[發(fā)明專利]擺桿式柔性正扭矩抽油機(jī)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010445144.3
• 申請日: 2020-05-23
• 公開（公告）號: CN111364950A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐金超;李瑋;張強(qiáng);孫文峰;李思琪;趙歡
• 申請（專利權(quán)）人: 東北石油大學(xué)
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;F04B47/14
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務(wù)所 23118
• 代理人: 曹愛華

本發(fā)明涉及的是擺桿式柔性正扭矩抽油機(jī)，它包括電機(jī)、減速器、曲柄、導(dǎo)軌、擺桿、鋼絲繩、橫梁、天輪、懸繩器，電機(jī)輸出軸連接減速器，減速器輸出軸連接曲柄和平衡塊，導(dǎo)軌套裝在擺桿上且與擺桿滑動連接，導(dǎo)軌鉸接在曲柄上，擺桿下端與底座鉸接，擺桿上端連接第一鋼絲繩，第一鋼絲繩另一端連接在橫梁上，第二鋼絲繩連接在橫梁上，第二鋼絲繩另一端繞過天輪與懸繩器連接，天輪安裝在支架上端；曲柄和平衡塊構(gòu)成平衡塊滯后曲柄一體復(fù)合結(jié)構(gòu)，當(dāng)減速器輸出軸帶動曲柄及平衡塊繞減速器輸出軸做順時針旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時，平衡塊滯后于曲柄。本發(fā)明不僅使減速箱扭矩全為正值，而且使扭矩曲線波動更加平緩，所需電機(jī)功率大大減小，使整機(jī)效率明顯提高。

一、技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及的是石油開采機(jī)械舉升領(lǐng)域技術(shù)，具體涉及的是一種擺桿式柔性正扭矩抽油機(jī)。

二、背景技術(shù)：

國際能源供需關(guān)系日趨緊張，能源消耗過大，急需發(fā)展安全、節(jié)能、環(huán)保的油氣田煤田舉升裝置。為適應(yīng)不同開采期的需要，機(jī)械采油設(shè)備從游梁式抽油機(jī)發(fā)展到無游梁式抽油機(jī)。目前，75%的人工舉升抽油機(jī)以游梁式抽油機(jī)為主，分為常規(guī)型游梁式抽油機(jī)、前置型游梁式抽油機(jī)、異相型游梁式抽油機(jī)和雙驢頭型游梁式抽油機(jī)、高架曲柄平衡、直接平衡抽油機(jī)等。這些結(jié)構(gòu)型式的抽油機(jī)主要是利用曲柄連桿機(jī)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)橛瘟旱纳舷聰[動，或電機(jī)正反轉(zhuǎn)等帶動抽油桿和抽油泵進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動，將井液抽汲至地面。這些類型的抽油機(jī)結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，配套工藝齊全，但其結(jié)構(gòu)龐大、載荷波動大，在連桿轉(zhuǎn)動、驢頭上下運(yùn)動過程中，電機(jī)存在發(fā)電和在低效區(qū)工作、減速箱存在正負(fù)和交變大的載荷，即沖程上下死點(diǎn)減速箱扭矩、電機(jī)功率均存在負(fù)值、零值和交變幅度較大(見圖3)，為滿足系統(tǒng)需要必須配用功率較大的電機(jī)，致使電機(jī)發(fā)電和利用率低，系統(tǒng)存在低效和發(fā)電區(qū)，導(dǎo)致運(yùn)動性能差、載荷沖擊大、系統(tǒng)效率低和能耗大。其主要原因是上下沖程死點(diǎn)的扭矩負(fù)值無正扭矩值進(jìn)行平衡使其增大，扭矩最大值也無負(fù)扭矩進(jìn)行抵消使其減小。本領(lǐng)域的技術(shù)人員一直在研究一種方法或結(jié)構(gòu)，意圖使減速箱扭矩不但無負(fù)值，并且使其最大值減小，最小值增大，交變幅度減小，但始終沒有解決這個問題。

三、發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是提供擺桿式柔性正扭矩抽油機(jī)，這種擺桿式柔性正扭矩抽油機(jī)用于解決目前在用的游梁式抽油機(jī)結(jié)構(gòu)龐大、載荷波動大以及電機(jī)存在發(fā)電和在低效區(qū)工作、減速箱存在正負(fù)和交變大的載荷以及系統(tǒng)效率低和能耗大的問題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：這種擺桿式柔性正扭矩抽油機(jī)包括電機(jī)、減速器、曲柄、導(dǎo)軌、擺桿、鋼絲繩、橫梁、天輪、懸繩器，電機(jī)安裝在底座上，電機(jī)輸出軸連接減速器，減速器輸出軸連接曲柄和平衡塊，導(dǎo)軌套裝在擺桿上且與擺桿滑動連接，導(dǎo)軌鉸接在曲柄上，擺桿下端與底座鉸接，擺桿上端連接第一鋼絲繩，第一鋼絲繩另一端連接在橫梁上，第二鋼絲繩連接在橫梁上，第二鋼絲繩另一端繞過天輪與懸繩器連接，天輪安裝在支架上端；曲柄和平衡塊構(gòu)成平衡塊滯后曲柄一體復(fù)合結(jié)構(gòu)，平衡塊由配重塊和平衡桿構(gòu)成，配重塊設(shè)置于平衡桿的一端，平衡桿另一端交匯于曲柄頭部形成一體，曲柄頭部具有用于與減速器輸出軸連接的軸孔，順時針方向上，曲柄在平衡桿前方，且平衡桿與曲柄形成銳角，當(dāng)減速器輸出軸帶動曲柄及平衡塊繞減速器輸出軸做順時針旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時，平衡塊滯后于曲柄。

上述方案中減速器輸出軸兩端各連接一個曲柄和平衡塊，每個曲柄鉸接一個導(dǎo)軌，每個導(dǎo)軌套裝在一個擺桿上，每個擺桿下端均與底座鉸接，每個擺桿上端均連接一條第一鋼絲繩，每條第一鋼絲繩另一端均連接在橫梁上。

上述方案中電機(jī)處設(shè)置手剎。

本發(fā)明具有以下有益效果：

1、本發(fā)明采用擺桿結(jié)構(gòu)調(diào)整油井載荷作用的區(qū)間，達(dá)到增大油井載荷上沖程正扭矩區(qū)間范圍，減小下沖程負(fù)扭矩區(qū)間范圍的目的，平衡系統(tǒng)采用平衡塊滯后曲柄一體復(fù)合結(jié)構(gòu)的設(shè)計方式，來達(dá)到加大平衡偏置角的目的，主要解決了傳統(tǒng)抽油機(jī)沖程上下死點(diǎn)減速箱扭矩存在負(fù)值或零值、扭矩和功率交變大、導(dǎo)致載荷沖擊大、系統(tǒng)效率低、能耗大的問題。