轮有规律地正、反向旋转，带动抽油杆上下往复运动。由于减速器中传动齿轮机构制造难度较大、成本较高，并且在运行中齿轮间啮合的运转会产生很大的噪音，减速机中漏油的现象也经常出现，维护较频繁。因此，有必要开发一种新型的抽油机，克服上述不足之处。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单，成本低廉，性能稳定，适应范围广，噪音小的塔架式组合传动抽油机。

本发明塔架式组合传动抽油机，包括塔架、动力系统、传动系统、控制系统、平衡配重箱、配重牵引绳、驱动绳和悬绳器，其中所述动力系统、传动系统、控制系统安装在塔架顶部的操作平台上，所述传动系统包括传动带、小皮带链轮、大皮带链轮、第一传动轴、小齿轮、大齿轮、第二传动轴和绳轮，所述动力系统输出端装有小皮带链轮，所述小皮带链轮通过传动带带动大皮带链轮，所述大皮带链轮固定安装在第一传动轴的一端，所述第一传动轴的另一端固定装有小齿轮，第一传动轴通过一对轴承A安装在传动轴支架上，所述小齿轮与大齿轮相啮合，所述大齿轮通过销钉固定安装在轴套的一端，轴套的另一端固定安装有绳轮，所述轴套内部通过一对轴承B装有第二传动轴，所述第二传动轴的两端分别固定在轴座上，所述轴座固定在操作平台上，所述塔架式组合传动抽油机还包括导向轮机构，所述导向轮机构包括导向轮支架，导向杆、转轴、导向轮夹具和导向轮，所述导向轮支架通过可调螺丝固定安装在操作平台靠近绳轮的一侧，所述导向杆一端通过可拆卸螺丝安装在导向轮支架上，所述转轴穿过导向杆和导向轮支架的连接部分，转轴一端固定在导向杆内，另一端通过轴承C安装在导向轮支架内，所述导向杆的自由端装有导向轮夹具，导向轮夹具上装有导向轮，所述绳轮上开有两组固定孔，所述配重牵引绳的一端固定在其中一组固定孔上，所述驱动绳的一端固定在另一组固定孔上，所述配重牵引绳和驱动绳反方向缠绕在绳轮上，所述配重牵引绳的自由端通过悬绳器D连接平衡配重箱，所述驱动绳的自由端绕过导向轮，通过悬绳器E连接抽油杆。

本发明塔架式组合传动抽油机，其中所述小皮带链轮内侧设有链齿F，所述大皮带链轮内侧设有链齿G，所述链齿F和G上装有传动链条。

本发明塔架式组合传动抽油机，其中所述平衡配重箱设有主配重箱和副配重，所述副配重通过安装在主配重箱两侧的挂钩挂接在主配重箱上，所述主配重箱和副配重内部装有水泥、砂和铁。

本发明塔架式组合传动抽油机，其中所述导向轮支架两侧的操作平台上分别装有拉杆，所述拉杆上端分别装有定滑轮，所述导向轮夹具两侧设有一对拉钩，所述拉钩上固定有钢丝绳，所述钢丝绳的另一端绕过定滑轮固定在操作平台上。

本发明塔架式组合传动抽油机，其中所述动力系统为永磁同步电机，所述永磁同步电机的额定功率为8至55kw，额定转速为120至300rpm，输出扭矩为450至4000nm，传动系统的减速比i为10至25。

本发明塔架式组合传动抽油机与现有技术的不同之处在于本发明塔架式组合传动抽油机的传动系统通过皮带、链条或皮带和链条的组合将动力经过第一级减速传递给第一传动轴，然后再通过一对齿轮经过第二级减速带动第二传动轴，从而带动复绕固定在绳轮上的驱动绳和配重牵引绳，使抽油杆和平衡配重箱上下运动完成采油工作；采用链条或者皮带和链条的组合进行第一级减速传动的优点在于减少动力损失，在大负载的情况下保持较高的工作效率，在环境敏感区域使用时可以减少噪音；本发明塔架式组合传动抽油机的平衡配重箱采用主、副配重多级可调配重，根据抽油量的变化配合动力系统调整配重，达到低耗高效的工作状态；本发明塔架式组合传动抽油机的导向轮利用一个转动轴固定在操作平台上，便于工作人员在修井时将导向轮移动至两侧。

综上所述，本发明塔架式组合传动抽油机与现有技术相比的优点在于：结构简单、成本低，故障点少、便于维护，适用于各种采油工况条件，传动效率高，能耗小；另外，由于具有维护方便的特点，就可以将动力系统、传动系统和控制系统安装在塔架之上，还具有极佳的防洪、防尘、防盗性能。

下面结合附图对本发明的塔架式组合传动抽油机作进一步说明。

附图说明

图1为本发明塔架式组合传动抽油机的结构示意图；

图2为本发明塔架式组合传动抽油机传动系统的结构示意图；

图3为本发明塔架式组合传动抽油机导向轮机构的结构示意图；

图4为图1的俯视图。

具体实施方式

如图1所示的塔架式组合传动抽油机，包括塔架1、动力系统2、传动系统、控制系统3、平衡配重箱4、配重牵引绳5、驱动绳6和悬绳器，其中动力系统2、传动系统、控制系统3安装在塔架1顶部的操作平台8上，工作人员可以通过控制系统3的无线或有线控制器在塔架1下面对整个塔架式组合传动抽油机进行控制操作，平衡配重箱4设有主配重箱31和副配重32，副配重32通过安装在主配重箱31两侧的挂钩33挂接在主配重箱31上，主配重箱31和副配重32内部装有水泥、砂和铁，工作人员可以根据抽油杆7实际的负载情况，调节平衡配重箱4的重量，使抽油杆7和配重处于一种相对平衡的工作状态，从而降低动力系统2和传动系统的能量消耗。

如图2和图3所示，传动系统包括传动带9、小皮带链轮10、大皮带链轮11、第一传动轴12、小齿轮13、大齿轮14、第二传动轴15和绳轮16，动力系统2输出端装有小皮带链轮10，小皮带链轮10通过传动带9带动大皮带链轮11，小皮带链轮10内侧设有链齿F，大皮带链轮11内侧设有链齿G，链齿F和G上装有传动链条30，当负载较小或工作环境对噪音较敏感时，可以只选择皮带进行传动，当负载较大时，可以选择链条或者皮带和链条的组合进行传动，链条传动保证了抽油机卸载时不打滑，大皮带链轮11固定安装在第一传动轴12的一端，第一传动轴12的另一端固定装有小齿轮13，第一传动轴12通过一对轴承A安装在传动轴支架17上，小齿轮13与大齿轮14相啮合，大齿轮14通过销钉18固定安装在轴套19的一端，轴套19的另一端固定安装有绳轮16，轴套19内部通过一对轴承B装有第二传动轴15，第二传动轴15的两端分别固定在轴座20上，轴座20固定在操作平台8上。

如图3和图4所示，塔架式组合传动抽油机还包括导向轮机构，导向轮机构包括导向轮支架21，导向杆22、转轴23、导向轮夹具24和导向轮25，导向轮支架21通过可调螺丝26固定安装在操作平台8靠近绳轮16的一侧，导向杆22一端通过可拆卸螺丝27安装在导向轮支架21上，工作人员可以通过改变可调螺丝26的安装位置来调整导向杆22伸出塔架1的距离，使抽油杆7和井口对中，转轴23穿过导向杆22和导向轮支架21的连接部分，转轴23一端固定在导向杆22内，另一端通过轴承C安装在导向轮支架21内，导向杆22的自由端装有导向轮夹具24，导向轮夹具24上装有导向轮25，当修井时，需要将抽油杆7从驱动绳6上卸开，然后将导向轮25摆离井口，工作人员只需要将可拆卸螺丝27松开，导向杆22就能以转轴23为中心向两侧摆动，带动导向轮25离开井口中心。

如图1、图2和图4所示，绳轮16上开有两组固定孔28、29，配重牵引绳5的一端固定在其中一组固定孔28上，驱动绳6的一端固定在另一组固定孔29上，配重牵引绳5和驱动绳6反方向缠绕在绳轮16上，配重牵引绳5的自由端通过悬绳器D连接平衡配重箱4，驱动绳6的自由端绕过导向轮25，通过悬绳器E连接抽油杆7，导向轮支架21两侧的操作平台8上分别装有拉杆34，拉杆34上端分别装有定滑轮35，导向轮夹具24两侧设有一对拉钩36，拉钩36上固定有钢丝绳37，钢丝绳37的另一端绕过定滑轮35固定在操作平台8上，钢丝绳37起到提拉导向杆22的作用，防止导向杆22在负载较大或者震动的情况下发生变形。

本发明塔架式组合传动抽油机的动力系统2选用永磁同步电机，电机的额定功率为8至55kw，额定转速为120至300rpm，输出扭矩为450至4000nm，传动系统的减速比i为10至25。本实施例优选永磁同步电机额定功率15kw，额定转速200rpm，输出扭矩716nm，传动系统的减速比i为22。

本发明塔架式组合传动抽油机的工作过程简述如下：控制系统3驱动永磁同步电机，通过小皮带链轮10带动大皮带链轮11，从而驱动与大皮带链轮11共轴的小齿轮13，小齿轮13带动与其啮合的大齿轮14，同时驱动绳轮16带动固定在其上的配重牵引绳5和驱动绳6，随着永磁同步电机有规律的交替正反转，使抽油杆7和平衡配重箱4上下往复运动，抽油杆7下行时，平衡配重箱4上行储存势能，抽油杆7上行时，平衡配重箱4下行释放势能，大幅度降低采油工作时的能量消耗。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1、一种塔架式组合传动抽油机，包括塔架(1)、动力系统(2)、传动系统、控制系统(3)、平衡配重箱(4)、配重牵引绳(5)、驱动绳(6)和悬绳器，其特征在于：所述动力系统(2)、传动系统、控制系统(3)安装在塔架(1)顶部的操作平台(8)上，所述传动系统包括传动带(9)、小皮带链轮(10)、大皮带链轮(11)、第一传动轴(12)、小齿轮(13)、大齿轮(14)、第二传动轴(15)和绳轮(16)，所述动力系统(2)输出端装有小皮带链轮(10)，所述小皮带链轮(10)通过传动带(9)带动大皮带链轮(11)，所述大皮带链轮(11)固定安装在第一传动轴(12)的一端，所述第一传动轴(12)的另一端固定装有小齿轮(13)，第一传动轴(12)通过一对轴承A安装在传动轴支架(17)上，所述小齿轮(13)与大齿轮(14)相啮合，所述大齿轮(14)通过销钉(18)固定安装在轴套(19)的一端，轴套(19)的另一端固定安装有绳轮(16)，所述轴套(19)内部通过一对轴承B装有第二传动轴(15)，所述第二传动轴(15)的两端分别固定在轴座(20)上，所述轴座(20)固定在操作平台(8)上，所述塔架式组合传动抽油机还包括导向轮机构，所述导向轮机构包括导向轮支架(21)，导向杆(22)、转轴(23)、导向轮夹具(24)和导向轮(25)，所述导向轮支架(21)通过可调螺丝(26)固定安装在操作平台(8)靠近绳轮(16)的一侧，所述导向杆(22)一端通过可拆卸螺丝(27)安装在导向轮支架(21)上，所述转轴(23)穿过导向杆(22)和导向轮支架(21)的连接部分，转轴(23)一端固定在导向杆(22)内，另一端通过轴承C安装在导向轮支架(21)内，所述导向杆(22)的自由端装有导向轮夹具(24)，导向轮夹具(24)上装有导向轮(25)，所述绳轮(16)上开有两组固定孔(28、29)，所述配重牵引绳(5)的一端固定在其中一组固定孔(28)上，所述驱动绳(6)的一端固定在另一组固定孔(29)上，所述配重牵引绳(5)和驱动绳(6)反方向缠绕在绳轮(16)上，所述配重牵引绳(5)的自由端通过悬绳器D连接平衡配重箱(4)，所述驱动绳(6)的自由端绕过导向轮(25)，通过悬绳器E连接抽油杆(7)。

2、根据权利要求1所述的塔架式组合传动抽油机，其特征在于：所述小皮带链轮(10)内侧设有链齿F，所述大皮带链轮(11)内侧设有链齿G，所述链齿F和G上装有传动链条(30)。

3、根据权利要求2所述的塔架式组合传动抽油机，其特征在于：所述平衡配重箱(4)设有主配重箱(31)和副配重(32)，所述副配重(32)通过安装在主配重箱(31)两侧的挂钩(33)挂接在主配重箱(31)上，所述主配重箱(31)和副配重(32)内部装有水泥、砂和铁。

4、根据权利要求3所述的塔架式组合传动抽油机，其特征在于：所述导向轮支架(21)两侧的操作平台(8)上分别装有拉杆(34)，所述拉杆(34)上端分别装有定滑轮(35)，所述导向轮夹具(24)两侧设有一对拉钩(36)，所述拉钩(36)上固定有钢丝绳(37)，所述钢丝绳(37)的另一端绕过定滑轮(35)固定在操作平台(8)上。

5、根据权利要求4所述的塔架式组合传动抽油机，其特征在于：所述动力系统(2)为永磁同步电机，所述永磁同步电机的额定功率为8至55kw，额定转速为120至300rpm，输出扭矩为450至4000nm，传动系统的减速比i为10至25。

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