[发明专利]抽油机用双级平衡变速传动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种抽油机改善平衡状态的节能设备，具体的是一种满足抽油机二次平衡要求的变速传动装置。

背景技术

游梁式抽油机是一种变形的四连杆机构，其整机结构特点像一架天平，一端是抽油载荷，另一端是平衡配重载荷。通过平衡配重载荷来减小电动机上下行程的载荷差，此平衡为一级平衡，若抽油机在井下工况平稳的状态下运行时，测定曲柄轴的净扭矩变化规律则可以得到一条近似的正弦曲线，具体如附图1所示，从图中可以看出，此时的一级平衡曲柄轴净扭矩曲线，存在较高的峰值和较深的负向谷值；而通常情况下抽油机在整个工作循环过程中抽油载荷是每时每刻都在变化的，而平衡配重载荷不可能和抽油载荷作完全一致的变化，且部分抽油机存在严重不平衡现象，抽油机的起动扭矩很大，惯性也很大，从而造成较大的冲击电流，这样就存在电动机工作效率低的问题，不仅浪费掉大量的电能，而且较大的冲击电流还严重威胁到设备的安全。所以欲得到更加理想的净扭矩曲线，进一步降低电动机功率，节约电能，就有必要将经过一次平衡的常规游梁式抽油机再进行二级平衡。二级平衡后得到的曲线见附图2，显然从图2上能够看出得到的净扭矩曲线是比较平稳的，理论和实践都已经证明， 二级平衡方法是抽油机一种有效的节能方法，但如何更好的实现二次平衡一直是油田科技人员的研究课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种抽油机用双级平衡变速传动装置，该变速传动装置为实现抽油机的二次平衡提供了新的技术支持，在油田各生产单位节能降耗要求方面起到重要作用。

为实现上述发明目的，本申请采用的技术方案是：抽油机用双级平衡变速传动装置，包括箱体、传动齿轮、轴；其中所述箱体包括上、中、下及箱盖四部分，所述轴包括输入轴、第一输出轴及第一中间轴，上述各轴设置在下箱体中，各轴之间通过传动齿轮相互啮合传动，第一输出轴的输出端与抽油机的曲柄平衡块固定连接；另外该变速传动装置还包括设置在中箱体内的第二中间轴及设置在上箱体内的第二输出轴，其中第二中间轴位于第一中间轴的正上方，第二输出轴位于第二中间轴的正上方，第一中间轴、第二中间轴及第二输出轴上分别设置传动齿轮，各传动齿轮之间相互啮合；在第二输出轴的两端对称连接第二曲柄平衡块，且第二输出轴与第一输出轴的转速比为2:1。

有益效果：申请人对许多仿真曲线和实测曲线分别进行分析计算，在经过优化参数的二级平衡后，在使用这样的减速传动机构之后电动机所需功率都有较大幅度下降，一般下降20%以上。而且对抽油机二次平衡的研究中，根据本申请双级平衡变速传动装置的设计原理可以对各油田原有的减速器进行改造和设计，简单方便，不论对新型抽油机的开发，还是对油田在用的大量常规游梁式抽油机进行节能技术改造中，都具有重要的现实意义。

附图说明

图1是一级平衡净扭矩曲线图。

  图2是二级平衡的净扭矩曲线图。

图3是实施例1中本申请变速传动装置的结构示意图。

图4是图3的侧视图。

图5是图3的A-A剖视图。

具体实施方式

实施例1

由图3结合图4所示：抽油机用双级平衡变速传动装置，包括箱体、轴、传动齿轮；其中箱体1包括下箱体11、中箱体12、上箱体13及箱盖14四部分，所述轴包括输入轴2、第一中间轴3及第一输出轴4，上述各轴设置在下箱体11内，由图5所示：输入轴2采用齿轮轴，第一中间轴3亦采用齿轮轴，，在第一中间轴3上另安装与输入轴相啮合的传动齿轮，第一输出轴4与第一中间轴3之间齿轮传动，第一输出轴4的输出端与抽油机的曲柄固定连接；另外该变速传动装置还包括设置在中箱体12内的第二中间轴5及设置在上箱体内的第二输出轴6，所述第二中间轴5位于第一中间轴3的正上方，第二输出轴6位于第二中间轴5的正上方，第一中间轴3、第二中间轴5及第二输出轴6的中间位置分别设置传动齿轮，各传动齿轮之间相互啮合；在第二输出轴6的两端对称连接第二曲柄7，且第二输出轴6与第一输出轴4的转速比为2:1。

 工作时，电动机通过皮带带动变速装置内输入轴2转动，通过各传动齿轮的啮合传动使第一输出轴4的转速降低到要求的转速，例如抽油机原机曲柄以6r/min的转速转动，同时中间轴经过各传动的啮合使得第二输出轴5的转速为12r/min。第二输出轴6连结着第二曲柄平衡块7，这样小平衡块的转速为12r/min，保证了两曲柄平衡块的转速比为2:1，从而实现抽油机的二级平衡。