[发明专利]用于抽油机的曲柄式换向缓冲装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种缓冲装置，尤其涉及一种用于抽油机的曲柄式换向缓冲装置。

背景技术

立式抽油机相对于传统的游梁式抽油机，拥有很多的优点，如可提高采油效率，增加石油产量；减少磨损，提高抽油杆和抽油泵寿命；排量稳定，动载荷小，事故少；运转平稳，疲劳应力低，应力循环次数少等。采用长冲程抽油方式，抽油泵柱塞实际冲程损失的较小，可提高抽油泵的排量系数和充满系数，提高采油效率，增加石油产量，降低采油成本。但是立式抽油机也存在一些短板，其中换向缓冲的问题就是一个突出问题，也是推广过程中遇到的主要障碍之一。

立式的抽油机在上止点、下止点的换向操作，需要抽油杆、配重完全向相反的方向运动，由于抽油杆、配重的重量大，惯性很大，换向的停止和启动都要消耗大量能量，会导致传动机构很大的冲击，使各种零件寿命减少，电动机一直不断重复发电、启动状态，使电网不断的受到冲击，设备的效率低下、磨损严重、耗能大。现在的解决方法主要有两种，但在实际使用后的情况并不理想。

如图1所示，链条式立式抽油机是现在应用最多的立式抽油机，换向方式如下图所示，曲拐轴的头部实际上充当着轨迹链条的一个特殊链节，其圆轴部插入滑车架，可以在滑车架内转动。滑车架可以在往返架内沿导轨横向移动。曲拐轴随轨迹链条作循环运动，当曲拐轴运动到轨迹链条的圆弧部分即链轮部分时，它继续带动往返架向上运动，同时带动滑车架沿导轨横向移动，到达最高点后曲拐带动往返架改变方向向下运动，同时带动滑车架沿导轨继续横向移动，直到曲拐运转到链条的垂直部分后往返架与滑车架又相对静止实现抽油机的下冲程。

变频换向电机，采用变频器控制电动机的运行，换向时通过变频器提供不同频率的旋转磁场，准确控制运动的方向和速度，实现抽油机的缓冲和换向。

现有的两种技术主要的缺点如下：

链条式抽油机，换向发生在上链轮、下链轮的范围，上链轮、下链轮是垂直布置，换向的过程的缓冲距离是链轮的半径，由于链轮不能做得太大，导致缓冲距离太小，冲击大；链条是柔性传动，机构体积大，润滑困难，磨损块，维修和更换困难，磨损后，会产生振动和噪音，并使链条发生长度的变化，使链条与下链轮的松紧配合在不断的加隙变化中，使缓冲效果进一步降低，使整机的使用情况恶化，并且有很大的安全隐患。由于这些缺点，历史上曾经加入气囊进行辅助缓冲，但每年过千次的故障率，使气囊很快被弃用。

 变频换向电机，理论上，变频换向电机可以实现最佳的换向缓冲动作，但是这种方式的问题更加麻烦，采用电气方式进行强行减速、和频繁启动，电气控制系统复杂，难以适应恶劣环境、维护修理技术要求高，缓冲能量是通过电气元件的发热进行消耗，散热困难，寿命很短，经常导致停机事故，而且大功率变频器的使用，对电网产生很大的高频污染，影响其他设备的运转，这些缺点使这种抽油机的市场占有率逐年下降。

以此，上述问题是在抽油机的设计与生产使用过程中应当予以考虑并解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于抽油机的曲柄式换向缓冲装置解决了抽油机在使用过程中，配重在上止点、下至点附近位置的换向冲击问题，将冲击缓冲的能量通过曲柄缓冲件蓄能，换向时释放，实现了冲击能量的再利用，变废为宝，使在整个换向过程中，电机的输出功率基本恒定，使传动系统和动力系统平稳工作，冲击小。

本发明的技术解决方案是：

一种用于抽油机的曲柄式换向缓冲装置，包括上撞块、下撞块、用于上撞块和下撞块滑动的滑道、定滑轮和曲柄缓冲件，所述上撞块和定滑轮设于抽油机桁架上部，所述曲柄缓冲件和下撞块设于抽油机桁架的下部，所述上撞块通过钢丝绳一连接曲柄缓冲件，所述上撞块还连接有钢丝绳二的一端，所述钢丝绳二的另一端绕过所述定滑轮连接下撞块，所述曲柄缓冲件包括十字摆动节、短臂、旋转轴、长臂和缓冲配重，所述十字摆动节设于短臂的端部，所述长臂的一端连接短臂，所述长臂的另一端连接缓冲配重，所述短臂和长臂的连接处设有旋转轴。

优选地，所述上撞块和下撞块间设有配重，所述配重通过钢丝绳连接抽油杆，所述钢丝绳绕过有天轮，所述配重的两侧各设有一对上撞块，每对所述上撞块由连接器连接，所述钢丝绳一的一端连接所述连接器，所述钢丝绳一的另一端连接所述曲柄缓冲件，所述配重的两侧各设有一对下撞块。

优选地，所述短臂和长臂形成“V”型，所述旋转轴设于抽油机桁架上。

优选地，所述十字摆动节的中心孔穿过用于连接曲柄缓冲件的钢丝绳一，所述十字摆动节的两端通过滚柱轴承安装在短臂内。

优选地，所述缓冲配重的两端设有可调撞块。