專利名稱：天平式游梁抽油機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及采油裝置，尤其涉及一種天平式游梁抽油機。
背景技術：
現有游梁式抽油4幾例如CYJY型抽油機是由離心回轉式配重來平 衡抽油桿的重量，其平衡力的大小由于配重的旋轉而時刻發生變化， 因此，無法實現精確平衡。
同時現有的游梁式抽油^L的換向完全靠四連桿^li構實現的，所以 換向沖擊大，其機械效率低，耗電大。同時，如果要調節抽油桿的沖 程，只能依靠笨重的體力勞動完成，不僅勞動強度大，而且難以做到 精確的行程調節。

實用新型內容
針對現有技術存在的缺陷，本實用新型的目的是提供一種不采用 四連桿機構、換向沖擊小、沖程調節容易，調配重平衡精度高，高效、 節能的新型天平式游梁抽油機。
本實用新型提供的天平式游梁抽油機包括游梁、支承架、掛繩機 構、動力裝置、驅動繩、驅動輪、配重、抽油桿，其中，所述驅動壽侖 安裝在所述抽油機的機架上，所述游梁通過支承軸安裝在所述支承架 上，所述支承架安裝在所述抽油機的機架上，所述抽油桿和所述配重 分別位于游梁的回轉中心兩側，抽油桿通過掛繩機構與游梁的一端連 接，配重連接到游梁的另一端；動力裝置與驅動輪連接，驅動繩的一 端連接到游梁回轉中心的一側的掛繩機構，驅動繩的另 一端或者繞過 驅動輪與游梁回轉中心另 一側的掛繩機構連接，或者固定在驅動輪 上。
配重可以通過掛繩機構與游梁的 一 端連接，或者直接固定到游梁 的另一端。在一個實施方案中，所述動力裝置包括電動機和變速箱，所述變 速箱的 一端與電動機的輸出軸連接，變速箱的動力輸出端與所述驅動 輪連接。
在一個優選實施方案中，所述動力裝置包括電動機、第一皮帶輪、 第二皮帶輪和皮帶，其中，第一皮帶輪安裝在所述電動機的輸出軸上， 第二皮帶輪安裝在所述驅動輪的軸上，所述皮帶連接所述第一皮帶輪
和第二皮帶輪，所述電動機的輸出轉矩大于或等于G, G通過下式定 義
G=PxD/ (2xK),其中，P為電動機輸出的牽引力，D為驅動輪直徑，K為第二皮帶輪直徑與第一皮帶輪直徑之比，P為3000N至 50000N;
或者，
所述動力裝置包括電動機、第一鏈輪、第二鏈輪和鏈條，其中， 所述電機的輸出軸上安裝有第一鏈輪，所述驅動輪軸上安裝有第二鏈 輪，所述鏈條連接所述第一鏈輪和第二鏈輪，所述電機的輸出轉矩大 于或等于G, G通過下式定義
G=PxD/ (2xK),其中，P為電機輸出的牽引力，D為驅動輪直 徑，K為第二鏈輪直徑與第一鏈輪直徑之比，P為3000N至50000N。
優選地，所述電動機為永》茲同步電機。
在另一個實施方案中，所述動力裝置包括電動機、第一皮帶輪、 第二皮帶輪、皮帶和變速箱，其中，第一皮帶輪安裝在所述電動機的 輸出軸上，第二皮帶輪安裝在所述變速箱的輸入軸上，皮帶連接在第 一皮帶輪和第二皮帶輪之間。
在另 一個優選實施方案中，掛繩機構包括安裝在游梁上的驢頭、 驢頭繩和掛繩器，所述驢頭繩與驢頭連接，掛繩器連接在驢頭繩上。
優選的天平式游梁抽油機還包括為了調節驅動繩漲緊度的漲緊 輪和為了調節驅動繩運動方向的導向輪，所述漲緊輪和導向輪安裝在 機架上，驅動繩繞過漲緊輪、驅動輪和導向輪，且驅動繩的兩端分別 連接到游梁回轉中心兩側的掛繩機構。在該優選的方案中，漲緊輪還可優選地包括用于調節驅動繩張力的調緊裝置，通過所述調緊裝置， 漲緊輪擠靠在驅動繩上。
在再另一個優選實施方案中，還設有電控裝置和測位裝置，以便 動力裝置有規律地正、反向轉動，同時調節其換向間歇，所述電控裝 置與所述動力裝置相連，也與測位裝置相連，測位裝置安裝在動力裝 置或驅動輪的軸上。
采用本實用新型的天平式游梁抽油機，能夠大大地節約電能，比
一般游梁式抽油機節電40%-70%。并且由于在平衡抽油桿的另一側用 垂掛的配重替代了四連桿機構提供的離心回轉式配重，調配重平衡精 度可以很高，平衡精度可達96%以上，從而驅動裝置在正、反轉切換 時的機械沖擊很小。
采用了測位裝置的抽油機，還能夠精確、簡便地實現行程調節。 采用本實用新型中具有無齒傳動動力裝置的抽油機，進一步降低
了能耗，并且可大幅度降低工作噪音、消除了齒輪式變速箱的漏油。以下結合附圖進一步說明本實用新型提供的天平式游梁抽油機 的具體實施方式
。其中
圖l是動力裝置包括電動機、皮帶輪、皮帶和變速箱的天平式游 梁抽油機的結構示意圖2是


圖1所示的天平式游梁抽油機的附視圖3是所述動力裝置只包括電動機、皮帶輪、皮帶時的天平式游 梁抽油機結構示意圖4是圖3所示的天平式游梁抽油機結構的俯視圖5是動力裝置包括電動機、皮帶輪、皮帶和變速箱，并且利用 驅動輪和驅動繩只牽引游梁回轉中心 一 側的天平式游梁抽油機的結 構示意圖6是圖5所示的天平式游梁抽油機結構的俯視圖7是動力裝置只包括電動機、皮帶輪、皮帶，并且利用驅動輪和驅動繩只牽引游梁回轉中心一側的天平式游梁抽油機的結構示意
圖8是圖7所示的天平式游梁抽油機結構的俯視圖； 圖9是動力裝置只包括電動機、鏈輪、鏈條時天平式游梁抽油機 的結構示意
圖10是圖9所示的天平式游梁抽油機結構的俯視圖。 圖中零、部件的名稱和標號
1、配重4乇架2、驅動l侖架3、驅動4侖4、配重
5、漲緊輪6、驢頭繩7、制動器8、支承架
9、游梁10、支承軸11、驅動繩12、導向輪
13、掛繩器14、懸繩器15、抽油桿16、導向輪架
17、變速箱18、大皮帶輪19、皮帶20、電動枳i
21、小皮帶輪22、調緊螺桿23、電控拒24、大鏈輪
25、鏈條26、小鏈輪30、才幾架31、第一驢頭
32、第二驢頭33、第三驢頭34、 第四驢頭
具體實施方式實施例1
如
圖1、 2所示，本實用新型的一個實例提供了一種天平式游梁 抽油機，包括配重托架l、游梁9、支承架8、掛繩機構、驅動繩ll、 配重4、抽油桿15、電控裝置23、漲緊輪5、導向輪12、由電動機 20、第一皮帶輪21、第二皮帶輪18、皮帶19和變速箱17組成的動 力裝置，還包括光電編碼器或計數盤/接近開關組成的測位裝置。掛繩 機構包括驢頭、驢頭繩6和掛繩器13,驢頭可以是第一驢頭31、第 二驢頭32、第三驢頭33或第四驢頭34。
由第一皮帶輪21、第二皮帶輪18、皮帶19和變速箱17組成傳 動機構，而傳動機構和電動機20或其他動力機組成動力裝置。電動 機20的輸出軸上安裝有第一皮帶輪21,通過皮帶19,將扭矩傳輸到第二皮帶輪18,第二皮帶輪18連接變速箱，所述變速箱為齒輪箱， 具有多組相互嚙合的齒輪，變速箱的輸出軸連接驅動輪。
掛繩機構包括驢頭31、 32、 33、 34以及驢頭繩6、掛繩器13。
所述游梁9通過支承軸10安裝在所述支承架8上，所述支承架8 安裝在所述抽油機的機架30上，所述抽油桿15和所述配重4分別位 于游梁9回轉中心的兩側，抽油桿15通過掛繩機構與游梁9連接， 配重4既可以通過掛繩機構懸掛在游梁9上，也可以直接固定在游梁 9上。配重4設置在游梁9上與抽油桿15相對的另一側，配重4的重 量基本平衡了抽油桿一側負載的重量，電動機20通過傳動機構帶動 驅動繩11和驢頭繩6運動，因此只需要很小的電能就能使游梁9繞 支承軸10旋轉。如圖l所示，在驢頭32、 33上的掛繩位置是以游梁 9的回轉中心所對稱i殳置的。
所述電控裝置23與電動機連接，所述電動機20的輸出軸與傳動 機構連接。本實用新型中的電控裝置采用電控拒23形式，通常在電 控拒23中設置有變頻器、可編程序控制器(PLC)、制動單元、顯示 單元等電器件。變頻器的輸出端與電動機20相連，在PLC的控制下， 電動機20有規律地正轉、反轉，從而實現游梁9繞支承軸10的i走轉 和抽油桿的上、下往復運動。
驅動繩11繞過驅動輪3、漲緊輪5和導向輪12,并且驅動繩ll 的兩端分別與安裝在游梁回轉中心兩側的掛繩機構連接。如
圖1所示， 驅動輪3、漲緊輪5和導向輪12安裝在所述抽油機的機架30上，漲 緊輪5緊靠在驅動繩11上，以使驅動繩ll張緊，從而使傳動機構高 效地傳動。漲緊輪5的軸與調緊裝置22相連，以便調節驅動繩11的 松緊程度和驅動輪3上的驅動繩11的包角大小。調緊裝置22采用調 整螺桿，可改變漲緊輪5的輪軸位置。
本實施方式的抽油才幾還包括配重托架1,配重托架1 i殳置在配重 4下方，以便當配重4脫落時不會出現撞擊事故。
測位裝置安裝在所述電動機的輸出軸上或驅動輪的軸上，所述的 測位裝置與所述的電控裝置連接。測位裝置可以采用光電編碼器，其他適合的位置測量裝置也可以采用，例如計數盤/接近開關等。測位裝
置將抽油桿的位置信號傳輸到電控裝置23，從而電控裝置23能夠隨 時控制抽油桿的移動行程。
實施例2
圖3是所述動力裝置只包括電動機20、第一皮帶輪21、第二皮 帶輪18、皮帶19時的天平式游梁抽油機結構示意圖，圖4是圖3所 示的天平式游梁抽油機結構的俯視圖。
與
圖1、圖2所示的實施方式類似，本方案的天平式游梁抽油機 包括游梁9、支承架8、掛繩機構、電動機20、驅動繩ll、配重4、 抽油桿15、電控裝置23、驅動輪3、漲緊輪5和導向輪12、和由第 一皮帶輪21、第二皮帶輪18和皮帶19組成的傳動機構；
第一皮帶輪21安裝在所述電動機的輸出軸上，第二皮帶輪18安 裝在所述驅動輪軸上，所述皮帶19連接所述第一皮帶輪和第二皮帶 輪。
掛繩機構包括驢頭31、 32、 33、 34以及驢頭繩6、掛繩器13。 所述游梁9通過支承軸10安裝在所述支承架8上，所述支承架8 安裝在所述抽油機的機架30上，所述抽油桿15和所述配重4分別位 于游梁9的兩側，抽油桿15通過掛繩^M勾與游梁9連"f妻，配重4既 可以通過掛繩機構在游梁9上懸掛，也可以直接固定在游梁9上。配 重4設置在游梁9上與抽油桿15相對的另一側，配重4的重量基本 平衡了抽油桿一側負載的重量，電動機20通過傳動機構帶動驅動繩 11和驢頭繩6運動，因此只需要很小的電能就能使游梁9繞支承軸 IO旋轉。如圖所示，在驢頭32、 33上的掛繩位置是以游梁9的回轉 中心所對稱設置的。
所述電控裝置23與電動機連接，所述電動機20的輸出軸與傳動 機構連接。本實用新型中的電控裝置采用電控拒23形式，通常在電 控拒23中設置有變頻器、可編程序控制器(PLC)、制動單元、顯示 單元等電器件。變頻器的輸出端與電動機20相連，在PLC的控制下電動機20有規律地正轉、反轉，從而實現游梁9繞支承軸IO的轉動 和4由油斥干的上、下^主復運動。
但在本實施方式中沒有齒輪變速箱，而是采用無齒傳動的天平式 游梁抽油機。采用無齒傳動方式，運行時只需選用小功率、低轉速、 大扭距電機，因此節電效率高，比一般游梁式抽油機相比節電 40%-70%。而且單純的皮帶傳動沒有噪音、也沒有漏油現象，能夠克 服采用變速箱的抽油機運行噪音大、漏油情況嚴重的缺陷。由于需要 電動機的扭矩大、轉速低，因此采用永^磁同步電機。
所述電動機的輸出轉矩應當大于或等于G, G通過下式定義 G=PxD/ (2xK)，其中，P為電動機輸出的牽引力，D為驅動輪 直徑，K為第二皮帶輪18直徑與第一皮帶輪直徑之比，P為3000N 至50000N。
實施例3
圖5是利用驅動輪和驅動繩只牽引游梁回轉中心一側的天平式游 梁抽油機的結構示意圖；圖6是圖5所示的天平式游梁抽油機結構的 俯視圖。
所述天平式游梁抽油機包括游梁9、支承架8、掛繩機構、電動 機20、驅動繩ll、驅動輪3、配重4、抽油桿15、電控裝置23、和 由第一皮帶輪21、第二皮帶輪18、皮帶19和變速箱17組成的傳動機構。
掛繩機構包括驢頭31、 32、 33以及驢頭繩6、掛繩器13。 所述游梁9通過支承軸10安裝在所述支承架8上，所述支承架8 安裝在所述抽油機的機架30上，所述抽油桿15和所述配重4分別位 于游梁9的兩側，抽油桿15通過掛繩機構與游梁9連接，配重4既 可以通過掛繩機構在游梁9上懸掛，也可以直接固定在游梁9上。配 重4設置在游梁9上與抽油桿15相對的另一側，配重4的重量基本 平衡了抽油桿一側負載的重量。但抽油桿一側的重量略大于配重一側 的重量，因此，抽油桿可以依靠自身重量下降，也可以在電動機20
10的牽引下提升。電動機20通過動力裝置帶動驢頭繩6運動，因此只 需要很小的電能就能使游梁9繞支承軸10旋轉。
電動機20的輸出軸上安裝有第一皮帶輪21，通過皮帶19,將扭 矩傳輸到第二皮帶輪18,第二皮帶輪18連接變速箱，所述變速箱為 齒輪箱，具有多組相互嚙合的齒輪，變速箱的輸出軸連接驅動輪3。
與上述抽油機不同的是在本實施方式中驅動繩11的一端與游 梁9的掛繩機構33相連，而另一端與驅動輪3的輪周連接固定；該 抽油機不設置漲緊輪和導向輪和其它掛繩機構，因此，結構比較簡單、
安裝方便。 實施例4
圖7是傳動機構只包括皮帶輪和皮帶、并且利用驅動輪和驅動繩 只牽引游梁9回轉中心一側的天平式游梁抽油機的結構示意圖，圖8 是圖7所示的天平式游梁抽油機結構的俯視圖。
如圖所示，與圖5、圖6所示的實施方式相似，驅動繩11的一端 與掛繩機構相連，而另一端與驅動4侖3的4侖周固定。但本實施方式中 的抽油機還采用了如圖3、圖4所示的無齒傳動機構，因此這種才幾型 的結構最簡單，但需要大扭矩、低轉速的電動機，故采用永磁同步電 動機。
實施例5
圖9是傳動機構只包括鏈輪、鏈條時的天平式游梁抽油機的結構 示意圖；圖IO是圖9所示的天平式游梁抽油機結構的俯視圖。
在該實施例中，驅動繩11繞過驅動輪3、漲緊輪5和導向輪12, 并且驅動繩11的兩端分別與安裝在游梁兩側的掛繩機構連接。具體 地，驅動繩11分別繞過驅動輪3、漲緊輪5和導向輪12。如圖所示， 驅動輪3、漲緊輪5和導向輪12安裝在所述抽油機的機架30上，漲 緊輪5緊靠在驅動繩11上，以使驅動繩ll張緊，從而使驅動繩高效 地工作。漲緊輪5的軸與調緊裝置22相連，以便調節驅動繩ll的松緊程度和驅動輪3上的驅動繩11的包角大小。調緊裝置22采用調整 螺桿，可改變漲緊輪5的輪軸位置。
但與之前的實施方式不同的是本實施方式用鏈輪鏈條方式代替 皮帶傳動方式。具體地，傳動機構包括第一鏈輪26、第二鏈輪24和 鏈條25。其中，電機20的輸出軸上同軸安裝有第一鏈輪26,第一鏈 輪26的直徑較小。抽油機的驅動輪軸通過軸承安裝在機架上，在驅 動輪軸上同軸安裝有第二鏈輪24和驅動輪3,第二鏈輪24具有比第 一鏈輪26更大的直徑。第一鏈輪26和第二鏈輪24通過鏈條25相連。 由于第二鏈輪24固定在驅動輪軸上(例如通過過盈配合或鍵聯接)， 鏈條25可以將電機20的輸出轉矩和轉速傳遞到驅動輪軸。
在本實施例中，電才幾20采用永一磁同步電機，具體采用額定輸出 轉矩1200Nm、額定輸出功率10.7kw,額定轉速85rpm的永磁同步電 機。這是因為，永磁同步電機更能滿足大轉矩、低轉速的工作要求， 不僅有利于節約能源，更能避免高轉速電機工作時產生的噪音，進一 步降低了抽油機整體的工作噪音。
該抽油機中的鏈條傳動結構具有傳動扭矩較大的特點，因此需要 牽引力較大的大型抽油機可采用這種傳動機構。
盡管本發明是通過上述的優選實施例進行描述的，但是其實現形 式并不局限于上述的實施方式。應該認識到在不脫離本發明主旨的情 況下，本領域技術人員可以對本發明做出不同的變化和修改。
權利要求1、一種天平式游梁抽油機，其特征在于，包括游梁、支承架、掛繩機構、動力裝置、驅動繩、驅動輪、配重、抽油桿，其中，所述驅動輪安裝在所述抽油機的機架上，所述游梁通過支承軸安裝在所述支承架上，所述支承架安裝在所述抽油機的機架上，所述抽油桿和所述配重分別位于游梁的回轉中心兩側，抽油桿通過掛繩機構與游梁連接，配重連接到游梁上，動力裝置與驅動輪連接，驅動繩的一端連接到游梁回轉中心的一側的掛繩機構，驅動繩的另一端或者繞過驅動輪與游梁回轉中心另一側的掛繩機構連接，或者固定在驅動輪上。
2、 根據權利要求1所述的天平式游梁抽油機，其特征在于，所述動 力裝置包括電動機和變速箱，所述變速箱的一端與電動機的輸出軸連接， 變速箱的動力輸出端與所述驅動輪連接。
3、 根據權利要求1所述的天平式游梁抽油機，其特征在于，所述動 力裝置包括電動機、第一皮帶輪、第二皮帶輪和皮帶，其中，第一皮帶 輪安裝在所述電動機的輸出軸上，第二皮帶輪安裝在所述驅動輪的軸上， 所述皮帶連接所述第一皮帶輪和第二皮帶輪，所述電動機的輸出轉矩大 于或等于G， G通過下式定義G=PxD/(2xK)，其中，P為電動^L輸出的牽引力，D為驅動輪直徑， K為第二皮帶輪直徑與第一皮帶輪直徑之比，P為3000N至50000N;或者,所述動力裝置包括電動機、第一鏈輪、第二鏈輪和鏈條，其中，所 迷電機的輸出軸上安裝有第 一鏈輪，所述驅動輪軸上安裝有第二鏈輪， 所述鏈條連接所述第一鏈輪和第二鏈輪，所述電機的輸出轉矩大于或等 于G， G通過下式定義G=PxD/(2xK),其中，P為電機輸出的牽引力，D為驅動輪直徑， K為第二鏈輪直徑與第一鏈輪直徑之比，P為3000N至50000N。
4、 根據權利要求3所述的天平式游梁抽油機，其特征在于，所述電 動機為永磁同步電機。
5、 根據權利要求1所述的天平式游梁抽油機，其特征在于，所述動 力裝置包括電動機、第一皮帶輪、第二皮帶輪、皮帶和變速箱，其中，第一皮帶輪安裝在所述電動機的輸出軸上，第二皮帶輪安裝在所述變速 箱的輸入軸上，皮帶連接在第一皮帶輪和第二皮帶輪之間。
6、 根據權利要求1-5中任何一項所述的天平式游梁抽油機，其特征 在于，掛繩機構包括安裝在游梁上的驢頭、驢頭繩和掛繩器，所述驢頭 繩與驢頭連接，掛繩器連接在驢頭繩上；配重通過掛繩機構懸掛在游梁 上或者直接固定在游梁上。
7、 根據權利要求6所述的天平式游梁抽油機，其特征在于，還包括 為了調節驅動繩漲緊度的漲緊輪和為了調節驅動繩運動方向的導向輪， 所述漲緊輪和導向輪安裝在機架上，驅動繩繞過漲緊輪、驅動輪和導向 輪，且驅動繩的兩端分別連接到游梁回轉中心兩側的掛繩機構。
8、 根據權利要求7所述的天平式游梁抽油機，其特征在于，還包括 用于調節驅動繩張力的調緊裝置，通過所述調緊裝置，漲緊4侖^^靠在驅 動繩上。
9、 根據權利要求8所述的天平式游梁抽油機，其特征在于，還設有 電控裝置和測位裝置，以便動力裝置有規律地正、反向轉動，同時調節 其換向間歇，所述電控裝置與所述動力裝置相連，也與測位裝置相連， 測位裝置安裝在動力裝置或驅動輪的軸上。
10、 根據權利要求6所述的天平式游梁抽油機，其特征在于，還包 括電控裝置和測位裝置，以便動力裝置有規律地正、反向轉動，同時調 節其換向間歇，所述電控裝置與所述動力裝置相連，也與測位裝置相連， 測位裝置安裝在動力裝置或驅動輪的軸上。
專利摘要本實用新型公開了一種天平式游梁抽油機，包括游梁、支承架、掛繩機構、動力裝置、驅動繩、驅動輪、配重、抽油桿，其中，所述驅動輪安裝在所述抽油機的機架上，所述游梁通過支承軸安裝在所述支承架上，所述支承架安裝在所述抽油機的機架上，所述抽油桿和所述配重分別位于游梁的回轉中心兩側，抽油桿通過掛繩機構與游梁連接，配重通過掛繩機構懸掛在游梁上或者直接固定在游梁上，動力裝置與驅動輪連接，驅動繩的一端連接到游梁回轉中心的一側的掛繩機構，驅動繩的另一端或者繞過驅動輪與游梁回轉中心另一側的掛繩機構連接，或者固定在驅動輪上。本實用新型的天平式游梁抽油機結構簡化、操作靈活方便，更重要的是，它比一般游梁式抽油機節電40％-70％。
文檔編號F04B47/14GK201159158SQ20072012750
公開日2008年12月3日 申請日期2007年8月3日 優先權日2007年7月13日
發明者柏小京, 金成群 申請人:金成群