專利名稱：無(wú)梁式高效節(jié)能抽汲機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地下油氣采汲設(shè)備，尤其是涉及一種無(wú)梁式高效節(jié)能抽汲機(jī)。
二背景技術(shù)：
現(xiàn)有的油氣抽汲設(shè)備所存在的系統(tǒng)效率低、運(yùn)行能耗高的缺陷有目共睹， 為此人們從不同角度進(jìn)行了大量的研究，目前雖然在降低設(shè)備運(yùn)行能耗這一局 部技術(shù)上取得了一些進(jìn)展，但在如何進(jìn)一步簡(jiǎn)化設(shè)備結(jié)構(gòu)、強(qiáng)化設(shè)備設(shè)備整體 運(yùn)行可靠性等關(guān)鍵性技術(shù)研究上卻始終難以有重大突破。
三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述背景技術(shù)中的不足之處，提供一種無(wú)梁式高效 節(jié)能抽汲機(jī)，其既適合于在孤井上獨(dú)立工作，又適合于在叢式井系統(tǒng)中協(xié)同聯(lián) 動(dòng)，在有效降低系統(tǒng)運(yùn)行能耗的同時(shí)，可顯著壓縮設(shè)備的制造成本、并提高系 統(tǒng)運(yùn)行的可靠性能。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為
一種無(wú)梁式高效節(jié)能抽汲機(jī)，包括承載組合輪、機(jī)架、柔性件、負(fù)載平衡 重裝置、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)與控制單元、動(dòng)力傳動(dòng)與換向機(jī)構(gòu)、剎車裝置，其特征在于: 承載組合輪由包括承載輪、平衡重輪、拖動(dòng)輪在內(nèi)的至少兩種輪體組合構(gòu)成，機(jī)架由機(jī)架主體與機(jī)架輔體構(gòu)成，機(jī)架輔體包括輪體安裝臺(tái)，輪體安裝臺(tái)設(shè)在 機(jī)架主體的頂端，輪軸支座置于輪體安裝臺(tái)之上，承載組合輪通過輪軸安裝在 輪軸支座上，柔性件由包括繩、帶、鏈在內(nèi)的至少一類構(gòu)件構(gòu)成，動(dòng)力驅(qū)動(dòng)與 控制單元包括電機(jī)與電氣控制裝置，電機(jī)在電氣控制裝置的作用下通過動(dòng)力傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)承載組合輪形成驅(qū)動(dòng)，所述的動(dòng)力傳動(dòng)與換向機(jī)構(gòu)由包括減速裝置、 聯(lián)軸傳動(dòng)裝置、帶傳動(dòng)裝置、鏈傳動(dòng)裝置、齒傳動(dòng)裝置、動(dòng)滑輪裝置、電機(jī)換 向裝置、曲柄、連桿、柔性件在內(nèi)的至少兩種裝置及構(gòu)件組合構(gòu)成，剎車裝置 由包括機(jī)械剎車裝置、電磁剎車裝置、機(jī)電混合剎車裝置在內(nèi)的至少一類剎車 裝置構(gòu)成。
所述的抽汲機(jī)為單機(jī)單井結(jié)構(gòu)或單機(jī)雙井結(jié)構(gòu)或多機(jī)多井結(jié)構(gòu)；所述的單 機(jī)單井結(jié)構(gòu)的抽汲機(jī)，其承載組合輪通過柔性件連接一套抽油桿緊固裝置，負(fù) 載平衡重裝置由包括吊掛平衡重裝置與曲柄平衡重裝置在內(nèi)的至少一種平衡重 裝置構(gòu)成；所述的單機(jī)雙井結(jié)構(gòu)的抽汲機(jī)，其承載組合輪通過反向纏繞在其前 后兩端的柔性件以相差180度相位角的方式分別連接兩個(gè)抽油桿緊固裝置；所 述的多機(jī)多井結(jié)構(gòu)的抽汲機(jī)由至少兩臺(tái)單機(jī)通過串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或并聯(lián) 式叢式井傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，以相差相位角的方式相連構(gòu)成。
所述的單機(jī)單井或單機(jī)雙井結(jié)構(gòu)的抽汲機(jī)，其承載組合輪當(dāng)中的各輪體并 排置于同一輪軸上或并列置于不同的輪軸上；所述的承載輪為單輪結(jié)構(gòu)或同軸 雙輪結(jié)構(gòu)，其輪廓為圓形或扇形或異弧形的輪體；所述的平衡重輪為單輪結(jié)構(gòu) 或同軸雙輪結(jié)構(gòu)，其輪廓為圓形或扇形或變徑曲面形的面輪或固齒輪或活齒輪 或面與齒相結(jié)合的輪體；所述的拖動(dòng)輪為單輪結(jié)構(gòu)或同軸雙輪結(jié)構(gòu)，其輪廓為 圓形或扇形或變徑曲面形的面輪或固齒輪或活齒輪或面與齒相結(jié)合的輪體；承載組合輪中的各輪體為一體結(jié)構(gòu)或相互獨(dú)立的輪體組合或由兩種合為一體的輪 體與一種獨(dú)立輪體結(jié)合構(gòu)成的組合結(jié)構(gòu)，動(dòng)力傳動(dòng)與換向機(jī)構(gòu)中的換向裝置為 機(jī)械換向裝置或電氣換向裝置或機(jī)電協(xié)同換向裝置；所述的置于同一輪軸上的 承載組合輪與機(jī)械換向裝置相連構(gòu)成旋轉(zhuǎn)角不超過360度的包括曲柄連桿機(jī)構(gòu) 或曲柄柔性件機(jī)構(gòu)在內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的一體結(jié)構(gòu)的承載組合輪在受電 機(jī)換向裝置控制的電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下構(gòu)成旋轉(zhuǎn)角大于360度的巻揚(yáng)輪筒，所述的非 一體結(jié)構(gòu)的承載組合輪當(dāng)中的各輪體通過輪軸、柔性件、帶傳動(dòng)裝置、鏈傳動(dòng)
裝置、齒傳動(dòng)裝置當(dāng)中的至少一種裝置或構(gòu)件相互連接。
所述的承載組合輪還包括導(dǎo)向輪，導(dǎo)向輪由前導(dǎo)向輪與后導(dǎo)向輪當(dāng)中的至 少一種輪體構(gòu)成；機(jī)架主體為桁架結(jié)構(gòu)或立柱體結(jié)構(gòu)或立管體結(jié)構(gòu)或立棱體結(jié)
構(gòu)；機(jī)架輔體還包括支撐輔架，支撐輔架由支架臂單獨(dú)構(gòu)成或由支架臂與支架 撐桿共同構(gòu)成，支撐輔架通過銷軸或軸承或緊固件或銷軸、軸承、緊固件的相 互組合安裝在機(jī)架主體或輪體安裝臺(tái)上；安裝在單機(jī)單井結(jié)構(gòu)的抽汲機(jī)上的支 撐輔架置于承載輪的前側(cè)，前導(dǎo)向輪置于支撐輔架上，纏繞在承載輪上的柔性 件經(jīng)前導(dǎo)向輪與抽油桿緊固裝置連接，所述的后導(dǎo)向輪設(shè)置在位于平衡重輪后 側(cè)或下端的機(jī)架上，纏繞在平衡重輪上的柔性件經(jīng)后導(dǎo)向輪與吊掛平衡重裝置 連接或組成動(dòng)力傳動(dòng)與換向機(jī)構(gòu)中的構(gòu)件；安裝在單機(jī)雙井結(jié)構(gòu)的抽汲機(jī)上的 支撐輔架分別置于機(jī)架主體的前后兩側(cè)，前、后導(dǎo)向輪分別安裝在前后兩套支 撐輔架的末端。
所述的電機(jī)為旋轉(zhuǎn)電機(jī)或直線電機(jī)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)包括異步與同步旋轉(zhuǎn)電機(jī)； 所述的減速裝置為機(jī)械減速裝置或電氣減速裝置或機(jī)電協(xié)同減速裝置，機(jī)械減 速裝置中包含有連接電機(jī)的減速裝置輸入軸與連接曲柄或輪軸的減速裝置輸出軸；動(dòng)力傳動(dòng)與換向機(jī)構(gòu)中的柔性件跟分別連接抽油桿緊固裝置、吊掛平衡重 裝置的柔性件各自獨(dú)立的連接在承載組合輪上，或跟其中的一組柔性件合二為
所述的通過柔性件懸掛在承載組合輪上的吊掛平衡重裝置由吊掛平衡重承 載機(jī)構(gòu)與吊掛平衡重體組成，吊掛平衡重承載機(jī)構(gòu)為腔體或支架體結(jié)構(gòu)，吊掛 平衡重體由固定吊掛平衡重體、活動(dòng)吊掛平衡重體當(dāng)中的至少一種吊掛平衡重 體構(gòu)成，所述的吊掛平衡重承載機(jī)構(gòu)(24)與固定吊掛平衡重體(25)為一體結(jié)構(gòu) 或相互獨(dú)立結(jié)構(gòu)；在吊掛平衡重裝置承的側(cè)旁設(shè)置有由防擺筘與防擺支架或防 擺滑輪與防擺滑輪軌道構(gòu)成的吊掛平衡重防擺裝置，其中的防擺筘或防擺滑輪 設(shè)置在吊掛平衡重承載機(jī)構(gòu)或固定吊掛平衡重體上，防擺支架或防擺滑輪軌道 安裝在機(jī)架主體上。
所述的在抽油桿緊固裝置、吊掛平衡重裝置、動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)當(dāng)中，至少有 一個(gè)裝置及機(jī)構(gòu)通過動(dòng)滑輪裝置與柔性件相連或其中含有動(dòng)滑輪裝置；動(dòng)滑輪 裝置纏繞在從承載組合輪懸掛下來的柔性件上或安裝在曲柄上，所述的從承載 組合輪懸掛下來的柔性件的端頭繞過動(dòng)滑輪裝置連接在機(jī)架上。
所述的兩條或兩條以上作用相同的柔性件的末端連接在柔性件承力平衡機(jī) 構(gòu)上，柔性件承力平衡機(jī)構(gòu)包括柔性件承力平衡器與柔性件承力支架，柔性件 承力平衡器為單體或復(fù)合體，單體柔性件承力平衡器的邊沿部位設(shè)有至少兩處 柔性件緊固裝置，復(fù)合體柔性件承力平衡器由一個(gè)柔性復(fù)合平衡器與鉸接在其 兩側(cè)的單體柔性件承力平衡器的組成，柔性件承力平衡器通過鉸接件安裝在柔 性件受力支架上。
所述的串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由至少兩臺(tái)串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)箱與至少一根叢式井傳動(dòng)軸組成，關(guān)聯(lián)的各單臺(tái)抽汲機(jī)分別配備一臺(tái)串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)箱， 串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)箱由包括串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)箱主動(dòng)軸與串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)箱 聯(lián)動(dòng)軸在內(nèi)的至少兩根齒輪傳動(dòng)軸組成，串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)箱聯(lián)動(dòng)軸與叢式井 傳動(dòng)軸通過聯(lián)軸傳動(dòng)裝置相連，聯(lián)軸傳動(dòng)裝置包括具有軸向伸縮功能的萬(wàn)向節(jié) 或萬(wàn)向軸；設(shè)備運(yùn)行無(wú)需電機(jī)中的轉(zhuǎn)子或動(dòng)子換向的多臺(tái)并排相鄰放置的抽汲 機(jī)通過其各自的動(dòng)力傳動(dòng)與換向機(jī)構(gòu)跟串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連組成串聯(lián)式 叢式井載荷互平衡抽汲系統(tǒng)；串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)箱與各單臺(tái)抽汲機(jī)中的減速裝 置為一體結(jié)構(gòu)或相互獨(dú)立結(jié)構(gòu)，所述的串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)箱與減速裝置為一體 結(jié)構(gòu)中的串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)箱主動(dòng)軸和減速裝置輸入軸合為同軸一體結(jié)構(gòu)或各 自獨(dú)立通過齒輪相連，所述的相互獨(dú)立結(jié)構(gòu)的串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)箱與減速裝置 之間通過帶傳動(dòng)裝置或鏈傳動(dòng)裝置或齒傳動(dòng)裝置相連；在各單臺(tái)抽汲機(jī)的動(dòng)力 傳動(dòng)與換向機(jī)構(gòu)和串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之間設(shè)置有離合裝置，串聯(lián)式叢式井 載荷互平衡抽汲系統(tǒng)采用至少一臺(tái)電機(jī)通過帶傳動(dòng)裝置或鏈傳動(dòng)裝置或聯(lián)軸傳 動(dòng)裝置與至少一臺(tái)串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)箱中的串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)箱主動(dòng)軸連接。
所述的并聯(lián)式叢式井傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由至少兩臺(tái)巻揚(yáng)滾筒裝置與至少一根叢式井 傳動(dòng)軸通過聯(lián)軸傳動(dòng)裝置相連構(gòu)成，關(guān)聯(lián)的各單臺(tái)抽汲機(jī)分別配備一臺(tái)巻揚(yáng)滾 筒裝置，單臺(tái)巻揚(yáng)滾筒裝置由單根傳動(dòng)軸與安裝在單根傳動(dòng)軸上的單個(gè)滾筒組 成或由兩根傳動(dòng)軸與安裝在其中一根傳動(dòng)軸上的單個(gè)滾筒組成，所述的巻揚(yáng)滾 筒裝置中的各單個(gè)滾筒為等徑滾筒或非等徑滾筒；設(shè)備運(yùn)行需要電機(jī)中的轉(zhuǎn)子 或動(dòng)子換向予以實(shí)現(xiàn)的多臺(tái)相鄰放置的抽汲機(jī)上的承載組合輪通過其各自動(dòng)力 傳動(dòng)與換向機(jī)構(gòu)中的柔性件跟對(duì)應(yīng)的巻揚(yáng)滾筒裝置相連組成并聯(lián)式叢式井載荷 互平衡抽汲系統(tǒng)；各單臺(tái)抽汲機(jī)的動(dòng)力傳動(dòng)與換向機(jī)構(gòu)和并聯(lián)式叢式井傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之間設(shè)有離合裝置，并聯(lián)式叢式井載荷互平衡抽汲系統(tǒng)采用至少一臺(tái)電機(jī)通 過帶傳動(dòng)裝置或鏈傳動(dòng)裝置或聯(lián)軸傳動(dòng)裝置與其中至少一臺(tái)巻揚(yáng)滾筒裝置中的 傳動(dòng)軸連接。
抽汲機(jī)的系統(tǒng)效率低與能耗指標(biāo)高的現(xiàn)狀只所以難于得到改觀，其根本原 因在于設(shè)備在運(yùn)行期間的載荷是時(shí)刻變化的，而平衡配重的配置又不可能跟隨 載荷的變化而形成同步變化，因此可以說抽汲機(jī)的系統(tǒng)效率與能耗的高低取決 于其平衡調(diào)整的好壞。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和效果如下
1、 無(wú)論是針對(duì)孤井還是針對(duì)叢式井而言，皆較常規(guī)抽汲機(jī)的吸汲效率有顯 著的提高、運(yùn)行能耗有大幅度的降低。
2、 促使抽油桿緊固裝置做上下往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)源不受機(jī)電種類的 限制，從而使本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、平衡性能優(yōu)越、制造與運(yùn)行維護(hù)成本低、 安裝簡(jiǎn)便等顯著優(yōu)勢(shì)。
四

圖1是本發(fā)明施例一的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明附圖1的A-A剖視示意圖； 圖3是本發(fā)明施例二的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本發(fā)明附圖3的B-B剖視示意圖； 圖5是本發(fā)明施例三的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是本發(fā)明附圖5的俯視示意圖； 圖7是本發(fā)明施例四的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8是本發(fā)明施例五的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是本發(fā)明施例六的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖IO是本發(fā)明施例七的結(jié)構(gòu)示意圖11是本發(fā)明所涉及的柔性件承力平衡機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖12是本發(fā)明施例八的結(jié)構(gòu)示意圖13是本發(fā)明所涉及的串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)箱與減速裝置為一體結(jié)構(gòu)的箱體 內(nèi)部構(gòu)造示意圖14是本發(fā)明所涉及的串聯(lián)式叢式井載荷互平衡抽汲系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)立體效 果示意圖15是本發(fā)明所涉及的并聯(lián)式叢式井載荷互平衡抽汲系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)示意圖。
圖中的數(shù)字編碼分別表示1為承載輪、2為平衡重輪、3為拖動(dòng)輪、4為 機(jī)架主體、5為輪體安裝臺(tái)、6為輪軸支座、7為減速裝置、8為聯(lián)軸傳動(dòng)裝置、 9為電機(jī)、IO為電氣控制裝置、ll為帶傳動(dòng)裝置、12為鏈傳動(dòng)裝置、13為巻揚(yáng) 輪筒、14為剎車裝置、15為曲柄、16為連桿、17為柔性件、18為抽油桿緊固 裝置、19為前導(dǎo)向輪、20為曲柄平衡重裝置、21為后導(dǎo)向輪、22為支架臂、 23為支架撐桿、24為吊掛平衡重承載機(jī)構(gòu)、25為固定吊掛平衡重體、26為活 動(dòng)吊掛平衡重體、27為防擺筘、28為防擺支架、29為防擺滑輪、30為防擺滑 輪軌道、31為輪軸、32為柔性件承力平衡器、33為柔性件承力支架、34為柔 性件承力平衡機(jī)構(gòu)、35為柔性復(fù)合平衡裝置、36為動(dòng)滑輪裝置、37為串聯(lián)式叢 式井傳動(dòng)箱、38為叢式井傳動(dòng)軸、39為串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)箱主動(dòng)軸、40為串聯(lián) 式叢式井傳動(dòng)箱聯(lián)動(dòng)軸、41為離合裝置、42為并聯(lián)式叢式井巻揚(yáng)滾筒裝置、43 為齒傳動(dòng)裝置、44為電機(jī)換向裝置、45為減速裝置輸入軸、46為減速裝置輸出軸、47為直線電機(jī)定子、48為直線電機(jī)動(dòng)子。 五具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述
實(shí)施例一如圖l、圖2所示，設(shè)備的機(jī)架主體4為桁架結(jié)構(gòu)，承載組合輪 由承載輪l、平衡重輪2、拖動(dòng)輪3、前導(dǎo)向輪19、后導(dǎo)向輪21等五種相互獨(dú) 立的輪體共同組合構(gòu)成，其中承載輪l、平衡重輪2、拖動(dòng)輪3設(shè)置在同一根輪 軸31上，承載輪l為等徑輪體，平衡重輪2與拖動(dòng)輪3分別為曲面變徑輪體， 輪軸31通過輪軸支座6固定在輪體安裝臺(tái)5上，承載輪1與拖動(dòng)輪3皆為雙輪 結(jié)構(gòu)分別置于一對(duì)輪軸支座6的兩側(cè)，平衡重輪2為單輪結(jié)構(gòu)居于一對(duì)輪軸支 座6的當(dāng)間；支架臂22與輪體安裝臺(tái)5之間采用銷軸連接，前導(dǎo)向輪19安裝 在支架臂22的前端，牽引抽油桿緊固裝置18的柔性件17經(jīng)前導(dǎo)向輪19纏繞 在承載輪1上，懸掛吊掛平衡重裝置的柔性件17經(jīng)后導(dǎo)向輪21纏繞在平衡重 輪2上，動(dòng)力傳動(dòng)與換向機(jī)構(gòu)由帶傳動(dòng)裝置11、圓柱齒輪類型減速裝置7、曲 柄15、連桿16及纏繞在拖動(dòng)輪3上的柔性件17構(gòu)成，其中纏繞在拖動(dòng)輪3上 的柔性件17通過柔性件承力平衡機(jī)構(gòu)34與連桿16連接；吊掛平衡重裝置由支 架體結(jié)構(gòu)的吊掛平衡重承載機(jī)構(gòu)24與固定吊掛平衡重體25及活動(dòng)吊掛平衡重 體26組成。
拖動(dòng)輪3在動(dòng)力傳動(dòng)與換向機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下，沿輪軸31以小于360度的旋轉(zhuǎn) 角做往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)與其同軸連接的承載輪l、平衡重輪2做同步旋轉(zhuǎn) 運(yùn)行，進(jìn)而使纏繞在承載輪1與平衡重輪2上的柔性件17分別經(jīng)前后導(dǎo)向輪帶 動(dòng)抽油桿緊固裝置18與吊掛平衡重裝置做上下往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，其中導(dǎo)向輪的數(shù) 量可根據(jù)實(shí)際作用取決是否與分別纏繞在承載輪l、平衡重輪2、拖動(dòng)輪3上的柔性件17的數(shù)量相對(duì)應(yīng)。
由于本實(shí)施例中的平衡重輪2與拖動(dòng)輪3分別采用了曲面變徑輪體，因此 可大幅度改善設(shè)備在運(yùn)行過程中，尤其是抽油桿緊固裝置18在上下行程極點(diǎn)處 的平衡性能，有效平抑無(wú)謂的功耗峰(谷)值。需要特別強(qiáng)調(diào)的是，為使曲面 變徑輪體的變徑作用達(dá)到最大化，在條件允許的狀況下，可考慮將曲面變徑輪 體與纏繞其上的柔性件17由常規(guī)的輪繩組合調(diào)換成輪帶組合或齒鏈組合等形 式。
吊掛平衡重承載機(jī)構(gòu)24選用支架體結(jié)構(gòu)，則是為了方便井場(chǎng)操作人員能夠 隨時(shí)調(diào)節(jié)放置在其內(nèi)的吊掛平衡重體的重量，以確保設(shè)備總是能夠處在一種較 為理想的平衡狀態(tài)下運(yùn)行,其中的固定吊掛平衡重體25及活動(dòng)吊掛平衡重體(26) 可選擇以混凝土、鐵屑、砂石為主要填充物的廉價(jià)材料。
為防止負(fù)載平衡重裝置在上下運(yùn)行過程中出現(xiàn)不必要的左右前后搖擺，保 證負(fù)載平衡重裝置上下運(yùn)行平穩(wěn)，本實(shí)施例為此設(shè)計(jì)了一套由后導(dǎo)向輪21與防 擺筘27、防擺支架28共同構(gòu)成的定向式吊掛平衡重防擺裝置，其中后導(dǎo)向輪 21安裝在平衡重輪2下端的機(jī)架上，活套在防擺支架28上的防擺筘27設(shè)置在 吊掛平衡重承載機(jī)構(gòu)24的兩側(cè)，防擺支架28安裝在機(jī)架上。
支架臂22與輪體安裝臺(tái)5之間之所以采用常規(guī)游梁式抽油機(jī)的橫梁與驢頭 慣用的銷軸連接方式，既有簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)方面的考慮，同時(shí)也是為了井位維修便利， 不致使安裝有前導(dǎo)向輪19的支架臂22屆時(shí)避讓井口困難。當(dāng)油井需要維修時(shí)， 只需松開抽油桿緊固裝置18與抽油桿以及支架撐桿23與機(jī)架的連接，將安裝 在支架臂22與輪體安裝臺(tái)5兩側(cè)中的一側(cè)銷軸拔掉取下，側(cè)轉(zhuǎn)一定角度即可實(shí) 現(xiàn)避讓井口的目的。實(shí)施例二如圖3、圖4所示，設(shè)備的機(jī)架主體4采用立管輔以斜拉筋的設(shè) 計(jì)結(jié)構(gòu)，其承載組合輪由設(shè)置在同一根輪軸31上的承載輪1、平衡重輪2與拖 動(dòng)輪3組合構(gòu)成，其中由承載輪1與平衡重輪2組成的一體結(jié)構(gòu)輪體為等徑輪 體，獨(dú)立于一體結(jié)構(gòu)輪體的拖動(dòng)輪3為曲面變徑輪體，輪軸31通過輪軸支座6 固定在輪體安裝臺(tái)5上，拖動(dòng)輪3為雙輪結(jié)構(gòu)置于輪軸支座6的兩側(cè)， 一體結(jié) 構(gòu)輪體為單輪結(jié)構(gòu)居于一對(duì)輪軸支座6的當(dāng)間；抽油桿緊固裝置18與吊掛平衡 重裝置分別通過反向纏繞的柔性件17懸掛在一體結(jié)構(gòu)輪體的前后兩端，曲柄15 上安裝有曲柄平衡重裝置20。
本實(shí)施例中的動(dòng)力傳動(dòng)與換向機(jī)構(gòu)的部件構(gòu)成、吊掛平衡重裝置的部件結(jié) 構(gòu)、驅(qū)動(dòng)抽油桿緊固裝置18與吊掛平衡重裝置做上下往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的原理，以 及確保負(fù)載平衡重裝置平穩(wěn)運(yùn)行的防擺裝置構(gòu)造等，大致跟實(shí)施例一有雷同或 近似之處，在此不再贅述。
本實(shí)施例與實(shí)施例一的根本區(qū)別在于負(fù)載的平衡方式上，除拖動(dòng)輪3依然 采用曲面變徑輪體外，負(fù)載平衡重則采用曲柄平衡重裝置20與吊掛平衡重裝置 相結(jié)合的復(fù)合平衡重，其較采取單一的吊掛平衡重裝置方式而言，對(duì)降低減速 裝置7的輸出凈扭矩峰值進(jìn)而減小電機(jī)9的功率配置更具有現(xiàn)實(shí)意義。
同時(shí)，曲柄15與動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的連桿16之間的傳動(dòng)鉸接點(diǎn)設(shè)在曲柄平 衡重裝置20重心偏離曲柄對(duì)稱中心線一定角度的位置處，以此所形成的異相曲 柄，可有效降低電機(jī)的啟動(dòng)峰值電流，提高電機(jī)的運(yùn)行效率。
輪體安裝臺(tái)5與機(jī)架主體4之間采用活套結(jié)構(gòu)和緊固件相結(jié)合的方式連接， 在輪體安裝臺(tái)5的下方鉸接有安裝在設(shè)備底座上的支架撐桿23，當(dāng)油井需要維 修時(shí)，只需將連接輪體安裝臺(tái)5與機(jī)架主體4之間、支架撐桿23與設(shè)備底座之間以及抽油桿緊固裝置18與抽油桿之間的連接緊固件松開，將輪體安裝臺(tái)5以 機(jī)架主體4為軸心，旋轉(zhuǎn)一定角度即可使承載組合輪避讓井口 。
實(shí)施例三如圖5、圖6所示，與前述實(shí)施例的不同點(diǎn)在于同軸的承載輪
1與平衡重輪2合二為一組合為了巻揚(yáng)輪筒13，巻揚(yáng)輪筒13與電機(jī)9并列置于 輪體安裝臺(tái)5上，牽引抽油桿緊固裝置18與懸掛吊掛平衡重裝置的柔性件17 分別反向纏繞在巻揚(yáng)輪筒13上，減速裝置7采用擺線針輪式結(jié)構(gòu)，電機(jī)9與減 速裝置7通過聯(lián)軸傳動(dòng)裝置8相連，減速裝置輸出軸46與巻揚(yáng)輪筒13通過鏈 傳動(dòng)裝置12相連。
設(shè)備的換向機(jī)構(gòu)采用以IGBT為執(zhí)行器件的電機(jī)換向裝置44取代包括曲柄 連桿組合或曲柄柔性件組合在內(nèi)的四連桿機(jī)械機(jī)構(gòu),并與巻揚(yáng)輪筒13結(jié)合使用， 使設(shè)備的沖程長(zhǎng)短不再受承載輪1輪徑和旋轉(zhuǎn)角的局限，非常適合需要長(zhǎng)沖程 抽汲的工況。
需要說明的是，為減少設(shè)備在運(yùn)行期間的故障發(fā)生率，本實(shí)施例采取了三 點(diǎn)措施其一，纏繞在巻揚(yáng)輪筒13的柔性件7摒棄了常用的鋼絲繩而采用柔韌 性與耐磨性更好的高強(qiáng)度纖維傳動(dòng)帶；其二，減速裝置輸出軸46與巻揚(yáng)輪筒13 間的相連摒棄了常用的帶傳動(dòng)裝置11而采用了同步性能好、易潤(rùn)滑保養(yǎng)及使用 壽命更長(zhǎng)的鏈傳動(dòng)裝置12;其三，為預(yù)防由于設(shè)備在運(yùn)行過程中偶遇卡井等意 外故障而有可能造成電機(jī)堵轉(zhuǎn)、甚至燒壞電機(jī)等故障的發(fā)生，動(dòng)力驅(qū)動(dòng)采用運(yùn) 行效率更高、適應(yīng)性能更強(qiáng)的同步永磁電機(jī)或開關(guān)磁阻電機(jī)，電氣控制裝置(IO) 中所配備的各保護(hù)器件則須滿足相應(yīng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量要求。
本實(shí)施例對(duì)設(shè)備沖程、沖次的調(diào)節(jié)通過類似電機(jī)無(wú)級(jí)換相技術(shù)及變頻技術(shù) 等電氣或電磁手段予以實(shí)現(xiàn)，方案中的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)采用同步永磁電機(jī)或開關(guān)磁阻電機(jī)等調(diào)速電機(jī)可大幅度降低機(jī)械類減速裝置的傳動(dòng)比，設(shè)備的剎車采用機(jī)械 剎車與電磁制動(dòng)相結(jié)合的方式。
另外，本實(shí)施例還提供了 一種與前述實(shí)施例中不同的可使承載組合輪避讓
井口的途徑，即支架臂22與機(jī)架之間通過軸承或銷軸橫向連接，當(dāng)油井需要維 修時(shí)，只需松開抽油桿緊固裝置18與抽油桿間的連接，將支架臂22向上翹起。 這也使得以往安裝在井位上的無(wú)梁式結(jié)構(gòu)的抽汲機(jī)在面對(duì)修井時(shí)，所采取的措 施不再拘于一種方案可供選擇。
實(shí)施例四如圖7所示，本實(shí)施例與實(shí)施例二中的絕大多數(shù)部件及結(jié)構(gòu)相 同，而不同點(diǎn)則在于動(dòng)力傳動(dòng)與換向機(jī)構(gòu)對(duì)承載組合輪的驅(qū)動(dòng)方式上，本實(shí)施 例采用剛性的連桿16與承載組合輪鉸接相連取代了實(shí)施例二中采用柔性件17 纏繞拖動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)方式，運(yùn)用剛性連桿16對(duì)承載組合輪進(jìn)行驅(qū)動(dòng)可有效避免吊 掛平衡重裝置有可能對(duì)井口負(fù)荷產(chǎn)生負(fù)平衡力，該種傳動(dòng)方式非常適用于設(shè)計(jì) 沖程較小或含臘量較為嚴(yán)重的井況。
實(shí)施例五如圖8所示，本實(shí)施例與實(shí)施例三相同或相近的地方較多，其 中包括設(shè)備的機(jī)架主體4為桁架結(jié)構(gòu)，同軸的承載輪1與平衡重輪2合二為 一組合為了巻揚(yáng)輪筒13，牽引抽油桿緊固裝置18與懸掛吊掛平衡重裝置的柔性 件17分別反向纏繞在巻揚(yáng)輪筒13上，減速裝置7采用擺線針輪式結(jié)構(gòu)，動(dòng)力 驅(qū)動(dòng)采用同步永磁電機(jī)或開關(guān)磁阻電機(jī)，設(shè)備沖程、沖次的調(diào)節(jié)及換向采用類 似電機(jī)無(wú)極換相技術(shù)及變頻技術(shù)等電氣或電磁手段，柔性件17采用柔韌性與耐 磨性均符合設(shè)計(jì)要求的合成傳動(dòng)帶等。
本實(shí)施例與前述實(shí)施例的差異有二其一，釆用防擺滑輪29與防擺滑輪軌 道30替換掉防擺筘27與防擺支架28，以使吊掛平衡重裝置在上下運(yùn)行的過程中更加平穩(wěn)；其二，動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不再采用傳統(tǒng)常用的帶傳動(dòng)方式或鏈傳動(dòng)方 式，而是將電機(jī)9與減速裝置輸入軸45、減速裝置輸出軸46與巻揚(yáng)輪筒13通 過聯(lián)軸傳動(dòng)裝置8相連，采取該連接方式的最大益處是提高了機(jī)械傳動(dòng)效率， 其較采用帶傳動(dòng)方式或鏈傳動(dòng)方式而言，傳動(dòng)故障率會(huì)更低。
實(shí)施例六如圖9所示，與前述實(shí)施例的不同點(diǎn)在于承載輪1為獨(dú)立結(jié) 構(gòu)的等徑輪體，而平衡重輪2與拖動(dòng)輪3則組合為一體結(jié)構(gòu)的偏心曲面變徑輪 體，等徑輪體與偏心曲面變徑輪體共同安裝在設(shè)置于輪體安裝臺(tái)5上的同一根 輪軸31上，偏心曲面變徑輪體為雙輪結(jié)構(gòu)置于輪軸支座6的兩側(cè)，等徑輪體為 單輪結(jié)構(gòu)居于一對(duì)輪軸支座6的當(dāng)間；纏繞在偏心曲面變徑輪體上的兩對(duì)柔性 件17中有一對(duì)懸掛吊掛平衡重裝置，另一對(duì)則繞過安裝在曲柄15上的動(dòng)滑輪 裝置36與機(jī)架相連。
本實(shí)施例在曲柄上設(shè)置動(dòng)滑輪裝置36，與實(shí)施例三和實(shí)施例五采用巻揚(yáng)輪 筒13有異曲同工之處，皆是為了實(shí)現(xiàn)抽汲沖程能夠突破承載輪1的旋轉(zhuǎn)角度極 限和承載輪1的輪徑設(shè)計(jì)極限而特意設(shè)置的增程裝置，以使設(shè)備更適應(yīng)油田的 生產(chǎn)需要。
由于平衡重輪2與拖動(dòng)輪3為一體結(jié)構(gòu)的偏心曲面變徑輪體，而纏繞在該 輪體上的兩對(duì)功能不同的柔性件17的用力方向又不盡相同，這就使得兩對(duì)功能 不同的柔性件17在該輪體上形成的纏繞包角有所差異，進(jìn)而使得兩對(duì)功能不同 的柔性件17作用在該輪體上的力矩也不相同，該種結(jié)構(gòu)對(duì)平抑在動(dòng)力傳動(dòng)與換 向機(jī)構(gòu)中增添了增程的動(dòng)滑輪裝置36而需要相應(yīng)增大電機(jī)9的功率配置具有積 極效果。
實(shí)施例七如圖10所示，與前述實(shí)施例的差異點(diǎn)在于平衡重輪2與拖動(dòng)輪3合二為一組成一體結(jié)構(gòu)的曲面變徑輪體，承載輪1則為獨(dú)立于其它輪體的 等徑輪，等徑輪與曲面變徑輪分別安裝在兩根輪軸31上，兩根輪軸31通過輪 軸支座6前后并列的安裝在輪體安裝臺(tái)5上，等徑輪與曲面變徑輪之間通過設(shè) 置在各自輪軸31上的齒輪組成齒傳動(dòng)裝置43相連；動(dòng)力驅(qū)動(dòng)則采用直線電機(jī)， 直線電機(jī)定子47設(shè)置在機(jī)架主體4的內(nèi)側(cè)，直線電機(jī)動(dòng)子48設(shè)置在吊掛平衡 重承載機(jī)構(gòu)24的外側(cè)，動(dòng)力傳動(dòng)與換向機(jī)構(gòu)中的柔性件17與懸掛吊掛平衡重 裝置的柔性件17合二為一；抽油桿緊固裝置18通過動(dòng)滑輪裝置36與從承載組 合輪前端懸掛下來的柔性件17相連。
直線電機(jī)按電氣控制裝置10中所設(shè)定的沖程、沖次等參數(shù)程序通過對(duì)負(fù)載 平衡重裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)抽油桿緊固裝置18上下往復(fù)運(yùn)行。
本實(shí)施例將與承載輪1同軸的傳動(dòng)齒輪的輪徑設(shè)計(jì)得相對(duì)小一些，而將與 曲面變徑輪體同軸的傳動(dòng)齒輪的輪徑設(shè)計(jì)得則相對(duì)大一些，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可 以使曲面變徑輪體的旋轉(zhuǎn)角大大低于承載輪1的旋轉(zhuǎn)角，在增大抽油桿緊固裝 置18行程的同時(shí)，又能確保曲面變徑輪體應(yīng)起的平衡變徑功能不會(huì)有絲毫的減 弱，因此該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較現(xiàn)已公知的采用等徑結(jié)構(gòu)的平衡重輪會(huì)更加節(jié)能。
另外，本實(shí)施例還一改原本采用柔性件17與抽油桿緊固裝置18直接相連 的連接方式，而在在抽油桿緊固裝置18與柔性件17之間加設(shè)了一組動(dòng)滑輪裝 置36，其目的也同樣是基于提升抽油桿緊固裝置18會(huì)比較省力的考慮。
如圖11所示的是一個(gè)由復(fù)合體柔性件承力平衡器與柔性件受力支架33相 鉸接構(gòu)成的柔性件承力平衡機(jī)構(gòu)34的結(jié)構(gòu)示意圖。通常情況下，由于制造誤差、 安裝誤差等原因，不可能使同一設(shè)備中兩條作用相同的柔性件17的受力達(dá)到均 衡，這就勢(shì)必會(huì)造成原本由兩條柔性件17共同承受的力量由于其松緊不一而產(chǎn)生受力不均，易造成其中一條受力過大的柔性件17提前斷裂。本發(fā)明所述的柔 性件承力平衡機(jī)構(gòu)34正是為使兩條或兩條以上作用相同的柔性件17承力實(shí)現(xiàn) 均衡而設(shè)計(jì)的。圖中所示的柔性件承力平衡機(jī)構(gòu)34設(shè)置在如附圖1、附圖2、 附圖9中所示的動(dòng)力傳動(dòng)與換向機(jī)構(gòu)中的柔性件17的末端，長(zhǎng)條狀的柔性復(fù)合 平衡裝置35的中間部位與柔性件受力支架33相鉸，其兩側(cè)分別鉸接有單體柔 性件承力平衡器32，在每個(gè)單體柔性件承力平衡器32的側(cè)端又各自連接有兩條 柔性件17;該種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可使兩條作用相同的柔性件17能夠在較小的調(diào)節(jié)范圍 內(nèi)，通過柔性件承力平衡機(jī)構(gòu)34與柔性件受力支架33在鉸接點(diǎn)處的角度偏轉(zhuǎn) 實(shí)現(xiàn)相互間的受力均衡分配。
實(shí)施例八如圖12所示，本實(shí)施例為單機(jī)雙井結(jié)構(gòu)的抽汲機(jī)，尤其是在涉 及動(dòng)力驅(qū)動(dòng)方式、動(dòng)力傳動(dòng)與換向手段以及巻揚(yáng)輪筒13的結(jié)構(gòu)等方面，其與實(shí) 施例三與實(shí)施例五有不少相同或相近之處。而其與前述實(shí)施例的不同之處在于 輪體安裝臺(tái)5前后兩側(cè)分別安裝兩個(gè)支撐輔架，前導(dǎo)向輪19與后導(dǎo)向輪21分 別安裝在兩個(gè)支撐輔架的稍端，置于機(jī)架前后兩側(cè)的兩個(gè)抽油桿緊固裝置18通 過柔性件17以相差180度相位角的方式反向纏繞在巻揚(yáng)輪筒13上。本實(shí)施例 運(yùn)用置于機(jī)架前后兩側(cè)的兩個(gè)抽油桿緊固裝置18在上下沖程時(shí)所產(chǎn)生的懸點(diǎn)載 荷差值作為平衡手段，可實(shí)現(xiàn)一機(jī)雙抽，達(dá)到省材節(jié)能的目的。為防止置于機(jī) 架前后兩側(cè)的兩個(gè)抽油桿緊固裝置18上的負(fù)載差異較大，而對(duì)節(jié)能效果產(chǎn)生影 響，可在巻揚(yáng)輪筒13負(fù)荷較輕的一側(cè)懸掛一定重量的吊掛平衡重。
如圖13所示的是本發(fā)明所涉及的串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)箱37與減速裝置7為 一體結(jié)構(gòu)的箱體內(nèi)部構(gòu)造示意圖。圖中，串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)箱主動(dòng)軸39與減速 裝置輸入軸45合二為一構(gòu)成一體結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)軸由包括串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)箱主動(dòng)軸39與減速裝置輸入軸45合二為一構(gòu)成的一體軸、串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)箱聯(lián)動(dòng) 軸40、減速裝置輸出軸46在內(nèi)的至少三根傳動(dòng)軸組成，由串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)箱 主動(dòng)軸39與減速裝置輸入軸45合二為一構(gòu)成的一體軸的兩端分別安裝帶傳動(dòng) 輪與剎車輪，減速裝置輸出軸46的側(cè)端安裝曲柄15，串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)箱聯(lián)動(dòng) 軸40用于連接叢式井傳動(dòng)軸38，在串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)箱主動(dòng)軸39與減速裝置 輸入軸45合二為一構(gòu)成的一體軸和串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)箱聯(lián)動(dòng)軸40之間設(shè)置有 離合裝置41。
圖14是本發(fā)明所涉及的串聯(lián)式叢式井載荷互平衡抽汲系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)立體效 果示意圖。圖中，各單井抽汲機(jī)并排安裝在各井位上，每臺(tái)單井抽汲機(jī)配置一 臺(tái)串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)箱37，各單井抽汲機(jī)通過叢式井傳動(dòng)軸38以相差一定相位 角的方式將各串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)箱37連接構(gòu)成一個(gè)整體，其中，叢式井傳動(dòng)軸 38選用具有較強(qiáng)抗扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的諸如鋼管、工字鋼、棱形鋼等之類的管材或型材， 連接叢式井傳動(dòng)軸38與串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)箱聯(lián)動(dòng)軸40的聯(lián)軸傳動(dòng)裝置8選擇 具有一定軸向伸縮和轉(zhuǎn)角偏移功能的萬(wàn)向聯(lián)軸器及其類似部件。電機(jī)9通過對(duì) 系統(tǒng)中的一臺(tái)串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)箱37當(dāng)中的串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)箱主動(dòng)軸39進(jìn) 行驅(qū)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)與串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)箱聯(lián)動(dòng)軸40串聯(lián)的叢式井傳動(dòng)軸38旋 轉(zhuǎn)，并由此帶動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)中的各單井抽汲機(jī)正常工作。
為使系統(tǒng)內(nèi)各單井抽汲機(jī)間的動(dòng)勢(shì)能轉(zhuǎn)換利用率達(dá)到最大化，操作人員在 對(duì)系統(tǒng)的平衡狀態(tài)做調(diào)節(jié)時(shí)，應(yīng)遵循對(duì)各單井抽汲機(jī)上的諸平衡重體以盡可能 小的重量進(jìn)行配置的原則，以使系統(tǒng)內(nèi)的一部分單井抽汲機(jī)在將其下行程的懸 點(diǎn)勢(shì)能最大限度的傳遞給叢式井傳動(dòng)軸38的同時(shí)，另一部分單井抽汲機(jī)則能從 叢式井傳動(dòng)軸38上吸收足夠其上行程的懸點(diǎn)動(dòng)能，以此大幅度降低設(shè)備在油液抽汲過程中的能耗浪費(fèi)。
為避免系統(tǒng)中的單機(jī)因故發(fā)生停機(jī)將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)都一同處于停機(jī)狀態(tài) 而直接影響生產(chǎn)狀況的發(fā)生，本發(fā)明采用在各單臺(tái)抽汲機(jī)的動(dòng)力傳動(dòng)與換向機(jī)
構(gòu)和串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之間設(shè)置離合裝置41的方式很好的解決了此類難 題。當(dāng)系統(tǒng)中的個(gè)別單井抽汲機(jī)退出系統(tǒng)后，井場(chǎng)看護(hù)人員只需對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的其 它單井抽汲機(jī)的諸平衡重的重量及相位角等參數(shù)做適當(dāng)調(diào)整即可迅速恢復(fù)業(yè)已 被打破的系統(tǒng)平衡。另外，對(duì)從系統(tǒng)分離出來確已不適宜在系統(tǒng)內(nèi)聯(lián)動(dòng)運(yùn)行的 單井抽汲機(jī)，只需在其減速裝置輸入軸45上連接上電機(jī)9就可恢復(fù)正常的運(yùn)行。
圖15是本發(fā)明所涉及的并聯(lián)式叢式井載荷互平衡抽汲系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)示意 圖。并聯(lián)式叢式井傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由多臺(tái)巻揚(yáng)滾筒裝置42通過叢式井傳動(dòng)軸38連接 構(gòu)成，電機(jī)9通過對(duì)并聯(lián)式叢式井傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的一臺(tái)巻揚(yáng)滾筒裝置42的傳動(dòng)軸 進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)中的各單井抽汲機(jī)運(yùn)行。
系統(tǒng)中的單臺(tái)抽汲機(jī)的數(shù)量配置一般為偶數(shù)，如遇各單臺(tái)抽汲機(jī)間的懸點(diǎn) 負(fù)荷懸殊較大等特殊情況，系統(tǒng)中的單臺(tái)抽汲機(jī)的數(shù)量配置也可為奇數(shù)；通常 情況下，按各單臺(tái)抽汲機(jī)懸點(diǎn)負(fù)荷之和相近的原則，將系統(tǒng)中的各單臺(tái)抽汲機(jī) 分成兩組，其中一組的單臺(tái)抽汲機(jī)跟另外一組的單臺(tái)抽汲機(jī)以相差180度相位 角的方式，通過各自動(dòng)力傳動(dòng)與換向機(jī)構(gòu)中的柔性件17分別纏繞在其對(duì)應(yīng)的巻 揚(yáng)滾筒裝置42上；該種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙的運(yùn)用了系統(tǒng)內(nèi)各單臺(tái)設(shè)備在上下沖程時(shí) 所產(chǎn)生的懸點(diǎn)載荷差值作為平衡手段，以此實(shí)現(xiàn)動(dòng)能與勢(shì)能在設(shè)備運(yùn)行過程中 的動(dòng)態(tài)互補(bǔ)，使系統(tǒng)效率得到了極大的改善，動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的輸出功率得以大大降 低。
系統(tǒng)中各單臺(tái)抽汲機(jī)的沖程大小取決于各自所配巻揚(yáng)滾筒裝置42的筒徑大小，可根據(jù)井況進(jìn)行調(diào)整。
系統(tǒng)在平衡配置上，以及在其并聯(lián)式叢式井傳動(dòng)機(jī)構(gòu)跟各單臺(tái)抽汲機(jī)的動(dòng)
力傳動(dòng)與換向機(jī)構(gòu)之間所設(shè)離合裝置41的作用和操作方法上，與前述的串聯(lián)式 叢式井載荷互平衡抽汲系統(tǒng)大致相同或近似，在此不再贅述。
上述實(shí)施例，僅對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求項(xiàng)中的一些具有明顯特征的技術(shù)方案進(jìn) 行了有限的詮釋。在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)各實(shí)施例中凡涉及明顯特征功能和作用的 裝置、機(jī)構(gòu)、部件、技術(shù)以及不對(duì)其它尚在有效保護(hù)期內(nèi)的專利構(gòu)成侵權(quán)的措 施，均可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際井況互為替用或相互組合或做相應(yīng)的增減調(diào)整。
本發(fā)明的保護(hù)范圍將不受上述實(shí)施例缺述、附圖缺畫或所示附圖具體形狀 與結(jié)構(gòu)的限制，所有在本發(fā)明實(shí)施例中已展示的實(shí)施方案以及依據(jù)本發(fā)明的實(shí) 質(zhì)技術(shù)對(duì)上述實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修飾或改變，均屬本發(fā)明的技術(shù)方案的保 護(hù)之列。如為使系統(tǒng)啟動(dòng)平穩(wěn)，可在系統(tǒng)中添置軟啟動(dòng)裝置；另外再如為 防止人或畜在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)進(jìn)入?yún)彩骄畟鲃?dòng)軸的旋轉(zhuǎn)區(qū)域發(fā)生意外，可在叢式井 串聯(lián)軸周圍設(shè)置標(biāo)識(shí)有明顯安全警示標(biāo)志的全封閉防護(hù)欄或在系統(tǒng)中單獨(dú)采用 電氣制動(dòng)技術(shù)。又如曲柄可選擇使用已公知的異相曲柄。還如為防止配置 在設(shè)備中的柔性件出現(xiàn)斷裂，從而有可能造成作用在承載組合輪上的負(fù)荷或負(fù) 載平衡重裝置瞬間失重，導(dǎo)致其自由下滑發(fā)生不測(cè)，可考慮在負(fù)載平衡重裝置 的上方及下方分別設(shè)置一套機(jī)械緩沖限位裝置與一套安全防撞緩沖機(jī)構(gòu)。
權(quán)利要求
1、一種無(wú)梁式高效節(jié)能抽汲機(jī)，包括承載組合輪、機(jī)架、柔性件(17)、負(fù)載平衡重裝置、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)與控制單元、動(dòng)力傳動(dòng)與換向機(jī)構(gòu)以及剎車裝置(14)，其特征在于承載組合輪為包括承載輪(1)、平衡重輪(2)、拖動(dòng)輪(3)在內(nèi)的至少兩種輪體組合構(gòu)成，機(jī)架由機(jī)架主體(4)與機(jī)架輔體構(gòu)成，機(jī)架輔體包括輪體安裝臺(tái)(5)，輪體安裝臺(tái)(5)設(shè)在機(jī)架主體(4)的頂端，輪軸支座(6)置于輪體安裝臺(tái)(5)之上，承載組合輪通過輪軸(31)安裝在輪軸支座(6)上，柔性件(17)由繩、帶、鏈中的至少一類構(gòu)件構(gòu)成，動(dòng)力驅(qū)動(dòng)與控制單元包括電機(jī)(9)與電氣控制裝置(10)，電機(jī)(9)在電氣控制裝置(10)的作用下通過動(dòng)力傳動(dòng)與換向機(jī)構(gòu)對(duì)承載組合輪形成驅(qū)動(dòng)，所述的動(dòng)力傳動(dòng)與換向機(jī)構(gòu)由減速裝置(7)、聯(lián)軸傳動(dòng)裝置(8)、帶傳動(dòng)裝置(11)、鏈傳動(dòng)裝置(12)、齒傳動(dòng)裝置(43)、動(dòng)滑輪裝置(36)、電機(jī)換向裝置(44)、曲柄(15)、連桿(16)、柔性件(17)中的至少兩種裝置及構(gòu)件組合構(gòu)成，所述的剎車裝置(14)為包括機(jī)械剎車裝置、電磁剎車裝置、機(jī)電混合剎車裝置在內(nèi)的至少一類剎車裝置構(gòu)成。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)梁式高效節(jié)能抽汲機(jī)，其特征在于抽汲機(jī)為單機(jī)單井結(jié)構(gòu)或單機(jī)雙井結(jié)構(gòu)或多機(jī)多井結(jié)構(gòu)；所述的單機(jī)單井結(jié)構(gòu)的抽汲機(jī)的承載組合輪通過柔性件(17)連接一套抽油桿緊固裝置(18)，其負(fù)載平衡重裝置為包括吊掛平衡重裝置與曲柄平衡重裝置(20)在內(nèi)的至少一種平衡重裝置構(gòu)成；所述的單機(jī)雙井結(jié)構(gòu)的抽汲機(jī)的承載組合輪通過反向纏繞在其前后兩端的柔性件(17)以相差180度相位角的方式分別連接兩個(gè)抽油桿緊固裝置(18);所述的多機(jī)多井結(jié)構(gòu)的抽汲機(jī)由至少兩臺(tái)單機(jī)通過串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或并聯(lián)式叢式井傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以相差相位角的方式相連構(gòu)成。
3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)梁式高效節(jié)能抽汲機(jī)，其特征在于單機(jī)單 井或單機(jī)雙井結(jié)構(gòu)的抽汲機(jī)的承載組合輪中的各輪體并排置于同一輪軸(31)上 或并列置于不同的輪軸(31)上；所述的承載輪(l)為單輪結(jié)構(gòu)或雙輪結(jié)構(gòu)，其輪廓 為圓形或扇形或異弧形的輪體；所述的平衡重輪(2)為單輪結(jié)構(gòu)或雙輪結(jié)構(gòu)，其 輪廓為圓形或扇形或變徑曲面形的面輪或固齒輪或活齒輪或面與齒相結(jié)合的輪 體；所述的拖動(dòng)輪(3)為單輪結(jié)構(gòu)或雙輪結(jié)構(gòu)，其輪廓為圓形或扇形或變徑曲面 形的面輪或固齒輪或活齒輪或面與齒相結(jié)合的輪體；承載組合輪中的各輪體為 一體結(jié)構(gòu)或相互獨(dú)立的輪體組合或由兩種合為一體的輪體與一種獨(dú)立輪體結(jié)合 構(gòu)成的組合結(jié)構(gòu)，動(dòng)力傳動(dòng)與換向機(jī)構(gòu)中的換向裝置為機(jī)械換向裝置或電氣換 向裝置或機(jī)電協(xié)同換向裝置；所述的置于同一輪軸(31)上的承載組合輪與機(jī)械換 向裝置相連構(gòu)成旋轉(zhuǎn)角不超過360度的包括曲柄連桿機(jī)構(gòu)或曲柄柔性件機(jī)構(gòu)在 內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的一體結(jié)構(gòu)的承載組合輪在受電機(jī)換向裝置(44)控制的 電機(jī)(9)的驅(qū)動(dòng)下構(gòu)成旋轉(zhuǎn)角大于360度的巻揚(yáng)輪筒(13)，所述的非一體結(jié)構(gòu)的承 載組合輪當(dāng)中的各輪體通過輪軸(31)、柔性件(17)、帶傳動(dòng)裝置(ll)、鏈傳動(dòng)裝 置(12)、齒傳動(dòng)裝置(43)當(dāng)中的至少一種裝置或構(gòu)件相互連接。
4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)梁式高效節(jié)能抽汲機(jī)，其特征在于承載組合 輪還包括導(dǎo)向輪，導(dǎo)向輪由前導(dǎo)向輪(19)與后導(dǎo)向輪(21)當(dāng)中的至少一種輪體構(gòu) 成；機(jī)架主體(4)為桁架結(jié)構(gòu)或立柱體結(jié)構(gòu)或立管體結(jié)構(gòu)或立棱體結(jié)構(gòu)；機(jī)架輔 體還包括支撐輔架，支撐輔架由支架臂(22)單獨(dú)構(gòu)成或由支架臂(22)與支架撐桿 (23)共同構(gòu)成，支撐輔架通過銷軸或軸承或緊固件或銷軸、軸承、緊固件的相互 組合安裝在機(jī)架主體(4)或輪體安裝臺(tái)(5)上；安裝在單機(jī)單井結(jié)構(gòu)的抽汲機(jī)上的支撐輔架置于承載輪(l)的前側(cè)，前導(dǎo)向輪(19)置于支撐輔架上，纏繞在承載輪(l) 上的柔性件(17峰前導(dǎo)向輪(19)與抽油桿緊固裝置(18)連接；所述的后導(dǎo)向輪(21) 設(shè)置在位于平衡重輪(2)后側(cè)或下端的機(jī)架上，纏繞在平衡重輪(2)上的柔性件(17) 經(jīng)后導(dǎo)向輪(21)與吊掛平衡重裝置連接或組成動(dòng)力傳動(dòng)與換向機(jī)構(gòu)中的構(gòu)件；安 裝在單機(jī)雙井結(jié)構(gòu)的抽汲機(jī)上的支撐輔架分別置于機(jī)架主體(4)的前后兩側(cè)，前 導(dǎo)向輪(19)與后導(dǎo)向輪(21)分別安裝在前后兩套支撐輔架的末端。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)梁式高效節(jié)能抽汲機(jī)，其特征在于所述的電 機(jī)(9)為旋轉(zhuǎn)電機(jī)或直線電機(jī)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)包括異步旋轉(zhuǎn)電機(jī)與同步旋轉(zhuǎn)電機(jī)；所 述的減速裝置(7)為機(jī)械減速裝置或電氣減速裝置或機(jī)電協(xié)同減速裝置，機(jī)械減 速裝置(7)中含有連接電機(jī)(9)的減速裝置輸入軸(45)與連接曲柄(15)或輪軸(31)的 減速裝置輸出軸(46);動(dòng)力傳動(dòng)與換向機(jī)構(gòu)中的柔性件(17)跟分別連接抽油桿緊 固裝置、吊掛平衡重裝置的柔性件(17)各自獨(dú)立的連接在承載組合輪上，或與其 中的一組柔性件(17)合二為一 。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)梁式高效節(jié)能抽汲機(jī)，其特征在于通過柔性 件(17)懸掛在承載組合輪上的吊掛平衡重裝置由吊掛平衡重承載機(jī)構(gòu)(24)與吊掛 平衡重體組成，吊掛平衡重承載機(jī)構(gòu)(24)為腔體或支架體結(jié)構(gòu)，吊掛平衡重體由 固定吊掛平衡重體(25)、活動(dòng)吊掛平衡重體(26)當(dāng)中的至少一種吊掛平衡重體構(gòu) 成，所述的吊掛平衡重承載機(jī)構(gòu)(24)與固定吊掛平衡重體(25)為一體結(jié)構(gòu)或相互 獨(dú)立結(jié)構(gòu)；在吊掛平衡重裝置承的側(cè)旁設(shè)置有由防擺筘(27)與防擺支架(28)或防 擺滑輪(29)與防擺滑輪軌道(30)構(gòu)成的吊掛平衡重防擺裝置，其中的防擺筘(27) 或防擺滑輪(29)設(shè)置在吊掛平衡重承載機(jī)構(gòu)(24)或固定吊掛平衡重體(25)上，防 擺支架(28)或防擺滑輪軌道(30)安裝在機(jī)架主體(4)上。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的無(wú)梁式高效節(jié)能抽汲機(jī)，其特征在于在抽油桿緊固裝置(18)、吊掛平衡重裝置或動(dòng)力傳動(dòng)與換向機(jī)構(gòu)當(dāng)中，至少有一個(gè)裝置 及機(jī)構(gòu)通過動(dòng)滑輪裝置(36)與柔性件(17)相連或其中含有動(dòng)滑輪裝置(36);動(dòng)滑 輪裝置(36)纏繞在從承載組合輪懸掛下來的柔性件(17)上或安裝在曲柄(15)上， 所述的從承載組合輪懸掛下來的柔性件(17)的端頭繞過動(dòng)滑輪裝置(36)連接在 機(jī)架上。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的無(wú)梁式高效節(jié)能抽汲機(jī)，其特征在于兩條或兩 條以上功能相同的柔性件(l7)的末端連接在柔性件承力平衡機(jī)構(gòu)(34)上，柔性件 承力平衡機(jī)構(gòu)(34)包括柔性件承力平衡器(32)與柔性件承力支架(33),柔性件承 力平衡器(32)為單體或復(fù)合體，單體柔性件承力平衡器的邊沿部位設(shè)有至少兩 處柔性件緊固裝置，復(fù)合體柔性件承力平衡器由一個(gè)柔性復(fù)合平衡器(35)與鉸 接在其兩側(cè)的單體柔性件承力平衡器組成，柔性件承力平衡器(32)通過鉸接件 安裝在柔性件受力支架(33)上。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6、 7或8所述的無(wú)梁式高效節(jié)能抽汲機(jī)，其特征在于 串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由至少兩臺(tái)串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)箱(37)與至少一根叢式井 傳動(dòng)軸(38)組成，關(guān)聯(lián)的各臺(tái)單機(jī)分別配備一臺(tái)串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)箱(37)，串聯(lián) 式叢式井傳動(dòng)箱(37)為包括串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)箱主動(dòng)軸(39)與串聯(lián)式叢式井傳 動(dòng)箱聯(lián)動(dòng)軸(40)在內(nèi)的至少兩根齒輪傳動(dòng)軸組成，串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)箱聯(lián)動(dòng)軸 (40)與叢式井傳動(dòng)軸(38)通過聯(lián)軸傳動(dòng)裝置(8)相連，聯(lián)軸傳動(dòng)裝置(8)包括具有 軸向伸縮功能的萬(wàn)向節(jié)或萬(wàn)向軸；設(shè)備運(yùn)行無(wú)需電機(jī)(9)中的轉(zhuǎn)子或動(dòng)子換向的 多臺(tái)并排相鄰放置的單機(jī)通過其各自的動(dòng)力傳動(dòng)與換向機(jī)構(gòu)跟串聯(lián)式叢式井傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)相連組成串聯(lián)式叢式井載荷互平衡抽汲系統(tǒng)；串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)箱(37)與各單臺(tái)抽汲機(jī)中的減速裝置(7)為一體結(jié)構(gòu)或相互獨(dú)立結(jié)構(gòu)，所述的串聯(lián)式叢 式井傳動(dòng)箱(37)與減速裝置(7)為一體結(jié)構(gòu)中的串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)箱主動(dòng)軸(39) 和減速裝置輸入軸(45)合為同軸一體結(jié)構(gòu)或各自獨(dú)立通過齒輪相連，所述的相 互獨(dú)立結(jié)構(gòu)的串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)箱(37)與減速裝置(7)之間通過帶傳動(dòng)裝置(11) 或鏈傳動(dòng)裝置(12)或齒傳動(dòng)裝置(43)相連；在各單機(jī)的動(dòng)力傳動(dòng)與換向機(jī)構(gòu)和串 聯(lián)式叢式井傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之間設(shè)置有離合裝置(41)，串聯(lián)式叢式井載荷互平衡抽汲 系統(tǒng)采用至少一 臺(tái)電機(jī)(9)通過帶傳動(dòng)裝置(11)或鏈傳動(dòng)裝置(12)或聯(lián)軸傳動(dòng)裝 置(8)與至少一臺(tái)串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)箱(37)中的串聯(lián)式叢式井傳動(dòng)箱主動(dòng)軸(39) 連接。
10、根據(jù)權(quán)利要求6、 7或8所述的無(wú)梁式高效節(jié)能抽汲機(jī)，其特征在于 并聯(lián)式叢式井傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由至少兩臺(tái)巻揚(yáng)滾筒裝置(42)與一根叢式井傳動(dòng)軸(38) 通過聯(lián)軸傳動(dòng)裝置(8)相連構(gòu)成，關(guān)聯(lián)的各臺(tái)單機(jī)分別配備一臺(tái)巻揚(yáng)滾筒裝置 (42)，單臺(tái)巻揚(yáng)滾筒裝置(42)由單根傳動(dòng)軸與安裝在單根傳動(dòng)軸上的單個(gè)滾筒組 成或由兩根傳動(dòng)軸與安裝在其中一根傳動(dòng)軸上的單個(gè)滾筒組成，所述的巻揚(yáng)滾 筒裝置(42)中的各單個(gè)滾筒為等徑滾筒或非等徑滾筒；設(shè)備運(yùn)行需要電機(jī)(9)中 的轉(zhuǎn)子或動(dòng)子換向的多臺(tái)相鄰放置的抽汲機(jī)上的承載組合輪通過其各自動(dòng)力傳 動(dòng)與換向機(jī)構(gòu)中的柔性件(17)跟對(duì)應(yīng)的巻揚(yáng)滾筒裝置(42)相連組成并聯(lián)式叢式 井載荷互平衡抽汲系統(tǒng)；各單臺(tái)抽汲機(jī)的動(dòng)力傳動(dòng)與換向機(jī)構(gòu)和并聯(lián)式叢式井 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之間設(shè)有離合裝置(41)，并聯(lián)式叢式井載荷互平衡抽汲系統(tǒng)采用至少 —臺(tái)電機(jī)(9)通過帶傳動(dòng)裝置(11)或鏈傳動(dòng)裝置(12)或聯(lián)軸傳動(dòng)裝置(8)與其中至 少一臺(tái)巻揚(yáng)滾筒裝置(42)中的傳動(dòng)軸連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種既適合于在孤井上獨(dú)立工作，又適合于在叢式井系統(tǒng)中協(xié)同聯(lián)動(dòng)的無(wú)梁式高效節(jié)能抽汲機(jī)，其含有承載組合輪、負(fù)載平衡重裝置、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)與控制單元，承載組合輪由包括承載輪、平衡重輪、拖動(dòng)輪在內(nèi)的至少兩種輪體組合構(gòu)成，負(fù)載平衡重裝置由包括吊掛平衡重裝置與曲柄平衡重裝置在內(nèi)的至少一種平衡重裝置構(gòu)成，驅(qū)動(dòng)抽油桿緊固裝置做上下往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力源不受機(jī)電種類的限制，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、平衡性能優(yōu)越、系統(tǒng)運(yùn)行效率高、制造與運(yùn)行維護(hù)成本低、安裝簡(jiǎn)便，且節(jié)能效果十分顯著等諸多優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E21B43/00GK101539003SQ20091002226
公開日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2009年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月29日
發(fā)明者龐超乾, 張保國(guó), 楊武成 申請(qǐng)人:張保國(guó)