專利名稱：鏈式節能抽油機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及石油開采機械，尤其是鏈式抽油機技術領域。
現有技術的情況如下我國目前石油開采以游梁抽油機為主，以普通鏈條抽油機為輔將地下石油抽到地上面。主要缺陷是設備效率低，高耗電、性能單一、不能在最大沖程和最大負荷下工作。8米以上抽油機主要是靠進口。
我國目前研制的新型抽油機達47種，分別取得了某些方面的經濟效益，但是要取得綜合經濟效益還存在著許多問題，例如抽油機的可靠性、安全性和易損件壽命還不夠理想，換向沖擊大、使用維修不方便經濟成本高；開采高含水油、稠油以及低滲透率油田的石油，采油工藝要求長沖程、低沖次或中低沖次等問題。
舉現有技術中較先進的ZXC12直線抽油機為例進行說明該機1992年獲得國家專利，其傳動原理為銷齒傳動。此專利產品在節能、節材、高效、大沖程方面取得很大成績。但是它的銷輪是滾子鏈條型式，并封閉在循環軌道里由齒輪帶動轉動。
第一，此結構復雜，加工工藝、安裝工藝、設備維修保養等方面十分復雜，使用成本高。
第二，銷輪(即滾子鏈條)的循環轉動是靠齒輪的1.5個齒的推動進行的，作用力很大；這樣齒輪的齒面磨損很快，壽命很低。例如5米機168節滾子鏈條的旋轉同樣靠1.5個滾子受力而轉動，滾子強度不足，容易磨損、點蝕、裂碎等破壞；第三，銷輪完全封閉在軌道里轉動，摩擦力十分突出，一是白白消耗電能，二是滾子鏈和齒輪是抽油機的核心件，倒成了易損件，并且價格較高，更換工藝十分復雜。經調查，使用單位對其性能是認可的，對它的缺陷十分突出的認為ZXC12直線抽油機的傳動原理、結構等設計不可能普及使用。
盡管以銷齒傳動原理設計的直線抽油機綜合經濟效益相對比其他品種抽油機要好得多，但是它的缺陷決定了它的壽命不會太長。為了提高抽油機的綜合經濟效益而設計了鏈式節能抽油機。
本實用新型的目的是由于采用鏈條傳動及特殊鏈節和平衡重的設計而提供了一種高效、節能、能在最大沖程和最大負荷下工作、結構簡單、加工安裝簡便、維修保養簡便、成本低廉、耐磨不易損壽命長、綜合經濟效益高的鏈式節能抽油機。
本實用新型的技術方案是本新型鏈式節能抽油機，包括電動機、小皮帶輪、三角帶、大皮帶輪、減速器、減速器基礎座板、抽油寬帶、平衡重、懸掛器，減速器的兩根同速反向的輸出軸分別與一主動鏈輪的軸相連，兩個主動鏈輪分別通過一根滾子鏈條與兩被動鏈輪相連，兩根滾子鏈條上分別有一特殊鏈節，該特殊鏈節是一特殊鏈板及兩個滾子的結合；換向器分為左半部分、右半部分兩個部分，左、右兩半部分固連在一起，左半部分跨在第一對主被動鏈輪滾子鏈條的外側，通過該滾子鏈條的特殊鏈節和換向器左半部分上的曲柄的連接實現該滾子鏈條與換向器左半部分的連接；換向器的右半部分跨在第二對主被動鏈輪滾子鏈條的外側，通過該滾子鏈條的特殊鏈節和換向器右半部分上的曲柄的連接實現該滾子鏈條與換向器右半部分的連接；換向器的左半部分和右半部分均為一沒有上下底面的盒狀物，該盒狀物的前面和后面的里面分別加工有一直線滑道，前、后面的直線滑道對應一致，一個特殊鏈板和兩個滾子結合后與曲柄固連，曲柄的兩端分別是曲軸，兩曲軸分別與一軸承相連，兩軸承分別設置在兩個直線滑道內；換向器的左右兩半部分的后面均在中央處按一定寬度從上至上斷開，該斷開是為換向器上下運動時避開主被動鏈輪軸而設置；換向器運動定位滾子加工成臺階狀，臺階狀的運動定位滾子的凹處分別被一根輕軌定位，兩根輕軌均由上至下垂直位置，用于限定換向器在X、Y兩方向無平移；平衡箱即平衡重用螺栓固定在換向器兩端及中間部位的下面；抽油寬帶一端緊固在換向器的中部上面，另一端與抽油桿相連，抽油桿上有懸掛器，抽油寬帶中間由天車輪支撐；電動機、減速器、主動鏈輪布置在整機的下部，被動鏈輪在整機的上部，換向器與平衡重由滾子鏈條帶動運動，天車輪在整機的頂部，各個總成分別由螺栓等緊固件緊固在框架總成上，構成一部完整的并可以分解的機器。
本實用新型的優點和積極效果是鏈傳動(1)突出優點是結構簡單可靠，傳動平穩可靠，中心距可調，對抽油機來說容易實現大沖程。(2)鏈條在兩個鏈輪之間循環轉動，不與任何物體接觸，摩擦力為零；(3)鏈輪與鏈條之間是多個齒咬合旋轉，這樣多個鏈輪齒和多個鏈條的滾子同時作用受力，每點作用力都不大，這樣大大提高了鏈輪、鏈條的使用壽命。(4)鏈輪與鏈條采用國家標準產品，市場采購十分方便、價格便宜，結構簡單，便于制造、裝配、維修保養。
鏈式節能抽油機與游梁機的技術性能相比，鏈式節能抽油機比游梁機1.節電50％；2.減速器扭矩小五倍；3.同型機油汲量提高約一倍；4. 8米抽油機節約鋼材約一倍，5米、3米機節約30％鋼材；5.額定負荷利用率提高約一倍左右；6.容易實現長沖程或超長沖程(8米以上)載荷(16型以上)抽油；7.延長了抽油桿、抽油泵壽命，提高泵效及油井免修期；8.主要運動件壽命長，滾子鏈安全系數50-61，滾子鏈在封閉的鏈盒中并且有適當的潤滑壽命可達15年。
從本新型的技術設計及原理上闡述其優點和積極效果1.設計出獨特的新型換向器(1)雙排滾子鏈有足夠的拉伸載荷，一節外鏈板由特制的特殊鏈板代替，雙頭曲軸固定在特殊鏈板上，曲軸隨著鏈條的循環而上下往復運動，帶動換向器上下直線運動；(2)設計出特殊的換向器，為
型。兩個開口是躲開兩根主動、被動鏈輪軸的；(3)換向器的兩根曲軸的軸頭裝有四個滾子，滾子在上下兩個死點處專門設計了滾子擋鐵(見圖2、圖3)。
優點是換向器對稱的在鏈子兩側上下往復直線運動，作用在換向器的力是對稱的，沒有側向應力，沒有沖擊和振動，不產生彎矩；具有良好的運動特性、動力特性。
2.平衡方式設計的平衡重，用螺栓堅固在換向器兩端及中間位置。使抽油機具有良好的平衡特性和運行特性。抽油機的鏈條承受的總拉力為懸點載荷與平衡重的差值，操作簡單方便。提高了系統效率，節約電力消耗。
原理分析鏈式節能抽油機的設計采用鏈傳動結構簡單、標準通用件多，行程調整方便，便于實現大沖程。
1.結構合理受力狀態好。換向器構思并設計出
型。所有的力都對稱分布在鏈條兩側，沒有側向彎曲應力，沒有振動。
2.懸點負荷與沖程無關減速器最大扭矩與懸點負荷的方程是Mmax＝1/2(Pmax-Pmin)RMmax——減速器最大扭矩Pmax——懸點最大載荷Pmin——懸點最小載荷R———鏈輪分度圓半徑從方程看出Mmax與Smax(最大沖程)無關，同時R一般在0.25-0.3之間，變化小，減速器扭矩小，負荷利用率與行程無關，故利用率可達100％。
所以鏈式節能抽油機適應滿負荷工作，扭矩和電動機不會超負荷。鏈式節能抽油機的設計計算參數是按最大載荷、最大沖程、最大沖次設計的。
3.換向器所載負荷在90％以上沖程中作勻速直線運動，僅在上下死點左右換向時作標準的簡諧運動。
運動方程為Y＝Vot0+Rsinωt1Y-換向器的往復位移
V0-等速直線段的速度t0-等速直線段的運行時間R-鏈輪分度圓半徑t1-上下分度圓運行的時間ω-角速度在等速直線段加速度a＝0，無慣性力。作用力無脈動，在上下死點左右換向時由于作標準的簡諧運動，換向平穩無沖擊，由于兩條鏈子旋轉方向相反，又對稱于光桿，故無側向力及振動發生。
4.平衡方式為砝碼平衡，平衡度可達97％以上，平衡操作簡便。
以下結合附圖和實施例對本新型做進一步詳細地說明
圖1是本新型鏈式節能抽油機換向器的主視圖；圖2是本新型鏈式節能抽油機換向器的俯視圖；圖3是本新型鏈式節能抽油機換向器的滾子下擋鐵示意圖；圖4是本新型鏈式節能抽油機被動鏈輪及換向器滾子上擋鐵部分主視圖；圖5是本新型鏈式節能抽油機被動鏈輪及換向器滾子上擋鐵部分左視圖；圖6是本新型鏈式節能抽油機平衡重的左視圖；圖7是本新型鏈式節能抽油機平衡重的主視圖；圖8是本新型鏈式節能抽油機整體結構及運動示意圖。
附圖標記說明1.電動機 2.小皮帶輪 3.三角帶 4.大皮帶輪 5.減速器6.主動鏈輪 7.被動鏈輪 8.滾子上擋鐵 9.滾子下擋鐵10滾子鏈條 11.特殊鏈節 12.換向器換向滾子 13.換向器14.換向器運動定位滾子 15.天車輪 16.抽油寬帶 17.平衡重18.懸掛器 19.兩個滾子 20.左右換向器橫梁聯接板 21.輕軌22.雙排滾子鏈 23.被動鏈輪緊定螺栓 24.聯接螺栓 25.特殊鏈板26.外鏈板 27.中間鏈板 28.曲柄 29.曲柄 30.軸承31.被動鏈輪座 32.被動鏈輪及上擋鐵螺栓 34.減速器基礎座板鏈式節能抽油機，包括電動機1、小皮帶輪2、三角帶3、大皮帶輪4、減速器5、減速器基礎座板20、抽油寬帶16、平衡重17、懸掛器18，減速器5的兩根同速反向的輸出軸分別與一主動鏈輪6的軸相連，兩個主動鏈輪6、6分別通過一根滾子鏈條10與兩被動鏈輪7、7相連，兩根滾子鏈條10、10上分別有一特殊鏈節11，該特殊鏈節11是一特殊鏈板25及兩個滾子19、19的結合；換向器13分為左半部分、右半部分兩個部分，左、右兩半部分固連在一起，左半部分跨在第一對主被動鏈輪6、7滾子鏈條10的外側，通過滾子鏈條10的特殊鏈節11和換向器13左半部分上的曲柄28的連接實現滾子鏈條10與換向器13左半部分的連接；換向器13的右半部分跨在第二對主被動鏈輪6、7滾子鏈條10的外側，通過滾子鏈條10的特殊鏈節11和換向器13右半部分上的曲柄28的連接實現滾子鏈條10與換向器13右半部分的連接；換向器13的左半部分和右半部分均為一沒有上下底面的盒狀物，該盒狀物的前面和后面的里面分別加工有一直線滑道，前、后面的直線滑道對應一致，一個特殊鏈板25和兩個滾子19、19結合后與曲柄28固連，曲柄28的兩端是曲軸29、29，曲軸29、29分別與軸承30、30相連，軸承30、30分別設置在兩個直線滑道內；換向器13的左右兩半部分的后面均在中央處按一定寬度從上至上斷開，該斷開是為換向器上下運動時避開主被動鏈輪軸而設置；換向器運動定位滾子14加工成臺階狀，臺階狀的運動定位滾子的凹處分別被一根輕軌定位，兩根輕軌均由上至下垂直設置，用于限定換向器在X、Y兩方向無平移；平衡箱即平衡重17用螺栓固定在換向器13兩端及中間部位的下面；抽油寬帶16一端緊固在換向器13的中部上面，另一端與抽油桿相連，抽油桿上有懸掛器18，抽油寬帶16中間由天車輪15支撐；電動機1、減速器5、主動鏈輪6、6布置在整機的下部，被動鏈輪7、7在整機的上部，換向器13與平衡重17由滾子鏈條10、10帶動運動，天車輪15在整機的頂部，各個總成分別由螺栓等緊固件緊固在框架總成上，構成一部完整的并可以分解的機器。
其中的滾子鏈條10為雙排滾子鏈條。
平穩箱內裝有鐵塊做為與抽油桿的配重，鐵塊的多少由油井的深度、油的稠度、抽油量的多少等因素決定，通常由電機最小電流來決定。例如；抽油桿受10噸重力，平穩箱裝8噸鐵塊，這樣電機克服2噸重力即可作業，達到突出的節電效果。
權利要求1.一種鏈式節能抽油機，包括電動機(1)、小皮帶輪(2)、三角帶(3)、大皮帶輪(4)、減速器(5)、減速器基礎座板(20)、抽油寬帶(16)、平衡重(17)、懸掛器(18)，其特征在于減速器(5)的兩根同速反向的輸出軸分別與一主動鏈輪(6)的軸相連，兩個主動鏈輪(6)、(6)分別通過一根滾子鏈條(10)與兩被動鏈輪(7)、(7)相連，兩根滾子鏈條(10)、(10)上分別有一特殊鏈節(11)，該特殊鏈節(11)是一特殊鏈板(25)及兩個滾子(19)、(19)的結合；換向器(13)分為左半部分、右半部分兩個部分，左、右兩半部分固連在一起，左半部分跨在第一對主被動鏈輪(6)(7)滾子鏈條(10)的外側，通過滾子鏈條(10)的特殊鏈節(11)和換向器(13)左半部分上的曲柄(28)的連接實現滾子鏈條(10)與換向器(13)左半部分的連接；換向器(13)的右半部分跨在第二對主被動鏈輪(6)(7)滾子鏈條(10)的外側，通過滾子鏈條(10)的特殊鏈節(11)和換向器(13)右半部分上的曲柄(28)的連接實現滾子鏈條(10)與換向器(13)右半部分的連接；換向器(13)的左半部分和右半部分均為一沒有上下底面的盒狀物，該盒狀物的前面和后面的里面分別加工有一直線滑道，前、后面的直線滑道對應一致，一個特殊鏈板(25)和兩個滾子(19)、(19)結合后與曲柄(28)固連，曲柄(28)的兩端是曲軸(29)、(29)，曲軸(29)、(29)分別與軸承(30)、(30)相連，軸承(30)、(30)分別設置在兩個直線滑道內；換向器(13)的左右兩半部分的后面均在中央處按一定寬度從上至上斷開，該斷開是為換向器上下運動時避開主被動鏈輪軸而設置；換向器運動定位滾子(14)加工成臺階狀，臺階狀的運動定位滾子的凹處分別被一根輕軌定位，兩根輕軌均由上至下垂直位置，用于限定換向器在X、Y兩方向無平移；平衡箱即平衡重(17)用螺栓固定在換向器(13)兩端及中間部位的下面；抽油寬帶(16)一端緊固在換向器(13)的中部上面，另一端與抽油桿相連，抽油桿上有懸掛器(18)，抽油寬帶(16)中間由天車輪(15)支撐；電動機(1)、減速器(5)、主動鏈輪(6)、(6)布置在整機的下部，被動鏈輪(7)、(7)在整機的上部，換向器(13)與平衡重(17)由滾子鏈條(10)、(10)帶動運動，天車輪(15)在整機的頂部，各個總成分別由螺栓等緊固件緊固在框架總成上，構成一部完整的并可以分解的機器。
2.根據權利要求1所述的鏈式節能抽油機，其特征在于其中的滾子鏈條(10)為雙排滾子鏈條。
專利摘要本實用新型公開了一種采用鏈條傳動、特殊鏈節和平衡重的設計,實現節能、能在大沖程和大負荷下工作、不易損壽命長的鏈式節能抽油機,減速器的兩根輸出軸分別與一主動鏈輪的軸相連,兩個主動鏈輪分別通過一滾子鏈條與兩被動鏈輪相連,兩滾子鏈條上分別有一特殊鏈節,該特殊鏈節與換向器相連,平衡重用螺栓固定在換向器兩端及中間部位的下面;抽油寬帶一端緊固在換向器的中部上面,另一端與抽油桿相連,抽油寬帶中間由天車輪支撐。
文檔編號E21B43/00GK2385106SQ9922483
公開日2000年6月28日 申請日期1999年8月17日 優先權日1999年8月17日
發明者張乃生, 張 浩, 張曦, 朱育心 申請人:張乃生