抽油机半直驱驱动装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于油田采油设备领域，尤其涉及一种抽油机半直驱驱动装置，包括支架、游梁和驱动机构，游梁的中部铰接在支架的顶端，驱动机构连接在支架与游梁之间，驱动机构，包括筒体A、螺旋轴组件和电机，螺旋轴组件的一端插装在筒体A内，筒体A的上端铰接在游梁上，螺旋轴组件的下端铰接在支架上；所述游梁的尾部设置有配重机构。所述驱动机构上连接有蓄能装置。本发明专利技术采用前所未有的螺旋传动机构来驱动游梁摆动，与传统抽油机相比，本发明专利技术放弃了皮带传动机构，因此更容易维护，与现有的电机直驱游梁式抽油机相比，本发明专利技术对电机的功率、扭矩、启动性能等参数的要求很低，电机运转的可靠性也得以提高。

Semi direct drive device of pumping unit

The invention belongs to the field of oil field production equipment, in particular to a semi direct drive device of a pumping unit, which includes a bracket, a traveling beam and a driving mechanism. The middle part of the traveling beam is hinged on the top of the bracket, the driving mechanism is connected between the bracket and the traveling beam, the driving mechanism includes a cylinder, a screw shaft assembly and a motor, one end of the screw shaft assembly is inserted in the cylinder a, and the upper end of the cylinder a is hinged on the top of the cylinder a On the traveling beam, the lower end of the spiral shaft assembly is hinged on the bracket; the tail end of the traveling beam is provided with a counterweight mechanism. The driving mechanism is connected with an energy storage device. The invention adopts the unprecedented screw drive mechanism to drive the swing of the traveling beam. Compared with the traditional pumping unit, the invention abandons the belt drive mechanism, so it is easier to maintain. Compared with the existing direct drive traveling beam pumping unit, the requirements of the invention for the power, torque, starting performance and other parameters of the motor are very low, and the reliability of the motor operation is also improved.

【技术实现步骤摘要】
抽油机半直驱驱动装置
本专利技术属于油田采油设备领域，尤其涉及一种抽油机半直驱驱动装置。
技术介绍
游梁式抽油机是一种常用的石油开采设备，这种抽油机通过电机提供动力，使游梁往复摆动，完成抽油工作。在传统的游梁式抽油机中，电机输出的动力需要经过带传动机构、驱动齿轮减速器和连杆机构后才能传递至游梁，这种动力传递方式存在两个问题：一是传动效率低，导致抽油机能耗居高不下；二是皮带传动机构中的皮带属于易损件，需要经常停机更换，维护工作量很大，维护成本很高。为了解决上述问题，技术人员以提高传动效率、取缔皮带传动机构为初衷，研发出了电机直驱游梁式抽油机，这种驱动机构虽然解决了上述问题，但对电机的输出扭矩和启动性能提出了较高要求，由此导致电机的成本大幅升高，电机的故障率也大幅升高。因此，有必要专利技术一种新型的游梁式抽油机来解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种抽油机半直驱驱动装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。本专利技术所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：本专利技术包括支架、游梁和驱动机构，游梁的中部铰接在支架的顶端，驱动机构连接在支架与游梁之间，驱动机构，包括筒体A、螺旋轴组件和电机，螺旋轴组件的一端插装在筒体A内，筒体A的上端铰接在游梁上，螺旋轴组件的下端铰接在支架上；螺旋轴组件，包括芯轴和转筒，芯轴的上端固定有活塞A，芯轴的下端通过螺纹连接有下接头，所述转筒套在芯轴上，转筒的上端与所述活塞A之间、转筒的下端与所述下接头之间均通过推力轴承支撑，从而使得转筒可绕芯轴顺畅旋转，所述芯轴的外侧设置有螺旋槽，螺旋槽的下侧壁上沿螺旋线设置有齿牙，所述电机固定安装在筒体A的侧面，电机的输出轴穿过筒体A的侧壁后伸入所述螺旋槽内，电机的输出轴的末端加工有驱动齿轮，该驱动齿轮与所述齿牙啮合，电机启动后，驱动齿轮在螺旋槽内沿螺旋线运动并使转筒旋转，转筒的旋转运动通过螺旋槽转化为转筒的轴向移动，从而实现螺旋轴组件在筒体A内的伸缩滑动；所述游梁的尾部设置有配重机构。作为进一步的技术方案，所述筒体A的侧壁上插装有导向销，导向销的末端伸入所述的螺旋槽内。作为进一步的技术方案，所述的导向销不止一个。作为进一步的技术方案，所述驱动机构上连接有蓄能装置，蓄能装置的结构包括筒体B、活塞B、上弹簧和下弹簧，活塞B滑动安装在筒体B内，活塞B的下侧固定连接有连杆，连杆的下端固定连接有挡板，所述筒体B的内壁上固定连接有限位环，所述的上弹簧的上端通过限位环限位，上弹簧的下端通过所述的挡板限位，所述的下弹簧位于挡板与筒体B的底部之间；所述筒体A和筒体B之间之间连接有钢管，钢管将筒体A内活塞A上侧的空间与筒体B内活塞B上侧的空间连通，被连通的两个空间以及钢管内填充有液压油。作为进一步的技术方案，所述钢管上串联有截止阀。作为进一步的技术方案，所述截止阀为电控阀。作为进一步的技术方案，所述配重机构包括弧形导轨、随动齿轮、轮盘和配重块，弧形导轨固定连接在游梁的尾部，弧形导轨所在圆的圆心位于游梁的旋转中心轴上，弧形导轨内侧加工有弧形齿条，所述随动齿轮通过齿轮轴安装在支架上，随动齿轮与所述弧形齿条啮合，所述轮盘与随动齿轮安装在同一根轴上，从而与随动齿轮同步旋转，轮盘的外边缘设置有绳槽，绳槽内缠绕有软绳，软绳从轮盘的边缘沿切线方向垂下，所述配重块连接在软绳的下端。作为进一步的技术方案，所述配重机构包括弧形导轨、随动齿轮、轮盘和配重块，弧形导轨固定连接在支架上，弧形导轨所在圆的圆心位于游梁的旋转中心轴上，弧形导轨内侧加工有弧形齿条，所述随动齿轮通过齿轮轴安装在游梁的尾部，随动齿轮与所述弧形齿条啮合，所述轮盘与随动齿轮安装在同一根轴上，从而与随动齿轮同步旋转，轮盘的外边缘设置有绳槽，绳槽内缠绕有软绳，软绳从轮盘的边缘沿切线方向垂下，所述配重块连接在软绳的下端。本专利技术的有益效果为：1、本专利技术采用前所未有的螺旋传动机构来驱动游梁摆动，与传统抽油机相比，本专利技术放弃了皮带传动机构，因此更容易维护，与现有的电机直驱游梁式抽油机相比，本专利技术对电机的功率、扭矩、启动性能等参数的要求很低，电机运转的可靠性也得以提高。2、本专利技术采用全新的配重机构，该配重机构可将配重块的重力全部转化为游梁旋转过程中的切向力，这样，根据杠杆原理，游梁旋转过程中，游梁后半段受到的配重力的作用线与游梁的旋转轴(即杠杆的支点)之间的距离始终保持最大，从而使配重更加有效，相同工况下配重块的体积也会更小。3、现有技术中，当电机因自身损坏或电网原因突然断电时，游梁端部的驴头连同连接在驴头上的抽油管杆或抽油泵柱塞会急速下落，造成抽油机及相关配套设备损坏，而在本专利技术中，由于采用了螺旋驱动机构，因电机断电造成驱动力消失时，抽油机或者沿螺旋槽缓慢释放剩余机械能，或者螺旋传动机构自动锁死，因此不会出现急速下落的情况，从而避免了电机故障造成的抽油机损坏。4、本专利技术设置了蓄能装置，该装置具有两个功能：一是蓄能作用，二是缓冲作用。蓄能过程如下：一方面，下冲程时，驴头下行，驱动机构的长度增加，即活塞A在筒体A内向下移动，使活塞A上侧的空间内产生负压，该负压通过液压油传导至活塞B并推动活塞B上行，上行的活塞B将上弹簧压缩，从而实现弹性势能的积蓄；另一方面，上冲程时，驴头上行，驱动机构的长度减少，即活塞A在筒体A内向上移动，使活塞A上侧的空间内产生正压，该正压通过液压油传导至活塞B并推动活塞B下行，与此同时，被压缩的上弹簧积蓄的弹性势能释放。通过上述手段可将下冲程中的能量收集起来并将这些能量作用于下冲程中，从而降低了能耗并调整了抽油机的平衡。缓冲过程如下：上冲程即将结束时(即将到达上死点时)，由于惯性作用，抽油机中大部分部件不可避免地承受较大的惯性冲击，造成抽油机故障率升高等问题。而在本专利技术中，下弹簧在上冲程后期不断被压缩，形成缓冲力，大幅减小了惯性冲击，降低了抽油机的故障率。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是驱动机构的结构示意图；图3是图2中A处的局部放大图；图4是所述驱动齿轮与螺旋槽的配合结构示意图；图5是图4中的驱动齿轮与螺旋槽脱离后的对应结构图；图6是螺旋轴组件的剖视结构示意图；图7是驱动机构与蓄能装置连接后的组合结构示意图；图8是本专利技术另一种实施例的结构示意图。图中：1-支架，2-游梁，3-驱动机构，4-弧形导轨，5-随动齿轮，6-轮盘，7-软绳，8-配重块，9-下接头，10-转筒，11-螺旋槽，12-活塞A，13-筒体A，14-导向销，15-电机，16-电机的输出轴，17-驱动齿轮，18-芯轴，19-推力轴承，20-齿牙，21-液压油,22-截止阀，23-钢管，24-筒体B，25-活塞B，26-连杆，27-限位环，28-上弹簧，29-挡板，30-下弹簧，31-驴头，32-弧形齿条，33-缓冲区段。具体实施方式实施例一：以下结合附图对本专利技术做进一步描述：<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抽油机半直驱驱动装置，包括支架(1)、游梁(2)和驱动机构(3)，游梁(2)的中部铰接在支架(1)的顶端，驱动机构(3)连接在支架(1)与游梁(2)之间，其特征在于：/n驱动机构(3)，包括筒体A(13)、螺旋轴组件和电机(15)，螺旋轴组件的一端插装在筒体A(13)内，筒体A(13)的上端铰接在游梁(2)上，螺旋轴组件的下端铰接在支架(1)上；/n螺旋轴组件，包括芯轴(18)和转筒(10)，芯轴(18)的上端固定有活塞A(12)，芯轴(18)的下端通过螺纹连接有下接头(9)，所述转筒(10)套在芯轴(18)上，转筒(10)的上端与所述活塞A(12)之间、转筒(10)的下端与所述下接头(9)之间均通过推力轴承(19)支撑，从而使得转筒(10)可绕芯轴(18)顺畅旋转，所述芯轴(18)的外侧设置有螺旋槽(11)，螺旋槽(11)的下侧壁上沿螺旋线设置有齿牙(20)，所述电机(15)固定安装在筒体A(13)的侧面，电机(15)的输出轴(16)穿过筒体A(13)的侧壁后伸入所述螺旋槽(11)内，电机(15)的输出轴(16)的末端加工有驱动齿轮(17)，该驱动齿轮(17)与所述齿牙(20)啮合，电机(15)启动后，驱动齿轮(17)在螺旋槽(11)内沿螺旋线运动并使转筒(10)旋转，转筒(10)的旋转运动通过螺旋槽(11)转化为转筒(10)的轴向移动，从而实现螺旋轴组件在筒体A(13)内的伸缩滑动；/n所述游梁(2)的尾部设置有配重机构。/n...

【技术特征摘要】
1.一种抽油机半直驱驱动装置，包括支架(1)、游梁(2)和驱动机构(3)，游梁(2)的中部铰接在支架(1)的顶端，驱动机构(3)连接在支架(1)与游梁(2)之间，其特征在于：
驱动机构(3)，包括筒体A(13)、螺旋轴组件和电机(15)，螺旋轴组件的一端插装在筒体A(13)内，筒体A(13)的上端铰接在游梁(2)上，螺旋轴组件的下端铰接在支架(1)上；
螺旋轴组件，包括芯轴(18)和转筒(10)，芯轴(18)的上端固定有活塞A(12)，芯轴(18)的下端通过螺纹连接有下接头(9)，所述转筒(10)套在芯轴(18)上，转筒(10)的上端与所述活塞A(12)之间、转筒(10)的下端与所述下接头(9)之间均通过推力轴承(19)支撑，从而使得转筒(10)可绕芯轴(18)顺畅旋转，所述芯轴(18)的外侧设置有螺旋槽(11)，螺旋槽(11)的下侧壁上沿螺旋线设置有齿牙(20)，所述电机(15)固定安装在筒体A(13)的侧面，电机(15)的输出轴(16)穿过筒体A(13)的侧壁后伸入所述螺旋槽(11)内，电机(15)的输出轴(16)的末端加工有驱动齿轮(17)，该驱动齿轮(17)与所述齿牙(20)啮合，电机(15)启动后，驱动齿轮(17)在螺旋槽(11)内沿螺旋线运动并使转筒(10)旋转，转筒(10)的旋转运动通过螺旋槽(11)转化为转筒(10)的轴向移动，从而实现螺旋轴组件在筒体A(13)内的伸缩滑动；
所述游梁(2)的尾部设置有配重机构。


2.根据权利要求1所述的一种抽油机半直驱驱动装置，其特征在于：所述筒体A(13)的侧壁上插装有导向销(14)，导向销(14)的末端伸入所述的螺旋槽(11)内。


3.根据权利要求2所述的一种抽油机半直驱驱动装置，其特征在于：所述的导向销(14)不止一个。


4.根据权利要求1所述的一种抽油机半直驱驱动装置，其特征在于：所述驱动机构(3)上连接有蓄能装置，蓄能装置的结构包括筒体B(24)、活塞B(25)、上弹簧(28)和下弹簧(30)，活塞B(25)滑动安装在筒体B(24)内，活塞B(25)的下侧固定连接有连杆(26)，连杆(26)的下端固定连接有挡板(29)...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐海英，
申请(专利权)人：魏良艳，
类型：发明
国别省市：黑龙;23