專利名稱：一種恒力彈簧節(jié)能式采油設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油機(jī)械制造領(lǐng)域，具體說(shuō)是油田采油井專用的一種恒力彈簧節(jié)能式米油設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)外油田采油一直沿用傳統(tǒng)的游梁式采油機(jī)，或者采用鏈條式采油機(jī)等設(shè)備采油。此類設(shè)備存在著大馬拉小車耗電能高的缺陷，同時(shí)也存在體積大、重量重、占地面積大、投資大等諸多缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種恒力彈簧節(jié)能式采油設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)大幅度節(jié)省能源，降低了采油成本。 技術(shù)方案為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
一種恒力彈簧節(jié)能式采油設(shè)備，由利用平面渦卷彈簧組成的彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)、提升機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、四連桿機(jī)構(gòu)、支架、電機(jī)、減速機(jī)等組成。其中，彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)為本發(fā)明的主能源機(jī)構(gòu)，在制造廠已預(yù)存好彈性勢(shì)能，電機(jī)的電能為副能源作為補(bǔ)償能源，提升機(jī)構(gòu)的漸開(kāi)線輪在往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，帶動(dòng)采油泵的懸吊光桿往復(fù)上下運(yùn)動(dòng)，實(shí)施采油作業(yè)，大幅度節(jié)省能源，降低了采油成本。機(jī)座安裝在支架上，機(jī)座上端安裝有彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)、提升機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)包括儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)彈簧主軸、外殼、左側(cè)板、右側(cè)板和兩組以上的平面渦卷彈簧組；每組平面渦卷彈簧組包括彈簧主軸、若干平面渦卷彈簧等，平面渦卷彈簧組組裝在外殼內(nèi)，平面渦卷彈簧外端用連接板與外殼固定連接，平面渦卷彈簧內(nèi)端與彈簧主軸溝槽連接；彈簧主軸用軸承、油封安裝在左、右側(cè)板上。彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)固定在機(jī)座上；彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)輸出力在漸開(kāi)線輪配合下輸出力轉(zhuǎn)化為恒定的力。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由主齒輪、副齒輪、儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)主軸、支撐架組成。主齒輪安裝在儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)主軸的兩端，數(shù)個(gè)副齒輪安裝在彈簧主軸和儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)主軸的兩端，數(shù)個(gè)副齒輪互相嚙合，主齒輪用花鍵套固定在儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)主軸的兩端。提升機(jī)構(gòu)是由齒輪、小齒輪、漸開(kāi)線輪、支撐軸和支撐架組成的兩個(gè)支撐架組件。兩個(gè)支撐架組件分別固定在支架的兩側(cè)。齒輪、小齒輪、漸開(kāi)線輪并列同軸組裝在支撐軸上，并分別固定在漸開(kāi)線輪的兩側(cè)，漸開(kāi)線輪上設(shè)有鋼絲繩，鋼絲繩的一端固定連接在漸開(kāi)線輪上，鋼絲繩另一端下懸吊光桿；支撐軸用軸承支撐在支撐架上。彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)的儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)主軸用主齒輪與提升機(jī)構(gòu)上的小齒輪嚙合，四連桿機(jī)構(gòu)的一端與減速機(jī)傳動(dòng)軸活動(dòng)連接，另一端與提升機(jī)構(gòu)小齒輪活動(dòng)連接，使小齒輪在限制范圍內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，四連桿機(jī)構(gòu)連結(jié)減速機(jī)輸出軸的連桿上設(shè)有重力擺錘裝置。當(dāng)所述采油設(shè)備為小功率采油機(jī)時(shí)，擺錘(25)改用一根連桿的結(jié)構(gòu)型式。四連桿機(jī)構(gòu)在電機(jī)和減速機(jī)的趨動(dòng)下，周期性的在限制范圍內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的恒力彈簧節(jié)能式采油設(shè)備，采用平面渦卷彈簧組成的恒力彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)作為采油機(jī)主要?jiǎng)恿δ茉词菑椥詣?shì)能，配以減速機(jī)帶動(dòng)四連桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)形成勢(shì)能作輔助能源，達(dá)到采油機(jī)懸點(diǎn)載荷上下沖程時(shí)達(dá)到平衡，驅(qū)使采油機(jī)正常工作，即能驅(qū)動(dòng)采油機(jī)懸吊光桿桿正常上下往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，大量節(jié)約電能；整機(jī)體積小、重量輕、安裝方便、占地面積少；設(shè)備事故率低，采油成本大幅度降低，均是傳統(tǒng)設(shè)備無(wú)法相提并論的。具有很好的實(shí)用性，能夠產(chǎn)生很好經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效應(yīng)。


圖I是本發(fā)明整機(jī)原理結(jié)構(gòu)示意 圖2是彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)100的側(cè)視 圖3是圖2的A-A向剖示圖； 圖4是整機(jī)安裝意 圖5是四連桿機(jī)構(gòu)提升懸吊光桿時(shí)示意 圖6是四連桿機(jī)構(gòu)回程時(shí)示意 圖7是游梁式采油機(jī)改裝后的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。如圖1、2、3和4所示，恒力彈簧節(jié)能式采油設(shè)備主要由利用平面渦卷彈簧組成的彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)100、提升機(jī)構(gòu)200、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)300、四連桿機(jī)構(gòu)400、支架19、電機(jī)2、減速機(jī)3、機(jī)座23等部件組成，機(jī)座23安裝在支架19上，機(jī)座23上端安裝有彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)100、提升機(jī)構(gòu)200、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)300。其中，彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)100為本發(fā)明的主能源機(jī)構(gòu)，在制造時(shí)已預(yù)存好彈性勢(shì)能，電機(jī)2的電能為副能源作為補(bǔ)償能源，提升機(jī)構(gòu)200的漸開(kāi)線輪在往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，帶動(dòng)采油泵的采油桿往復(fù)上下運(yùn)動(dòng)，實(shí)施采油作業(yè)，大幅度節(jié)省能源，降低了采油成本。彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)100包括儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)主軸13、外殼15、左側(cè)板16、右側(cè)板17和兩組以上的平面渦卷彈簧組；每組平面渦卷彈簧組包括彈簧主軸14、若干平面渦卷彈簧I等，平面渦卷彈簧組組裝在外殼15內(nèi)，平面渦卷彈簧外端用連接板與外殼15固定連接，平面渦卷彈簧內(nèi)端與彈簧主軸14溝槽連接；彈簧主軸14用軸承、油封安裝在左側(cè)板16、右側(cè)板17上。彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)100固定在機(jī)座23上；彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)100輸出力在漸開(kāi)線輪6配合下輸出力轉(zhuǎn)化為恒定的力。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)300由主齒輪11、副齒輪12、儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)主軸13、支撐架10組成。主齒輪11安裝在儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)主軸13的兩端，數(shù)個(gè)副齒輪12安裝在彈簧主軸14和儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)主軸13的兩端，數(shù)個(gè)副齒輪12互相嚙合，主齒輪11用花鍵套固定在儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)主軸13的兩端；
提升機(jī)構(gòu)200是由齒輪5、小齒輪7、漸開(kāi)線輪6、支撐軸24和支撐架8組成的兩個(gè)支撐架組件。兩個(gè)支撐架組件分別固定在支架19的兩側(cè)。齒輪5、小齒輪7、漸開(kāi)線輪6并列同軸組裝在支撐軸24上，并分別固定在漸開(kāi)線輪6的兩側(cè)，漸開(kāi)線輪6上設(shè)有鋼絲繩9，鋼絲繩9的一端固定連接在漸開(kāi)線輪6上，鋼絲繩另一端下懸吊光桿；支撐軸24用軸承支撐在支撐架8上。
彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)100的儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)主軸13用主齒輪11與提升機(jī)構(gòu)上的齒輪5嚙合，四連桿機(jī)構(gòu)400的一端與減速機(jī)3傳動(dòng)軸活動(dòng)連接，另一端與提升機(jī)構(gòu)齒輪5活動(dòng)連接，使齒輪5在限制范圍內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，四連桿機(jī)構(gòu)連結(jié)減速機(jī)輸出軸的連桿上設(shè)有重力擺錘裝置25。四連桿機(jī)構(gòu)400在電機(jī)2和減速機(jī)3的趨動(dòng)下，周期性的在限制范圍內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。該設(shè)備是將儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)100安裝在機(jī)座23上，將電機(jī)2和減速機(jī)3安裝固定座上，并把電控箱的電纜與電機(jī)2聯(lián)接；減速機(jī)3的傳動(dòng)軸與四連桿機(jī)構(gòu)400的擺錘25活動(dòng)連接，四連桿機(jī)構(gòu)400的另一端與齒輪5連接，齒 輪5與小齒輪7嚙合，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)減速機(jī)3、四連桿機(jī)構(gòu)4帶動(dòng)齒輪5和提升機(jī)構(gòu)200同步轉(zhuǎn)動(dòng)，四連桿機(jī)構(gòu)400上的擺錘25做圓周運(yùn)動(dòng)，達(dá)到輔助能源的儲(chǔ)存和釋放。副齒輪18與主齒輪11嚙合，主齒輪11通過(guò)儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)主軸13、與數(shù)個(gè)副齒輪12轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)平面渦卷彈簧卷緊或釋放，達(dá)到彈性勢(shì)能的增加和釋放。當(dāng)漸開(kāi)線輪6左轉(zhuǎn)時(shí)，使采油機(jī)處于下沖程工作狀態(tài)，當(dāng)漸開(kāi)線輪6右轉(zhuǎn)時(shí)，使采油機(jī)處于上沖程工作狀態(tài)，主能源和副能源周期性不停地儲(chǔ)存和釋放，這樣采油機(jī)懸吊點(diǎn)處于上、下沖程不停地往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，負(fù)載鋼繩即可帶動(dòng)采油機(jī)懸吊光桿上、下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)施采油作業(yè)，如圖5和圖6所
/Jn ο彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)100在工廠中已預(yù)先將設(shè)計(jì)的能量?jī)?chǔ)存進(jìn)行鎖定，懸吊光桿向下運(yùn)行時(shí)，使?jié)u開(kāi)線輪向左轉(zhuǎn)動(dòng)，促使平面渦卷彈簧I繼續(xù)卷緊和四連桿機(jī)構(gòu)400擺錘25向上，達(dá)到同步儲(chǔ)存能量的目的，當(dāng)四連桿機(jī)構(gòu)400擺錘25下垂時(shí)，漸開(kāi)線輪向右轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)鋼絲繩使懸吊點(diǎn)光桿提升而達(dá)到采油的目的。此外，本發(fā)明也可采用這些方案平面渦卷彈簧I為高性能平面渦卷彈簧，或恒扭矩平面渦卷彈簧；四連桿機(jī)構(gòu)400 —端活動(dòng)連桿上設(shè)有的重力擺錘25，在小功率采油機(jī)上可改為一根連桿；漸開(kāi)線輪6可改為等徑輪或變徑輪；彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)100的外殼為方型殼或圓型殼。另外，在傳統(tǒng)的游梁式采油機(jī)或者鏈條式采油機(jī)等設(shè)備進(jìn)行改裝，如圖7所示，將大功率電機(jī)和減速機(jī)改裝成小功率電機(jī)和減速機(jī)，將電機(jī)2、減速機(jī)3和四連桿機(jī)構(gòu)400機(jī)構(gòu)安裝在支架上，四連桿機(jī)構(gòu)一端活動(dòng)連桿與懸臂梁26靠近支架支點(diǎn)處聯(lián)結(jié)，將彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)100、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)300安裝在機(jī)座23上，負(fù)載鋼繩9帶動(dòng)懸臂梁往復(fù)運(yùn)動(dòng)。懸臂梁的必要時(shí)配設(shè)重塊或擺錘。
權(quán)利要求
1.一種恒力彈簧節(jié)能式采油設(shè)備，其特征在于包括利用平面渦卷彈簧組成的彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)(100 )、提升機(jī)構(gòu)(200 )、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(300 )、四連桿機(jī)構(gòu)(400 )、電機(jī)(2 )、減速機(jī)(3 )和支架(19);在支架(19)上端安裝有彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)(100)、提升機(jī)構(gòu)(200)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(300)； 所述的彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)(100)包括彈簧主軸(14)、外殼(15)、左側(cè)板(16)、右側(cè)板(17)、兩組以上的發(fā)條平面渦卷彈簧組；每組平面渦卷彈簧組包括彈簧主軸(14)、若干個(gè)平面渦卷彈簧(I)、軸承(20)、油封(21)和連接板(22)，平面渦卷彈簧組組裝在外殼(15)內(nèi)，平面渦卷彈簧(I)外端用連接板(22)與外殼(15)固定連接，平面渦卷彈簧(I)內(nèi)端與主軸(13)溝槽連接；儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)主軸(13)用軸承(20)、油封(21)安裝在左側(cè)板(16)和右側(cè)板(17)上；彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)(100)用儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)主軸(13)上主齒輪(11)與副齒輪(12)嚙合組成；彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)(100)固定在機(jī)座(23)上，機(jī)座(23)安裝在支架(19)上； 所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(300)包括彈簧主軸(14)、主齒輪(11)、副齒輪(12)和支撐架(10)，數(shù)個(gè)副齒輪(12)設(shè)在彈簧主軸(14)、儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)主軸(13)的兩端，數(shù)個(gè)副齒輪(12)相互嚙合，主齒輪(11)用花鍵套固定在儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)主軸(13)的兩端； 所述的提升機(jī)構(gòu)(200)是由齒輪(5)、小齒輪(7)、漸開(kāi)線輪(6)、支撐軸(24)和支撐架(8)組成的兩個(gè)支撐架組件，齒輪(5)、小齒輪(7)和漸開(kāi)線輪(6)并列組裝在支撐軸(24)上，齒輪(5)、小齒輪(7)分別固定在漸開(kāi)線輪(6)的兩側(cè)，漸開(kāi)線輪(6)上設(shè)有負(fù)載鋼絲繩(9)，負(fù)載鋼絲繩(9)的一端固定連接在漸開(kāi)線輪(6)上，負(fù)載鋼絲繩(9)另一端下吊有光桿；支撐軸(24)用軸承支撐在支撐架(8)上，兩個(gè)支撐架組件分別固定在支架(19)的兩側(cè)； 所述的平面渦卷彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)(100)的儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)主軸(13)用主齒輪11與提升機(jī)構(gòu)(300)上的小齒輪(7)嚙合； 所述的四連桿機(jī)構(gòu)(400) —端活動(dòng)連桿上設(shè)有重力擺錘(25)，另一端與齒輪(5)活動(dòng)連接，使齒輪(5)在限制范圍內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)；所述的擺錘(25)與減速機(jī)(3)傳動(dòng)軸活動(dòng)連接；四連桿機(jī)構(gòu)(400)在減速機(jī)(3)的趨動(dòng)下，周期性的在限制范圍內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的恒力彈簧節(jié)能式采油設(shè)備，其特征在于所述平面渦卷彈簧(O為高性能平面渦卷彈簧或恒扭矩平面渦卷彈簧。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的恒力彈簧節(jié)能式采油設(shè)備，其特征在于所述采油設(shè)備為小功率米油機(jī)時(shí)，擺錘(25 )改用一根連桿的結(jié)構(gòu)型式。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的恒力彈簧節(jié)能式采油設(shè)備，其特征在于所述的漸開(kāi)線輪(6)可以為等徑輪或變徑輪。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的恒力彈簧節(jié)能式采油設(shè)備，其特征在于所述的彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)(100)的外殼為方型或圓型。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的恒力彈簧節(jié)能式采油設(shè)備，其特征在于所述電機(jī)(2)的電能可采用自發(fā)電能源，包括太陽(yáng)能和風(fēng)能等。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種恒力彈簧節(jié)能式采油設(shè)備，由利用平面渦卷彈簧組成的彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)、提升機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、四連桿機(jī)構(gòu)、支架、電機(jī)、減速機(jī)等組成。其中，彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)為本發(fā)明的主能源機(jī)構(gòu)，在制造廠已預(yù)存好彈性勢(shì)能，電機(jī)的電能為副能源作為補(bǔ)償能源，提升機(jī)構(gòu)的漸開(kāi)線輪在往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，帶動(dòng)采油泵的采油桿往復(fù)上下運(yùn)動(dòng)，實(shí)施采油作業(yè)，大幅度節(jié)省能源，降低了采油成本。
文檔編號(hào)E21B43/00GK102808600SQ201210237728
公開(kāi)日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月11日
發(fā)明者吳利群, 帖榮俊, 帖榮康 申請(qǐng)人:揚(yáng)州東方吊架有限公司