專利名稱：雙非高效節(jié)能抽油機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油開采設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種非勻速非對(duì)稱曲柄配重的雙非高效節(jié)能抽油機(jī)。
背景技術(shù)：
目前在國(guó)內(nèi)外油田采油工程中，常用的機(jī)械采油設(shè)備是游梁式抽油機(jī)，其由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用可靠、操作維護(hù)方便、在惡劣的自然環(huán)境中能夠長(zhǎng)期可靠安全運(yùn)行等特點(diǎn)，使其在油田開采過程中得到了廣泛的應(yīng)用，目前我國(guó)油田90%以上仍然采用的是游梁式抽油機(jī)進(jìn)行采油。但現(xiàn)有抽油機(jī)在進(jìn)行采油時(shí)，其電能消耗占三分之一，極為浪費(fèi)能源，如何使抽油機(jī)更節(jié)省電耗是國(guó)內(nèi)外石油行業(yè)幾十年均在研究的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題便是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種非勻速非對(duì)稱曲柄配重的雙非高效節(jié)能抽油機(jī)，它能夠大大減少電動(dòng)機(jī)功率，節(jié)省電耗，提高效率。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種雙非高效節(jié)能抽油機(jī)，包括底座、安裝在底座上的電動(dòng)機(jī)、變速箱和支架、設(shè)置在變速箱上的曲柄，以及游梁、游梁上的驢頭和可調(diào)尾部配重，所述曲柄與游梁之間鉸接連接有連桿，所述變速箱的曲柄輸出軸上安裝有非圓齒輪，所述變速箱內(nèi)設(shè)置有用以驅(qū)動(dòng)該非圓齒輪的偏心齒輪，所述曲柄的配重端只設(shè)有一朝向曲柄前進(jìn)方向的平衡配重。作為優(yōu)選，所述游梁與連桿之間通過橫船相連。作為優(yōu)選，所述驢頭至所述游梁與支架的支承點(diǎn)間距離H1等于所述橫船至所述游梁與支架的支承點(diǎn)間距離h2。本發(fā)明的有益效果在于:由于本發(fā)明的曲柄只設(shè)置有朝向曲柄前進(jìn)方向的平衡配重，將曲柄的前趨性當(dāng)作動(dòng)能參與分配，再利用偏心齒輪、非圓齒輪改變轉(zhuǎn)速比將機(jī)械能、各種重力能巧妙地、合理地分配在抽油機(jī)抽油作功的軌跡上，大大減少電動(dòng)機(jī)功率，節(jié)省電耗，提高效率，電動(dòng)機(jī)在抽油機(jī)作抽油和空回工作都是均勻負(fù)載，沒有過流、過壓沖擊，減少故障，延長(zhǎng)使用壽命。與現(xiàn)有節(jié)能工效相比，以8型機(jī)為例，現(xiàn)用抽油機(jī)電機(jī)功率22.5KW，本發(fā)明抽油機(jī)電機(jī)功率IOKW以下，本發(fā)明抽油機(jī)電機(jī)功率少12.5KW，一天節(jié)省電300度，全年按300天工作日，電價(jià)按0.8元/度計(jì)算，全年節(jié)約電費(fèi)7.2萬元；本發(fā)明抽油機(jī)比現(xiàn)用抽油機(jī)每天多抽1.69m3原油，全年按300天工作日計(jì)算，全年多抽507m3原油，若每m3沖價(jià)1200元計(jì)算，全年增收60.84萬元。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明的偏心齒輪結(jié)構(gòu)圖； 圖3為本發(fā)明的非圓齒輪結(jié)構(gòu)圖。圖中:1、底座；2、電動(dòng)機(jī)；3、變速箱；4、曲柄；5、支架；6、游梁；7、驢頭；8、可調(diào)尾部配重；9、連桿；10、平衡配重；11、橫船。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1所示，一種雙非高效節(jié)能抽油機(jī)，包括底座1、安裝在底座I上的電動(dòng)機(jī)2、變速箱3和支架5、設(shè)置在變速箱3上的曲柄4，以及游梁6、游梁6上的驢頭7和可調(diào)尾部配重8，所述曲柄4與游梁6之間鉸接連接有連桿9，所述游梁6與連桿9之間通過橫船11相連，所述變速箱3的曲柄輸出軸上安裝有非圓齒輪，所述變速箱3內(nèi)設(shè)置有用以驅(qū)動(dòng)該非圓齒輪的偏心齒輪，所述曲柄4的配重端只設(shè)有一朝向曲柄4前進(jìn)方向的平衡配重10。所述驢頭7的功能是保證游梁6在任何姿態(tài)使游梁6與支架5的支承點(diǎn)和油井的距離不變；所述可調(diào)尾部配重8的功能是用于有效平衡掉井下有效負(fù)荷。圖1中的K表示可調(diào)尾部配重8至游梁6中央支點(diǎn)的距離，其值越大平衡井下重量效果越大，它是隨動(dòng)變化的，J表示只具有朝向曲柄4前進(jìn)方向平衡配重10的曲柄4的平衡配重10的重心至曲柄輸出軸軸心的距離，其值越大平衡井下有效重量效果越大，它也是隨動(dòng)變化，S表示只具有朝向曲柄4前進(jìn)方向平衡配重10的曲柄4運(yùn)動(dòng)的上死點(diǎn)，N表示只具有朝向曲柄4前進(jìn)方向平衡配重10的曲柄4運(yùn)動(dòng)的下死點(diǎn)，X表示只具有朝向曲柄4前進(jìn)方向平衡配重10的曲柄4作抽油功的水平點(diǎn)，Y表示只具有朝向曲柄4前進(jìn)方向平衡配重10的曲柄4作空回的水平點(diǎn)。A、B、C、D為四個(gè)敘述象限，以曲柄輸出軸的軸心為原點(diǎn)，通過該原點(diǎn)的水平線與豎直線分別為X軸和Y軸所構(gòu)成的平面直角坐標(biāo)系中，以A象限表示該坐標(biāo)系的第一象限，以B象限表示該坐標(biāo)系的第四象限，以C象限表示該坐標(biāo)系的第三象限，以D象限表示該坐標(biāo)系的第二象限。圖2是變速箱3內(nèi)的偏心齒輪，由于偏心可粗分出一個(gè)小速比區(qū)E，一個(gè)大速比區(qū)F，兩個(gè)相當(dāng)速比區(qū)G，圖3是變速箱3內(nèi)的非圓齒輪，也粗分一個(gè)小速比接受區(qū)E被，一個(gè)大速比接受區(qū)F被，兩個(gè)相當(dāng)速比接受區(qū)G被。作為本發(fā)明的另一改進(jìn)，所述驢頭7至所述游梁6與支架5的支承點(diǎn)間距離H1等于所述橫船11至所述游梁6與支架5的支承點(diǎn)間距離H2, H1=H2，可節(jié)省大量動(dòng)能。以8型機(jī)為例，具點(diǎn)負(fù)荷8噸，油井內(nèi)油桿重5300kg，油柱重1961kg，惰性矩499kg，總負(fù)荷7760kg，可調(diào)尾部配重8和只具有朝向曲柄4前進(jìn)方向平衡配重10的曲柄4平衡總負(fù)荷的6500kg，油桿上升抽油負(fù)荷1260kg，電動(dòng)機(jī)2功率10KW。參見圖1、圖2、圖3，當(dāng)抽油機(jī)上升作功抽油時(shí)，只具有朝向曲柄4前進(jìn)方向平衡配重10的曲柄4處于S位，因其只具有朝向曲柄4前進(jìn)方向的平衡配重10,這時(shí)曲柄4就有很大前趨能，偏心齒輪小速比區(qū)E驅(qū)動(dòng)非圓齒輪小速比接受區(qū)E被就可以啟動(dòng)，當(dāng)只具有朝向曲柄4前進(jìn)方向平衡配重10的曲柄4進(jìn)入A象限，K值和J值開始漸大，只具有朝向曲柄4前進(jìn)方向平衡配重10的曲柄4本身重量也開始參與平衡井下負(fù)荷，只具有朝向曲柄4前進(jìn)方向平衡配重10的曲柄4處X區(qū)域，K值和J值最大，平衡掉總負(fù)荷7760kg的6500kg，僅提升1260kg，偏心齒輪用相當(dāng)速比區(qū)G驅(qū)動(dòng)非圓齒輪相當(dāng)速比接受區(qū)G被就能完成，只具有朝向曲柄4前進(jìn)方向平衡配重10的曲柄4進(jìn)入B象限，K值和J值開始漸小，曲柄4自身與平衡配重10互相抵銷不作平衡和平衡配重10超前通過下死點(diǎn)N成為負(fù)荷，偏心齒輪則用大速比區(qū)F驅(qū)動(dòng)非圓齒輪大速比接受區(qū)F被，用強(qiáng)勁的扭矩使只具有朝向曲柄4前進(jìn)方向平衡配重10的曲柄4順利到達(dá)下死點(diǎn)，在下死點(diǎn)N后，油桿作向下空回，油柱因有止閥不隨油桿下墜，惰性矩變成油桿向下的慣性矩，只具有朝向曲柄4前進(jìn)方向平衡配重10的曲柄4處C象限，K值和J值不是最大，油桿還有部分重量平衡只具有朝向曲柄4前進(jìn)方向平衡配重10的曲柄4向上舉的負(fù)荷，且偏心齒輪還有一部分在大速比區(qū)F ;只有只具有朝向曲柄4前進(jìn)方向平衡配重10的曲柄4在Y點(diǎn)區(qū)，K值和J值最大，曲柄4才有上舉負(fù)荷1200kg，但是還有油桿的慣性矩可抵銷部分曲柄4上舉負(fù)荷，偏心齒輪用相當(dāng)速比區(qū)G驅(qū)動(dòng)非圓齒輪相當(dāng)速比接受區(qū)G被就能順利完成；只具有朝向曲柄4前進(jìn)方向平衡配重10的曲柄4進(jìn)入D象限，K值和J值又漸小，油桿又有多余重量平衡只具有朝向曲柄4前進(jìn)方向平衡配重10的曲柄4上舉負(fù)荷，只具有朝向曲柄4前進(jìn)方向平衡配重10的曲柄4上的配重部超前通過上死點(diǎn)S成為反負(fù)荷，偏心齒輪小速比區(qū)E驅(qū)動(dòng)非圓齒輪的小速比接受區(qū)E被就可輕松將曲柄4移至S點(diǎn)，完成抽油機(jī)抽油作功一周期。本發(fā)明抽油機(jī)與現(xiàn)用抽油機(jī)節(jié)能對(duì)比，以8型機(jī)為例 現(xiàn)用抽油機(jī)電機(jī)功率22.5KW
本發(fā)明抽油機(jī)電機(jī)功率IOKW以下
本發(fā)明抽油機(jī)電機(jī)功率少12.5KW，一天節(jié)省電300度，全年按300天工作日，電價(jià)按
0.8元/度計(jì)算，全年節(jié)約電費(fèi)7.2萬元。效益對(duì)比:
現(xiàn)用抽油機(jī)每分鐘抽油次 468 本發(fā)明抽油機(jī)每分鐘抽油次4.8 7 9.5
按最低抽次對(duì)比，本發(fā)明抽油機(jī)比現(xiàn)用抽油機(jī)每天多抽1.69m3原油，全年按300天工作日計(jì)算，全年多抽507m3原油，若每m3沖價(jià)1200元計(jì)算，全年增收60.84萬元。由于本發(fā)明的曲柄4只設(shè)置有朝向曲柄4前進(jìn)方向的平衡配重10，將曲柄4的前趨性當(dāng)作動(dòng)能參與分配，再利用偏心齒輪、非圓齒輪改變轉(zhuǎn)速比將機(jī)械能、各種重力能巧妙地、合理地分配在抽油機(jī)抽油作功的軌跡上，大大減少電動(dòng)機(jī)2功率，節(jié)省電耗，提高效率，電動(dòng)機(jī)2在抽油機(jī)作抽油和空回工作都是均勻負(fù)載，沒有過流、過壓沖擊，減少故障，延長(zhǎng)使用壽命。以上所述，僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，故不能以此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種雙非高效節(jié)能抽油機(jī)，包括底座(I)、安裝在底座(I)上的電動(dòng)機(jī)(2)、變速箱(3)和支架(5)、設(shè)置在變速箱(3)上的曲柄(4)，以及游梁(6)、游梁(6)上的驢頭(7)和可調(diào)尾部配重(8)，所述曲柄(4)與游梁(6)之間鉸接連接有連桿(9)，其特征在于:所述變速箱(3)的曲柄輸出軸上安裝有非圓齒輪，所述變速箱(3)內(nèi)設(shè)置有用以驅(qū)動(dòng)該非圓齒輪的偏心齒輪，所述曲柄(4)的配重端只設(shè)有一朝向曲柄(4)前進(jìn)方向的平衡配重(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙非高效節(jié)能抽油機(jī)，其特征在于:所述游梁(6)與連桿(9)之間通過橫船(11)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙非高效節(jié)能抽油機(jī)，其特征在于:所述驢頭(7)至所述游梁(6 )與支架(5 )的支承點(diǎn)間距離H1等于所述橫船(11)至所述游梁(6 )與支架(5 )的支承點(diǎn)間距離H2。
全文摘要
本發(fā)明公開一種雙非高效節(jié)能抽油機(jī)，包括底座、電動(dòng)機(jī)、變速箱、支架以及曲柄等，所述曲柄的配重端只設(shè)有一朝向曲柄前進(jìn)方向的平衡配重。本發(fā)明將曲柄的前趨性當(dāng)作動(dòng)能參與分配，利用偏心齒輪、非圓齒輪將機(jī)械能、各種重力能巧妙合理地分配在抽油作功的軌跡上，減少電動(dòng)機(jī)功率，節(jié)省電耗，提高效率，電動(dòng)機(jī)在作抽油和空回工作都是均勻負(fù)載，沒有過流、過壓沖擊，減少故障，延長(zhǎng)使用壽命。以8型機(jī)為例，本發(fā)明抽油機(jī)電機(jī)功率比現(xiàn)有技術(shù)少12.5KW，一天節(jié)省電300度，全年300天節(jié)約電費(fèi)7.2萬元；本發(fā)明比現(xiàn)用抽油機(jī)每天多抽1.69m3原油，全年300天多抽507m3原油，全年增收超60.84萬元。
文檔編號(hào)F16H33/20GK103148186SQ20131008150
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月15日
發(fā)明者鐘芳順 申請(qǐng)人:鐘芳順