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调相两级平衡杆件抽油机.pdf

  • 上传人:Y0****01
  • 文档编号:139614
  • 上传时间:2018-01-28
  • 格式:PDF
  • 页数:30
  • 大小:1.12MB
  • 摘要
    申请专利号:

    CN91100303.7

    申请日:

    1991.01.15

    公开号:

    CN1063333A

    公开日:

    1992.08.05

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情:

    |||公开

    IPC分类号:

    E21B43/00

    主分类号:

    E21B43/00

    申请人:

    汪朴澄; 严忠锦; 汪嘉

    发明人:

    汪朴澄; 严忠锦; 汪嘉

    地址:

    730046甘肃省兰州市小沟坪12号

    优先权:

    专利代理机构:

    代理人:

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    内容摘要

    调相两级平衡杆件抽油机属於采油设备,主要特征是在现有杆件抽油机的基础上设置了带有调相装置的曲柄平衡机构。本发明可优选结构参数设计成新型抽油机,与传统游梁抽油机相比节能40%,抽油机工厂无需添置设备,无需改变工艺,就可进行生产。本发明也可将油田的杆件抽油机改造为新型抽油机,全部改造后,油田抽油机总耗电量可节约30%。

    权利要求书

    1: 调相两级平衡杆件抽油机,主要包括: 一台动力机, 一套减速装置, 一套供动力机驱动减速装置的带传动装置, 一套运动变换装置--将减速装置输出轴O 1 的旋转运动变换为光杆上、下直动的装置,包括主曲柄1、主连杆
    2: 主摇杆3以及支架4组成的四铰链曲柄一摇杆机构,或主曲柄1、主连杆2、绳带9·1、滑轮9·2以及支架4组成的二连杆绳一轮机构, 一套悬绳装置,包括驴头悬绳装置,游轮悬绳装置,绳带绕过滑轮而与连杆或游梁联接的滑轮悬绳装置, 一套一级平衡装置,包括传统曲柄平衡,异相曲柄平衡,游梁平衡,附加驴头悬重平衡,气动平衡,或它们的混合平衡, 一套包括2ω轴O 2 、装配在2ω轴O 2 上的2ω曲柄5以及2ω轴驱动机构在内的二级平衡装置, 其特征在于: 二级平衡装置是带有调相装置的2ω曲柄平衡机构。 2、根据权利要求1的调相两级平衡杆件抽油机,其特征在于所述调相装置是一种行星蜗杆调相装置,具体结构是:2ω轴0 2 上固结有一个中央蜗轮8·2,2ω轮或2ω曲柄上装有一个行星蜗杆8·1与8·2相啮合,并且8·1的一端固结着蜗杆锥齿轮8·3,2ω轮或2ω曲柄上又装配有行星锥齿轮8·4,8·4的轴线恒与2ω轴0 2 平行而与蜗杆锥齿轮8·3相啮合。
    3: 根据权利要求1的调相两级平衡杆件抽油机,其特征在于所述调相装置是一种行星齿轮调相装置,具体结构是:2ω轴0 2 上固结有支持轮8·11,2ω轮或2ω曲柄同中央轮8·14连为一体而活套在2ω 轴0 2 或其同轴圆柱面上,调相盘即行星架8·15活套在2ω轴0 2 以及中央轮8·14的同轴圆柱面上,并且8·15的偏心孔或偏心轴上活装有行星轴或行星盘8·12,而与行星轴或行星盘8·12连为一体的行星齿轮8·13、8·13′分别与支持轮8·11、中央轮8·14相啮合。
    4: 根据权利要求1的调相两级平衡杆件抽油机,其特征在于所述2ω曲柄平衡机构是一种2ω曲柄-滑块机构,它由装在2ω轴0 2 上的2ω曲柄5,与支架4的滑道A滑配的直动滚轮7·1,以及二端分别与5和7·1活铰的连杆6·1组成,并且,2ω曲杆5上固连有二级平衡块Q 2 ,直动滚轮7·1的中心轴上悬挂着一组二级砝码式平衡质量Q 2 ′。
    5: 根据权利要求1的调相两级平衡杆件抽油机,其特征在于所述2ω曲柄平衡机构是一种2ω曲柄-导杆机构,它由装在2ω轴0 2 上的2ω曲柄5,与支架4通过固定支承E活铰的摆动导杆7·2,以及和2ω曲柄5活铰并与摆动导杆7·2之导槽滑配的行星滚轮6·2组成,并且2ω曲柄5上固连有二级平衡块Q 2 ,行星滚轮6·2的中心轴上悬挂着二级砝码式平衡质量Q 2 ′。
    6: 根据权利要求1的调相两级平衡杆件抽油机,其特征在于所述2ω曲柄平衡机构是一种2ω曲柄-导块机构;装在2ω轴0 2 上的2ω曲柄5与平动滑杆6·3活铰,平动滑杆6·3又与摆动导块7·3的导槽相滑配,摆动导块7·3则通过固定支承E与支架4活动铰接,并且2ω曲柄5上固结有二级平衡块Q 2 ,平动滑杆6·3上则卡套有二级砝码式平衡质量Q 2 ′。
    7: 根据权利要求1的调相两级平衡杆件抽油机,其特征在于所述2ω曲柄平衡机构是一种2ω曲柄导杆-摆杆机构:2ω曲柄5上制有滑道B,摆动滚轮6·5与滑道B滑配,6·5又在其中心处与摆杆7·5活铰,7·5则通过固定支承E与支架4活动铰接,并且,2ω曲柄5上 固连有二级平衡块Q 2 ,摆动滚轮6·5的中心轴上和(或)摆杆7·5的延伸杆上设置有二级砝码式平衡质量Q 2 ′。
    8: 根据权利要求1的调相两级平衡杆件抽油机,其特征在于所述2ω曲柄平衡机构是一种2ω曲柄-双滑块机构:2ω曲柄5上活铰有旋转滚轮6·6,6·6和T形滑块7·6的上部滑道C相滑配,7·6的下部二侧各有一排滚子7·6′,它们卡在支架4的滑道A中,并且,2ω曲柄5上固连有二级平衡块Q 2 ,T形滑块7·6的下端悬挂着二级砝码式平衡质量Q 2 ′。
    9: 根据权利要求1的调相两级平衡杆件抽油机,其特征在于所述2ω曲柄平衡机构是一种2ω曲柄齿轮-螺旋机构平衡锤:2ω曲柄5上带有与2ω轴0 2 垂直的导轨D和调幅螺杆10·1,二级平衡块Q 2 上制有滑孔D′以及与之平行的螺孔F,导轨D与滑孔D′滑配而调幅螺杆10·1与螺孔F旋合,调幅螺杆10·1在其靠近2ω轴0 2 的伸出端上固连有与调幅锥齿轮10·4啮合的螺杆锥齿轮10·3,调幅锥齿轮10·4装配在2ω曲柄5上并且其轴线与2ω轴0 2 平行。
    10: 根据权利要求1的调相两级平衡杆件抽油机,其特征在于设置了副曲柄1′以及用齿轮-螺旋机构连结在1′上的副曲柄平衡块Q 2 ′,副曲柄1′和主曲柄1之间用速比等于1的链轮机构、同步带机构或平行四边形机构联接。
    11: 中央轮8·14相啮合。 4、根据权利要求1的调相两级平衡杆件抽油机,其特征在于所述2ω曲柄平衡机构是一种2ω曲柄-滑块机构,它由装在2ω轴0 2 上的2ω曲柄5,与支架4的滑道A滑配的直动滚轮7·1,以及二端分别与5和7·1活铰的连杆6·1组成,并且,2ω曲杆5上固连有二级平衡块Q 2 ,直动滚轮7·1的中心轴上悬挂着一组二级砝码式平衡质量Q 2 ′。 5、根据权利要求1的调相两级平衡杆件抽油机,其特征在于所述2ω曲柄平衡机构是一种2ω曲柄-导杆机构,它由装在2ω轴0 2 上的2ω曲柄5,与支架4通过固定支承E活铰的摆动导杆7·2,以及和2ω曲柄5活铰并与摆动导杆7·2之导槽滑配的行星滚轮6·2组成,并且2ω曲柄5上固连有二级平衡块Q 2 ,行星滚轮6·2的中心轴上悬挂着二级砝码式平衡质量Q 2 ′。 6、根据权利要求1的调相两级平衡杆件抽油机,其特征在于所述2ω曲柄平衡机构是一种2ω曲柄-导块机构;装在2ω轴0 2 上的2ω曲柄5与平动滑杆6·3活铰,平动滑杆6·3又与摆动导块7·3的导槽相滑配,摆动导块7·3则通过固定支承E与支架4活动铰接,并且2ω曲柄5上固结有二级平衡块Q 2 ,平动滑杆6·3上则卡套有二级砝码式平衡质量Q 2 ′。 7、根据权利要求1的调相两级平衡杆件抽油机,其特征在于所述2ω曲柄平衡机构是一种2ω曲柄导杆-摆杆机构:2ω曲柄5上制有滑道B,摆动滚轮6·5与滑道B滑配,6·5又在其中心处与摆杆7·5活铰,7·5则通过固定支承E与支架4活动铰接,并且,2ω曲柄5上 固连有二级平衡块Q 2 ,摆动滚轮6·5的中心轴上和(或)摆杆7·5的延伸杆上设置有二级砝码式平衡质量Q 2 ′。 8、根据权利要求1的调相两级平衡杆件抽油机,其特征在于所述2ω曲柄平衡机构是一种2ω曲柄-双滑块机构:2ω曲柄5上活铰有旋转滚轮6·6,6·6和T形滑块7·6的上部滑道C相滑配,7·6的下部二侧各有一排滚子7·6′,它们卡在支架4的滑道A中,并且,2ω曲柄5上固连有二级平衡块Q 2 ,T形滑块7·6的下端悬挂着二级砝码式平衡质量Q 2 ′。 9、根据权利要求1的调相两级平衡杆件抽油机,其特征在于所述2ω曲柄平衡机构是一种2ω曲柄齿轮-螺旋机构平衡锤:2ω曲柄5上带有与2ω轴0 2 垂直的导轨D和调幅螺杆10·1,二级平衡块Q 2 上制有滑孔D′以及与之平行的螺孔F,导轨D与滑孔D′滑配而调幅螺杆10·1与螺孔F旋合,调幅螺杆10·1在其靠近2ω轴0 2 的伸出端上固连有与调幅锥齿轮10·4啮合的螺杆锥齿轮10·3,调幅锥齿轮10·4装配在2ω曲柄5上并且其轴线与2ω轴0 2 平行。 10、根据权利要求1的调相两级平衡杆件抽油机,其特征在于设置了副曲柄1′以及用齿轮-螺旋机构连结在1′上的副曲柄平衡块Q 2 ′,副曲柄1′和主曲柄1之间用速比等于1的链轮机构、同步带机构或平行四边形机构联接。

    说明书


    本发明涉及石油矿场的杆件抽油机。

        传统游梁抽油机是遍布我国油田的一种杆件抽油机,近年又从国外引进它的变种-异相曲柄平衡游梁抽油机、前置式游梁抽油机、气动平衡游梁抽油机、大圈式抽油机以及游轮抽油机等杆件抽油机,这些抽油机的核心部分是由主曲柄1、主连杆2、主摇杆(游梁、桁架驴头或游轮)3以及支架4组成的四铰链曲柄-摇杆机构,可称为四铰链曲柄-摇杆机构游梁抽油机。此外,还有轮式抽油机,它与四铰链曲柄-摇杆机构游梁抽油机的区别在于:与光杆联接的绳带(钢丝绳、编织带或链条)9·1,绕过滑轮(绳轮、带轮或链轮)9·2后与主摇杆3活动铰接,构成四铰链绳-轮机构。还有二连杆抽油机,其特征是主连杆2的一端与主曲柄1活铰,另一端则联结绕过滑轮9·2的绳带9·1,构成二连杆绳-轮机构。现有这些杆件抽油机的优点是结构简单,它们的运动变换装置-将减速装置输出轴(主曲柄轴)01的旋转运动,变换为光杆上、下直移运动的装置,是最简单的机构:四铰链曲柄-摇杆机构、四铰链或二连杆绳-轮机构,因此运动变换损耗较小。它们的缺点是只有一级平衡,平衡效果不好,峰值扭矩大,存在负扭矩,综合效率低。

        悬点负荷变矩复合机构平衡游梁式抽油机是一种全新的杆件抽油机专利(公告号CN  85  2  04669  V),其优点是采用了复合平衡(即发动机中常见的两级平衡),缺点之一是运动变换装置过于复杂(该运动变换装置是由一个导杆机构和两个双摇杆机构串接组成的多杆多副机构-8杆10副机构,即曲柄-导杆机构·下游梁双摇杆机构·上游梁双摇杆机构),运动变换效率很低,可预见该抽油机的总效率将比现有的一级平衡游梁抽油机还低;缺点之二是它的二级平衡装置是与主曲柄共轴线,并以主曲柄角速度ω的二倍、即以2ω为角速度旋转的曲柄平衡块-2ω曲柄平衡锤,调节平衡质量很不方便,难以使抽油机达到最佳平衡状态。由于这些原因,该抽油机专利迄今未见实施推广。

        两级平衡杆件抽油机专利申请(申请号:88107522.1)继承现有抽油机结构简单的运动变换装置,吸取二级平衡概念,提出铰链机构二级平衡装置和砝码式偏置平衡装置,解决抽油机运转中调节二级平衡幅值的问题,构思了一类新型杆件抽油机。这类新型杆件抽油机有消除负功,减速装置峰值扭矩下降等优点。但它没有解决运转中调节二级平衡相位的问题,是一个缺点。二级平衡相位对平衡效果有较大地影响,相位不当有时还会有相反的效果。

        本发明的任务,是提供一种既可在运转中调节二级平衡幅值,还可在运转中调节二级平衡相位的杆件抽油机,这种新型抽油机将能够更可靠地消除负功和降低减速装置峰值扭矩,而有较稳定的综合效益。

        这一发明任务,是由调相两级平衡杆件抽油机的技术方案实现的,这个技术方案有二个要点:(1)以现有四铰链曲柄-摇杆机构游梁抽油机、轮式抽油机、二连杆抽油机或其他运动变换装置简单的杆件抽油机为基础;(2)设置了带有调相装置的2ω曲柄平衡机构,这是一种可在抽油机运转中同时调节平衡幅值和相位的二级平衡装置。(1)是已有技术,(2)是本发明的主要特征,因此,调相两级平衡杆件抽油机的技术方案可这样描述:它主要包括

        一台动力机,

        一套减速装置,

        一套供动力机驱动减速装置的带传动装置,

        一套运动变换装置-将减速装置输出轴(主曲柄轴)01的旋转运动变换为光杆上、下直移运动的装置,包括主曲柄1、主摇杆(游梁、桁架驴头或游轮)3、以及支架4组成的四铰链曲柄-摇杆机构,或主曲柄1、主连杆2、绳带9·1、滑轮9·2以及支架4组成的二连杆绳-轮机构,

        一套悬绳装置,包括驴头悬绳装置、游轮悬绳装置,或是绳带绕过滑轮而与连杆或游梁联接的滑轮悬绳装置,

        一套一级平衡装置,包括传统曲柄平衡,异相曲柄平衡,游梁平衡,附加驴头悬重平衡,气动平衡,或它们的混合平衡,

        一套包括以2ω为角速度旋转的2ω轴02、装配在2ω轴02上的2ω曲柄5、以及2ω轴驱动机构在内的二级平衡装置,

        其特征在于:二级平衡装置是带有调相装置的2ω曲柄平衡机构。

        所述调相装置可采用多种方案实施。方案之一为行星蜗杆调相装置,具体结构是(参看图8和图11):

        2ω轴02上固结有一个中央蜗轮8·2,2ω曲柄5或2ω轮(装在2ω轴02上的传动轮,如图1~6中的小链轮5·2或图9中的中央轮5·5或图10中的小齿轮5·7)上,装有一个行星蜗杆8·1与该中央蜗轮8·2相啮合,并且行星蜗杆8·1的一端固结着一个蜗杆锥齿轮8·3,2ω轮或2ω曲柄上又装配有行星锥齿轮8·4,8·4的轴线恒与2ω轴O2平行而与蜗杆锥齿轮8·3相啮合。

        这时,可在行星锥齿轮8·4的轴端再固结有一个行星圆齿轮8·5,与活套在2ω轴02上的中心圆齿轮8·6相啮合,并在8·6的外端面边缘处制出二个销孔。然后用一个特制的双销调相器(参看图12),将它的二个拨销8·9、8·9′插入这二个销孔,旋转双销调相器的转盘8·10,让中心圆齿轮8·6对于2ω轴02有一个相对转动,就可驱使行星圆齿轮8·5连同行星锥齿轮8·4相对2ω轮或2ω曲柄转动,并通过蜗杆锥齿轮8·3带动行星蜗杆8·1在中央蜗轮8·2上作行星滚动,从而调变了2ω曲柄5的相位。这种调变相位的过程,可在停机时进行,也可在抽油机运转中进行,还可在2ω轮或2ω曲柄上固结一步进电机,电机转轴与2ω轴02固结在一起,实行电动调变,或用计算机操纵电机作跟踪控制。

        也可将所说的行星圆齿轮8·5与中心圆齿轮8·6另行装配在调相架8·7上成为一个单独的行星调相器(参看图13),装配条件是:行星调相器的中心距等于行星锥齿轮8·4和2ω轴02的中心距。这样,当中心圆齿轮8·6之转轴8·6′的伸出端插入2ω轴02端头的中心圆孔时,行星圆齿轮8·5之转轴8·5′的具有棱形截面的伸出端可同时插入行星锥齿轮8·4的棱形孔中,转轴8·6′的另一个伸出端则固装有调相盘8·8。旋转调相盘8·8,让中心圆齿轮8·6对于2ω轴02有一个相对转动,同样调节了2ω曲柄的相位。

        还可采用方案之二-行星齿轮调相装置,具体方案参阅图14、图15和图16,它们有相同的结构原理:2ω轴02上固结有一个支持轮8·11,2ω轮(图1~6中的小链轮5·2、图9中的中央轮5·5、或图10中的小齿轮5·7)或2ω曲柄5同中央轮8·14连为一体而活套在2ω轴02或其同轴圆柱面上,调相盘(即行星架)8·15活套在2ω轴02以及中央轮8·14的同轴圆柱面上,并且调相盘8·15的偏心孔或偏心轴上活装有行星轴或行星盘8·12,而与行星轴或行星盘8·12连为一体的行星齿轮8·13、8·13′分别与支持轮8·11、中央轮8·14啮合,只要行星齿轮8·13和8·13′的齿数差较小就构成了具有逆行自锁性能的行星齿轮调相装置。当2ω轮或2ω曲柄5主动时,整个装置和02轴连为一体,当相对2ω轴02转动调相盘8·15时,2ω轮或2ω曲柄5可相对02轴有调相转动。螺母8·16用来在调相结束后将整个调相装置沿轴向固紧在一起。

        所说2ω曲柄平衡机构并非简单的2ω曲柄锤,而是一种随2ω曲柄5以2ω为圆频率作周期运动的机构,并且该机构带有可在运转中调节的砝码式平衡质量或砝码锤。本发明提供了2ω曲柄平衡机构的多种设计方案,实施例和附图中将有进一步的说明。

        调相两级平衡杆件抽油机有下列优点:

        (1)具有现用杆件抽油机的基本形态,制造条件无变化,无需添制工装设备,故开发费用很小,也易于为油田接受。

        (2)由于采用结构简单的运动变换装置并设置了带有调相装置的2ω曲柄平衡机构,可保证抽油机在最佳平衡状态下工作,从而消除负扭矩,峰值扭矩大大降低(与传统游梁抽油机相比可降低50%),因此采用的减速机可降低1~2个型号。

        (3)节能,与传统游梁抽油机相比,可节能40%。

        (4)因增设了带有调相装置的2ω曲柄平衡机构,抽油机可采用大摆角游梁(驴头)结构,冲程较大,而机器尺寸和重量则可相对减小,成本也可望降低。

        (5)可将目前正在油田服务的近四万台杆件抽油机改造为调相两级平衡杆件抽油机,改造费用不大,节能效果却甚显著:图17至图19显示了几种常见抽油机的齿轮净扭矩曲线a,以及增设带有调相装置的2ω曲柄平衡机构而将它们改造成的调相两级平衡杆件抽油机的齿轮净扭矩曲线b,比较曲线a、b可见,节能效果是十分明显的。如将油田现用的抽油机全部改造,估计可节约抽油机总耗电量的30%。

        附图及符号说明:

        图1为实施例一的结构示意图。

        图2为实施例二的结构示意图。

        图3为实施例三的结构示意图。

        图4为实施例四的结构示意图。

        图5为实施例五的结构示意图。

        图6为实施例六的结构示意图。

        图7为实施例七的结构示意图。

        图8为实施例八的结构示意图。

        图9为实施例九的结构示意图。

        图10为实施例十的结构示意图。

        图11为行星蜗杆调相装置的结构示意图。

        图12为双销调相器的结构示意图。

        图13为行星调相器的结构示意图。

        图14为行星齿轮调相装置方案之一。

        图15为行星齿轮调相装置方案之二。

        图16为行星齿轮调相装置方案之三。

        图17为传统游梁抽油机的齿轮净扭矩曲线a,以及将它改造成的调相两级平衡杆件抽油机的齿轮净扭矩曲线b。

        图18为前置式游梁抽油机的齿轮净扭矩曲线a,以及将它改造成的调相两级平衡杆件抽油机的齿轮净扭矩曲线b。

        图19为气动平衡前置式游梁抽油机的齿轮净扭矩曲线a,以及将它改造成的调相两级平衡杆件抽油机的齿轮净扭矩曲线b。

        图中:

        1-主曲柄,1′-副曲柄,2-主连杆,2′-副连杆,3-主摇杆(游梁、桁架驴头或游轮),3·1-驴头,3·2-正反扣双螺杆-螺母伸缩机构,3·3-支杆,4-支架、底座,5-2ω曲柄,5·1-大链轮(ω轮),5·2-小链轮(2ω轮),5·3-链条,5·4-行星轮,5·5-中央轮(2ω轮),5·6-大齿轮,5·7-小齿轮(2ω轮),6·1-连杆,6·2-行星滚轮,6·3-平动滑杆,6·4-中间杆,6·5-摆动滚轮,6·6-旋转滚轮,7·1-直动滚轮,7·2-摆动导杆,7·3-摆动导块,7·4-摇杆,7·5-摆杆,7·6-T形滑块,7·6′-T形滑块7·6下部二侧的滚子,8·1-行星蜗杆,8·2-中央蜗轮,8·3-蜗杆锥齿轮,8·4-行星锥齿轮,8·5-行星圆齿轮,8·5′-行星圆齿轮8·5之转轴,8·6-中心圆齿轮,8·6′-中心圆齿轮8·6之转轴,8·7-调相架,8·8-调相盘,8·9、8·9′-双销调相器的拨销,8·10-双销调相器的转盘,8·11-支持轮,8·12-行星轴或行星盘,8·13、8·13′-与8·12连为一体的行星齿轮,8·14-中央轮,8·15-调相盘(行星架),8·16-螺母,9·1-绳带(钢丝绳、编织带或链条),9·2-滑轮(绳轮、带轮或链轮),10·1-调幅螺杆,10·2-尾端螺母,10·3-螺杆锥齿轮,10·4-调幅锥齿轮,0-主摇杆支承,0′-支架顶部支承,01-主曲柄轴,即减速装置输出轴,01′-副曲柄轴,02-2ω曲柄轴,E-固定支承,A-支架4的滑道,B-2ω曲柄5上的滑道,C-T形滑块7·6的上部滑道,D-2ω曲柄5上的导轨,D′-平衡块Q2上的滑孔,F-平衡块Q2上的螺孔,K-剖分式平衡块Q2的螺栓联接孔,S-调幅锥齿。轮10·4外端面上的孔,Q1-主曲柄平衡块,一级平衡块,Q1′-级砝码式平衡质量、副曲柄平衡块,Q2-二级平衡块,Q2′-二级砝码式平衡质量,M-齿轮净扭矩,φ-主曲柄1的角位坐标;ω-主曲柄1的角速度,2ω-2ω轴02和2ω曲柄5的角速度。

        实施例说明:

        实施例一。参看图1,本实施例的基本结构与前置式游梁抽油机相同,即由一台动力机通过带传动装置驱动减速机(图中未画出),使减速机的输出轴01带动主曲柄1以角速度ω旋转,并通过运动变换装置-主曲柄1、主连杆2、游梁即主摇杆3和支架4组成的四铰链曲柄-摇杆机构,驱使游梁3绕支架4上的主摇杆支承0在铅垂面内上、下摇摆,从而装在游梁3端部的驴头3·1的圆弧面就拖带着钢丝绳上、下运动,完成抽油动作。主曲柄1向相反方向延伸装有主曲柄平衡块Q1游梁3尾端置有一级砝码式平衡质量Q1′,Q1与Q1′共同构成一级平衡。

        本实施例的特征在于:所设置的2ω曲柄平衡机构,是一种2ω曲柄-滑块机构,该机构由装在2ω轴02上的2ω曲柄5,与支架4的滑道A相滑配的直动滚动7·1,以及二端分别与2ω曲柄5和直动滚轮7·1活铰的连杆6·1组成。在所述2ω曲柄-滑块机构中,2ω曲柄5上固连有二级平衡块Q2,直动滚轮7·1的中心轴上,则悬挂一组二级砝码式平衡质量Q2′,Q2与Q2′共同构成二级平衡。

        实施例二。参看图2,这是一种前置式桁架驴头调相两级平衡杆件抽油机,其运动变换装置仍是四铰链曲柄-摇杆机构,并且主曲柄1与减速装置输出轴01固结,主连杆2联接主曲柄1和主摇杆3,这些都与实施例一相仿。但主摇杆3却完全不同,它是一个三角驴头桁架-由驴头3·1、正反扣双螺杆-螺母伸缩机构3·2和支杆3·3相互铰接构成的一个三角形桁架,此桁架在3·2与3·3的铰接中心处与支架4的主摇杆支承0活动铰接;正反扣双螺杆-螺母伸缩机构3·2是一种伸缩杆,其作用在于修井时使驴头后缩让开井位。图中3·2与3·3的位置也可调换布置,即3·2在下,3·3在上。

        主曲柄平衡块Q1与一级砝码式平衡质量Q1′共同构成一级平衡。因Q1′置于驴头背面,叫做驴头背面砝码装置。

        本实施例的特征在于:2ω曲柄平衡机构是一种2ω曲柄-导杆机构,它由装在2ω轴02上的2ω曲柄5,与支架4通过固定支承E活铰的摆动导杆7.2,以及和2ω曲柄5活铰并与摆动导杆7·2的导槽相滑配的行星滚轮6·2组成。在这个机构中,2ω曲柄5上固连有二级平衡块Q2,行星滚轮6·2的中心轴上则悬挂着二级砝码式平衡质量Q2′,Q2与Q2′共同构成二级平衡。

        实施例三。参看图3,这是一种二连杆无驴头调相两级平衡杆件抽油机,其运动变换装置是由主曲柄1、主连杆2、绳带9·1、绕支架顶部支承0′转动的滑轮9·2和支架4组成的二连杆绳-轮机构。当动力机通过带传动装置、减速装置驱动输出轴01带着主曲柄1以角速度ω旋转时,与主曲柄1活动铰接的主连杆2就施带绕过滑轮9·2的绳带9·1上、下往复运动,完成抽油动作。固连在主曲柄1上的主曲柄平衡块Q1和悬挂在滑轮9·2上的一级砝码式质量Q1′共同构成一级平衡。

        本实施例的特征在于所述2ω曲柄平衡机构是一种2ω曲柄-导块机构:装在2ω轴02上的2ω曲柄5与平动滑杆6·3活铰,平动滑杆6·3又与摆动导块7·3的导槽相配合并可在其中滑动,而摆动导块7·3则通过固定支承E与支架4活动铰接,从而2ω曲柄5、平动滑杆6·3、摆动导块7·3与支架4组成2ω曲柄-导块机构。该机构中,2ω曲柄5上固连着二级平衡块Q2,平动滑杆6·3上则卡套着二级砝码式质量Q2′,Q2与Q2′共同构成二级平衡。

        实施例四。参看图4,这是一种轮式调相两级平衡杆件抽油机,它的运动变换装置,和游梁抽油机相仿,也是一种四铰链曲柄摇杆机构,但没有驴头:当主曲柄1随减速装置输出轴01以角速度ω旋转时,通过主连杆2驱使与支架4在主摇杆支承0处活铰的主摇杆3上、下摆动;有一绕顶部支承0′转动的滑轮9·2,联接在主摇杆3上的绳带9·1绕过此滑轮拖带光杆作上、下往复运动。固装在主摇杆3上的一级平衡块Q1与卡套在主摇杆3上的一级砝码式质量Q1′,一起构成抽油机的一级平衡。

        本实施例的特征在于所述2ω曲柄平衡机构是一种2ω曲柄-摇杆机构:装配在2ω轴02上的2ω曲柄5,以及在固定支承E处和支架4活铰的摇杆7·4,分别与中间杆6·4的二个端头活动铰链,就构成了这种机构。在此机构中,固连在2ω曲柄上的二级平衡块Q2,同卡套在中间杆6·4和摇杆7·4上的二级砝码式平衡质量Q2′,共同构成抽油机的二级平衡。

        实施例五。参看图5,本实施例的特征在于:调相两级平衡杆件抽油机的2ω曲柄平衡机构,采取了2ω曲柄导杆-摆杆机构:装配在2ω轴02上的2ω曲柄5上,制有滑道B,摆动滚轮6·5与该滑道B滑配并可在其中滚动,6·5又在其中心处与摆杆7·5活铰,7·5则通过固定支承E与支架4活铰,从而2ω曲柄5、摆动滚轮6·5、摆杆7·5和支架4构成一个四杆机构,因主动件2ω曲柄5又是一个导杆,从动件则是摆杆7·5,故叫做2ω曲柄导杆-摆杆机构。该机构中,2ω曲柄5上固连有二级平衡块Q2,摆动滚轮6·5的中心轴上和(或)摆杆7·5的延伸杆上设置有二级砝码式平衡质量Q2′,Q2与Q2′共同构成抽油机的二级平衡。

        实施例六。参看图6,调相两级平衡杆件抽油机的2ω曲柄平衡机构,采取了2ω曲柄-双滑块机构:装配在2ω轴02上的2ω曲柄5上,活铰有旋转滚轮6·6,6·6和T形滑块7·6的上部滑道C相配合而可在其中滚滑,7·6的下部二侧各有一排滚子7·6′,它们刚好卡在支架4的滑道A中而使T形滑块7·6只能沿着此滑道直动,从而2ω曲柄5、旋转滚动6·6、T形滑块7·6与支架4构成2ω曲柄-双滑块机构;该机构中,2ω曲柄5上固连有二级平衡块Q2,T形滑块7·6的下端悬挂着二级砝码式平衡质量Q2′,Q2与Q2′共同构成抽油机的二级平衡。

        实施例七。调相两级平衡杆件抽油机的2ω曲柄平衡机构,采取了2ω曲柄齿轮-螺旋机构平衡锤:2ω曲柄5上带有与2ω轴02垂直的导轨D和调幅螺杆10·1,二级平衡块Q2上制有滑孔D′以及与之平行的螺孔F,导轨D与滑孔D′相滑配而调幅螺杆10·1与螺孔F旋合,调幅螺杆10·1在其靠近2ω轴02的伸出端上固连有与调幅锥齿轮10·4啮合的螺杆锥齿轮10·3,调幅锥齿轮10·4则装配在2ω曲柄5上并且其轴线与2ω轴02平行。这种2ω曲柄齿轮-螺旋机构平衡锤有多种结构方案,例如(参看图7),2ω曲柄5设计成矩形框架结构,二级平衡块Q2设计成剖分块组合式,二个剖分块的内侧面上均开有滑孔D′与2ω曲柄5矩形框架结构的二个侧边导轨D相滑配,然后用螺栓穿过孔K,将二个剖分块固结为一体Q2。Q2的中心处制有螺孔F,装在2ω曲柄5上的调幅螺杆10·1穿过该螺孔后,用尾端螺母10·2轴向固定在2ω曲柄5的框架结构上;调幅螺杆10·1的头部固结有一个螺杆锥齿轮10·3,它与调幅锥齿轮10·4啮合;10·4空套在2ω轴Q2上并与2ω曲柄5相对轴向限位,并且其外端面有二个特制的圆孔或成型孔S,将双销调相器(图12)插入该孔中正向或反向旋转就可调节Q2在2ω曲柄5上的位置,这就与其他2ω曲柄平衡机构一样,可不停机而调变二级平衡的幅值。和调相装置一样,也可在2ω曲柄5上装设步进电动机,用来控制调幅锥齿轮10·4而使调幅螺杆10·1转动;还可采用计算机操纵电机作跟踪控制。

        这种齿轮-螺旋机构平衡锤也可用来实施一级曲柄平衡中的副曲柄平衡(参看图9、图10)。

        实施例八。参看图8,它与实施例七的区别在于:

        (1)2ω曲柄5上装配了行星蜗杆8·1和行星锥齿轮8·4,8·1与固结在2ω轴02上的中央蜗轮8·2相啮合,8·4的轴线与2ω轴02平行并与固结在8·1端头的蜗杆锥齿轮8·3啮合,从而2ω曲柄5与2ω轴02间构成行星蜗杆调相装置。

        (2)仍采用实施例七(图7)所说的2ω曲柄齿轮-螺旋机构平衡锤结构,但调幅锥齿轮10·4不再空套在2ω轴02上,而是直接装配在2ω曲柄5上,并且规定:调幅锥齿轮10·4到2ω轴02的中心距,等于调相装置中行星锥齿轮8·4到2ω轴02的中心距,这样就可用同一把行星调相器(图13)来调节二级平衡的幅值和相位。

        实施例一至八中,2ω轴驱动机构(减速装置输出轴01和2ω轴02之间的传动机构),采用了速比为1∶2的一级链传动,它由固结在轴01上的大链轮(ω轮)5·1,装在2ω轴02上的小链轮(2ω轮)5·2以及链条5·3组成。2ω轴驱动机构也可采用同步胶带或其他传动机构。

        实施例九。参看图9,本实施例图中未画出部分,可采用实施例一至八的任何一种结构,其特点在于2ω轴驱动机构采用了平行四边形-行星齿轮传动机构:设置一个副曲柄1′活套在2ω轴O2上,令1′和副连杆2′以及主曲柄1依次活铰组成一个平行四边形机构,此副曲柄1′将和主曲柄1同步转动而有相同的角速度ω。有一个与副连杆2′连为一体的行星轮5·4,又有一个固装在轴02上的中央轮5·5,5·4与5·5相啮合,只要它们的齿数相等,5·5就将以角速度2ω旋转而成为2ω轮,02则同时成为2ω轴而带着构件5以角速度2ω转动而成为2ω曲柄。

        采用平行四边形-行星齿轮传动机构为2ω轴驱动机构的优点是:(1)全部运动副均可密封,(2)副曲柄1′上可用齿轮-螺旋机构连接一个平衡块Q1′,它与主曲柄1上的平衡块Q1一同构成一级平衡,调节方便。

        实施例十。参看图10,它与实施例九的区别在于:2ω轴驱动装置采用了平行四边形-定轴齿轮机构:副曲柄1′与副曲柄轴01′相固结,它与副连杆2′以及主曲柄1依次活铰组成平行四边形机构,这使副曲柄1′与主曲柄1有相同的角速度ω。又有一个大齿轮5·6固装在副曲柄轴01′上,它与装在轴02上的小齿轮5·7相啮合,令大、小齿轮的齿数比为2∶1,02就以角速度2ω旋转而成2ω轴。本实施例和实施例九有相同的优点。

        2ω轴驱动机构还可采用速比1∶1的链轮机构和速比1∶2的定轴齿轮机构串接的形式,其优点是副曲柄1′和副曲柄平衡块Q1′可制成ω曲柄齿轮-螺旋机构平衡锤,它的结构同2ω曲柄齿轮-螺旋机构平衡锤相同(参看图7、图8),从而可在抽油机运转中调节一级平衡的相位和幅值。

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    调相 两级 平衡杆 抽油机
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