本發(fā)明屬于石油開采裝備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種長沖程抽油機(jī)。

背景技術(shù)：

在深井小于1000m采油工況下，有桿式游梁抽油機(jī)因其抽油桿換向過程連續(xù)無沖擊、結(jié)構(gòu)簡單、可靠的優(yōu)點(diǎn)，一直廣泛用于世界各國油田后期石油開采。在深井大于2000m采油工況下，抽油桿彈性伸長量較大，需要增加抽油桿的沖程，方能有效提抽油機(jī)泵效，減少能耗。直接增大有桿式游梁抽油機(jī)抽油桿沖程，會(huì)導(dǎo)致其游梁長度和總重成倍增大，使得制造成本和材料、驅(qū)動(dòng)力矩和占地面積都成倍增加，并使安全性變差。因此石油開采裝備技術(shù)的專家們一直不斷努力設(shè)計(jì)和開發(fā)各種長沖程抽油機(jī)，旨在提抽油機(jī)的泵效和壽命，節(jié)能省電。在這方面，2009年公開號(hào)為cn100564794的發(fā)明專利公開杠桿平衡天輪式長沖程抽油機(jī)，采用下置驅(qū)動(dòng)擺輪增程、單曲柄連桿及杠桿式平衡結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)增程。2016年公開號(hào)為cn205117304u的實(shí)用新型公開一種長沖程抽油機(jī)，用于提撈抽油機(jī)漏失大的情況。1987年公開號(hào)為cn1007997的發(fā)明專利公開了一種無游梁長沖程抽油機(jī)，采用鏈條式增程機(jī)構(gòu)以增加抽油機(jī)的沖程。2001公開號(hào)為cn1061739c的發(fā)明專利公開電機(jī)換向長沖程抽油機(jī)電機(jī)換向代替機(jī)械換向。2014年公開號(hào)為cn102704897b的發(fā)明專利公開了一種重力平衡液壓長沖程抽油機(jī)。1996公開號(hào)為cn1031354c的發(fā)明專利公開了一種鏈條式長沖程抽油機(jī)，是繼現(xiàn)有鏈條抽油機(jī)之后的新一代鏈條式長沖程抽油機(jī)。2003年公開號(hào)為cn1127622c的發(fā)明專利公開了一種圓柱鏈低矮式長沖程抽油機(jī)，它由一個(gè)具有光桿功能，又具有普通鏈條功能的特殊圓柱鏈，一個(gè)在正多邊形棱柱面上開有在空間呈近似螺旋線形的圓柱型凹槽、內(nèi)表面為內(nèi)螺紋、一端帶有較長空心花鍵孔的特制鏈輪，一個(gè)正多邊形大盤狀輪，一個(gè)減速系統(tǒng)和平衡系統(tǒng)組成。2010年公開號(hào)為cn101082272b的發(fā)明專利公開巨型塔架式長沖程抽油機(jī)，使抽油機(jī)得以向巨型化發(fā)展以適應(yīng)超深井高干度蒸汽輔助重力泄油采油的要求。2014公開號(hào)為cn102352740b的發(fā)明專利公開了一種復(fù)合平衡式長沖程抽油機(jī)，通過復(fù)合式平衡結(jié)構(gòu)，減輕平衡重的重量。1992年公開號(hào)為cn1015812的發(fā)明專利公開了一種雙帶雙滾筒長沖程抽油機(jī)，采用雙帶雙滾筒傳動(dòng)，帶滑輪的繩組式懸繩器，可調(diào)式天車，十字平衡式安全裝置，行星凸輪式?jīng)_程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，平衡框起吊裝置等新結(jié)構(gòu)。上述現(xiàn)有技術(shù)各具特色，但在換向過程中，沖擊載荷仍然較大，可靠性不夠好；結(jié)構(gòu)不夠緊湊，平衡重運(yùn)動(dòng)范圍較大，安全性欠佳。例如cn1061739c中的電氣換向可靠性不夠好。cn100564794中杠桿平衡天輪式長沖程抽油機(jī)機(jī)械換向裝置換向沖擊力較大。鏈條式增程機(jī)構(gòu)以增加抽油機(jī)的鏈條壽命低。天輪變速增程抽油機(jī)輪過多，且布置在機(jī)架頂部，皮帶纏繞壽命低，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提出一種換向沖擊載荷小、結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、壽命長，節(jié)能省電的彈簧蓄能減載與變輪距增程式抽油機(jī)。

本發(fā)明包括機(jī)座、兩個(gè)電機(jī)減速器、兩個(gè)曲柄、兩個(gè)連桿、兩個(gè)主梁、兩個(gè)輔梁、兩個(gè)立桿、上帶輪、下帶輪、輔桿、皮帶、兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的彈簧平衡重桿組和抽油桿，其中機(jī)座由兩個(gè)相互平行的立板和與立板垂直的底板固連成一體，兩個(gè)立板同側(cè)的上端均設(shè)有垂直底板的長通孔，立板中部、下部和另一側(cè)的端部分別設(shè)有三個(gè)相互平行的通孔，立板上部開有四邊形通孔；上、下帶輪及皮帶的徑向中心位于機(jī)座的中心面，兩個(gè)電機(jī)減速器，兩個(gè)曲柄，兩個(gè)連桿，兩個(gè)主梁，兩個(gè)輔梁，兩個(gè)立桿，兩個(gè)彈簧平衡重桿組都相對(duì)機(jī)座中心面對(duì)稱分布。

電機(jī)減速器與上述機(jī)座立板另一側(cè)的端部的通孔固定連接，其驅(qū)動(dòng)軸與曲柄的一端鍵連接，連桿兩端分別與曲柄的另一端和主梁的一端轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接，主梁的中部與機(jī)座立板的中部通孔轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接，主梁的中下部與輔桿的一端轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接，輔桿的另一端與輔梁的一端轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接，輔梁的中部與機(jī)座立板下部的通孔轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接，輔梁的另一端與下帶輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接，立桿兩端分別與主梁的另一端和上帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接，上帶輪的聯(lián)接軸在機(jī)座的上端長通孔內(nèi)滑動(dòng)，皮帶一端與抽油桿上端連接，另一端繞過上、下帶輪與上述主梁另一端連接。

彈簧平衡重桿組包括上支座、連板、平衡重、兩個(gè)導(dǎo)桿、四個(gè)彈簧、兩個(gè)螺母；其中上支座設(shè)有水平通孔和兩個(gè)對(duì)稱分布的垂直通孔，連板設(shè)有與上支座垂直通孔對(duì)應(yīng)的通孔，平衡重設(shè)有水平通孔和與上支座垂直通孔對(duì)應(yīng)的通孔；導(dǎo)桿的一端設(shè)有圓柱凸臺(tái)，其另一端設(shè)有圓柱螺紋；兩個(gè)導(dǎo)桿分別依次滑動(dòng)穿過上支座、連板、平衡重的兩個(gè)垂直通孔，導(dǎo)桿的圓柱螺紋端與螺母固接；四個(gè)彈簧均布套在兩個(gè)導(dǎo)桿上，其中兩個(gè)彈簧兩端分別抵在上支座下面和連板上面，另兩個(gè)彈簧兩端分別抵在連板下面和平衡重上面，上支座的水平通孔與上帶輪的軸轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接，平衡重的水平通孔與下帶輪的軸轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接。

工作時(shí)，電機(jī)減速器通過曲柄和連桿驅(qū)動(dòng)主梁擺動(dòng)，主梁通過輔桿帶動(dòng)輔梁相對(duì)主梁逆向擺動(dòng)，主梁又通過立桿帶動(dòng)上帶輪沿機(jī)座垂直滑道滑動(dòng)，同時(shí)輔梁帶動(dòng)上帶輪和平衡重相對(duì)上帶輪反向運(yùn)動(dòng)，改變了上、下帶輪的輪距，實(shí)現(xiàn)增大抽油桿沖程。抽油桿下沖程時(shí)，上、下帶輪的輪距減小，彈簧平衡重桿組的彈簧組受壓蓄能，電機(jī)驅(qū)動(dòng)功和抽油桿下降功轉(zhuǎn)化為受壓彈簧的勢能。抽油桿上沖程時(shí)，上、下帶輪的輪距增大，彈簧平衡重桿組的彈簧伸長釋放能量，受壓彈簧組幫助電機(jī)減速器提升抽油桿。由于彈簧始終承受較大預(yù)壓力，抵消一部分皮帶對(duì)上、下帶輪軸的作用力，從而減少作用在運(yùn)動(dòng)副的載荷和需要的驅(qū)動(dòng)力矩。通過調(diào)節(jié)導(dǎo)桿與螺母相對(duì)距離，可以獲得合適的彈簧預(yù)壓力，達(dá)到減少驅(qū)動(dòng)力矩和運(yùn)動(dòng)副載荷目的。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、同時(shí)利用上帶輪垂直升降功能和上、下帶輪大變距功能有效增加了抽油桿沖程，可使抽油桿沖程達(dá)到常規(guī)有桿游梁抽油機(jī)的四倍以上；

2、利用彈簧桿組的壓彈簧蓄能功能和平衡重有效減少電機(jī)減速器的驅(qū)動(dòng)力矩和作用在運(yùn)動(dòng)副的載荷；

3、抽油桿換向過程連續(xù)無沖擊，保持了常規(guī)有桿式游梁抽油機(jī)換向過程連續(xù)無沖擊的優(yōu)點(diǎn)；

4、鋼絲皮帶同向纏繞上、下帶輪，纏繞次數(shù)又有兩次，阻力小、壽命長；

5、結(jié)構(gòu)簡單緊湊，長高比小，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，可靠性好，制造成本低，占地面積少于常規(guī)有桿式游梁抽油機(jī)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的示意簡圖。

圖中：1-機(jī)座、2-電機(jī)減速器、3-曲柄、4-連桿、5-輔桿、6-主梁、7-輔梁、8-下帶輪、9-1-導(dǎo)桿、9-2-上支座、9-3-彈簧、9-4-連扳、9-5-平衡重、9-6-螺母、10-皮帶、11-上帶輪、12-立桿、13-抽油桿。

具體實(shí)施方式

在圖1所示的彈簧蓄能減載與變輪距增程式抽油機(jī)示意圖中，機(jī)座1由兩個(gè)相互平行的立板和與立板垂直的底板焊接成一體，兩個(gè)立板同側(cè)的上端均設(shè)有垂直底板的長通孔，立板中部、下部和另一側(cè)的端部分別設(shè)有三個(gè)相互平行的通孔，立板上部開有四邊形通孔；上帶輪11和下帶輪8及皮帶10的徑向中心位于機(jī)座的中心面，兩個(gè)電機(jī)減速器，兩個(gè)曲柄，兩個(gè)連桿，兩個(gè)主梁，兩個(gè)輔梁，兩個(gè)立桿，兩個(gè)彈簧平衡重桿組都相對(duì)機(jī)座中心面對(duì)稱分布。

電機(jī)減速器2與上述機(jī)座立板另一側(cè)的端部的通孔固定連接，其驅(qū)動(dòng)軸與曲柄3的一端鍵連接，連桿4的兩端分別與曲柄的另一端和主梁6的一端轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接，主梁的中部與機(jī)座立板的中部通孔轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接，主梁的中下部與輔桿5的一端轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接，輔桿的另一端與輔梁7的一端轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接，輔梁的中部與機(jī)座立板下部的通孔轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接，輔梁的另一端與下帶輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接，立桿12兩端分別與主梁的另一端和上帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接，上帶輪的聯(lián)接軸在機(jī)座的上端長通孔內(nèi)滑動(dòng)，皮帶一端與抽油桿13的上端連接，另一端繞過上、下帶輪與上述主梁另一端連接。

彈簧平衡重桿組中的上支座9-2設(shè)有水平通孔和兩個(gè)對(duì)稱分布的垂直通孔，連板9-4設(shè)有與上支座垂直通孔對(duì)應(yīng)的通孔，平衡重9-5設(shè)有水平通孔和與上支座垂直通孔對(duì)應(yīng)的通孔；導(dǎo)桿9-1的一端設(shè)有圓柱凸臺(tái)，其另一端設(shè)有圓柱螺紋；兩個(gè)導(dǎo)桿分別依次滑動(dòng)穿過上支座、連板、平衡重的兩個(gè)垂直通孔，導(dǎo)桿的圓柱螺紋端與螺母9-6固接；四個(gè)彈簧9-3均布套在兩個(gè)導(dǎo)桿上，其中兩個(gè)彈簧兩端分別抵在上支座下面和連板上面，另兩個(gè)彈簧兩端分別抵在連板下面和平衡重上面，上支座的水平通孔與上帶輪的軸轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接，平衡重的水平通孔與下帶輪的軸轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接。