[实用新型]提高柔性件使用寿命的滚筒式抽油机

说明书

本实用新性属于油田机械采油设备中无游梁抽油机的一种。本实用新型是对兰州石油机械研究所设计的宽带长冲程抽油机的一种改进。宽带长冲程抽油机是一种电机换向，滚筒式柔性传动抽油机，宽带长冲程抽油机的构造原理如图1所示，抽油机利用电机1的正转，通过减速器2减速后带动滚筒3上的运输带4，经过地滑轮5牵拉平衡箱6，再通过钢丝绳7、天车轮8使卡在悬绳器9上的抽油杆10向上运动，到极限位置后电机停止驱动，抽油杆靠自重大于平衡重而自动下落，并拖动滚筒和电机反转，抽油杆下落到极限位置时，如图2所示滚筒上缠绕的运输带11已全部放出，此时滚筒反转速度通过电器已控制为电机额定转速，随即反向驱动电机使滚筒顺势反向缠绕运输带，将抽油杆再次拉到上部……如此循环工作（资料引自《石油矿场机械》1988年第三期）。宽带长冲程抽油机的主要优点是采用了可双向缠绕的滚筒技术。由于采用了这一技术，电机在每次换向启动之前已被负载反向拖动到额定转速，避免了大电流频繁启动，减轻了电机的负荷，为电机换向抽油机的实际应用创造了一个有利条件。但是宽带长冲程抽油机也和其它无游梁抽油机一样，有一个共同的缺点，就是柔性传动件（钢丝绳和运输带）使用寿命比较低。根据链条抽油机的经验，钢丝绳寿命一般只有6至8个月时间，运输带在抽油机上的使用寿命目前尚没有数据，仅根据样机工业性试验情况（资料引自《石油矿场机械》1989年第5期）判断，运输带的使用寿命和钢丝绳的大体相等。在游梁式抽油机平均维修周期为两年以上的情况下，无游梁抽油机的维修周期只有6至8个月时间，显然是用户难以接受的，因为这不仅增加了用户的维修工作量，而且还提高了用户的设备使用维持费。

本实用新型的目的是通过对现有技术的改进，大幅度提高柔性传动件的使用寿命，从而减轻用户对设备维修和使用维持费等方面的负担。

本实用新型为提高柔性件使用寿命主要改进有两项，一是复绳悬挂系统；二是柔性件铰接式滚筒。其结构特点分别叙述如下：

一、复绳悬挂系统。图3是示意图。左、右钢丝绳排14的一头悬挂着悬绳器15，绕过天车16的另一头经钢丝绳平衡机构17悬挂抽油机平衡重。钢丝绳平衡机构是用来平衡左、右两排之间和各排内绳与绳之间的张力。现有技术中无论哪一种抽油机，其悬绳器两侧的每一侧的钢丝绳根数都毫无例外的是单根，而本实用新型采用两根和两根以上，因而称复绳。为什么要变单绳为复绳呢？人们知道，钢丝绳在抽油机上的主要破坏形式是应力循环疲劳破坏，而决定应力循环次数的主要参数是轮绳直径比（即天车轮直径与钢丝绳直径之比）。据分析在钢丝绳拉力不变的条件下，轮绳直径比越高钢丝绳的应力循环次数也越高，而且后者提高的速度远远大于前者。现有技术采取的办法是加大天车直径，目前天车轮直径已经到2米左右，如果继续加大天车轮直径，不仅使天车本身的体积和重量增加，造成加工、运输和安装等困难，而且更主要的是使抽油机的整体结构趋于庞大，从而降低抽油机总的技术经济指标。本实用新型采取变小钢丝绳直径（同时相应增加钢丝绳根数以保持钢丝绳钢丝总截面积相等）的办法，不仅不会增加太多天车本身的体积和重量，更主要的是优化了抽油机结构设计和提高了抽油机的技术经济指标。这是变单绳为复绳的直接原因。附带原因是随着钢丝绳直径的变小，制造钢丝绳的材料——钢丝也变细，根据上面同样的道理，钢丝绳本身的耐疲劳度也就是使用寿命愈加提高。

二、柔性件铰接式滚筒。图4是示意图。在滚筒18表面上固定一个轴座19，用销轴20将柔性件的端部卡子21连在轴座上，柔性件在滚筒上正、反缠绕时只在滚筒18表面上反复弯曲，而避免现有技术图2所示的被固死在滚筒体内的运输带11在小直径圆筒13上反复弯曲。宽带长冲程抽油机所用的运输带是用橡胶作复盖物的钢丝绳芯运输带，它在抽油机上的破坏机理与钢丝绳基本相同，很显然，小圆筒13的直径要比大滚筒12的直径小许多倍，那么根据应力循环疲劳破坏的理论可以断定，采用柔性件铰接式滚筒比采用现有技术肯定会大幅度提高柔性件的使用寿命。

本实用新型总体结构仍可按图1实施。