螺旋式換向抽油機的製作方法

2023-05-04 20:20:16

專利名稱：螺旋式換向抽油機的製作方法
技術領域：
螺旋式換向抽油機屬於採油機械。
目前，油田廣泛使用的採油機械是遊梁式抽油機。它具有經久耐用，結構簡單的優點。但是，由於其工作原理和結構的限制，存在著不可克服的缺點(1)由於地面傳動路線長，效率低，一般在30％左右，加上地下油泵效率(按80％計算)整機系統效率只有20％左右；(2)啟動加速在3m/s2以上，動載荷大，工作運行不平穩；所採用的鼠籠式電機功率因數低，電機效率低，啟動電流在額定電流的3倍以上，所以，啟動電流大，必須選用大功率電機，造成「大馬拉小車」現象；(4)衝程調節困難，衝次不可調，如要調節須更換傳動系統中的傳動部件(如電機，減速箱或三角帶等)，而且向長衝程，低衝次發展困難，難以滿足抽取稠油的需要。如遇稠油，由於抽油杆靠自重下降速度慢造成驢頭打彎抽油杆的事故。近年來，遊梁式抽油機雖然進行各種各樣改進，但是，仍屬於低效率、高能耗的機型。
鏈條式換向抽油機是一種新型的抽油機，其效率較遊梁式抽油機有所提高。但是其存在著使用壽命短，鏈條與鏈輪嚙合時的衝擊及換向時衝擊的缺點，而且鏈條價格昂貴。
本實用新型的目的是克服遊梁式抽油機及鏈條式抽油機存在的上述缺點，提供一種高效率、低能耗的螺旋式換向抽油機。
本實用新型的目的是這樣實現的螺旋式換向抽油機是由井架、底座、換向電機、傳動箱、換向控制機構、工作執行機構、配重、移機機構等部分組成，其工作執行機構包括兩根相互平行且垂直於底座水平面的滾珠螺旋絲槓和由兩個滾珠螺旋絲母構成的橫梁，橫梁通過兩個滾珠螺旋絲母裝在滾珠螺旋絲槓上，其上裝有抽油杆，滾珠螺旋絲槓的上端通過軸承裝在井架的橫架上，下端裝有齒輪，該齒輪由換向電機通過傳動箱驅動同步同向轉動，配重由鋼繩繞經固定在井架橫架上的導向滑輪吊裝在橫梁的兩側，換向控制機構裝在滾珠螺旋絲槓一側的井架上，移機機構裝在底座上。整個滾珠絲槓和絲母密封，並有潤滑系統供油潤滑。
本實用新型採用換向電機驅動滾珠螺旋絲槓作同步同向轉動，使安裝在滾珠螺旋絲槓上的橫梁帶動抽油杆作上下往復運動，完成抽油工作。該設計徹底改變了傳統的遊梁式、鏈條式抽油機的傳動方式，顯示出明顯的優點本機由於採用機電一體化傳動系統，可使地面效率達80％以上，如地下效率仍按80％計，則系統效率可達60％以上。本機可實現恆功率或恆扭矩控制，電機功率因數接近於1，起動電流為額定電流的30％，基本達到運行中無峰值負荷，起動加速度可控制在0.5m/s2以下，能降低換向啟動時動載荷，約為遊梁式抽油機動載荷的1/6，使工作運行平穩。本機的上行、下行速度可通過高速電機換向轉數分別調節，上行速度快，提高產量，下行速度慢，可使油泵充滿係數提高，增大了抽油機的效率。並且下行速度慢，對於抽稠油更為有利。本機的衝程可在設計的最大衝程範圍內無級調節，只要移動上行點接近開關的位置即可，衝次可通過控制電機轉速進行無級調節，以適應油井情況的變化，保證抽油機效能的充分發揮。本機採用滾珠(或輥子)螺旋絲槓為傳動和工作執行部件，螺旋幅為滾動運動，阻力和扭矩均很小，付出能量少，使裝機容量更低。滾珠或輥子用久可更換，絲杆不需要高精度值，提高了整機使用壽命，降低造價。本機的傳動系統設置在井架的下部，提高整機的穩定性，結構簡單，重量為同型號遊梁式抽油機的70％以下。與抽油杆的連接不用任何輔助裝夾具，裝卸方便。配重採用配重箱，體積小，裝卸配重鐵方便，可作到精確平衡。綜上所述，本機是一種高效率，低能耗的新型抽油機。
本實用新型的具體結構由以下實施例及其附圖給出。



圖1是根據本實用新型提出的螺旋式換向抽油機的結構示意圖。
圖2是
圖1的A-A向視圖。
以下結合附圖詳細說明依據本實用新型提出的抽油機的細節及工作情況。
本機的井架10固定在底座1上，構成一個門型框架結構。換向電機3為本機提升抽油杆提供動力，它與傳動箱2裝在底座1上。井架10與底座1之間裝有兩根相互平行的且垂直於底座水平面的滾珠(或輥子)螺旋絲槓4，其上端用軸承裝在井架的橫架6上，下端裝有齒輪，該齒輪為傳動箱2內動力輸出齒輪。滾珠螺旋絲槓4上裝有橫梁8，該橫梁上的滾珠螺旋絲母5與滾珠螺旋絲槓4相配合，橫梁可隨滾珠螺旋絲槓4的正反旋轉沿滾珠螺旋絲槓作上下移動。滾珠螺旋絲槓4是由換向電機3通過傳動箱2內的傳動齒輪驅動作同步同向轉動的。抽油杆9安裝在橫梁8上。當換向電機3通過傳動箱2驅動滾珠螺旋絲槓4作同步同向旋轉時，裝在滾珠螺旋絲槓上的橫梁8帶動抽油杆9作上、下往返運動，從而完成抽油工作。
換向電機3的換向運轉是由換向控制機構進行控制的。換向控制機構是由接近開關11和感應鐵12組成。接近開關為上、下兩個，分別裝在滾珠螺旋絲槓4一側的井架10上，感應鐵12裝在接近開關對應處的橫梁8的一端。當橫梁8移至接近開關處，感應鐵使接近開關動作，控制換向電機換向，由於換向電機的不斷換向運轉，驅動滾珠螺旋絲槓不斷換向旋轉，從而帶動橫梁及其上的抽油杆不斷作上、下往返運動。接近開關間的距離即為抽油機的工作衝程，上接近開關的位置即為衝程的上行點，下接近開關的位置即為衝程的下行點。若調節衝程，只要調節接開關的位置，即可獲得所要求的衝程，衝次的調節只要控制換向電機的轉數即可實現。
為了滿足工作要求，換向電機3採用雙出頭調速電機，並且正反轉轉速可調，以滿足抽油杆上行速度儘量快提高抽油產量；下行速度慢，保證油泵充滿係數儘量大，提高工作效率。為保證工作安全，在電機尾部輸出軸設有制動輪，採用電磁製動器制動。在接近開關上、下設有終點極限開關19，保證事故發生時切斷電源。
本機的配重採用二個配重箱14，該配重採用雙繩，繞經固定在井架上的導向滑輪7吊裝在橫梁8的兩側，配重箱與鋼繩間採用拉力均衡器13連接。配重箱14內裝有多塊配重鐵塊，配重鐵塊可增減，以保證配重與抽油杆拉力精確平衡，達到節能目的。
該機下部設有移機機構，以滿足修井要求。移機機構裝在底座1上，它是由帶有四個輥輪16的升起絲槓15和兩個水平絲槓17組成，升起絲槓15和水平絲槓17通過固定在底座1上的絲母裝在底座1上，輥輪16下面設有導軌，水平絲槓17裝在與地面固定的固定座18上。當修井時，需將抽油機移開，讓出一定空間，可通過移機機構完成。具體操作是首先鬆開底座與基礎固定用的地腳螺栓，轉動升起絲槓15的手柄，使其下部的輥輪16伸出底座1落在導軌上，整個機體離開軌道由輥輪導軌支撐，然後旋轉水平絲槓17，將機體沿導軌移開。修井完畢，再將機體移回落下復位，用地腳螺栓固定在基礎上繼續工作。
權利要求1.螺旋式換向抽油機是由井架(10)、底座(1)、換向電機(3)、傳動箱(2)、換向控制機構、工作執行機構、配重、移機機構組成，其特徵在於工作執行機構包括兩根相互平行且垂直於底座水平面的滾珠螺旋絲槓(4)和由兩個滾珠螺旋絲母(5)構成的橫梁(8)，橫梁(8)通過兩個滾珠螺旋絲母(5)裝在滾珠螺旋絲槓(4)上，其上裝有抽油杆(9)，滾珠螺旋絲槓(4)的上端通過軸承(6)裝在井架(10)的橫架上，下端裝有齒輪，該齒輪由換向電機(3)通過傳動箱(2)驅動，作同步同向轉動，配重由鋼繩繞經固定在井架橫架上的導向滑輪(7)吊裝在橫梁(8)的兩側，換向控制機構裝在滾珠螺旋絲槓(4)一側的井架(10)上，移機機構裝在底座(1)上。
2.根據權利要求1所述的螺旋式換向抽油機，其特徵在於所說的換向控制機構是由接近開關(11)和感應鐵(12)組成，接近開關為上、下兩個，分別裝在滾珠螺旋絲槓(4)一側的井架(10)上，感應鐵(12)裝在對應於接近開關(11)處的橫梁(8)的一端。
3.根據權利要求1所述的螺旋式換向抽油機，其特徵在於所說的換向電機(3)為雙出頭電機，其轉數可調節，其尾部輸出軸上設有制動輪，並用電磁製動器制動。
4.根據權利要求1所述的螺旋式換向抽油機，其特徵在於所說的移機機構是由帶有四個輥輪(16)的升起絲槓(15)和兩個水平絲槓(17)組成，升起絲槓(15)和水平絲槓(17)通過固定在底座(1)上的絲母裝在底座(1)上，輥輪(16)下為導軌，水平絲槓(17)裝在與地面固定的固定座(18)上。
專利摘要螺旋式換向抽油機屬於高效節能的新型採油機械。它是採用滾珠螺旋絲槓傳動完成抽油工作的。即在井架上裝有由滾珠螺旋絲母構成的橫梁,抽油杆裝在橫梁上,當換向電機通過傳動箱驅動滾珠螺旋絲槓作同步同向旋轉時,使橫梁和抽油杆作上、下往返運動。配重箱由鋼繩繞經導向滑輪吊裝在橫梁兩側。換向控制機構由裝在橫梁上的感應鐵和裝在井架一側的上、下接近開關組成。移機機構裝在底座上。
文檔編號F04B47/02GK2325555SQ9725109
公開日1999年6月23日 申請日期1997年12月6日 優先權日1997年12月6日
發明者閻書文, 張褘, 閻麗紅, 劉化民, 閻浩 申請人:閻書文