[发明专利]滚珠螺旋传动抽油机

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种油田生产中使用机械采油方法时所采用的抽 油机，属于采油机械技术领域。

背景技术

目前油田生产中使用众多的是以抽油机、抽油杆和抽油泵“三抽” 为主的机械采油设备，使用的抽油机包括游梁平衡式抽油机、无游梁 式抽油机(摩擦换向抽油机、直线电机抽油机等)。为了提高冲程、节 能以及改善抽油机的结构特性和受力状态，多年来人们先后研制出前 置式抽油机，气动平衡抽油机、异相型抽油机(双驴头)、弯游梁抽油 机、调径变矩抽油机和杠铃游梁抽油机等。这些抽油机均利用四连杆 机构将旋转运动转变为往复直线运动，通过钢丝绳拖拽抽油杆驱动柱 塞泵举升原油，并没有解决游梁式抽油机的平衡效果差、曲柄轴净扭 矩脉动大、传动链长机械传动效率低、“大马拉小车”和能耗高的缺点。 直线电机抽油机虽在节能和效率方面高于游梁式抽油机，但是这种抽 油机成本高，对直线电机的出力要求较高，防过载能力差，适应工况 范围小，地面结构复杂，维修不便。摩擦换向抽油机由于钢丝绳及缠 绕滚筒(或滚轮)因弹性变形存在着动力传递损失大、效率低，以及 故障率和成本相对较高，钢丝绳工作寿命短等缺点。

发明内容

本发明的目的是针对现有的抽油机存在的上述问题，消除举升液 体时抽油杆上下往复运动是做的无用功，提高低产油井的举升效率， 实现高效节能，提供一种效率高、成本低、工作可靠、调整方便、维 护简单的滚珠螺旋传动抽油机。

本发明的技术方案是，滚珠螺旋传动抽油机，包括电控箱、电动 机、减速器和平衡装置，其特征是设有螺旋花键轴、四个锥齿轮和含 有滚珠螺旋副和滚珠花键导轨副的滚珠螺旋传动装置，螺旋花键轴的 外壁上设有花键直槽和螺旋槽，螺旋花键轴贯通穿过减速器箱体，四 个锥齿轮分别通过轴承固定在减速器箱体上，四个锥齿轮对称布置， 相互啮合；螺旋花键轴设有滚珠螺旋副和滚珠花键导轨副，滚珠螺旋 副通过轴承和方向控制离合器轴向安装在锥齿轮的内孔中，滚珠花键 导轨副安装在减速器箱体内，螺旋花键轴的下端连接井口的光杆，螺 旋花键轴的上端连接平衡装置；所述的滚珠螺旋副包含螺旋花键轴、 螺旋副滚珠和螺旋套，在螺旋套对应的螺旋花键轴上的螺旋槽内设置 螺旋副滚珠；所述的滚珠花键导轨副包含螺旋花键轴、花键滚珠和花 键套，在花键套对应的螺旋花键轴上的花键直槽内设置花键滚珠。

所述的平衡装置由钢丝绳、支座、销轴、天轮、平衡重组成，钢 丝绳的一端连接螺旋花键轴，另一端穿过天轮和平衡重相连接，天轮 通过销轴固定在支座上。

所述的方向控制离合器的结构形式是机械离合器摩擦离合器、电 磁离合器、液压离合器、气体离合器以及自控离合器。

电动机与减速器的输入轴之间是平带传动连接或V带传动连接或 链条传动连接或联轴器直接连接。

本发明结构设计科学合理，生产制造容易。由螺旋花键轴、螺旋 套、螺旋副滚珠等构成的滚珠螺旋副和由螺旋花键轴、花键套、花键 滚珠等构成的滚动直线导轨副(滚珠花键副)，完成运动的转换，将旋 转运动转换为直线运动。滚珠螺旋副和滚动直线导轨副的对应槽内均 放置滚珠，采用滚动摩擦的形式。其主要优点有：

1、通过使用滚珠螺旋副传动将旋转运动转换为直线运动来驱动柱 塞泵工作，提高了抽油机的传动效率，减少了能耗损失，具有工作可 靠、效率高、成本低、调整方便、维护简单的特点。

2、由于使用了平衡装置，使得在上下冲程过程中电动机的驱动力 矩变化不大，载荷平稳，改善了电动机的受力情况，延长了电动机的 使用寿命。

3、工作时电动机是单方向连续运转，没有正反向往复旋转运动时 所出现的较大加速度和减速度，因此电动机运行平稳，无惯性载荷和 冲击现象。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：电控箱1，光杆2，螺旋花键轴3，轴承4、5、12、16、18、 22，方向控制离合器6、19，螺旋副滚珠7、21，螺旋套8、20，锥齿 轮9、10、13、14，减速器箱体11，电动机15，花键套17，花键滚珠 23，钢丝绳24，支座25，销26，天轮27，平衡重28。

具体实施方式