CN105484706A - 一种曲柄滑轮钢丝绳换向抽油机及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种曲柄滑轮钢丝绳换向抽油机及方法。其技术方案是：包括主滑轮组总成、平衡箱总成、定滑轮组、动滑轮组、曲柄轴总成等组成，曲柄轴总成安装在底座总成后侧；动滑轮组安装在曲柄轴总成的曲柄端部行程调节孔内；定滑轮组安装在底座总成上；传动钢丝绳一端与底座总成上的尾绳桩联接，另一端绕过各滑轮与平衡箱总成底部联结；有益效果是：利用曲柄换向原理、动滑轮行程倍增原理实现抽油机长冲程运行；利用悬点载荷与平衡箱重量间大的载荷差实现在下冲程时适应井内抽油杆柱组合的快速下行；机构运动平稳，制动可靠；机构简单，结构紧凑；电动机持续运转不换向，启动转矩大，启动电流小，负重载轻松启动，效率高，噪音低。

Description

一种曲柄滑轮钢丝绳换向抽油机及方法

技术领域

本发明涉及一种石油工业用的采油机械，特别涉及一种曲柄滑轮钢丝绳换向抽油机及方法。

背景技术

目前油田采油使用的抽油机种类很多，游梁式抽油机安装工作量大，对于长冲程、大负荷机型，其体积大、重量大、装机功率大，能源消耗大，性价比差。液压抽油机能耗高、养护不方便、效率低；链条抽油机噪声大、漏油污染环境；电机正反转抽油机启动电流大，效率低，抽油机换向后短时间内达到额定运行速度，形成大负载，载荷差小，抽油杆下行程速度慢。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种曲柄滑轮钢丝绳换向抽油机及方法，它利用曲柄的旋转带动动滑轮做回转运行实现传动和换向。

本发明提到的一种曲柄滑轮钢丝绳换向抽油机，包括底座总成（1）、塔架总成（2）、悬绳器（3）、悬绳（4）、主滑轮组总成（5）、平衡箱总成（6）、传动钢丝绳（7）、定滑轮组（8）、动滑轮组（9）、曲柄轴总成（10）、齿轮减速器（11）、皮带传动组（12）、电动机（13）、刹车总成（14），所述的塔架总成（2）安装在底座总成（1）前部；两个滑轮组成的主滑轮组总成（5）安装在塔架总成（2）顶部；两根悬绳（4）绕过主滑轮组总成（5）将平衡箱总成（6）与悬挂抽油杆柱的悬绳器（3）联接；平衡箱总成（6）悬挂在塔架总成（2）的后侧，平衡箱总成（6）底部与传动钢丝绳（7）联接；曲柄轴总成（10）安装在底座总成（1）后侧；动滑轮组（9）安装在曲柄轴总成（10）的曲柄端部行程调节孔内；定滑轮组（8）安装在底座总成（1）上；传动钢丝绳（7）一端与底座总成（1）上的尾绳桩联接，另一端绕过各滑轮与平衡箱总成（6）底部联结；齿轮减速器（11）安装在底座总成（1）上其输出轴上的小齿轮与曲柄轴总成（10）的大齿轮对正啮合；皮带传动组（12）安装在齿轮减速器（11）的输入轴和电动机（13）的输出轴之间；刹车总成（14）安装在齿轮减速器（11）另一端输入轴上；电动机（13）低位安装在底座总成（1）上。

由两个滑轮组成的主滑轮组总成（5）和两根悬绳（4）可以用一个滚筒总成和一个皮带总成代替；主滑轮组可以是4、6、8个滑轮共4、6、8根悬绳，也可以是2个滑轮，每个滑轮有2、3、4个绳槽共4、6、8根悬绳。

上述的曲柄轴总成（10）由大齿轮（10.1）与安装齿轮的曲柄（10.2）组成，曲柄（10.2）安装在大齿轮（10.1）的一侧，大齿轮在实现减速的同时输出大的扭矩。

由曲柄轴总成（10）、动滑轮组（9）、定滑轮组（8）和传动钢丝绳（7）组成传动换向系统，曲柄轴总成（10）安装在底座总成（1）后侧；动滑轮组（9）安装在曲柄轴总成（10）的曲柄端部行程调节孔内；定滑轮组（8）安装在底座总成（1）上；传动钢丝绳（7）一端与底座总成（1）上的尾绳桩联接，另一端绕过各滑轮与平衡箱总成（6）底部联结，所述的传动钢丝绳（7）一端与平衡箱总成连接以拉动载荷，另一端绕过定滑轮组（8）实现转向，再绕过动滑轮组（9）与固定底座总成（1）上的尾绳端（1.1）连接紧固，动滑轮组（9）绕曲柄轴总成（10）中心做圆周运行，在做圆周运行的过程中不断重复靠近和远离定滑轮组（8），从而实现钢丝绳放送和拉抽。

上述的动滑轮组（9）绕曲柄轴总成（10）的中心做圆周运行，动滑轮组（9）在做圆周运行的过程中不断重复靠近和远离定滑轮组（8），实现钢丝绳放送和抽拉的过程中有平缓变化的加速度，动力传递平稳。

上述的刹车总成（14）安装在齿轮减速器（11）的一端输入轴上，刹车总成（14）采用手动控制方式，为常开式。

上述的齿轮减速器（11）通过输出轴上的齿轮副驱动曲柄轴组总成（10）做圆周运动。

本发明提到的一种曲柄滑轮钢丝绳换向抽油机的使用方法，包括以下方法：

抽油机装配完成，系统未启动时，在抽油杆柱组合的重力作用下平衡箱（6）位于行程的顶部；

系统启动后，电动机（13）通过皮带传动组（12）驱动齿轮减速器（11），齿轮减速器（11）实现减速并输出扭矩，齿轮减速器输出轴上的小齿轮驱动曲柄轴总成（10）上的大齿轮旋转并输出大扭矩，安装在曲柄轴总成（10）曲柄端部的动滑轮组（9）随曲柄的旋转做圆周运行，动滑轮组（9）在围绕曲柄轴总成（10）的中心做圆周运行的过程中连续接近或远离定滑轮组（8），从而反复拉送钢丝绳使平衡箱总成（6）做上下往复直线运动，平衡箱总成（6）带动悬绳（4）做上下往复直线运动，悬绳（4）绕过主滑轮组总成（5）实现运动方向的改变同时带动悬绳器（3）及其连接的抽油杆柱和抽油泵柱塞作连续上下往复直线运动，实现井液抽吸；

系统关闭时，切断动力电源，电动机减速器停止动力输出，安装在齿轮减速器（11）输入轴一端的刹车总成（14）可靠制动，所有上下往复运动部件立即在即时位置停住。

本发明的有益效果是：利用曲柄的旋转使安装在其上的动滑轮做圆周运行，促使动滑轮平缓接近和远离定滑轮，动滑轮带动钢丝绳运动，实现抽油机换向，实现抽油机平缓往复运行。本发明利用曲柄换向原理、动滑轮行程倍增原理实现抽油机长冲程运行；利用悬点载荷与平衡箱重量间大的载荷差实现在下冲程时适应井内抽油杆柱组合的快速下行；机构运动平稳，制动可靠；机构简单，结构紧凑；电动机持续运转不换向，可采用开关磁阻电机，启动转矩大，启动电流小，负重载轻松启动，效率高，噪音低。

附图说明

附图1是本发明的整体结构示意图；

附图2是本发明的整体结构的俯视图；

附图3是曲柄轴总成的结构示意图；

附图4是曲柄轴总成的俯视图；

附图5是本发明的钢丝绳传动换向原理图；

上图中：底座总成1、塔架总成2、悬绳器3、悬绳4、主滑轮组总成5、平衡箱总成6、传动钢丝绳7、定滑轮组8、动滑轮组9、曲柄轴总成10、齿轮减速器11、皮带传动组12、电动机13、刹车总成14、大齿轮10.1、曲柄10.2、尾绳端1.1。

具体实施方式

结合附图1-5，对本发明作进一步的描述：

本发明提到的一种曲柄滑轮钢丝绳换向抽油机，包括底座总成1、塔架总成2、悬绳器3、悬绳4、主滑轮组总成5、平衡箱总成6、传动钢丝绳7、定滑轮组8、动滑轮组9、曲柄轴总成10、齿轮减速器11、皮带传动组12、电动机13、刹车总成14，所述的塔架总成2安装在底座总成1前部；两个滑轮组成的主滑轮组总成5安装在塔架总成2顶部；两根悬绳4绕过主滑轮组总成5将平衡箱总成6与悬挂抽油杆柱的悬绳器3联接；平衡箱总成6悬挂在塔架总成2的后侧，平衡箱总成6底部与传动钢丝绳7联接；曲柄轴总成10安装在底座总成1后侧；动滑轮组9安装在曲柄轴总成10的曲柄端部行程调节孔内，根据应用需要调节固定位置实现抽油机冲程长度的调节；定滑轮组8安装在底座总成1上；传动钢丝绳7一端与底座总成1上的尾绳桩联接，另一端绕过各滑轮与平衡箱总成6底部联结；齿轮减速器11安装在底座总成1上其输出轴上的小齿轮与曲柄轴总成10的大齿轮对正啮合；皮带传动组12安装在齿轮减速器11的输入轴和电动机13的输出轴之间；刹车总成14安装在齿轮减速器11另一端输入轴上；电动机13低位安装在底座总成1上。

由两个滑轮组成的主滑轮组总成5和两根悬绳4可以用一个滚筒总成和一个皮带总成代替；主滑轮组可以是4、6、8个滑轮共4、6、8根悬绳，也可以是2个滑轮，每个滑轮有2、3、4个绳槽共4、6、8根悬绳。

其中，曲柄轴总成10由大齿轮10.1与安装齿轮的曲柄10.2组成，曲柄10.2安装在大齿轮10.1的一侧，大齿轮在实现减速的同时输出大的扭矩。

由曲柄轴总成10、动滑轮组9、定滑轮组8和传动钢丝绳7组成传动换向系统，曲柄轴总成10安装在底座总成1后侧；动滑轮组9安装在曲柄轴总成10的曲柄端部行程调节孔内；定滑轮组8安装在底座总成1上；传动钢丝绳7一端与底座总成1上的尾绳桩联接，另一端绕过各滑轮与平衡箱总成6底部联结，所述的传动钢丝绳7一端与平衡箱总成连接以拉动载荷，另一端绕过定滑轮组8实现转向，再绕过动滑轮组9与固定底座总成1上的尾绳端1.1连接紧固，动滑轮组9绕曲柄轴总成10中心做圆周运行，在做圆周运行的过程中不断重复靠近和远离定滑轮组8，从而实现钢丝绳放送和拉抽。

另外，动滑轮组9绕曲柄轴总成10的中心做圆周运行，动滑轮组9在做圆周运行的过程中不断重复靠近和远离定滑轮组8，实现钢丝绳放送和抽拉的过程中有平缓变化的加速度，动力传递平稳。上述的刹车总成14安装在齿轮减速器11的一端输入轴上，刹车总成14采用手动控制方式，为常开式。上述的齿轮减速器11通过输出轴上的齿轮副驱动曲柄轴组总成10做圆周运动。

本发明提到的曲柄滑轮钢丝绳换向抽油机的使用方法，包括以下步骤：

抽油机装配完成，系统未启动时，在抽油杆柱组合的重力作用下平衡箱6位于行程的顶部。

系统启动后，电动机13通过皮带传动组12驱动齿轮减速器11；齿轮减速器11输出动力通过齿轮传动副驱动曲柄轴总成10连续匀速旋转；动滑轮组9安装在曲柄端部，随着曲柄的转动围绕曲柄轴中心做圆周运行，实现不断靠近和远离定滑轮组8，并不断拉动和放送传动钢丝绳7，从而实现传动换向和实现平衡箱总成6作直线往复运动；平衡箱总成6带动绕过抽油机顶部的主滑轮组总成5的悬绳4及悬绳器3、光杆卡子与抽油系统光杆相联作往复直线运动，光杆与抽油杆连接并通过抽油杆带动井下泵柱塞作往复直线运动实现抽油泵吸排。

动滑轮组9围绕曲柄轴总成10的中心匀速旋转，平缓接近和远离定滑轮组8，实现传动钢丝绳7往复运行，减缓了冲击载荷。

平衡箱总成6重量较轻，用于保证杆柱上端在井内处于受拉状态和抵消部分杆柱重量减轻电动机负荷，其与井内抽油杆柱组合的载荷差使抽油杆柱组合获得理想的下行速度。

系统关闭时，切断动力电源，电动机减速器停止动力输出，安装在齿轮减速器11输入轴一端的刹车总成14可可靠制动，所有上下往复运动部件立即在即时位置停住。

以上所述，仅是本发明的部分较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种曲柄滑轮钢丝绳换向抽油机，其特征是：包括底座总成（1）、塔架总成（2）、悬绳器（3）、悬绳（4）、主滑轮组总成（5）、平衡箱总成（6）、传动钢丝绳（7）、定滑轮组（8）、动滑轮组（9）、曲柄轴总成（10）、齿轮减速器（11）、皮带传动组（12）、电动机（13）、刹车总成（14），所述的塔架总成（2）安装在底座总成（1）前部；两个滑轮组成的主滑轮组总成（5）安装在塔架总成（2）顶部；两根悬绳（4）绕过主滑轮组总成（5）将平衡箱总成（6）与悬挂抽油杆柱的悬绳器（3）联接；平衡箱总成（6）悬挂在塔架总成（2）的后侧，平衡箱总成（6）底部与传动钢丝绳（7）联接；曲柄轴总成（10）安装在底座总成（1）后侧；动滑轮组（9）安装在曲柄轴总成（10）的曲柄端部行程调节孔内；定滑轮组（8）安装在底座总成（1）上；传动钢丝绳（7）一端与底座总成（1）上的尾绳桩联接，另一端绕过各滑轮与平衡箱总成（6）底部联结；齿轮减速器（11）安装在底座总成（1）上其输出轴上的小齿轮与曲柄轴总成（10）的大齿轮对正啮合；皮带传动组（12）安装在齿轮减速器（11）的输入轴和电动机（13）的输出轴之间；刹车总成（14）安装在齿轮减速器（11）另一端输入轴上；电动机（13）低位安装在底座总成（1）上。

2.根据权利要求1所述的曲柄滑轮钢丝绳换向抽油机，其特征是：由两个滑轮组成的主滑轮组总成（5）和两根悬绳（4）可以用一个滚筒总成和一个皮带总成代替；主滑轮组可以是4、6、8个滑轮共4、6、8根悬绳，也可以是2个滑轮，每个滑轮有2、3、4个绳槽共4、6、8根悬绳。

3.根据权利要求1所述的曲柄滑轮钢丝绳换向抽油机，其特征是：所述的曲柄轴总成（10）由大齿轮（10.1）与安装齿轮的曲柄（10.2）组成，曲柄（10.2）安装在大齿轮（10.1）的一侧，大齿轮在实现减速的同时输出大的扭矩。

4.根据权利要求1所述的曲柄滑轮钢丝绳换向抽油机，其特征是：由曲柄轴总成（10）、动滑轮组（9）、定滑轮组（8）和传动钢丝绳（7）组成传动换向系统，曲柄轴总成（10）安装在底座总成（1）后侧；动滑轮组（9）安装在曲柄轴总成（10）的曲柄端部行程调节孔内；定滑轮组（8）安装在底座总成（1）上；传动钢丝绳（7）一端与底座总成（1）上的尾绳桩联接，另一端绕过各滑轮与平衡箱总成（6）底部联结，所述的传动钢丝绳（7）一端与平衡箱总成连接以拉动载荷，另一端绕过定滑轮组（8）实现转向，再绕过动滑轮组（9）与固定底座总成（1）上的尾绳端（1.1）连接紧固，动滑轮组（9）绕曲柄轴总成（10）中心做圆周运行，在做圆周运行的过程中不断重复靠近和远离定滑轮组（8），从而实现钢丝绳放送和拉抽。

5.根据权利要求1所述的曲柄滑轮钢丝绳换向抽油机，其特征是：所述的动滑轮组（9）绕曲柄轴总成（10）的中心做圆周运行，动滑轮组（9）在做圆周运行的过程中不断重复靠近和远离定滑轮组（8），实现钢丝绳放送和抽拉的过程中有平缓变化的加速度，动力传递平稳。

6.根据权利要求1所述的曲柄滑轮钢丝绳换向抽油机，其特征是：所述的刹车总成（14）安装在齿轮减速器（11）的一端输入轴上，刹车总成（14）采用手动控制方式，为常开式。

7.根据权利要求1所述的曲柄滑轮钢丝绳换向抽油机，其特征是：所述的齿轮减速器（11）通过输出轴上的齿轮副驱动曲柄轴组总成（10）做圆周运动。

8.一种如权利要求1-7中任一项所述的曲柄滑轮钢丝绳换向抽油机的使用方法，其特征是：包括以下方法：

抽油机装配完成，系统未启动时，在抽油杆柱组合的重力作用下平衡箱（6）位于行程的顶部；

系统启动后，电动机（13）通过皮带传动组（12）驱动齿轮减速器（11），齿轮减速器（11）实现减速并输出扭矩，齿轮减速器输出轴上的小齿轮驱动曲柄轴总成（10）上的大齿轮旋转并输出大扭矩，安装在曲柄轴总成（10）曲柄端部的动滑轮组（9）随曲柄的旋转做圆周运行，动滑轮组（9）在围绕曲柄轴总成（10）的中心做圆周运行的过程中连续接近或远离定滑轮组（8），从而反复拉送钢丝绳使平衡箱总成（6）做上下往复直线运动，平衡箱总成（6）带动悬绳（4）做上下往复直线运动，悬绳（4）绕过主滑轮组总成（5）实现运动方向的改变同时带动悬绳器（3）及其连接的抽油杆柱和抽油泵柱塞作连续上下往复直线运动，实现井液抽吸；

系统关闭时，切断动力电源，电动机减速器停止动力输出，安装在齿轮减速器（11）输入轴一端的刹车总成（14）可靠制动，所有上下往复运动部件立即在即时位置停住。