[发明专利]天秤式四杆全平衡长冲程抽油机

说明书

技术领域

本发明涉及一种抽油机，具体是一种天秤式四杆全平衡长冲程抽油机。

背景技术

目前油田采油领域的主流设备是游梁式抽油机(即磕头机)与直线式抽油机。磕头机普遍存在着能效低下的问题，以磕头机为核心的三抽系统：抽油机、抽油杆、抽油泵的平均综合效率在我国只有25％最低值不到10％，国外的平均综合效率也只有30％。而直线式抽油机相比于游梁式抽油机，能耗可以大幅降低，但是因为直线式抽油机在工作时电机换向频繁，而且设备使用缆绳较多，使得该形式抽油机故障率较高，因而在实际生产中依然很少采用。

针对上述问题，本发明提出了一种天秤式的框架抽油结构，保留了游梁式抽油机的高可靠性的传动方式，既解决了磕头机的高能耗问题，也解决了直线式抽油机的多故障问题，对于提高采油效率、降低采油能耗具有非常重要的工业及经济价值。

发明内容

本发明针对目前游梁式抽油机和直线式抽油机存在的问题与现状，设计提出了一种天秤式四杆全平衡长冲程抽油机。

天秤式四杆全平衡长冲程抽油机主要由抽油杆、平行四边形铰接框架机构、配重平衡块、曲柄传动系统(曲柄、电机及减速器等)及机架组成，在机架平台上安装轴承座，用来支承平行四边形铰接框架机构上的E点，平行四边形铰接框架机构的BC杆延长段端点A点为悬点，与抽油杆相连，平行四边形铰接框架机构CD杆延长段端点F点为平衡点，F点上铰接配重块，只要将F点约束在垂直的滑槽中运动，相应的平行四边形铰接框架机构上的悬点A就确定了只能垂直运动且和平衡点F运动方向相反。

曲柄传动系统由曲柄、电机及减速器组成。

连杆一端和曲柄铰接，另一端和平行四边形铰接框架机构上的H点铰接。

当取得A点抽油杆的质量数据后，就可以算出平衡点F处配重块的质量，使得配重块载荷相对于E点的力矩完全等于悬点抽油杆载荷相对于E点的力矩。

悬点和平衡点载荷相对于E点之矩完全平衡后，驱动电机只要很小的动力就能带动抽油杆上下运动，大大降低了无用功的产生，这是磕头机无法比拟的优点。

按上述方案，抽油杆上的悬点A与平衡点F可实现互换。

附图说明

图1为天秤式四杆全平衡长冲程抽油机实施例结构图

图2为平行四边形框架机构

图3为平行四边形框架机构的倒置

图中：1、油井；2、抽油杆；3、平行四边形铰接框架结构；4、支架；5、曲柄传动系统；6、连杆；7.配重块及滑块；8、垂直导向槽。

具体实施方式

本发明所采用的技术方案是：在附图中，天秤式四杆全平衡长冲程抽油机由油井(1)；抽油杆(2)；平行四边形铰接框架结构(3)；支架(4)；曲柄传动系统(5)；连杆(6)；配重块及滑块(7)；垂直导向槽(8)组成，其特征在于：将BC，CD，DE及EB四根杆铰接成平行四边形框架，A点是BC杆的延长段端点，F点是CD杆的延长段端点,要求端点A和端点F的连接辅助中心线必须经过平行四边形框架的E点中心。A点称为悬点，F称为平衡点。

取平行四边形铰接框架结构的E点作为支撑点，支撑点E与支架(4)铰接。平衡点F上的配重块和滑块(7)被约束在垂直方向的垂直导向槽(8)内，只能垂直往复运动。

在该结构下，当取得与A点相连的抽油杆载荷质量后可计算出平衡点F处的配重块质量，使其两者相对于支撑点E的力矩完全抵消，当曲柄传动系统(5)驱动曲柄旋转，曲柄通过铰接在曲柄和平行四边形铰接框架结构(3)上的H点的连杆(6)轻松的带着抽油杆上下垂直运动，完成节能、高效的抽油工作。

本发明主要优点在于：抽油杆负载可以完全平衡，同时保留了游梁式抽油机可靠地驱动方式，所以比传统的游梁式抽油机(磕头机)节能和高效而不失可靠性；比直线式抽油机可靠(无缆绳、电机工作不换向)而不失节能性。

另一个优点：由于平行四边形铰接框架结构上H点位置可变，所以抽油机冲程改变变得非常容易。