抽油机
技术领域
本申请涉及油气开采技术领域，特别涉及一种抽油机。
背景技术
在油气开采现场，抽油机是一种常见的油气开采设备，抽油机包括游梁式抽油机和无游梁式抽油机。其中，游梁式抽油机结构简单、制造容易、使用方便，且可以长期在油田全天候运转，因而应用较为广泛。
相关技术中，游梁式抽油机可以包括游梁、驴头、支架、曲柄、连杆和动力系统，游梁的的中部可旋转的支撑在支架上，游梁的第一端与连杆的第一端可旋转连接，游梁的第二端与驴头固定连接，连杆的第二端可旋转的限位在曲柄上，曲柄的一端与动力系统的输出轴可旋转连接，动力系统固定在支架上，驴头用于与光杆固定连接。动力系统可以控制曲柄绕着动力系统的输出轴旋转，进而曲柄可以带动连杆摆动，进一步地，连杆可以带动游梁和驴头一同摆动，并带动光杆和与光杆连接的抽油杆一同进行纵向往复运动，以使抽油杆能够带动井下深井泵的活塞进行纵向往复运动，进而实现井下油气的开采。
然而，由于与光杆连接的抽油杆自身带有弹性，在抽油机的一个下冲程内，驴头与抽油杆同步向下移动的过程中，抽油杆自身长度会有所缩短，而在驴头改变冲程方向时，抽油杆还未来恢复至原长，此时驴头会带动抽油杆同步向上移动。这样，在一个下冲程内，抽油杆下端的移动距离小于驴头的移动距离，因而会造成冲程损失。因此深井泵的活塞的移动距离会缩短，从而导致深井泵的充满度较小，降低了油气的产出量。
发明内容
本申请提供了一种抽油机，可以解决深井泵的充满度较小的问题。所述技术方案如下：
一方面，提供了一种抽油机，所述抽油机包括：游梁、支架、驴头、连杆、曲柄、固定件、平衡块和动力系统；
所述游梁的目标部位可旋转的支撑在所述支架上，所述游梁的第一端与所述驴头固定连接，所述游梁的第二端与所述连杆的第一端可旋转连接，所述驴头用于与光杆固定连接，所述目标部位是指所述游梁上除两端之外的位置；
所述曲柄上设置有滑道，所述滑道的长度方向与所述曲柄的长度方向不垂直，所述固定件限位在所述滑道内，且能够沿所述滑道的长度方向移动，所述连杆的第二端与所述固定件可旋转连接；
所述曲柄的第一端与所述动力系统的输出轴可旋转连接，所述曲柄的第二端与所述平衡块固定连接，所述动力系统用于带动所述曲柄沿所述动力系统的输出轴旋转。
在一种可能的实现方式中，所述滑道的内壁设置有滚针轴承，所述固定件包括曲柄销子；
所述曲柄销子的一端穿过所述滚针轴承，且限位在所述曲柄的第一侧；
所述曲柄销子的另一端与所述连杆的第二端可旋转连接，且限位在所述曲柄的第二侧。
可选地，所述滑道的长度方向与所述曲柄的长度方向之间的夹角小于或等于15度。
可选地，所述抽油机还包括气缸和压缩杆；
所述气缸的第一端与所述支架连接，所述压缩杆的第一端伸入所述气缸的第二端，且与所述气缸可移动的密封连接，所述压缩杆的第二端与所述游梁可旋转连接。
可选地，所述抽油机还包括储气罐，所述储气罐与所述气缸连通。
可选地，所述气缸的第一端与所述支架可旋转连接。
可选地，所述抽油机还包括滑块；
所述气缸的第一端与所述支架固定连接，所述滑块可滑动的限位在所述游梁上，所述压缩杆的第二端与所述滑块可旋转连接。
可选地，所述抽油机还包括第一连接轴承，所述连杆的第一端与所述游梁的第二端之间，以及所述支架与所述游梁的目标部位之间均通过所述第一连接轴承可旋转连接。
可选地，所述动力系统包括电动机和减速箱；
所述减速箱的动力输入端与所述电动机的输出轴传动连接，所述减速箱的动力输出端与所述曲柄的第一端可旋转连接。
可选地，所述动力系统还包括传动带，所述电动机的输出轴通过所述传动带与所述减速箱的动力输入端连接。
本申请提供的技术方案的有益效果至少可以包括：
固定件限位在滑道内，且能够沿滑道的长度方向移动，而滑道的长度方向与曲柄的长度方向不垂直，固定件在沿滑道的长度方向移动时，固定件与曲柄的第一端的距离可以变化，使得连杆的摆动幅度产生变化。这样，在抽油机的下冲程中，冲程可以逐渐变长，在抽油机的上冲程中，冲程可以逐渐变短。由于冲程的变化，使得与光杆连接的抽油杆的下行时长大于抽油杆的上行时长，这样抽油杆在下行时有足够的时间恢复至原长，从而减小了冲程损失。进一步地，抽油杆下行时延长了深井泵的活塞的下行时间，进而增加了油液进入深井泵的活塞上方的流量，从而可以提高深井泵的充满度；抽油杆上行时缩短了深井泵的活塞的上行时间，从而减小了深井泵中油液的漏失量，从而提高了油气生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种抽油机的结构示意图；
图2是本申请实施例提供的一种抽油机的局部放大的结构示意图。
附图标记：
1：游梁；2：支架；3：驴头；4：连杆；5：曲柄；6：固定件；7：平衡块；8：动力系统；9：气缸；
41：第一连接轴承；51：滑道；52：滚针轴承；81：电动机；82：减速箱；83：传动带；91：储气罐；92：滑块；101：压缩杆。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
图1示例了本申请实施例的一种抽油机的结构示意图。如图1所示，抽油机包括：游梁1、支架2、驴头3、连杆4、曲柄5、固定件6、平衡块7和动力系统8；游梁1的目标部位可旋转的支撑在支架2上，游梁1的第一端与驴头3固定连接，游梁1的第二端与连杆4的第一端可旋转连接，驴头3用于与光杆固定连接，目标部位是指游梁1上除两端之外的位置；曲柄5上设置有滑道51，滑道51的长度方向与曲柄5的长度方向不垂直，固定件6限位在滑道51内，且能够沿滑道51的长度方向移动，连杆4的第二端与固定件6可旋转连接；曲柄5的第一端与动力系统8的输出轴可旋转连接，曲柄5的第二端与平衡块7固定连接，动力系统8用于带动曲柄5沿动力系统8的输出轴旋转。
本申请实施例中，固定件6限位在滑道51内，且能够沿滑道51的长度方向移动，而滑道51的长度方向与曲柄5的长度方向不垂直，固定件6在沿滑道51的长度方向移动时，固定件6与曲柄5的第一端的距离可以变化，使得连杆4的摆动幅度产生变化。这样，在抽油机的下冲程中，冲程可以逐渐变长，在抽油机的上冲程中，冲程可以逐渐变短。由于冲程的变化，使得与光杆连接的抽油杆的下行时长大于抽油杆的上行时长，这样抽油杆在下行时有足够的时间恢复至原长，从而减小了冲程损失。进一步地，抽油杆下行时延长了深井泵的活塞的下行时间，进而增加了油液进入深井泵的活塞上方的流量，从而可以提高深井泵的充满度；抽油杆上行时缩短了深井泵的活塞的上行时间，从而减小了深井泵中油液的漏失量，从而提高了油气生产效率。
其中，光杆用于与多个抽油杆连接，每个抽油杆之间可以通过短节固定连接，位于最下方的抽油杆用于与深井泵的活塞固定连接。每个抽油杆均可以位于井下，驴头3可以带动光杆和每个抽油杆一同往复运动。
需要说明的是，由于采用该抽油机排采时，减小了冲程损失，因而光杆和抽油杆的移动幅度较大，在多个抽油杆和光杆共同移动时，最上面的一个抽油杆有可能伸出井口，因而抽油杆和光杆之间的连接处不能设置短节，以避免短节对井口的刮碰。
抽油机的实际运行过程如下：当下冲程开始时，驴头3位于最高位置处，平衡块7位于最低位置处，固定件6位于滑道51内离曲柄5的第一端最近的位置。随着曲柄5的旋转，固定件6可以在滑道51内移动，导致固定件6与曲柄5的第一端之间的距离逐渐增大，进而使抽油机的冲程逐渐增大。同时，固定件6与平衡块7之间的距离缩短，这样，平衡块7的平衡调节适应了冲程的变化。曲柄5旋转时，驴头3通过光杆和抽油杆带动深井泵的活塞一同下行，活塞内的游动凡尔打开，深井泵下端的固定凡尔关闭，活塞下方的油液经过游动凡尔后，向活塞上方流动。由于抽油机的冲程逐渐增大，因而增加了活塞下行的时间。这样，抽油机可以使更多油液向活塞上方流动，从而可以提高深井泵的充满度。当上冲程开始时，驴头3位于最低位置处，平衡块7位于最高位置处，固定件6位于滑道51内离曲柄5的第一端最远的位置。随着曲柄5的旋转，固定件6可以在滑道51内移动，导致固定件6与曲柄5的第一端之间的距离逐渐减小，进而使抽油机的冲程逐渐减小。曲柄5旋转时，驴头3和深井泵的活塞一同上行，活塞内的游动凡尔关闭，深井泵下端的固定凡尔打开，活塞上方的油液开始向井口排出。由于抽油机的冲程逐渐减小，因而缩短了活塞上行的时间。这样，抽油机可以使深井泵内的油液快速排出井口，减少了在排液过程中油液的漏失量。
在一些实施例中，如图2所示，滑道51的内壁可以设置有滚针轴承52，固定件6可以包括曲柄销子；曲柄销子的一端穿过滚针轴承52，且限位在曲柄5的第一侧；曲柄销子的另一端与连杆4的第二端可旋转连接，且限位在曲柄5的第二侧。
其中，滑道51可以为椭圆形滑道51，相应地，椭圆形滑道51内设置的滚针轴承52的轴承外圈的形状也可以为椭圆形。当然，滑道51也可以为长条形滑道51，长条形滑道51内设置的滚针轴承52的轴承外圈的形状也可以为长条形，本申请实施例对此不做限定。
其中，可以用固定螺母将曲柄销子的一端限位在曲柄5的第一侧，当然也可以通过其他零件对曲柄销子的一端进行限位，本申请实施例对此不做限定。
其中，可以在曲柄销子上与连杆4连接的一端设置第二连接轴承，第二连接轴承的轴承内圈可以与曲柄销子上靠近连杆4的一端固定连接，第二连接轴承的轴承外圈可以与连杆4固定连接。这样，第二连接轴承可以保证曲柄销子与连杆4之间可旋转连接的灵活性。在实际实现过程中，可以将第二连接轴承的轴承外圈与加强壳体固定连接，并将连杆4的第二端与加强壳体固定连接。加强壳体不但可以保证连杆4与第二连接轴承的轴承外圈连接的牢固性和连接强度，而且也可以牢固地将曲柄销子上与连杆4连接的一端限位在曲柄5的第二侧。
其中，滚针轴承52可以包括轴承外圈和排列在轴承外圈的内壁的多个圆柱滚子，轴承外圈与滑道51的内壁固定连接，曲柄销子穿过轴承外圈，且与多个圆柱滚子中的至少一个圆柱滚子接触。这样，曲柄销子在滚针轴承52内进行移动时，轴承外圈的内壁上与曲柄销子接触的圆柱滚子可以相对曲柄销子进行转动，因而减小了曲柄销子移动过程中受到的摩擦力，且增强了曲柄销子移动的灵活性。
在一些实施例中，可以用螺钉将滚针轴承52的轴承外圈与滑道51固定连接。示例地，滚针轴承52的轴承外圈的侧壁与滑道51的内壁上均可以设置有一半螺纹孔，螺纹孔的长度方向垂直于曲柄5的平面。这样，可以将螺钉旋入轴承外圈与滑道51所拼成的完整的螺纹孔内，进而可以实现滚针轴承52与滑道51的固定连接。当然，也可以通过其他方式实现滚针轴承52与滑道51的固定连接，本申请实施例对此不做限定。
需要说明的是，借助螺钉将滚针轴承52进行固定的固定方式可以便于滚针轴承52的拆卸和更换，在需要更换滚针轴承52时，只用将螺钉拆除，再将滚针轴承52拆卸下来即可。
进一步地，为了对曲柄销子进行保护，可以在曲柄销子上安装衬套。其中，衬套可以套在曲柄销子上，衬套的外壁能够与滚针轴承52的圆柱滚子接触。这样，衬套可以对曲柄销子进行保护，避免了曲柄销子与滚针轴承52的直接接触和碰撞所造成的磨损。
其中，衬套的外径可以略小于与滚针轴承52的宽度，这样可以保证曲柄销子与衬套一同在滚针轴承52内移动时的灵活性。
在一些实施例中，如图1所示，滑道51的长度方向与曲柄5的长度方向之间的夹角可以呈锐角，这样可以避免曲柄5与连杆4位于一条直线上时，连杆4的第二端的快速移动，进而可以保证抽油机运转过程中，冲程变化的稳定性。
示例地，滑道51的长度方向与曲柄5的长度方向之间的夹角大于0度且小于或等于15度。这样，可以保证固定件6相对于曲柄5的第一端的距离的变化量能够更加接近滑道51的长度，进而可以保证较大的冲程变化范围。当然，滑道51的长度方向与曲柄5的长度方向之间的夹角也可以根据实际情况进行设置，本申请实施例对此不做限定。
在另一些实施例中，滑道51的长度方向还可以与曲柄5的长度方向平行。此时，为了避免曲柄5与连杆4位于一条直线上时，连杆4的第二端的快速移动，抽油机还可以包括气缸9和压缩杆101；气缸9的第一端与支架2连接，压缩杆101的第一端伸入气缸9的第二端，且与气缸9可移动的密封连接，压缩杆101的第二端与游梁1可旋转连接。
这样，游梁1与压缩杆101连接的部位向下摆动时，可以使压缩杆101向朝向气缸9的方向移动，进而压缩杆101的第一端会挤压气缸9内的气体，使气缸9内的气体压缩，并储存能量。当游梁1与压缩杆101连接的部位向上摆动时，可以使压缩杆101向远离气缸9的方向移动，进而气缸9内的储存有能量的压缩气体膨胀，且可以对压缩杆101施加推力，进而可以通过压缩杆101间接向游梁1施加推力。这样，气缸9和压缩杆101可以辅助游梁1的摆动以及抽油机的运行，减少了动力系统8的能量消耗和功率输出。另外，由于气缸9和压缩杆101可以对游梁1起到支撑作用，因而可以增强游梁1摆动时的稳定性，且在滑道51的长度方向与曲柄5的长度方向平行的情况下，当曲柄5与连杆4位于一条直线上时，气缸9和压缩杆101可以避免连杆4的第二端的快速移动。
其中，气缸9的第一端可以设置在支架2上靠近游梁1的第一端的一侧，相应地，压缩杆101可以靠近游梁1的第一端。当然，气缸9的第一端也可以设置在支架2上靠近游梁1的第二端的一侧，相应地，压缩杆101可以靠近游梁1的第二端。
在一些实施例中，如图1所示，抽油机还可以包括滑块92；气缸9的第一端与支架2固定连接，滑块92可滑动的限位在游梁1上，压缩杆101的第二端与滑块92可旋转连接。这样，滑块92的设置可以使压缩杆101适应游梁1摆动时，游梁1相对于压缩杆101的角度的变化，以及压缩杆101与游梁1的接触部位的变化。
其中，气缸9的第一端可以焊接在支架2上，当然也可以通过其他方式与支架2固定连接，本申请实施例对此不做限定。滑块92可以为滚轮，相应地，游梁1沿长度方向可以设置有与该滚轮对应的滚道。这样，滚轮不光可以相对压缩杆101旋转，而且可以相对于游梁1进行直线移动。
在另一些实施例中，气缸9的第一端也可以与支架2可旋转连接，压缩杆101的第二端可以与游梁1可旋转连接，当然，压缩杆101的第二端也可以与游梁1可旋转的滑动连接，本申请实施例对此不做限定。这样，气缸9的方向可以灵活调整，可以适应游梁1更大幅度范围的摆动。
在一些实施例中，如图1所示，抽油机还可以包括储气罐91，储气罐91与气缸9连通。这样，储气罐91可以储存更多的气体，因而气体在被压缩时可以积攒更多的能量，压缩后的气体可以对压缩杆101和游梁1提供更大的动力。
在一些实施例中，如图1所示，当滑道51的长度方向与曲柄5的长度方向之间的夹角呈锐角时，抽油机也可以包括气缸9、压缩杆101和储气罐91，气缸9、压缩杆101和储气罐91的连接方式与上述实施例相同或相似，本申请实施例对此不再赘述。
在一些实施例中，如图1所示，动力系统8可以包括电动机81和减速箱82；减速箱82的动力输入端与电动机81的输出轴传动连接，减速箱82的动力输出端与曲柄5的第一端可旋转连接。这样，在减速箱82实现减速之后，可以输出更大的动力，进而可以更加平稳地带动曲柄5进行旋转。其中，可以根据实际情况选用不同减速比的减速箱82，本申请实施例对此不做限定。
在一些实施例中，如图1所示，动力系统8还可以包括传动带83，电动机81的输出轴通过传动带83与减速箱82的动力输入端连接。
其中，电动机81的电机轴上可以设置有第一带轮，减速箱82的动力输入端可以设置有第二带轮，传动带83可以套在在第一带轮和第二带轮上，
需要说明的是，第一带轮的直径可以小于第二带轮的直径，这样可以实现将电动机81的高速旋转转化为减速箱82的动力输入端的低速旋转，进而减速箱82的动力输入端与电动机81的传动连接部分实现了对减速箱82的动力输入端的减速增扭。这样，减速箱82的动力输入端可以将更大的动力传递至减速箱82内部，便于减速箱82内部零件的动力传动，进而更有利于实现减速箱82的减速功能。
在一些实施例中，如图1所示，动力系统8还可以包括刹车杆，刹车杆与减速箱82机械连接，且拉紧刹车杆之后，可以通过减速箱82间接控制曲柄5停止转动。在需要抽油机立刻完全停止运转时，可以先关掉电机，再拉紧刹车杆，进而刹车杆可以使曲柄5克服惯性力后立即停止转动。这样，刹车杆避免了曲柄5因惯性力而不能立即停转的后果，进而可以保证抽油机的安全性。
在一些实施例中，如图1所示，抽油机还可以包括第一连接轴承41，连杆4的第一端与游梁1的第二端之间，以及支架2与游梁1的目标部位之间均可以通过第一连接轴承41可旋转连接。这样，第一连接轴承41可以保证连杆4与游梁1之间，以及游梁1与支架2之间的可旋转连接。另外，第一连接轴承41具有优良的承载性能，可以对游梁1进行平稳支撑。
其中，位于连杆4的第一端与游梁1的第二端之间的第一连接轴承41的轴承内圈可以与连杆4固定连接，轴承外圈可以与游梁1的第二端固定连接，当然，该第一连接轴承41也可以通过其他方式与连杆4和游梁1连接。位于支架2与游梁1的目标部位之间的第一连接轴承41的轴承内圈可以与支架2固定连接，轴承外圈可以与游梁1的目标部位固定连接，当然，该第一连接轴承41也可以通过其他方式与支架2和游梁1连接，本申请实施例对此不做限定。
本申请实施例中，固定件限位在滑道内，且能够沿滑道的长度方向移动，而滑道的长度方向与曲柄的长度方向不垂直，固定件在沿滑道的长度方向移动时，固定件与曲柄的第一端的距离可以变化，使得连杆的摆动幅度产生变化。这样，在抽油机的下冲程中，冲程可以逐渐变长，在抽油机的上冲程中，冲程可以逐渐变短。由于冲程的变化，使得与光杆连接的抽油杆的下行时长大于抽油杆的上行时长，这样抽油杆在下行时有足够的时间恢复至原长，从而减小了冲程损失。进一步地，抽油杆下行时延长了深井泵的活塞的下行时间，进而增加了油液进入深井泵的活塞上方的流量，从而可以提高深井泵的充满度；抽油杆上行时缩短了深井泵的活塞的上行时间，从而减小了深井泵中油液的漏失量，从而提高了油气生产效率。进一步地，在抽油机的一个冲程中，抽油机可以自行调节冲程的长短变化，这样便保证了抽油机的平稳运行，且可以避免动力系统瞬间做功对抽油机各个设备的损害。气缸和压缩杆可以给游梁提供动力，辅助游梁的摆动以及抽油机的运行，且减少了动力系统的能量消耗和功率输出。
以上所述仅为本申请的说明性实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
