БЕЗБАЛАНСИРНЫЙ СТАНОК-КАЧАЛКА С ПРИВОДОМ ОТ БЛОКА РЕДУКЦИИ ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2018 года по МПК F04B47/02 

Область техники

Настоящее изобретение относится к области безбалансирного станка-качалки, более конкретно к безбалансирному станку-качалке с приводом от блока редукции двигателя.

Уровень техники

В области добычи нефти станок-качалка входит в состав оборудования, наиболее широко используемого для добычи нефти, и большинство станков-качалок, известных в уровне техники, являются балансирными. Существует ряд проблем с балансирными станками-качалками, включая низкий КПД механической передачи, высокий расход энергии, трудность технического обслуживания и высокий коэффициент отказов из-за их физических конструкций. Для решения этих проблем исследователи разработали безбалансирный станок-качалку. Известный безбалансирный станок-качалка обычно включает раму, стойку, установленную на раме, и приводной механизм, установленный на платформе наверху стойки. Приводной механизм включает двигатель, ролик, ремень и устройство противовеса, при этом два конца ремня соединены с подвеской балансира и устройством противовеса станка-качалки соответственно. Ремень обернут вокруг ролика по верхней стороне ролика. Двигатель вращает ролик посредством цепи, так что подвеска балансира и устройство противовеса на двух концах ремня движутся вверх и вниз посредством ремня, в результате чего станок-качалка качает нефть (CN 104329061 A, 04.02.2015).

Для того чтобы обеспечить высокий КПД механической передачи и уменьшить размер всего устройства, в вышеописанной конструкции безбалансирного станка-качалки редукторный механизм отсутствует, и для вращения ролика используется непосредственно двигатель. Поскольку редуктор отсутствует, частота вращения приводной конструкции может быть снижена только посредством двух звездочек разного диаметра. Передаточное число очень мало, и необходимо его увеличивать за счет увеличения мощности двигателя, чтобы обеспечить выполнение требований к мощности. Двигатель большой мощности конечно увеличивает массу, стоимость и расход энергии станка-качалки, что неблагоприятно влияет на добычу, транспортировку и сокращение расходов.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение предлагает безбалансирный станок-качалку с приводом от блока редукции двигателя, который решает проблемы, существующие в известном уровне техники и указанные выше.

Настоящее изобретение решает эти технические проблемы за счет применения следующих технических решений: настоящее изобретение предлагает безбалансирный станок-качалку с приводом от блока редукции двигателя, включающий раму, стойку и приводной механизм, причем раму жестко крепят к грунту; нижний конец стойки шарнирно соединен с рамой, тяга соединяет стойку и раму, и два конца тяги шарнирно соединены, соответственно, со стойкой и с рамой, при этом точка шарнирного соединения стойки и рамы и две конечных точки тяги вместе составляют треугольную опорную конструкцию, и верхний конец стойки снабжен платформой; на платформе установлен приводной механизм, включающий блок редукции двигателя, большой ролик, малый ролик, ремень и устройство противовеса; блок редукции двигателя соединен с валом, вращающим большой ролик, и вращает большой ролик посредством муфты, один конец ремня соединен с подвеской балансира, и другой конец свисает вниз после оборачивания вокруг большого ролика и малого ролика по верхней стороне и соединен с устройством противовеса; блок редукции двигателя состоит из двигателя и планетарного редуктора, соединенных последовательно.

Тяга снабжена винтом для регулировки длины. Рама снабжена опорным блоком для стойки, и опорный блок для стойки подвижно установлен на раме посредством трапецеидального паза, и его жестко соединяют с рамой посредством штыря после того, как будет определено положение опорного блока для стойки на ползуне; опорный блок для стойки снабжен опорным стержнем, при этом один конец опорного стержня шарнирно соединен с опорным блоком для стойки, и другой конец опорного стержня шарнирно соединен с зубчатой пластиной; зубчатая пластина снабжена зубьями, и стойка снабжена такими же зубьями, взаимодействующими с зубьями зубчатой пластины. Стойка снабжена указателем угла наклона.

Настоящее изобретение дает следующие положительные эффекты.

1. Согласно настоящему изобретению двигатель, используемый в уровне техники, заменен блоком редукции двигателя. Редуктор введен в приводной механизм для того, чтобы эффективно повысить коэффициент регулировки частоты вращения и за счет этого уменьшить требования к мощности двигателя. Известный редуктор, используемый в балансирном станке-качалке, представляет собой обычный зубчатый редуктор, который должен быть соединен с источником мощности посредством ременного приводного механизма, хотя ременный приводной механизм имеет низкий КПД механической передачи, что не способствует экономии энергии и повышению КПД. Однако блок редукции двигателя, используемый в настоящем изобретении, состоит из двигателя и планетарного редуктора, соединенных последовательно. В блоке редукции двигателя выходной вал двигателя непосредственно вставлен в гнездо подвода мощности на конце планетарного редуктора. По сравнению с ременным приводным механизмом КПД механической передачи значительно повышен; в то же время механизм редукции компактный и не увеличивает размер и массу устройства по сравнению с известной конструкцией.

2. Стойка шарнирно соединена с рамой, и тяга может быть снята во время ремонта скважины, и стойка может быть установлена в горизонтальное положение, чтобы создать больше места для ремонтных работ на скважине. Рама снабжена опорным блоком для стойки, который поддерживает стойку после ее переворота, чтобы верхний конец стойки не оказывал давление на мягкий грунт, создавая неустойчивость опоры. Для установки опорного стержня стойка может поддерживаться опорой в негоризонтальном и невертикальном положении для выполнения разных требований к конструкции.

3. Тяга снабжена винтом для регулировки длины, и угол наклона стойки можно точно регулировать с помощью винта для регулировки длины. Указатель угла наклона используется для определения угла наклона стойки. Винт для регулировки длины поворачивают, контролируя угол наклона, чтобы эффективно увеличить скорость регулировки.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 – схема конструкции настоящего изобретения;

Фиг. 2 – схема конструкции приводного механизма с Фиг. 1;

Фиг. 3 – вид сверху приводного механизма;

Фиг. 4 – частично увеличенное изображение детали A с Фиг. 1;

Фиг. 5 – схема конструкции рамы с Фиг. 1.

На чертежах: 1 - стойка, 2 - указатель угла наклона, 3 - подвеска балансира, 4 - ремень, 5 - платформа, 6 - тяга, 7 - рама, 8 - опорный блок стойки, 9 - малый ролик, 10 - большой ролик, 11 - муфта, 12 - планетарный редуктор, 13 - двигатель, 14 - винт для регулировки длины, 15 - штырь, 16 - опорный стержень, 17 - зубчатая пластина, 18 - зубья.

Описание предпочтительных вариантов осуществления

Ниже настоящее изобретение описано со ссылками на чертежи.

Согласно варианту осуществления безбалансирный станок-качалка с приводом от блока редукции двигателя включает раму 7, стойку 1 и приводной механизм.

Рама 7 жестко закреплена на грунте. Нижний конец стойки 1 шарнирно соединен с рамой 7; тяга 6 может быть снята при ремонте скважины, и стойка 1 может быть наклонена в горизонтальное положение, чтобы создать больше места для ремонтных работ на скважине.

Тяга 6 соединяет стойку 1 и раму 7, при этом два конца тяги 6 шарнирно соединены со стойкой 1 и с рамой 7, соответственно, точка шарнирного соединения стойки 1 и рамы 7 и две конечных точки тяги 6 вместе составляют треугольную опорную конструкцию, таким образом обеспечивая устойчивую опору для стойки 1.

Верхний конец стойки 1 снабжен платформой 5, и на платформе установлен приводной механизм 5. Приводной механизм включает блок редукции двигателя, большой ролик 10, малый ролик 9, ремень 4 и устройство противовеса. Блок редукции двигателя соединен с валом, вращающим большой ролик 10, и вращает большой ролик 10 посредством муфты 11, один конец ремня 4 соединен с подвеской балансира 3, и другой конец свисает вниз после оборачивания вокруг большого ролика 10 и малого ролика 9 по верхней стороне и соединен с устройством противовеса (устройство противовеса расположено внутри стойки 1 и не показано на чертежах).

Блок редукции двигателя состоит из двигателя 13 и планетарного редуктора 12, соединенных последовательно. Двигатель, известный из уровня техники, заменен блоком редукции двигателя. Редуктор введен в приводной механизм, чтобы эффективно повышать коэффициент регулировки частоты вращения, этим уменьшая требования к мощности двигателя. Известный редуктор, используемый в балансирном станке-качалке, представляет собой обычный зубчатый редуктор, который должен быть соединен с источником мощности посредством ременного приводного механизма; при этом ременный приводной механизм имеет низкий КПД механической передачи, что не способствует экономии энергии и повышению КПД. Однако блок редукции двигателя, используемый в настоящем изобретении, состоит из двигателя 13 и планетарного редуктора 12, соединенных последовательно. В блоке редукции двигателя выходной вал двигателя 13 непосредственно вставлен в гнездо подвода мощности на конце планетарного редуктора 12. По сравнению с ременным приводным механизмом КПД механической передачи значительно повышен; в то же время механизм редукции компактный и не увеличивает размер и массу устройства по сравнению с известной конструкцией.

Стойка 1 шарнирно соединена с рамой 7. Рама 7 снабжена опорным блоком 8 для стойки, который может поддерживать стойку 1 после ее поворота на 90°, чтобы верхний конец стойки не оказывал давление на мягкий грунт, создавая неустойчивость опоры.

Опорный блок 8 для стойки подвижно установлен на раме 7 посредством трапецеидального паза, и его жестко соединяют с рамой 7 посредством штыря 15 после того, как будет определено положение опорного блока 8 для стойки на ползуне; опорный блок 8 для стойки снабжен опорным стержнем 16, и один конец опорного стержня 16 шарнирно соединен с опорным блоком 8 для стойки, и другой конец опорного стержня 16 шарнирно соединен с зубчатой пластиной 17; зубчатая пластина 17 снабжена зубьями 18, и стойка 1 снабжена такими же зубьями, взаимодействующими с зубьями 18 зубчатой пластины 17. Для установки опорного стержня 16 стойка 1 может поддерживаться опорой в негоризонтальном и не вертикальном положении для выполнения разных требований к конструкции. Угол наклона стойки 1 на опоре можно регулировать путем регулировки положения опорного блока 8 для стойки. Зубчатая пластина 17 входит в зацепление с зубьями 18 на стойке 1, чтобы эффективно препятствовать скольжению и обеспечивать устойчивость опоры. Зубчатая пластина 17 шарнирно соединена с опорным стержнем 16, так что зубчатая пластина 17 может быть параллельна боковой стороне стойки 1, этим обеспечивая полную работу всех зубьев 18 зубчатой пластины 17.

Тяга 6 снабжена винтом для регулировки длины 14, и угол наклона стойки можно точно регулировать с помощью винта для регулировки длины 14. Указатель угла наклона 2 используется для определения угла наклона стойки 1. Винт для регулировки длины 14 поворачивают, контролируя угол наклона, чтобы эффективно повысить скорость регулировки.

Изобретение относится к области безбалансирного станка-качалки, более конкретно к безбалансирному станку-качалке с приводом от блока редукции двигателя. Безбалансирный станок-качалка с приводом от блока редукции двигателя включает раму, стойку и приводной механизм. Раму жестко крепят к грунту. Нижний конец стойки шарнирно соединен с рамой. Тяга соединяет стойку и раму. Два конца тяги шарнирно соединены соответственно со стойкой и рамой. Точка шарнирного соединения стойки и рамы и две конечные точки тяги вместе составляют треугольную опорную конструкцию. Верхний конец стойки снабжен платформой. На платформе установлен приводной механизм, включающий блок редукции двигателя, большой ролик, малый ролик, ремень и устройство противовеса. Блок редукции двигателя вращает большой ролик посредством муфты. Один конец ремня соединен с подвеской балансира. Другой конец ремня свисает вниз после оборачивания вокруг большого ролика и малого ролика по верхней стороне и соединен с устройством противовеса. Блок редукции двигателя состоит из двигателя и планетарного редуктора, соединенных последовательно. Повышен КПД механической передачи. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Безбалансирный станок-качалка с приводом от блока редукции двигателя, включающий раму (7), стойку (1) и приводной механизм, причем рама (7) жестко закреплена на грунте, нижний конец стойки (1) шарнирно соединен с рамой (7) и тяга (6) соединяет стойку (1) и раму (7), при этом два конца тяги (6) шарнирно соединены со стойкой (1) и с рамой (7) соответственно и точка шарнирного соединения стойки (1) и рамы (7) и две конечных точки тяги (6) вместе составляют треугольную опорную конструкцию, верхний конец стойки (1) снабжен платформой (5), на платформе установлен приводной механизм (5), включающий блок редукции двигателя, большой ролик (10), малый ролик (9), ремень (4) и устройство противовеса, блок редукции двигателя соединен с валом, вращающим большой ролик (10), и вращает большой ролик (10) посредством муфты (11), один конец ремня (4) соединен с подвеской (3) балансира, а другой конец свисает вниз после оборачивания вокруг большого ролика (10) и малого ролика (9) по верхней стороне и соединен с устройством противовеса, блок редукции двигателя состоит из двигателя (13) и планетарного редуктора (12), соединенных последовательно.

2. Безбалансирный станок-качалка с приводом от блока редукции двигателя по п. 1, отличающийся тем, что тяга (6) снабжена винтом для регулировки длины (14).

3. Безбалансирный станок-качалка с приводом от блока редукции двигателя по п. 1, отличающийся тем, что рама (7) снабжена опорным блоком (8) для стойки, а опорный блок (8) для стойки подвижно установлен на раме (7) посредством трапецеидального паза и его жестко соединяют с рамой (7) посредством штыря (15) после того, как будет определено положение опорного блока (8) для стойки на ползуне, опорный блок (8) для стойки снабжен опорным стержнем (16), один конец опорного стержня (16) шарнирно соединен с опорным блоком для стойки, а другой конец опорного стержня (16) шарнирно соединен с зубчатой пластиной (17), зубчатая пластина (17) снабжена зубьями (18), а стойка (1) снабжена такими же зубьями, взаимодействующими с зубьями (18) зубчатой пластины (17).

4. Безбалансирный станок-качалка с приводом от блока редукции двигателя по п. 1, отличающийся тем, что стойка (1) снабжена указателем угла наклона (2).