[实用新型]曲柄异形轮抽油机

说明书

本实用新型涉及一种用于油田采油的采油设备。

现在，国内外广泛采用的游梁式抽油机，虽结构简单、安全可靠，但受四连杆换向机构各构件几何尺寸和运动性能的影响，存在冲程短、笨重、耗能大、平衡效果较差等缺点。

本实用新型的目的是提供一种设有曲柄异形轮和柔性件组成的换向机构，冲程长、能自动变换曲柄平衡力矩、改善载荷性能、无级调节冲程长度、且能耗低、自重轻、安全维修方便的曲柄异形轮抽油机。

本实用新型是用下述方案实现的：一种底座25、机架24、电机1、减速器4、曲柄6、拉杆11、连杆13、横梁14、游梁15、驴头16、钢丝绳18、悬绳器19等组成的曲柄异形轮抽油机，其特征是该抽油机在曲柄6上设有同轴7同步转动的大小异形轮9、8，且两根柔性件12、10的一端分别固定在二轮9、8外缘上的节点23、22上，另一端以互相相反方向绕过各自相应的轮缘后，与连杆13及通过拉杆11与机架24相连。曲柄6同二轮9、8可以在减速器4的一侧，通常是在两侧对称布置同步工作。本实用新型技术方案中抽油杆20的位移（冲程）是两个运动复合而成。参照图1、图5、图6，当曲柄6沿逆时针方向转动前半周时，二轮9、8，一方面同曲柄6以轴5为转动轴作转动（即公转），使柔性件12沿大异形轮9外缘工作面上缠绕且拉紧，通过连杆13、横梁14、游梁15、驴头16、钢丝绳18、悬绳器19带动抽油杆20作上冲程工作，其冲程长度是由两轴心5和7之间距和大异形轮9轮缘直径（或平均直径）来决定，另一方面受柔性件10的牵制二轮9、8以轴7为转动轴沿逆时针方向作相应的摆动（即自转），而增大冲程长度，冲程长度的增大幅度决定于二轮9、8直径（或平均直径）之比。参照图7，当曲柄6转动后半周时，上冲程过程已结束，抽油杆20开始以其自重往下落，通过驴头16、游梁15、横梁14、连杆13及柔性件12使二轮9、8开始以轴7为转动轴作顺时针方向摆动，同时二轮9、8同曲柄6作转动，将二轮往高处提升，使柔性件12与大异形轮9外缘工作面脱离且放开，以助于下冲程继续进行，如此周而复始地运动，即可使抽油杆20作上下往复运动，以实现抽汲原油。

本实用新型技术方案中的大异形轮9外缘工作面为等径或变径扇形圆弧面，如图2、4、3所示，图中R，R1，R2为变径圆弧半径；小异形轮8外缘工作面也可为等径或变径圆弧面，如图2、3、4所示，图中R0，R3，R4为变径圆弧半径。参照图1、2、图3采用R2＜R1＜R，且曲柄6沿逆时针方向转动，当驴头16运动到上冲程前段及下冲程末段时（即悬点靠近下死点处），由于柔性件12开始缠绕或脱开大异形轮9外缘半径小的弧面处，故其对相同转角的弧长变化小，而驴头16运动到上冲程末段和下冲程前段时（即悬点靠近上死点处），柔性件12开始脱开或缠绕大异形轮9外缘半径较大的弧面处，故其对相同转角的弧长变化较大，由此往复运动即可实现抽油机的“慢提快放”的工作方式，反之亦然，也可实现“快提慢放”的工作方式。同理，对于小异形轮8外缘工作面采用变径圆弧面，也可实现“慢提快放”或“快提慢放”的工作方式。这种变径异形轮，对减小曲柄6输出净扭矩的峰值、降低惯性载荷等有明显的效果。

本实用新型技术方案中，由曲柄6、大小异形轮9、8和柔性件10、12组成的换向机构，其中将小异形轮8同柔性件10，分别可做成齿轮26同与它相啮合的同轴5的非整圆形固定齿轮28及内齿轮27。参照图8，当齿轮26和大异形轮9随同曲柄6沿逆时针方向作转动前一半周时，齿轮26作为一个行星轮与非整圆形固定齿轮28相啮合且和大异形轮9一起同曲柄6同向转动（自转）；参照图9当曲柄6转动后半周时，齿轮26与非整圆形固定内齿轮27相啮合且大异形轮9同曲柄6异向转动，由此将曲柄6的同一方向转动变成大异形轮的9的摆动，使系在轮9上的柔性件12作一拉一松的换向运动。

本实用新型技术方案中的平衡系统是采用曲柄平衡，是由两个部分组成，一是曲柄平衡块21，是和游梁式抽油机曲柄平衡相同，另一是曲柄6上的大小异形轮9、8，参照图1、图5、图6、图7，在上冲程时，随悬点负荷的增大，二轮9、8的摆动使曲柄6平衡力矩增大，而下冲程时，随悬点负荷的减小，二轮9、8的摆动使曲柄6平衡力矩减小，即随悬点负荷的变化，曲柄6平衡力矩也相应地变化，以达到有效地提高平衡效果，进而减小或消除扭矩负值，大大降低了能耗。