[其他]长冲程抽油机

说明书

长冲程抽油机，包括一个矗立在底座之上的塔架和跨在塔架顶部大天轮两侧的平衡重－－光杆系统。该抽油机使用电动机为动力源、电动机恒向转动，通过一套曲柄连杆机构产生近似简谐规律的往复直线运动，并通过一个由固定滑轮组和可移动滑轮组构成的机构把往复运动行程放大并传递给平衡重－－光杆系统。冲程长度可以通过改变曲柄工作长度很方便地实现，也可改变参与工作的滑轮数量以便在更大范围内改变冲程长度。

本发明与长冲程抽油机，特别是无梁式长冲程抽油机有关。

在石油开采中，对于那些不能自喷的油井，主要使用抽油机从其中抽取原油。随着开采时间的推移，老油田的油井液面不断下降、和需要开发蕴藏在较深地层中的石油，要求抽油机的下泵深度不断增加，因而产生了新的技术难题。首先是泵效问题，因为用金属制成的抽油杆是弹性体，在自重及载荷作用下，将产生弹性伸长。抽油杆上下往复工作时，这种弹性伸长会造成冲程损失。下泵深度越大，有效冲程损失则越大、泵油效率也越低。然而，如果加大抽油机的工作冲程，则相对冲程损失就会降低。因此在这种场合比较理想的是尽量使用长冲程抽油机。此外，对于高含水油田和高粘度油田的开采、加大抽油机冲程的效果也很好。在相同排量条件下，增加抽油机的冲程意味着可以相应地减少冲数、速度以及加速度，这又产生了许多另外的好处。首先，因为抽油杆是在可变载荷下工作，其疲劳寿命与所经历的应力循环次数有关，减少冲数意味着减少一定期间中的应力循环次数，可使抽油杆的疲劳寿命增长。另外，降低速度和加速度有助于减缓抽油杆和缸筒的磨损，而冲程加大，又使得缸筒内表面的磨损分散在较大的面积上，而不是集中在一个较小的区域，这也有助于延长缸筒的使用寿命。简言之，增加冲程，可以提高容积效率和延长零件使用寿命。

长冲程抽油机按其结构可分为两大类，即游梁式和无梁式。游梁式长冲程抽油机，其中一种见美国专利4，306，463号，具有一个铰支在起重柱上可自由摆动的游梁，梁的一端有平衡重，另一端有一个驴头，光杆通过绳索与驴头联接，通过电动机或液压机构使游梁上下摆动，从而带动光杆上下运动。游梁式抽油机的缺点是结构不够紧凑、笨重、占地面积较大，旋转平衡块产生较大的离心力等。

无梁式长冲程抽油机一般都有一个直立的塔架，塔架顶部有一个可转动的轮子，连结光杆的绳索或皮带从该轮一边垂下，从轮的另一边垂下的绳索或皮带上安装着平衡重物，通过电机或液压马达驱动的铰盘直接或间接地带动光杆运动。冲程的换向靠电动机或液压马达反向转动实现。接近冲程端点时的减速或缓冲也靠电气或液压控制机构实现。

美国专利3，285，081显示了一种无梁式长冲程抽油机，它包括一个塔架，固定在塔架顶端的鼓轮，鼓轮上悬挂着沿相反方向运动的平衡重和杆绳，使鼓轮正反向转动的驱动装置由一台可正反向旋转的电动机以及减速器和连接减速器输出轴和鼓轮的绳索组成。其冲程长度取决于在这一冲程中电机转过的圈数，光杆上下冲程的换向及换向时的减速和缓冲靠同步直流电机来实现。

美国专利4，388，837公开了一种用于皮带式长冲程抽油机的安全装置。它包括一个设置在塔架顶部位于平衡重和大天轮之间的夹紧装置，连接光杆和平衡重的皮带从该夹紧装置中穿过。当光杆或杆侧皮带断裂时，夹紧装置能自动把平衡重上方的皮带夹住，从而防止平衡重物坠落而造成事故。其缺点是，这种安全装置不适用于采用钢丝绳连接光杆和平衡重的抽油机，而目前实际使用的绝大多数抽油机都采用强度、寿命等都远远超过皮带的钢丝绳。而且，如果皮带的瞬时断裂处位于夹紧装置和平衡重之间的某处时，这种安全装置无法阻止平衡重坠落。

在现有的无梁式长冲程抽油机中所采用的驱动方式、或者同步直流电机和复杂的固体电子控制系统，或者采用慢速液压动力机组来实现变向运动及控制动载荷。由于使用了复杂、昂贵、相对娇嫩的电子、液压设备，在长期在野外工作的情况下容易损坏、难于维修。

本发明的目的是提供一种完全新颖的、结构简单、操作方便、易于维修、占地少、成本低、工作可靠的无梁式长冲程抽油机。