雙帶雙滾筒長衝程抽油機的製作方法

2023-06-01 03:43:56

專利名稱：雙帶雙滾筒長衝程抽油機的製作方法
技術領域：
本發明涉及的雙帶雙滾筒長衝程抽油機，屬機械採油的一種地面抽油設備。
抽油機是石油開採中最重要的設備之一。為提高井下泵效，減少衝程損失，需要負荷大、衝次低、衝程長的抽油機。我國專利CN89201812.7所公開的寬帶式長衝程抽油機就是其中的一種。但該抽油機是以方形支架的一個面靠近井口。在設計上為了使支架承受的偏心載荷儘可能小，支架的這個面必然距井口很近，這尤如一面高牆擋在井口的一側，很不利於修井作業時的需要。同時，由於單根柔性寬皮帶組成的受力傳動件，隨著抽油機噸位的加大，必然要加寬和加厚皮帶的截面尺寸，其寬度可超過半米以上。柔性寬皮帶又是一種易損件，若干年必須更換一次。更換拆裝十分笨重不便。在進行調防衝距或修井作業時，需要另請汽車吊配合。衝程調節採用鏈條減速器，體積比較大。
本發明的目的是提供一種適用於負荷大、衝程長，帶有雙帶雙滾筒、平衡框起吊裝置、繩組式懸繩器、行星凸輪式衝程調節機構、十字平衡式安全裝置，並且布局合理，具有可不停機就能對衝程長度進行無級調節，安裝、維修作業方便的雙帶雙滾筒長衝程抽油機。
本發明是用下述方案實現的一種由底座[16]、支架[3]、電動機[15]、減速器[14]、滾筒[13]、柔性寬皮帶[18]、過輪[12]、安轉裝置[17]、平衡框[11]、鋼絲繩組[2]、天車輪[7]、前後天車臺[5，10]、懸繩器[1]、衝程調節機構[4]所組成的雙帶雙滾筒長衝程抽油機，其特徵是該抽油機的總體設計是以支架橫斷面的對角線為對稱軸線，並且對角線通過井口中心。減速器[14]輸出軸的兩端同時輸出，並對稱地裝有一對滾筒[13]。其中一個滾筒的外側設有行星凸輪式衝程調節機構。兩滾筒[13]隨同減速器[14]輸出軸可正反轉，同步地纏繞各自的柔性寬皮帶[18]。兩根柔性寬皮帶再繞過各自的過輪[12]，與十字平衡梁[19]相連接。十字梁[19]通過安全裝置[17]，接在平衡框[11]的下部。平衡框[11]上部設有連接固定鋼絲繩的滑輪[27b、27e、28、26a、26b]，下部設有安全裝置[17]。平衡框[11]可在支架[3]中沿導軌上下運動。鋼絲繩組[2]通過天車輪[7]與繩組式懸繩器[1]相連接，懸繩器[1]上設有連接鋼絲繩的導向滑輪組[27a、27c、27d、27f]。天車輪[7]可以在前天車臺[5]上用螺栓[6]前後調節。前後天車臺[5，10]可利用螺栓[24]繞支架頂部的中心銷[23]左右偏轉，而前天車臺[5]可以圍繞銷軸[9]向後旋轉180°。該抽油機還設有平衡框起吊裝置。
由單根柔性寬皮帶組成的受力傳動件，隨著抽油機噸位的加大，必然要加寬和加厚其截面尺寸，其寬度可超過半米以上。這就使寬皮帶接頭、接頭座、滾筒體的加工難度也越來越大。採用雙帶傳動後，除能克服上述弊病外，又可取消單側傳動所必須的聯軸器、滾筒軸、軸承、軸承座等傳動支承件，從而大大簡化了大噸位長衝程抽油機的傳動。
本發明技術方案中的十字平衡梁[19]由梁體[41]、轉軸[40]和能在抽油機卸載後託起梁體自重的彈簧[43]、活動銷[42]、螺杆[46]、墊圈[44]、螺母[45]組成，以適應雙傳動找平衡。採用雙帶傳動必然會出現滾筒或寬帶在加工上的誤差，從而使雙帶可能出現受力不均或單根帶先斷裂的問題。此時可通過梁體的擺動自動的尋找平衡，如萬一發生單根寬帶先斷事故，則斷帶端的梁體將上翹，與平衡框體下平面接觸，形成支點，使未斷寬帶仍可繼續牽動平衡框運動，待操作工發現後予以處理。如果雙帶均斷裂，十字梁兩側彈簧可託起梁體及殘餘斷帶的重量，並協助安全銷自動外伸，將平衡框銷定在支架導軌的長孔上。
本發明技術方案中的安全裝置[17]由安全銷[29]、銷座[30]、彈簧[31]、墊圈[32]、端蓋[39]、曲拐[36]以及空心螺栓[38]、安全銷的自鎖螺母[37]、螺栓[33]、銷子[35、34]所組成。其目的是當兩安全銷彈簧壓力不同或要求調整安全銷外伸力時，可通過調節此空心螺栓[38]來實現。此外，根據抽油機檢修或者摘除井口負荷作業時的需要，可擰緊安全銷的自鎖螺母[37]，人為的使安全銷不起保護作用，以便用起吊裝置吊起平衡框[11]，並使其能在支架中上下移動。一但檢修或作業完畢，再鬆開自鎖螺母[37]，使鎖銷式安全裝置恢復其特有的保護功能。即在抽油機正常工作時，如果寬帶或鋼絲繩突然發生斷裂，安全銷即刻將平衡框銷在支架導軌中。
本發明技術方案中的行星凸輪式衝程調節機構，由行星減速器[22]、凸輪[21]、一對行程開關[20a，20b]、固定螺栓[47]組成。其結構簡單，體積小，並且是全封閉潤滑，布置在滾筒軸端，非常緊湊。另外雙行程開關，在行星減速器端蓋環形槽中可無級滑動調節，只需改變其與12點鐘位置的夾角，就可方便地不停車調節衝程長度。夾角越小，衝程越大。雙行程開關又延長了其本身使用壽命一倍。凸輪有油池潤滑，使行程開關導向滾子受力均勻，磨損小。
本發明技術方案中的繩組式懸繩器，由懸繩器[1]、導向滑輪組[27a、27c、27d、27f]、鋼絲繩組[2]、平衡框上導向滑輪組[27b、27e、28]、固定繩頭的滑輪[26a、26b]、繩端固定卡[25]所組成。可將一根鋼絲繩繞成多根鋼絲繩組[2]，以降低每根鋼絲繩上的負荷。並藉助導向滑輪，使鋼絲繩組中的鋼絲繩受力均衡。由單根鋼絲繩形成的多根繩組還有下述好處基本解決了普通鋼繩用在抽油機上的打扭問題;便於現場更換;可選用直徑較細的鋼絲繩，增加了繩輪比，改善了鋼繩疲勞彎曲受力狀況，延長了使用壽命。鋼繩兩端用鋼繩卡固定。在需要抽油機適應不同高度井口裝置時，或需要改變井下泵防衝距時，只要相應縮放鋼繩長度，就可改變懸繩器距井口最小距離，現場處理極為簡易。
本發明技術方案中的平衡框配有起吊裝置，它由電葫蘆[48]、導向滑輪[49]、固定滑輪[50]、遊動滑車[51]，鋼絲繩[53]及吊構[52]構成。現有的寬帶長衝程抽油機無此裝置。故其在進行調防衝距或修井作業時，需要另請汽車吊配合。在現場，往往因等吊車或彼此配合不當而引起麻煩。本起吊裝置解決了現場這一需求，同時也是在廠內進行試驗所不可少的裝置。
本發明所述的雙帶雙滾筒長衝程抽油機最大特點是布局合理;承載能力可以很大;另一方面是滾筒傳動，力臂遠小於常規抽油機曲柄半徑，所需扭矩減小50%以上，大型機可減少七至八成，節能效果極為顯著。更重要的是薄而寬的運輸帶在滾筒上可多層纏繞。衝程長度設計十分自由，幾乎不受限制。由於寬皮帶在滾筒上正反轉都能纏繞，與其它類型滾筒式長衝程抽油機相比，在每衝程循環中，電動機可以少換向一次，換句話說電機壽命延長一倍。寬皮帶作為受力傳動件，即剛又柔，無聲息，又不用潤滑和特別保養，更換也方便。因此本發明適合於深井採油的需要。
以下將結合附圖
對本發明作進一步描述。
圖一是本發明雙帶雙滾筒長衝程抽油機的主視結構示意圖。
圖二是本發明雙帶雙滾筒長衝程抽油機的後視結構示意圖。
圖三是本發明雙帶雙滾筒長衝程抽油機的俯視結構示意圖。
圖四是本發明雙帶雙滾筒長衝程抽油機圖一的A-A剖視圖。
圖五是本發明雙帶雙滾筒長衝程抽油機的繩組式懸繩器系統結構原理圖。
圖六是本發明雙帶雙滾筒長衝程抽油機的鎖銷式安全裝置結構示意圖。
圖七是本發明雙帶雙滾筒長衝程抽油機的十字平衡梁結構示意圖。
圖八是本發明雙帶雙滾筒長衝程抽油機的行星凸輪式衝程控制機構示意圖。
參照圖一至圖八，在底座[16]上安裝電動機[15]、減速器[14]、雙滾筒[13]、過輪[12]和支架[3]。在支架[3]上安裝電葫蘆[48]、導向滑輪[49]、固定滑輪[50]、鋼絲繩[53]、遊動滑車[51]、吊鉤[52]、前後天車臺[5、10]、天車輪[7]、帶有十字梁[19]的平衡框[11]及寬皮帶[18]、鋼絲繩組[2]、懸繩器[1]、行星凸輪式衝程調節機構[20a、20b、21、22、47]，並對裝好的雙帶雙滾筒長衝程抽油機進行調整，調整時可通過調節螺栓[6]，使前天車輪[7]在前天車臺[5]上前後方向位移。調節螺栓[24]，可使整個天車圍繞支架中心銷軸[23]左右偏轉一定角度，滿足對中井口作業要求。當電動機[15]通過三角膠帶驅動減速器[14]時，減速器輸出軸的兩端對稱裝的兩個滾筒[13]均可正反轉，並纏繞各自的寬皮帶[18]。寬皮帶從各自的過輪[12]下繞過後，向上通過十字平衡梁[19]及安全裝置[17]帶動平衡框[11]在支架[3]中上下運動。與平衡框[11]上部相連接著的鋼絲繩組[2]，拉動繩組式懸繩器和抽油杆上下運動以便抽取原油。衝程換向，用行星凸輪式衝程機構控制。衝程長度的調節，可用改變行星凸輪式衝程調節機構中的雙行程開關[20a、20b]與12點鐘位置的夾角來實現，夾角調小時，衝程增長。該調節可在不停機狀態下無級的進行，十分方便、省力。本發明採用直接平衡。配重需要多少，可在平衡框[11]中增減鑄鐵塊來調整。在修井作業時，抽掉鉸接前後天車臺的四個銷軸[9]中同側的兩個，前天車臺[5]就可相應的向後側推轉180°，完全讓開井口空間。作業完畢，再行復原。電動機正反轉送電及送電時間另有電氣系統進行自動控制。利用本發明，目前已試生產出國內最大型號的雙帶雙滾筒長衝程抽油機。其主要參數為型號KCJ16-8-53HZ，最大懸點負荷160kN，最大衝程8m，衝次(2.8、2.2、1.6)衝/分，電機功率45kW，自重25000kg。
權利要求
1.一種由底座[16]、支架[3]、電動機[15]、減速器[14]、滾筒[13]、柔性寬皮帶[18]、過輪[12]、安全裝置[17]、平衡框[11]、鋼絲繩組[2]、天車輪[7]、前後天車臺[5，10]、懸繩器[1]、衝程調節機構[4]所組成的雙帶雙滾筒長衝程抽油機，其特徵是該抽油機的總體設計是以支架橫斷面的對角線為對稱軸線，並且對角線通過井口中心，減速器[14]輸出軸的兩端同時輸出，並對稱地裝有一對滾筒[13]，其中一個滾筒的外側設有行星凸輪式衝程調節機構[4]，兩滾筒[13]隨同減速器[14]輸出軸可正反轉，同步地纏繞各自的柔性寬皮帶[18]，兩根柔性寬皮帶再繞過各自的過輪[12]，與十字平衡梁[19]相連接，十字梁[19]通過安全裝置[17]，接在平衡框[11]的下部，平衡框[11]上部設有聯接固定鋼絲繩的滑輪組[27b、27e、28、26a、26b]，下部設有安全裝置[17]，平衡框[11]可在支架[3]中沿導軌上下運動，鋼絲繩組[2]通過天車輪[7]與繩組式懸繩器[1]相連接，懸繩器[1]上設有聯接鋼絲繩的導向滑輪組[27a、27c、27d、27f]，天車輪[7]可以在前天車臺[5]上用螺栓[6]前後調節，前後天車臺[5，10]可利用螺栓[24]繞支架頂部的中心銷[23]左右偏轉，而前天車臺[5]可以圍繞銷軸[9]向後旋轉180°，該抽油機還設有平衡框起吊裝置。
2.根據權利要求1所述的雙帶雙滾筒長衝程抽油機，其特徵是十字平衡梁[19]由梁體[41]，轉軸[40]和能在抽油機卸載後託起梁體自重的彈簧[43]、活動銷[42]、螺杆[46]、墊圈[44]、螺母[45]組成。
3.根據權利要求1所述的雙帶雙滾筒長衝程抽油機，其特徵是安全裝置[17]，由安全銷[29]、銷座[30]、彈簧[31]、墊圈[32]、端蓋[39]、曲拐[36]以及空心螺栓[38]、安全銷的自鎖螺母[37]、螺栓[33]、銷子[35、34]所組成。
4.根據權利要求1所述的雙帶雙滾筒長衝程抽油機，其特徵是行星凸輪式衝程調節機構，由行星減速器[22]、凸輪[21]、一對行程開關[20a、20b]、固定螺栓[47]組成。
5.根據權利要求1所述的雙帶雙滾筒長衝程抽油機，其特徵是繩組式懸繩器由懸繩器[1]、導向滑輪組[27a、27c、27d、27f]、鋼絲繩組[2]、平衡框上導向滑輪組[27b、27e、28]、固定繩頭的滑輪[26a、26b]、繩端固定卡[25]所組成。
6.根據權利要求1所述的雙帶雙滾筒長衝程抽油機，其特徵是平衡框配備的起吊裝置由電葫蘆[48]、導向滑輪[49]、固定滑輪[50]、遊動滑車[51]、鋼絲繩[53]及吊鉤[52]構成。
全文摘要
本發明公開的雙帶雙滾筒長衝程抽油機，屬機械採油的一種地面設備。其主要特點是該抽油機的總體設計是以支架橫斷面的對角線為中心對稱布置，並且對角線通過井口中心，採用雙帶雙滾筒傳動，帶滑輪的繩組式懸繩器，可調式天車，十字平衡式安全裝置，行星凸輪式衝程調節機構，平衡框起吊裝置等新結構。有效地解決了一種大負荷抽油機的傳動、長衝程的不停車無級調節和維修作業方便等問題。適合於深井，稠粘油的開採。
文檔編號E21B43/00GK1044843SQ9010105
公開日1990年8月22日 申請日期1990年3月8日 優先權日1990年3月8日
發明者卞萬裡, 李立, 祝國彬, 張曉萍 申請人:機械電子工業部蘭州石油機械研究所