一种基于弹性抱杆牵引的箱体式抽油机的制作方法

1.本实用新型涉及一种基于弹性抱杆牵引的箱体式抽油机，属于采油技术装备领域。


背景技术：

2.抽油机就是将位于地下深处的原油抽取到地面的设备，一百多年来，传统的游梁式抽油机的结构和原理没有实质性的变化。游梁式抽油机的缺点是笨重、结构庞杂、体积大、运输安装维护不便、效率低、安全性差，因而不断有试图克服这些不足的新型抽油机（如为了提高效率而利用直驱技术的塔架式抽油机）推出，但这些新型抽油机由于自身也存在着各种不足，最终未能获得广泛应用。
3.专利zl201520154085.9推出了一种长冲程、低频次的新型抽油机，但受限于牵引绳的疲劳寿命，抽油机需要频繁地更换牵引绳，且由于电机要持续正反转、要不断加减速，对电机寿命和控制产生不良影响。专利zl201920337048.x推出了一种交替抓杆式抽油机，抽油机两侧各布置一套抽油杆提升和下降机构，两者在同一套大转矩低转速驱动机构驱动下交替地并协调一致地工作，带着抽油杆一步一步地提升或一步一步地下降，这种抽油机存在着结构比较复杂、抽油杆易于受损的不足。申请号为cn202010290214.2的专利公开了一种抱杆牵引式抽油机，结构紧凑、体积小、重量轻，安全性高，安装和维护方便，由于该抱杆牵引式抽油机的抱杆块和抽油杆为刚性接触，在抽油杆上存在表面不平整的情况下，抱杆块和抽油杆不能完全紧密接触，从而可能会出现打滑提不动等可靠性问题；抽油杆不能实时跟踪位置；外来异物可能会阻塞抱杆系统的正常运行。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种抱杆夹持可靠性高、能跟踪抽油杆位置、抱杆系统故障率低、工作效率高的基于弹性抱杆牵引的箱体式抽油机。
5.本实用新型的目的是这样实现的：
6.一种基于弹性抱杆牵引的箱体式抽油机，所述基于弹性抱杆牵引的箱体式抽油机包含抽油机主机、光杆导管机构、井口对接安装机构、光杆和驱动控制系统；所述光杆导管机构安装在所述抽油机主机的顶面上；抽油机主机的下底面安装在井口对接安装机构上；所述光杆穿过所述井口对接安装机构和抽油机主机，光杆的顶端设置在所述光杆导管机构内部；所述驱动控制系统设置在所述抽油机主机旁边，并通过电缆与抽油机主机相连；
7.所述抽油机主机包含箱体、永磁电机、传动机构、抱杆牵引机构和光杆清洁机构；所述组合式箱体包含左右设置的通风室和封闭室，永磁电机和传动机构安装在通风室，抱杆牵引机构和光杆清洁机构安装在封闭室；所述永磁电机、传动机构和抱杆牵引机构依次传动相连；所述光杆清洁机构安装在抱杆牵引机构的下方；
8.所述抱杆牵引机构包含两套左右对称设置的：传动链、主动链轮、从动链轮、传动链框架、链条张紧机构、压板、压板耐磨板、螺杆压紧机构、抱杆块和抱杆块弹性机构；所述
传动链套装连接主动链轮和从动链轮；所述主动链轮和从动链轮安装在传动链框架上；所述链条张紧机构安装在传动链框架上，链条张紧机构与从动链轮的轮轴相连接；所述压板位于传动链直边部分的内侧，压板的外侧面上安装有压板耐磨板，压板耐磨板与传动链链节的滚子滚动接触，压板的内侧面与螺杆压紧机构的活动端相连，螺杆压紧机构的固定端固定安装在传动链框架上；所述抱杆块通过抱杆块弹性机构安装在所述传动链链节的外侧边上，左右对称的抱杆块抱住光杆并与光杆静摩擦接触；所述抱杆块弹性机构包含压簧、导向杆和连接板，压簧两端分别与抱杆块背面和连接板连接，导向杆的一端固定安装在抱杆块背面，导向杆另一端滑动嵌置在连接板上的导向通孔内，连接板固定安装在传动链链节的外侧边上；左右对称的压板之间通过螺栓收紧连接，将左右压板之间的左右传动链链节、左右抱杆块、光杆夹紧；
9.所述光杆导管机构包含从下至上依次连接的底部法兰、缓冲器、直管和密封盖；所述光杆导管机构通过底部法兰安装在上述抽油机主机的顶面上；所述直管的上、下部分别装有磁性传感器，直管上还装有支撑环。
10.本实用新型一种基于弹性抱杆牵引的箱体式抽油机，所述抱杆块弹性机构用弹性垫片代替。
11.本实用新型一种基于弹性抱杆牵引的箱体式抽油机，所述抱杆块与光杆的接触面是与光杆直径相同的柱面；抱杆块的材质为锡青铜或高锰钢。
12.本实用新型一种基于弹性抱杆牵引的箱体式抽油机，所述传动机构包含减速箱、减速箱输入轴、减速箱输出轴、输出轴轴承座；所述减速箱的输入轴与永磁电机的转子相连接，两根同速异向的减速箱输出轴分别与抱杆牵引机构的左右主动链轮相连接；所述减速箱输出轴的末端安装在轴承座内，轴承座固定安装在抱杆牵引机构的传动链框架上。
13.本实用新型一种基于弹性抱杆牵引的箱体式抽油机，所述螺杆压紧机构用液压油缸代替。
14.本实用新型一种基于弹性抱杆牵引的箱体式抽油机，所述井口对接安装机构包含安装有丝杆的钢结构安装架和滑动安装在钢结构安装架上的钢结构调整基座；所述钢结构调整基座滑动套装在丝杆的螺纹上。
15.本实用新型一种基于弹性抱杆牵引的箱体式抽油机，所述抽油机主机通过井口对接安装机构安装在井口上方或井口周边的加固地基上。
16.工作时，驱动控制系统驱动永磁电机，带动传动机构驱动抱杆牵引机构的主动链轮旋转，传动链牵引安装在链节上的抱杆块，螺杆压紧机构提供的压力经由压板、压板耐磨板、传动链链节、抱杆块弹性机构到达抱杆块，抱杆块弹性机构使抱杆块能自适应光杆表面局部不平的情况，使抱杆块压住抱紧光杆，并通过摩擦力牵引光杆上升；左右对称的压板之间通过螺栓收紧连接，将左右压板之间的左右传动链链节、左右抱杆块、光杆夹紧，进一步确保抱杆块压住抱紧光杆的可靠性。当光杆及其负载上升到顶点后，光杆在负载牵引下向下返回，从而带动传动链反向旋转，传动机构带动永磁电机倒发电，同时给光杆及其负载施加阻尼，使之按照要求的速度平稳地回位。光杆导管机构的直管上安装的磁性传感器，能实时跟踪光杆的具体位置，便于跟踪和检修；箱体分成通风室和封闭室，使永磁电机和传动机构得到冷却的同时，又能防止异物进入抱杆牵引机构，降低了抱杆牵引机构的故障率
17.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
18.本实用新型结构紧凑，将抱杆块和光杆的刚性接触优化为弹性接触，提高了抱杆块压住抱紧光杆的可靠性和安全性；在光杆导管机构中安装磁性传感器，实时跟踪光杆的具体位置，便于跟踪和检修；将箱体分成通风室和封闭室，使永磁电机和传动机构得到冷却的同时，又能防止异物进入抱杆牵引机构，降低了抱杆牵引机构的故障率。
附图说明
19.图1为本实用新型一种基于弹性抱杆牵引的箱体式抽油机的总体结构示意图。
20.图2为本实用新型一种基于弹性抱杆牵引的箱体式抽油机的箱体结构示意图。
21.图3为本实用新型一种基于弹性抱杆牵引的箱体式抽油机的抽油机主机结构示意图。
22.图4为本实用新型一种基于弹性抱杆牵引的箱体式抽油机的抱杆牵引机构结构示意图。
23.图5为本实用新型一种基于弹性抱杆牵引的箱体式抽油机的抱杆块安装结构示意图。
24.图6为本实用新型一种基于弹性抱杆牵引的箱体式抽油机的抱杆块弹性机构结构示意图。
25.图7为本实用新型一种基于弹性抱杆牵引的箱体式抽油机的传动机构结构示意图。
26.图8为本实用新型一种基于弹性抱杆牵引的箱体式抽油机的光杆导管机构结构示意图。
27.图9为本实用新型一种基于弹性抱杆牵引的箱体式抽油机的井口对接安装机构结构示意图。
28.其中：
29.抽油机主机1、光杆导管机构2、井口对接安装机构3、光杆4和驱动控制系统5、负载6；
30.箱体1.1、永磁电机1.2、传动机构1.3、抱杆牵引机构1.4和光杆清洁机构1.5；
31.通风室1.1.1、封闭室1.1.2、传动链1.4.1、主动链轮1.4.2、从动链轮1.4.3、传动链框架1.4.4、链条张紧机构1.4.5、压板1.4.6、压板耐磨板1.4.7、螺杆压紧机构1.4.8、抱杆块1.4.9、抱杆块弹性机构1.4.10、滚子1.4.11；
32.压簧101、导向杆102、连接板103、导向通孔104；
33.减速箱1.3.1、减速箱输入轴1.3.2、减速箱输出轴1.3.3、输出轴轴承座1.3.4；
34.底部法兰2.1、缓冲器2.2、直管2.3、密封盖2.4、支撑环2.5、磁性传感器2.6；
35.钢结构安装架3.1、钢结构调整基座3.2、丝杆3.3。
具体实施方式
36.参见图1~9，本实用新型涉及的一种基于弹性抱杆牵引的箱体式抽油机，所述基于弹性抱杆牵引的箱体式抽油机包含抽油机主机1、光杆导管机构2、井口对接安装机构3、光杆4和驱动控制系统5；所述光杆导管机构2安装在所述抽油机主机1的顶面上；抽油机主机1的下底面安装在井口对接安装机构3上；所述光杆4穿过所述井口对接安装机构3和抽油机
主机1，光杆4的顶端设置在所述光杆导管机构2内部；所述驱动控制系统5设置在所述抽油机主机1旁边，并通过电缆与抽油机主机1相连；
37.所述抽油机主机1包含箱体1.1、永磁电机1.2、传动机构1.3、抱杆牵引机构1.4和光杆清洁机构1.5；所述组合式箱体1.1包含左右设置的通风室1.1.1和封闭室1.1.2，永磁电机1.2和传动机构1.3安装在通风室1.1.1，抱杆牵引机构1.4和光杆清洁机构1.5安装在封闭室1.1.2；所述永磁电机1.2、传动机构1.3和抱杆牵引机构1.4依次传动相连；所述光杆清洁机构1.5安装在抱杆牵引机构1.4的下方；
38.所述抱杆牵引机构1.4包含两套左右对称设置的：传动链1.4.1、主动链轮1.4.2、从动链轮1.4.3、传动链框架1.4.4、链条张紧机构1.4.5、压板1.4.6、压板耐磨板1.4.7、螺杆压紧机构1.4.8、抱杆块1.4.9和抱杆块弹性机构1.4.10；所述传动链1.4.1套装连接主动链轮1.4.2和从动链轮1.4.3；所述主动链轮1.4.2和从动链轮1.4.3安装在传动链框架1.4.4上；所述链条张紧机构1.4.5安装在传动链框架1.4.4上，链条张紧机构1.4.5与从动链轮1.4.3的轮轴相连接；所述压板1.4.6位于传动链1.4.1直边部分的内侧，压板1.4.6的外侧面上安装有压板耐磨板1.4.7，压板耐磨板1.4.7与传动链1.4.1链节的滚子1.4.11滚动接触，压板1.4.6的内侧面与螺杆压紧机构1.4.8的活动端相连，螺杆压紧机构1.4.8的固定端固定安装在传动链框架1.4.4上；所述抱杆块1.4.9通过抱杆块弹性机构1.4.10安装在所述传动链1.4.1链节的外侧边上，左右对称的抱杆块1.4.9抱住光杆4并与光杆4静摩擦接触；所述抱杆块弹性机构1.4.10包含压簧101、导向杆102和连接板103，压簧101两端分别与抱杆块1.4.9背面和连接板103连接，导向杆102的一端固定安装在抱杆块1.4.9背面，导向杆102另一端滑动嵌置在连接板103上的导向通孔104内，连接板103固定安装在传动链1.4.1链节的外侧边上；左右对称的压板1.4.6之间通过螺栓收紧连接，将左右压板1.4.6之间的左右传动链1.4.1链节、左右抱杆块1.4.9、光杆4夹紧；
39.所述光杆导管机构2包含从下至上依次连接的底部法兰2.1、缓冲器2.2、直管2.3和密封盖2.4；所述光杆导管机构2通过底部法兰2.1安装在上述抽油机主机1的顶面上；所述直管2.3的上、下部分别装有磁性传感器2.6，直管2.3上还装有支撑环2.5。
40.进一步的，所述抱杆块弹性机构1.4.10用弹性垫片代替。
41.进一步的，所述抱杆块1.4.9与光杆4的接触面是与光杆4直径相同的柱面；抱杆块1.4.9的材质为锡青铜或高锰钢。
42.进一步的，所述传动机构1.3包含减速箱1.3.1、减速箱输入轴1.3.2、减速箱输出轴1.3.3、输出轴轴承座1.3.4；所述减速箱的输入轴1.3.2与永磁电机1.2的转子相连接，两根同速异向的减速箱输出轴1.3.3分别与抱杆牵引机构1.4的左右主动链轮1.4.2相连接；所述减速箱输出轴1.3.3的末端安装在轴承座1.3.4内，轴承座1.3.4固定安装在抱杆牵引机构1.4的传动链框架1.4.4上。
43.进一步的，所述螺杆压紧机构1.4.8用液压油缸代替。
44.进一步的，所述井口对接安装机构3包含安装有丝杆3.3的钢结构安装架3.1和滑动安装在钢结构安装架3.1上的钢结构调整基座3.2；所述钢结构调整基座3.2滑动套装在丝杆3.3的螺纹上。
45.进一步的，所述抽油机主机1通过井口对接安装机构3安装在井口上方或井口周边的加固地基上。
46.工作时，驱动控制系统5驱动永磁电机1.2，带动传动机构1.3驱动抱杆牵引机构1.4的主动链轮1.4.2旋转，传动链1.4.1牵引安装在链节上的抱杆块1.4.9，螺杆压紧机构1.4.8提供的压力经由压板1.4.6、压板耐磨板1.4.7、传动链1.4.1链节、抱杆块弹性机构1.4.10到达抱杆块1.4.9，使抱杆块1.4.9压住抱紧光杆4，并通过摩擦力牵引光杆4上升；左右对称的压板1.4.6之间通过螺栓收紧连接，将左右压板1.4.6之间的左右传动链1.4.1链节、左右抱杆块1.4.9、光杆4夹紧，进一步确保抱杆块1.4.9压住抱紧光杆4的可靠性。当光杆4及其负载6上升到顶点后，光杆4在负载6牵引下向下返回，从而带动传动链1.4.1反向旋转，传动机构1.3带动永磁电机1.2倒发电，同时给光杆4及其负载6施加阻尼，使之按照要求的速度平稳地回位。光杆导管机构2的直管2.3上安装的磁性传感器2.6，能实时跟踪光杆4的具体位置，便于跟踪和检修；箱体1.1分成通风室1.1.1和封闭室1.1.2，使永磁电机1.2和传动机构1.3得到冷却的同时，又能防止异物进入抱杆牵引机构1.4，降低了抱杆牵引机构1.4的故障率。
47.另外：需要注意的是，上述具体实施方式仅为本专利的一个优化方案，本领域的技术人员根据上述构思所做的任何改动或改进，均在本专利的保护范围之内。