抽油機槓桿系統的製作方法

2023-05-15 16:18:41 1

專利名稱：抽油機槓桿系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種抽油機槓桿系統。
背景技術：
目前廣泛使用的抽油機是遊梁式抽油機，其主體結構是一槓桿機構，行業內稱為遊梁系統，槓桿的一端為連接有抽油杆的驢頭，另一端為驅動端，通過拉杆與一曲柄相連， 曲柄的端部設有一重量比較大的配重，利用曲柄360度範圍內作用力的方向和大小不一樣的特性實現槓桿的驅動。這種結構的抽油機，曲柄轉動的每一個周期輸出動力基本不變，始終處於較高的動力輸出狀態，或者說處於高耗能狀態，高耗能也是該類抽油機比較難以解決的問題。為此，中國CN101408099A公開了一種重錘機控槓桿式石油抽油機，參見說明書附圖1，其基本結構是其包括支架7、中部鉸支在該支架7上的遊梁8，以及固裝在遊梁一端的用於連接抽油杆10的驢頭9，遊梁的另一端則固裝有一重錘6，該抽油機還含有一滑輪系統，該滑輪系統含有一安裝在所述重錘下部的動滑輪4，通過滑輪的組合和出繩的控制解決驅動裝置，比如卷揚機動力輸出過大的問題。該抽油機方案雖然能夠通過動滑輪的組合實現原動部件功率過大的問題，不過由於滑輪是通過出繩控制以減小每一根鋼絲繩上的用力大小，但整體的運動路徑卻變長了，功耗沒有任何降低。並且由於驢頭端的力矩必須大於重錘端才能夠使抽油杆下行，鋼絲繩始終處於張緊狀態，省力效果也不是很明顯。而中國CN201047273Y則公開了一種是由採油設備，參見說明書附圖2，也包括一遊梁8，文中稱為抽油槓桿，並設有鉸支在所述遊梁中部的液壓缸系統，遊梁的一端鉸鏈連接與一固定支架13上，另一端為連接抽油杆的驢頭，實際上其基本結構是槓桿機構的支鉸部件變成了動力部件，顯然，這種結構省力效果必然很差，支鉸，或者說液壓缸系統的活塞 14要支撐槓桿系統的幾乎所有重量，還要支撐抽油杆的重量，而抽油杆動輒幾百米，甚至上千米，總重量有幾噸重，中部支撐要承在兩倍於驢頭端的重量，不僅耗能大，而且載荷極大， 對液壓系統的要求極高，缺少必要的實現價值。

發明內容
有鑑於此，本發明為了克服目前抽油機耗能大、並且普遍存在對動力輸出要求比較高的缺陷，提供了一種不僅耗能小，而且動力輸出部件輸出功率相對也比較小的抽油機槓桿系統。本發明採用以下技術方案 該發明抽油機槓桿系統，包括 主支架；
遊梁，中部通過鉸支安裝在所述主支架頂部； 驢頭，設置於所述遊梁的一端； 其還包括拉杆，該拉杆上端鉸接於所述遊梁的另一端；
第一驅動裝置，該驅動裝置的輸出構件與所述拉杆相連，並驅動所述拉杆上下運動； 檢測裝置，設置在機架上用於檢測所述拉杆上行或者下行的狀態； 軌道，形成在所述遊梁的拉杆側； 滑座，與所述軌道配合形成軌道副； 配重，設置在所述滑座上；
第二驅動裝置，根據所述檢測裝置檢測的拉杆狀態，驅動所述滑座運行，以在拉杆上行時，使滑座靠近鉸支，而在拉杆下行時使滑座遠離鉸支。依據本發明技術方案的抽油機槓桿系統採用了遊動配重的方式，當驢頭下行時， 也就是配重應當上行時，配重向鉸支移動，該側力矩減小，減小了第一驅動裝置的能耗，並減小了第一驅動裝置的驅動力矩；相應地，當驢頭上行時，也就是配重應當下行時，配重遠離鉸支，該側的力矩增大，也減小了第一驅動裝置的能耗，並減小了第一驅動裝置的驅動力矩。從而，配重在這裡就不再是固定設置的配重塊，而是可以根據驢頭的運行狀態進行調整的組成部分，配重的運行在基本水平的方向上運行，自身位置移動所需要的能耗小，整體上可以大幅降低能耗，同時，對於第一驅動裝置的動力輸出要求也相應降低。上述抽油機槓桿系統，所述第一驅動裝置包括豎直設置的第二鏈傳動機構和驅動該第二鏈傳動機構的原動裝置，其中所述第二鏈傳動機構的連心線豎直，且其鏈扣銷軸上設有一用於連接所述拉杆的拖動銷軸。上述抽油機槓桿系統，所述第二鏈傳動機構含有鏈圈平面平行的兩個相同的鏈傳動機構，且主動鏈輪都在下邊，所述拖動銷軸位於兩個鏈傳動機構之間相對應的一對鏈扣銷軸上。上述抽油機槓桿系統，所述第二鏈傳動機構的兩個主動鏈輪同軸線設置，且經同步機構相連。 上述抽油機槓桿系統，所述檢測裝置為光電傳感器，相應地，所豎拉杆下端水平地延伸出一感應部件，該感應部件的軌跡經過所述光電傳感器感應區域。上述抽油機槓桿系統，所述檢測裝置為位於所述拉杆下端運行的上止點和下止點的接近開關。上述抽油機槓桿系統，所述原動裝置包括第一電機和依次傳動的帶傳動機構和第一鏈傳動機構，其中第一鏈傳傳動機構的被動輪與所述第二鏈傳動機構的主動輪同軸。上述抽油機槓桿系統，所述軌道上設有所述滑座的過行程保護裝置。上述抽油機槓桿系統，所述軌道上設有滑塊運行方向上的齒條，而所述第二驅動裝置的輸出軸則設有與所述齒條配合的齒輪。上述抽油機槓桿系統，所述主支架與所述第一驅動裝置有共同的底座。


下面結合說明書附圖詳述本發明的技術方案，其中 圖1為一種現有抽油機的結構原理圖。圖2為另一種現有抽油機的結構原理圖。圖3為依據本發明技術方案的一種抽油機槓桿系統的結構原理圖。
圖4為拉杆與第二鏈傳動機構的配合結構示意圖。圖中1、卷揚機，2、換向滑輪，3、鋼絲繩，4、動滑輪，5、定滑輪，6、重錘，7、支架，8、 遊梁，9、驢頭，10、抽油杆，11、液壓缸，12、液壓泵，13、固定支架，14、活塞，15、配種，16、第二電機，17、滑座，18、軌道，19、鉸支，20、懸繩器，21、底座，22、主支架，23、第一電機，24、帶傳動機構，25、第一鏈傳動機構，26、第二鏈傳動機構，27、拖動銷軸，28、拉杆。
具體實施例方式依據本發明，參照說明書附圖3，其示出了一種抽油機槓桿系統，包括
主支架22，可以等同為附圖2中所示的支架，主要作為固定鉸鏈支座，也就是鉸支的安裝支架；
遊梁8，中部通過鉸支安裝在所述主支架22頂部，形成基礎的槓桿機構； 驢頭9，設置於所述遊梁的一端，為抽油杆側，通過懸繩器20連接抽油杆，抽油杆通過井口盤根座安裝在井口的出油三通上； 其還包括
拉杆觀，該拉杆上端鉸接於所述遊梁的另一端，當然拉杆也有頂推的作用，當驢頭下行時，需要拉杆驅動，此時拉杆就起到頂推的作用，其實，基於本結構，本領域的技術人員易於
理解；
第一驅動裝置，該驅動裝置的輸出構件與所述拉杆相連，並驅動所述拉杆上下運動，基於槓桿機構的基本原理，只要能夠產生上下運動，就可以形成對槓桿機構的驅動，顯然，滿足這一要求的裝置在機械上是很普遍的，比如直線運動的齒輪齒條機構、絲母絲槓機構，做旋轉運動的曲柄也具有上下的運動分量，原始的遊梁式抽油機就是用的這種結構實現的上下運動，旋轉轉直線運動的機構也都可以使用，齒輪齒條機構算是一種，凸輪機構也能夠使用；
檢測裝置，設置在機架上用於檢測所述拉杆上行或者下行的狀態，機架是機構中不動的構件，有時候也會被當作機體，或者附圖3種類同於支架的部分，主要是相對於拉杆，拉杆是動的，作為機架的構件不能動，據此，本領域的技術人員為了方便設置檢測裝置，非常容易選擇所說的機架；
軌道18，形成在所述遊梁的拉杆側； 滑座17，與所述軌道配合形成軌道副； 配重15，設置在所述滑座上；
第二驅動裝置，根據所述檢測裝置檢測的拉杆狀態，驅動所述滑座運行，以在拉杆上行時，使滑座靠近鉸支，而在拉杆下行時使滑座遠離鉸支。顯然基於上述結構，現有的遊梁式抽油機的很多結構都可以應用在本方案上，其適用性還是比較強的。較佳地，所述第一驅動裝置包括豎直設置的第二鏈傳動機構沈和驅動該第二鏈傳動機構的原動裝置，其中所述第二鏈傳動機構的連心線豎直，且其鏈扣銷軸上設有一用於連接所述拉杆的拖動銷軸27。鏈傳動機構具有比較好的抗衝擊能力，噪音也相比於齒輪傳動機構小，且維護更方便，不需要持續的補油潤滑。使用拖動銷軸隨動於鏈圈，實現上下運動的較佳結構，結構簡單，同時也滿足重栽傳動。
所述第二鏈傳動機構含有鏈圈平面平行的兩個相同的鏈傳動機構，且主動鏈輪都在下邊，所述拖動銷軸位於兩個鏈傳動機構之間相對應的一對鏈扣銷軸上，可以保證動力傳動的平穩性，主要是單個鏈傳動也能使用，但安裝拖動銷軸的鏈扣銷軸受到比較大的反轉力矩，容易產生變形，可能會使鏈扣提前失效，此外還有可能產生脫鏈，那麼使用兩個相同鏈傳動機構配合使用則可以消除懸臂梁，保證結構的可靠性。為了保證同步，所述第二鏈傳動機構的兩個主動鏈輪同軸線設置，且經同步機構相連，簡單的一種方法是兩個主動鏈輪個同軸設置一個被動齒輪，然後在下方設一根相應設有兩個與被動齒輪嚙合的主動齒輪的齒輪軸，避開拖動銷軸即可，其他的同步機構結構會複雜一點，比如齒輪箱設兩個同步的輸出軸，或者採用鏈傳動機構，兩個同軸主動鏈輪， 在第二鏈傳動機構上在設置相應的被動鏈輪也可以實現。關於所述檢測裝置，一種較佳的選擇是，所述檢測裝置為光電傳感器，相應地，所豎拉杆下端水平地延伸出一感應部件，該感應部件的軌跡經過所述光電傳感器感應區域， 當然，也可以只設置一組光電傳感器，設置在第二鏈傳動機構的中部，效果稍差，也能夠使用。關於檢測裝置另一種較佳的選擇是所述檢測裝置為位於所述拉杆下端運行的上止點和下止點的接近開關，這種結構更典型，抗幹擾能力更強。當然，還可以根據第二鏈傳動機構的運行周期使用智能元件進行配置。所述原動裝置包括第一電機23和依次傳動的帶傳動機構M和第一鏈傳動機構 25，其中第一鏈傳傳動機構的被動輪與所述第二鏈傳動機構的主動輪同軸，能夠滿足傳動壁上的設計，減小齒輪傳動機構的噪音。為了保證運行的安全性，所述軌道上設有所述滑座的過行程保護裝置。這裡還需要進一步說明的是，配重可以快速運行到位，以節約能耗，這裡的到位的位置認為是近鉸支止點和原鉸支止點兩個位置，如果把第二鏈傳動機構的周期設定為T，那麼這裡的快速到位最好是控制在1/16個T內，當然，也不能過快，不然會產生比較大的衝擊，最好在 0. 06T 0. IT 內。一種較佳的選擇是所述軌道上設有滑塊運行方向上的齒條，而所述第二驅動裝置的輸出軸則設有與所述齒條配合的齒輪，傳動性能好，不存在滑動摩擦，可控制性好。為了提高整體的平穩性，所述主支架與所述第一驅動裝置有共同的底座21，使載荷儘可能的均衡負載。一種較佳的方案是所述第一驅動裝置為電驅動裝置，且該第一驅動裝置的驅動電路設有檢測電流大小的傳感器以獲得第一驅動裝置的負載狀態，進而通過所述傳感器所連接的控制電路控制所述第二驅動裝置，配合所述檢測裝置使滑座運行的方向上運行到位以使第一驅動裝置的負載處於平衡狀態，使配重的不僅僅是簡單的方向上的改變，而且可以從量上進行準確的控制，使拉杆的整個行程基本上處於一種平穩的狀態，從而，可以使第二驅動裝置基本上處於一種平穩的工作狀態。電路電流的採集是比較容易的，比如採用感應式的電流傳感器，配置也非常方便，根據上述結構，具有更加的控制效果，且節能效果更好。設計到結構的平穩性，當配重比較大時，可以根據抽油機的級別分類，小型的抽油機可以採用滑座位於遊梁上方的結構，大型的抽油機可以採用滑座位於遊梁下方的結構， 使重心降低，發明人認為，如果配重超過1. 5頓，最好採用第二種方式，也就是滑座位於遊梁下方的結構。
權利要求
1.一種抽油機槓桿系統，包括 主支架(22)；遊梁(8)，中部通過鉸支安裝在所述主支架(22)頂部； 驢頭(9)，設置於所述遊梁的一端； 其特徵在於其還包括拉杆(28)，該拉杆上端鉸接於所述遊梁的另一端；第一驅動裝置，該驅動裝置的輸出構件與所述拉杆相連，並驅動所述拉杆上下運動； 檢測裝置，設置在機架上用於檢測所述拉杆上行或者下行的狀態； 軌道(18)，形成在所述遊梁的拉杆側； 滑座(17)，與所述軌道配合形成軌道副； 配重(15)，設置在所述滑座上；第二驅動裝置，根據所述檢測裝置檢測的拉杆狀態，驅動所述滑座運行，以在拉杆上行時，使滑座靠近鉸支，而在拉杆下行時使滑座遠離鉸支。
2.根據權利要求1所述的抽油機槓桿系統，其特徵在於所述第一驅動裝置包括豎直設置的第二鏈傳動機構(26)和驅動該第二鏈傳動機構的原動裝置，其中所述第二鏈傳動機構的連心線豎直，且其鏈扣銷軸上設有一用於連接所述拉杆的拖動銷軸(27)。
3.根據權利要求2所述的抽油機槓桿系統，其特徵在於所述第二鏈傳動機構含有鏈圈平面平行的兩個相同的鏈傳動機構，且主動鏈輪都在下邊，所述拖動銷軸位於兩個鏈傳動機構之間相對應的一對鏈扣銷軸上。
4.根據權利要求3所述的抽油機槓桿系統，其特徵在於所述第二鏈傳動機構的兩個主動鏈輪同軸線設置，且經同步機構相連。
5.根據權利要求1至4任一所述的抽油機槓桿系統，其特徵在於所述檢測裝置為光電傳感器，相應地，所豎拉杆下端水平地延伸出一感應部件，該感應部件的軌跡經過所述光電傳感器感應區域。
6.根據權利要求1至4任一所述的抽油機槓桿系統，其特徵在於所述檢測裝置為位於所述拉杆下端運行的上止點和下止點的接近開關。
7.根據權利要求2至4任一所述的抽油機槓桿系統，其特徵在於所述原動裝置包括第一電機(23)和依次傳動的帶傳動機構(24)和第一鏈傳動機構(25)，其中第一鏈傳傳動機構的被動輪與所述第二鏈傳動機構的主動輪同軸。
8.根據權利要求1所述的抽油機槓桿系統，其特徵在於所述軌道上設有所述滑座的過行程保護裝置。
9.根據權利要求1或8所述的抽油機槓桿系統，其特徵在於所述軌道上設有滑塊運行方向上的齒條，而所述第二驅動裝置的輸出軸則設有與所述齒條配合的齒輪。
10.根據權利要求1所述的抽油機槓桿系統，其特徵在於所述第一驅動裝置為電驅動裝置，且該第一驅動裝置的驅動電路設有檢測電流大小的傳感器以獲得第一驅動裝置的負載狀態，進而通過所述傳感器所連接的控制電路控制所述第二驅動裝置，配合所述檢測裝置使滑座運行的方向上運行到位以使第一驅動裝置的負載處於平衡狀態。
全文摘要
本發明公開了一種抽油機槓桿系統，包括主支架、遊梁、驢頭、鉸接於所述遊梁的另一端的拉杆、第一驅動裝置，以及檢測裝置，設置在機架上用於檢測所述拉杆上行或者下行的狀態；軌道，形成在所述遊梁的拉杆側；滑座，與所述軌道配合形成軌道副；配重，設置在所述滑座上；第二驅動裝置，根據所述檢測裝置檢測的拉杆狀態，驅動所述滑座運行，以在拉杆上行時，使滑座靠近鉸支，而在拉杆下行時使滑座遠離鉸支，從而，本發明不僅耗能小，而且動力輸出部件輸出功率相對也比較小。
文檔編號F04B47/02GK102155186SQ201110055318
公開日2011年8月17日 申請日期2011年3月9日 優先權日2011年3月9日
發明者呂傳慶 申請人:呂傳慶