[发明专利]丝杠传动换向式长冲程抽油机

说明书

技术领域

本发明属于采油设备技术领域，是一种丝杠传动换向式长冲程抽油机。

背景技术

在公知的技术中，油田通常使用的游梁式抽油机，因其结构特性所限，有它固有的缺陷，体积庞大、能耗高、载荷性能差，尤其是不易实现长冲程。因此，长冲程、低冲次、大排量、重负载抽油机一直是国内外采油设备的研究发展方向。进入21世纪以来，国内外相继研制了各种无游梁抽油机， 其方案有的采用转向可逆电动机或液压马达带动滚筒正反转，实现长冲程抽油；有的采用六连杆结构增大游梁机的冲程；有的利用滑轮组和齿轮传动的增程方式等等，这些方案都取得了不同程度的有益效果。但是，由于抽油机是在地理气候复杂的野外进行连续无看管作业，要求抽油机结构简单、皮实、可靠、便于维修。因此，上述方案均存在着不同程度的缺陷，如：结构复杂、可靠性差、不皮实、维修管理不便、平衡效果差、电能消耗大、耗用钢材多等。在现有的技术中，还公开了一种天轮式无游梁增程抽油机，以其节能、平衡效果好、易实现长冲程等特点，已逐步进入油田开采业，并在采油设备中被作为具有发展潜力和推广应用前景的新机型，该机是借助双曲柄双连杆机构带动滚轴增程机构推动天轮摆动，并通过绕在天轮上的钢丝绳带动抽油杆作上下往复运动，实现长冲程作业。但在该机具有显著优势的同时，也不同程度的存在一些亟待解决的问题，如：增程部分运动构件多，结构复杂，容易损坏，可靠性差，同时由于换向驱动和增程机构设置在机架的顶端，现场安装维修困难，制造和操作管理难度大。其次，采用双曲柄双连杆结构，容易形成剪刀差，而且连杆较长，对连杆的材料及制造精度要求较高，给制造、安装都带来较大的难度，增加了整机的重量，加大了制造成本。 其三，该机的平衡系统采用自由悬挂的方式，虽有较好的平衡效果，但同时依靠天轮与钢丝绳之间的相对静摩擦力进行传动，在大载荷状态下，特别是在启动或刹车时，其传动可靠性差，且容易造成钢丝绳的疲劳和磨损，使用寿命短。其四，平衡重处于自由悬挂状态，高空上下往返，当抽油杆悬挂端出现失载时，数吨重的平衡重突然从高空落下，对机座造成强大的冲击，且钢丝绳极大的甩动也易酿成事故。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、运动构件少、重量轻、节能省材、便于调整、维修管理方便、并且容易实现长冲程的丝杠传动换向式长冲程抽油机。 

实现本实用新型的目的所采取的技术方案是：该抽油机包括底座、机架和驱动电机，其中，底座上通过支架安装有丝杠换向装置，该丝杠换向装置通过皮带传动件与所述驱动电机连接，在机架的顶端通过悬臂设有顶轮，顶轮上设有用于悬接抽油杆的钢绳Ⅰ，该钢绳Ⅰ通过中间传动机构与丝杠换向装置连接，所述驱动电机连接有正反转换向控制器。

所述丝杠换向装置具有一个壳体，壳体内通过轴承座设有丝杠、与丝杠平行设置的导向杆，在丝杠上设有与之螺纹连接的滑块螺母，该滑块螺母的上部与导向杆穿装连接，并可沿导向杆左右移动，在滑块螺母上连接有钢绳Ⅰ，该钢绳Ⅰ穿过壳体上设置的通孔与所述中间传动机构连接，所述丝杠的一端伸出壳体外，并通过皮带传动件与所述驱动电机连接。

所述壳体内设有若干个加强筋板，并装有润滑油。

所述丝杠采用双头或多头螺纹丝杠。

所述中间传动机构具有一个用于穿装钢绳Ⅰ的定滑轮，该定滑轮通过支座与所述机架连接。

所述中间传动机构具有一个安装在机架上的轴承座，轴承座穿装有心轴，该心轴一端固装有被动绕绳轮，另一端固装有主动绕绳轮和用于平衡的悬挂轮，其中，被动绕绳轮通过钢绳Ⅰ与所述顶轮连接，主动绕绳轮通过钢绳Ⅱ与滑块螺母连接，悬挂轮通过钢绳Ⅲ连接有平衡块。

本发明的丝杠传动换向式长冲程抽油机，其有益效果是：

1）通过丝杠换向装置实现旋转运动与往复运动方式的转换，并通过驱动电机的正反转实现抽油杆上下冲程的切换，使传动、减速及悬绳运动换向机构大大简化，维修更加方便安全，而且减轻了抽油机的整体重量，节约了原料资源和制造成本，增强了抽油机运行的可靠性。

2）采用丝杠传动，使悬绳上下行程始终处于匀速运动状态，能有效地避免冲击载荷的产生，不仅能延长抽油机各部传动构件的使用寿命，而且能够提高采油效率，克服动力的无功损耗。

3）通过控制器对驱动电机正反转切换频次的设定，能随时调整抽油机的冲次，并能根据地下油层状况及其变化进行实时的调整，从而实现采油效率的提高。

4）采用较低位置悬挂式平衡，使平衡系统的安全可靠性大大增强，而且调整、维修方便快捷，操作安全。