专利名称：小载宽程轻型节能抽油机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于油田采油设备技术领域，是针对常规型游梁式抽油机冲程的匹配及其主参数的建立的改进发明。
目前，国内、外油田普遍采用的采油设备大多是常规型游梁式抽油机。随着原油的国际、国内市场竟争的日益激烈以及采油成本的居高不下、油田电网的日趋紧张，采用节能型的抽油机及应用先进的采油工艺已成为当务之急。由于常规型游梁式抽油机结构简单，性能可靠，使用寿命长，维修方便，已扎根油田。因此，在不改变常规型游梁式抽油机的结构的前提下，如何通过对常规型游梁式抽油机冲程的匹配及其结构参数的重新组合，使之适用于油田小泵深抽的采油新工艺；在降低原油开采成本、保证原油产量不变的前提下，具有低负荷长冲程特点的节能型游梁式抽油机的研究已成为本领域科研人员攻关的课题。
本实用新型的目的是提供一种小载宽程轻型节能抽油机，不仅能降低原油开采成本，同时在保证原油产量不变的前提下实现小直径套管、油管、小直径抽油泵、抽油杆、小型抽油机的系统优化配置，从而满足油田小泵深抽采油新工艺的需要。
本实用新型是通过对现有常规型游梁式抽油机参数的改进实现的小载宽程轻型节能抽油机由底座和固定在底座上的支架、电机装置、刹车装置、减速器及减速器输出轴端的曲柄装置、连杆、游梁以及驴头、悬绳器组成。其特点是该抽油机的结构参数为A＝3500mm，C＝2235mm，P＝3610mm，H-h＝3435mm，I＝302Omm，R＝1020mm；A为游梁前臂长度，C为游梁后臂长度，P为连杆长度，I为支架支点中心到输出轴中心的水平距离，H为支架支点中心到底座底平面的垂直距离，h为输出轴中心到底座底平面的垂直距离，R为输出轴中心到曲柄销孔中心的距离。
本实用新型采用上述结构参数，其冲程负荷比可提高15％左右，具有节能15％左右的综合节能指标的特殊优势，同时还具有结构参数合理，运转平稳，安全可靠等优点，可以较大辐度地降低设备投资和设备运行、维修费用，节约电能。因此，本实用新型是具有低负荷长冲程特点的节能型游梁式抽油机，特别适用于油田小泵深抽的采油新工艺。
附图
为本实用新型的结构示意图。
图中，电机装置1通过皮带将动力传递给底座10上的减速器3。2为控制电机装置1和减速器3的刹车装置。减速器3的输出端与曲柄装置4连接，使曲柄装置4带动连杆5的下端做圆周运动，连杆5的上端与游梁6的后部连接。由于游梁6中部以支架9上的支点为圆心做摆动运动，故游梁6后臂的摆动带动其前臂及与其相连的驴头7上下往复运动。由于驴头7面板为一圆弧，其圆弧的中心点为支架9上的游梁支点，所以悬挂在驴头7上的悬绳器8的上、下运动为直线运动，通过与悬绳器8相连的抽油杆拉动抽油泵上下往复运行实现机械采油的抽吸过程。本实用新型的驴头7悬点最大额定动负荷60KN，驴头7实现最大冲程长度为3500mm。减速器3采用双圆弧错齿人字齿轮且最大额定扭矩为26KN·m。
本实用新型从整机的结构构成来看与常规型游梁式抽油机无大区别，但其结构尺寸的重新确立，即主参数的重新组合确收到了显著的效果，冲破了原有的采油工艺模式，使之成为小载宽程轻型节能抽油机。这一结论是从本实用新型的技术可行性分析中得出的。
本实用新型的主参数组合为CYJY6-3.5-26HB。CYJ-为“抽油机”三个汉字的汉语拼音打头字母的缩写，Y-指曲柄为异相结构，异相角为15°；6-指驴头悬点最大额定动负荷(×10KN)；3.5-指驴头的最大冲程长度(m)；26-指减速器最大额定扭矩(KN·m)；H-指双圆弧齿轮；B-指曲柄平衡。
本实用新型的技术可行性分析如下1、几何尺寸对比分析几种机型几何尺寸对比如表1所示表1mm
注1、C320D-256-144其中C代表常规型；320代表减速器输出轴额定扭矩(in.Lb)；D代表人字型双针斜齿轮；256代表驴头悬点最大负荷(Lb)；144代表抽油机最大冲程长度(in.)。
注2、CK-8-3.5-4000其中CK代表常规型；8代表驴头悬点最大负荷(×103K9)；3.5代表抽油机最大冲程长度(m)；4000代表减速器输出轴额定扭矩(Kg·m)。
从表1几何尺寸对比可以看出以下几点(1)、本实用新型CYJY6-3.5-26HB抽油机游梁总长比美国Lufkiu公司同类型短24.75％，比苏DCT公司CK-8-3.5-4000短4.4％，比国内常规机CYJ10-3.6-53HB短8.96％。
(2)、游梁前后臂的比值(A/C)美Lufkin公司的C-320D-256-144为1.499、苏DCT公司的CK-8-3.5-4000为1.4、国内常规机CYJ10-3.6-53HB为1.33、本实用新型CYJY6-3.5-26HB为1.565。
(3)、整机运动指标Ma＝(1+R/P)/[1-(R/C)^2]^1/2；美Lufkin公司C320D-256-144为1.409、苏CDT公司的CK-8-3.5-4000为1.595、国内常规机CYJ10-3.6-53HB为1.33、本实用新型CYJY6-3.5-26HB为1.441介于美、苏之间。
(4)、从I值看也介于苏、美之间。
2、运动分析对比几种抽油机用微机进行运行分析计算，经整理后分析如下
表2
(1)、扭矩因数对比扭矩因数如表2所示从冲程的峰值扭矩因数看，本实用新型的CYJY6-3.5-26HB比美、苏和国内常规机小，而且扭矩因数极值还后滞15°，下冲程的扭矩因数极值与美LufkinC-320D-256-114接近而极值都发生在285°、而苏CK-8-3.5-4000是最大的而且还后滞15°，说明本实用新型的机型的综合指标较好。
(2)、悬点速度与加速度对比几种抽油机悬点速度与加速度对比如表3所示表3
从表3中速度与加速度对比数据可以看出，本实用新型CYJY6-3.5-26HB抽油机的上冲程的速度与加速度比美Lufkin公司的C-320D-256-144、苏CDT公司的CK-8-3.5-4000都小；下冲程的速度与加速度介于美LufkinC-320D-256-144和苏CK-8-3.5-4000之间。这一运动性能，说明它的适用性在美、苏之间的常规型抽油机的性能。它可适用于稀油与稠油的开采。
3、动力分析和模拟工况分析将这几种机型在相同冲程、冲次和相同最大额定悬点载荷条件下，在微机上进行计算，并将计算结果综合整理列入表4
表4
(1)、动力分析从实践中已知道，稠油开采的特点是上、下冲程的载荷差较大，为此，要求稠油抽油机在这种不利条件下也能平衡，而减速器不至于超扭矩(指额定扭矩)。从表4中看出本实用新型当冲程为3.5m。冲次为6次、载荷为额定载荷60KN时(a)极植载荷差本实用新型比美Lufkin公司的C-320D-256-144、苏DCT公司的CK-8-3.5-4000和国内常规机CYJ10-3.6-53HB都大，该机适用于稠油开采和各种油性的开采。(b)、本实用新型平衡扭矩均小于其它几种机型；则曲柄平等装置重量均小于其它几种机型。(c)、本实用新型净扭矩峰值均小于其它几种机型，它比美Lufkin公司的C-320D-256-144降低了16.5-23.7％，比苏DCT公司的CK-8-3.5-4000降低了35.37-45.96％，比国内常规机CYJ10-3.6-53HB降低了28.52-37.57％。该机在使用最大冲程最高冲次时可用到56mm泵，而其它几种机型超额定扭矩26KN.m。
(2)、模拟工况分析在相同冲程、冲次和额定载荷条件下(s＝3.5、n＝6、w＝60KN)在44mm泵时本实用新型的电机功率比美Lufkin公司的C-320D-256-144降低9.76％，比苏DCT公司的CK-8-3.5-4000节能37.22％，比国内常规机CYJ10-3.6-53HB节能31.83％；56mm泵时电机功率比美Lufkin公司的C-320D-256-144节能19.56，比苏DCT公司的CK-8-3.5-4000节能43.01％，比国内常规机CYJ10-3.6-53HB节能38.28；70mm泵时比美Lufkin公司的C-320D-256-144节能15.07，比苏DCT公司的CK-8-3.5-4000节能38.67％，比国内常规机CYJ10-3.6-53HB节能28.56％；90mm泵时比美Lufkin公司的C-320D-256-144节能9.68％，比苏DCT公司的CK-8-3.5-4000节能34.45％，比国内常规机CYJ10-3.6-53HB节能25.19％。
综上所述，本实用新型及其型谱的确立，冲破了原有的采油工艺模式，适应了当前市场的需要，大大降低了吨采油成本，提高了市场竞争力。简言之，本实用新型及其型谱具有如下显著特点1、从现场运行情况看，本实用新型更适合于中稠油以下原油的开采，吨液耗电量节省15％左右，从而实现了节能的目的。
2、具有广泛的推广和应用价值，且大幅度降低设备投入成本(以往要实现3.5m的冲程需配置CYJY12-3.5-73HB型抽油机，不仅功率过剩，而且采购价格比本实用新型的采购价多出30％以上)。
3、满足了“小泵、小杆、小机、小管”采油新工艺，原油产量比原工艺有较大的提高，具有显著的社会与经济效益。
权利要求一种小载宽程轻型节能抽油机，由底座(10)和固定在底座(10)上的支架(9)、电机装置(1)、刹车装置(2)、减速器(3)及减速器输出轴端的曲柄装置(4)、连杆(5)、游梁(6)以及驴头(7)、悬绳器(8)组成，其特征是该抽油机的结构参数为A＝3500mm，C＝2235mm，P＝3610mm，H-h＝3435mm，I＝3020mm，R＝1020mm；A为游梁前臂长度；C为游梁后臂长度；P为连杆长度；I为支架支点中心到输出轴中心的水平距离；H为支架支点中心到底座底平面的垂直距离；h为输出轴中心到底座底平面的垂直距离，R为输出轴中心到曲柄销孔中心的距离。
专利摘要本实用新型涉及一种小载宽程轻型节能抽油机,由底座、支架、电机装置、刹车装置、减速器、曲柄装置、连杆、游梁以及驴头、悬绳器组成。其特征是该抽油机的结构参数为A=3500mm,C=2235mm,P=3610mm,－h=3435mm,I=3020mm,R=1020mm。本实用新型通过对冲程匹配和结构参数的改进和重新组合,使其冲程负荷比提高15%,具有节能15%的综合节能指标的特殊优势,特别适用于油田小泵深抽的采油新工艺。
文档编号F04B47/00GK2402828SQ9925085
公开日2000年10月25日 申请日期1999年12月30日 优先权日1999年12月30日
发明者白凤祥, 马崇耀, 张凤山, 丁振鹏, 王维, 阳建军, 肖朝阳, 赵德海, 李岭, 顾祥菊, 王佩瑾, 尹玉祥 申请人:抚顺石油机械厂