专利名称：抽油机冲次快速调节器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油田抽油机节能传动机构，特别涉及一种适合产量变化很大的油井如稠油蒸汽吞吐油井，还适合产液量不断下降或上升的油井及适合原来需要间歇抽油的低产油井所用的抽油机冲次快速调节器。
背景技术：
从全世界所有油田统计数据来看，大约有80％的油井是采用有杆泵抽油机来生产的，中国更是有92％的油井使用有杆泵抽油机。然而目前有杆泵抽油机系统效率普遍很低，从国外统计数据来看抽油机系统效率只有28％～29％，而中国7万多口井的抽油机系统效率只有25.96％。
在这些有杆泵抽油机中，有部分抽油机是用于稠油生产的，总的来说稠油油井的抽油机系统效率明显低于稀油油井的抽油机系统效率，部分稠油油井的抽油机系统效率不到10％，大量的能量被浪费掉了。如何实现稠油油井抽油机节能和提高抽油机系统效率是摆在我们面前的重要课题。
目前稠油油田主要开发方式是稠油蒸汽吞吐或蒸汽驱。不管是蒸汽吞吐油井还是蒸汽驱油井都有一个显著的特点就是产量变化很快，例如蒸汽吞吐油井早期转抽时的日产量可以达到几十吨，随着地层压力下降、温度降低和粘度增加将导致油井产量不断下降，到后期日产量只有几吨甚至不到一吨，然而安装在稠油油井上的抽油机的泵径、冲程、冲次在整个生产过程中几乎是不变化的，所以稠油油井的抽油机系统效率将不断下降。
中国专利ZL99109780.7或其同族的美国专利US6640896B1公开了一种有杆泵机械采油工艺参数确定方法，从该专利实施数千口井次来看，可将抽油机系统效率平均提高10个百分点，如抽油机系统效率原为25％，则可提高到35％。
在推广实施专利ZL99109780.7时，最常用的措施之一就是采用更高级数的、如12级的电机更换原来低级数的、如6级的电机，以降低抽油机冲次，从而达到提高抽油机系统效率的目的。从现场实施情况来看，实施专利ZL99109780.7后大部分油井仍能保持住原来的产量，但由于冲次降低导致了一些油井产量下降或者动液面上升，这对专利ZL99109780.7使用单位、如采油厂来说是无法接受的事实。
该专利在稠油油井推广过程中效果极为不理想，其主要原因是无法满足产量急剧变化的需要。对于蒸汽吞吐井，无法满足产量在同一周期内不断下降的实际情况，也无法满足下个周期开始转抽时产量突然上升的实际情况。
另一个专利ZL 02268408.5公开了一种抽油机节能减速器，它可以实现减速的目的并且可以通过更换电机皮带轮来实现冲次调节，如图1所示，包括电机皮带轮1、大皮带轮2(又称为主动轮)、小皮带3、小皮带轮4(又称为从动轮)、抽油机皮带5、黄油嘴6、电机7、轴承支座8、固定螺栓9、抽油机皮带轮10。专利ZL 02268408.5公开的抽油机节能减速器是这样实现减速的电机皮带轮1通过小皮带3将动力传送到节能减速器大皮带轮2，而大皮带轮2和小皮带轮4通过轴和轴承连接在一起，从而大皮带轮2通过轴将动力传给小皮带轮4，由于大皮带轮2的直径大于电机皮带轮1，从而大皮带轮2的转速低于电机皮带轮1的转速，由于大皮带轮2和小皮带轮4具有相同的转速，从而小皮带轮4的转速也低于电机皮带轮1的转速，转速降低了的小皮带轮4通过抽油机皮带5将动力传送到抽油机皮带轮10，由于小皮带轮4的直径小于抽油机皮带轮10，从而抽油机转速进一步降低。
专利ZL 02268408.5公开的抽油机节能减速器本身没有调速和冲次调节功能，调速和冲次调节需要通过电机上的大小皮带轮来实现。因为电机上只有大小组合2个皮带轮，只能实现2级变速，意味着抽油机只有2个冲次可以选择。
专利ZL 02268408.5公开的抽油机节能减速器现场实施后，通过冲次的降低实现了节能的目的，但有时因冲次下降过大可能导致油井产量下降，这对于采油厂和油田公司来说是无法接受的事实。如果产量下降2吨/天，则全年损失产量730吨，这将导致采油厂损失操作费用几十万元、油田公司损失产值超过百万元，从而使该专利ZL 02268408.5无法大面积推广。
专利ZL 02268408.5公开的抽油机节能减速器应用到油井后也同样无法满足开发后期产液量增长的需要，无法实现让抽油机在最佳冲次状态下工作，而每口井的最佳冲次是随着油井产量变化而变化的，这可以通过发明专利99109780.7计算优化出最佳冲次，但该专利ZL 02268408.5无法实现冲次的灵活调节。
实用新型内容本实用新型提出了抽油机冲次快速调节器，其包括主动皮带轮、齿轮变速器、齿轮变速器输入轴、齿轮变速器输出轴、从动皮带轮、齿轮变速器基座、齿轮变速器连接螺栓；所述的主动皮带轮与齿轮变速器输入轴)连接，并通过小皮带与电机皮带轮相连；所述的从动皮带轮与齿轮变速器输出轴连接，并通过抽油机皮带与抽油机皮带轮相连，其特征是在齿轮变速器上设置有齿轮变速器换档手柄。该调节器可根据油井产量的变化情况及时调整抽油机冲次，使抽油机在满足油井产量要求的前提下实现抽油机节能和抽油机系统效率的提高。
本实用新型是这样实现的在抽油机的电机和变速箱之间增加一个抽油机冲次快速调节器，该冲次快速调节器由主动皮带轮、从动皮带轮、输入轴、输出轴、齿轮变速器及基座组成，主动皮带轮和从动皮带轮分别通过输入轴和输出轴与齿轮变速器相连，基座与齿轮变速器相连，基座通过螺栓及滑轨与抽油机底座相连。为使冲次调节范围更广，电机上的皮带轮、主动皮带轮和从动皮带轮可以更换不同尺寸的皮带轮。电机皮带轮通过小皮带将动力传送到冲次快速调节器的主动皮带轮，主动皮带轮通过输入轴将动力传给齿轮变速器，齿轮变速器通过输出轴将动力传给从动皮带轮，从动皮带轮通过抽油机皮带将动力传送到抽油机皮带轮。由于齿轮变速器具有方便快速的调节功能，所以能适应稠油蒸汽吞吐井产量变化迅速的实际情况产量下降了，可以通过调节齿轮变速器的档位实现冲次的降低；当蒸汽吞吐进入下一个周期开始转抽时，又可通过调节齿轮变速器的档位实现冲次的调高，以满足产量的需求。也能满足油井产液量不断下降和上升的情况，还可适合原来需要间歇抽油的低产井。
本实用新型的效果如下1、采用本实用新型后，可以根据油井产量变化及时调整冲次，及时提高抽油机系统效率，既可满足产量上升的要求，也可满足产量下降的要求。
2、采用本实用新型后，抽油机冲次调节方便，可随时将冲次调整到根据油田产量变化情况优化出来的参数值。
3、采用本实用新型后，可以避免在实施专利ZL99109780.7时采用高级数电机时可能出现产量下降的现象发生。
4、采用本实用新型后，可以避免专利ZL 02268408.5公开的抽油机节能减速器现场实施后可能出现产量下降的情况。
5、本实用新型可以适合于任何抽油机井，克服了专利ZL 02268408.5公开的抽油机节能减速器只有两个冲次可供选择，对于产量变化幅度大的油井和产液量不断上升的油井无法适应的情况。
图1为现有技术ZL02268408.5所展示的抽油机节能减速器结构示意图；图2为本实用新型抽油机冲次快速调节器示意图；图3为本实用新型抽油机冲次快速调节器俯视工作示意图；图4为本实用新型抽油机冲次快速调节器第二实施方式的俯视工作示意图。
具体实施方式
如图2和图3所示，其中图2为本实用新型抽油机冲次快速调节器示意图，图3为本实用新型抽油机冲次快速调节器俯视工作示意图。本实用新型抽油机冲次快速调节器包括电机基座11、电机基座螺栓12、电机13、电机皮带轮14、小皮带15、主动皮带轮16、齿轮变速器换档手柄17、齿轮变速器18、从动皮带轮19、齿轮变速器基座20、齿轮变速器基座螺栓21、抽油机皮带22、抽油机皮带轮23、抽油机底座24、输入轴25、输出轴26、中间轴27、第1号齿轮31、第2号齿轮32、第3号齿轮33、第4号齿轮34、第5号齿轮35、第6号齿轮36、第7号齿轮37、第8号齿轮38、第9号齿轮39、第10号齿轮40、第11号齿轮41、第12号齿轮42、第13号齿轮43、第14号齿轮44、第1号拨叉51、第2号拨叉52、第3号拨叉53。
参见图2和图3，电机皮带轮14通过小皮带15将动力传送到抽油机冲次快速调节器的主动皮带轮16，主动皮带轮16通过输入轴25将动力传给第1号齿轮31，因为第1号齿轮31和第2号齿轮32是常啮合的，所以第1号齿轮31将把动力传到与中间轴27相连的第2号齿轮32，由于中间轴27上还固连了其他多个大小不等的齿轮(33、35、37、39、41、43)，因此只要第1号齿轮31转动，则这些齿轮(33、35、37、39、41、43)都要随之转动，通过换档手柄17拨动拨叉51或52或53使输出轴上的某个齿轮与中间轴上的齿轮啮合(其换档手柄17操作过程类似于汽车手动变速箱，在此不再赘述)，将动力传到与输出轴26相连的从动皮带轮19，再通过抽油机皮带22将动力传到抽油机皮带轮23，从而带动抽油机在所需的冲次下工作。
所述的齿轮变速器(18)可以采用同步器，从而实现齿轮良好啮合。
本实用新型是这样实现冲次快速调节的在需要调节抽油机冲次时，首先暂停抽油机，切断抽油机电机13的电源，让机械传动系统停滞下来，然后通过换档手柄17拨动拨叉51或52或53使输出轴上的某个齿轮与中间轴上的齿轮啮合，从而实现不同的传动比，以此来实现抽油机冲次的快速调节；如果抽油机冲次快速调节器配有离合器，则不需要暂停抽油机的电机，即可实现冲次的快速调节。
为使冲次调节范围更广，其中电机输出轴、齿轮变速器输入轴和输出轴上可以更换不同尺寸的皮带轮，从而实现整个传动系统不同的传动比，达到多种减速传动效果。
图4为本实用新型抽油机冲次快速调节器的第二实施方式的俯视工作示意图。本实用新型第二实施方式包括电机基座11、电机基座螺栓12、电机13、电机皮带轮14、小皮带15、主动皮带轮16、齿轮变速器换档手柄17、齿轮变速器18、从动皮带轮19、齿轮变速器基座20、齿轮变速器基座螺栓21、抽油机皮带22、抽油机皮带轮23、抽油机底座24、输入轴25、输出轴26、中间轴27、第1号齿轮31、第2号齿轮32、第3号齿轮33、第4号齿轮34、第5号齿轮35、第6号齿轮36、第7号齿轮37、第8号齿轮38、第9号齿轮39、第10号齿轮40、第11号齿轮41、第12号齿轮42、第13号齿轮43、第14号齿轮44、第1号拨叉51、第2号拨叉52、第3号拨叉53、和常啮合式离合器54。采用这种实施方式后，可以在不切断电源条件下，在电机不停机的情况下，断开常啮合式离合器54，切断动力传递，然后通过齿轮变速器换档手柄17实施换档，从而实现快速换档。本实用新型常啮合式离合器54可以采用通常汽车用的普通离合器，由于此种离合器是现有技术中公知常识，在此不再赘述，本实用新型只不过转用而已。
本实用新型并不局限于上述两种实施方式，上述优选实施方式仅为示例性的，本领域的技术人员可以根据本实用新型的精神实质，做出各种等同的修改和替换及不同组合，而得到不同的实施方式。
权利要求1.一种抽油机冲次快速调节器，其包括主动皮带轮(16)、齿轮变速器(18)、齿轮变速器输入轴(25)、齿轮变速器输出轴(26)、从动皮带轮(19)、齿轮变速器基座(20)、齿轮变速器连接螺栓(21)；所述的主动皮带轮(16)与齿轮变速器输入轴(25)连接，并通过小皮带(15)与电机皮带轮(14)相连；所述的从动皮带轮(19)与齿轮变速器输出轴(26)连接，并通过抽油机皮带(22)与抽油机皮带轮(23)相连，其特征是在齿轮变速器(18)上设置有齿轮变速器换档手柄(17)。
2.根据权利要求1所述的抽油机冲次快速调节器，其特征是在齿轮变速器(18)前端还包括有离合器(54)，该离合器(54)为常啮合式离合器，其上设置有断开常啮合式离合器的操纵机构。
3.根据权利要求1或2所述的抽油机冲次快速调节器，其特征在于所述的齿轮变速器(18)设置有多个拨叉(51、52、53)。
4.根据权利要求1或2所述的抽油机冲次快速调节器，其特征在于还包括多个具有相同内径和不同外径的主动皮带轮(16)，所述的主动皮带轮(16)可以互换在齿轮变速器输入轴(25)上。
5.根据权利要求1或2所述的抽油机冲次快速调节器，其特征在于还包括多个具有相同内径和不同外径的从动皮带轮(19)，所述的从动皮带轮(19)可以互换在齿轮变速器输出轴(26)上。
6.根据权利要求1或2所述的抽油机冲次快速调节器，其特征在于还包括多个具有相同内径和不同外径的电机皮带轮，所述的电机皮带轮可以互换在电机皮带轮(14)上。
7.根据权利要求3所述的抽油机冲次快速调节器，其特征在于所述的齿轮变速器(18)安装有同步器。
专利摘要本实用新型公开了一种抽油机冲次快速调节器，其包括主动皮带轮(16)、齿轮变速器换档手柄(17)，齿轮变速器(18)、齿轮变速器输入轴(25)、输出轴(26)、从动皮带轮(19)、齿轮变速器基座(20)、齿轮变速器连接螺栓(21)；所述的主动皮带轮(16)与输入轴(25)连接，并通过小皮带(15)与电机皮带轮(14)相连；所述的从动皮带轮(19)与输出轴(26)连接，并通过抽油机皮带(22)与抽油机皮带轮(23)相连。其特征是齿轮变速器(18)可以实现至少一级变速，并通过齿轮变速器换档手柄(17)实现抽油机冲次的快速调节，以提高抽油机系统效率，该实用新型适合象蒸汽吞吐油井一样产量变化很快的油井，也能满足油井产液量变化的情况。
文档编号F16H37/12GK2866808SQ200520127380
公开日2007年2月7日 申请日期2005年10月10日 优先权日2005年10月10日
发明者凌建军, 黄鹂 申请人:凌建军