丛式井载荷互平衡节能抽油系统.pdf

本实用新型涉及一种丛式井载荷互平衡节能抽油系统，包括丛式井载荷互平衡传动机构、单井采油设备、动力与控制单元，其运用丛式井中多台单井采油设备上下冲程悬点载荷的差值作为互相平衡手段，将各单井采油设备通过丛式井载荷互平衡传动机构以相差一定相位角的方式依次连接，既能确保系统中的个别单井采油设备在脱离系统后不会对整个系统的运行产生影响，又可保证从系统分离出来的单井采油设备依然能够正常工作。该系统具有结构简单、运行可靠、系统效率高、运行维护成本低、安装简便、且节能效果十分显著等诸多优点。

1、  一种丛式井载荷互平衡节能抽油系统，包括丛式井载荷互平衡传动机构、单井采油设备、动力与控制单元，其特征在于：丛式井载荷互平衡传动机构由至少两台丛式井传动箱(1)与至少一根丛式井串联轴(6)组成，各单井采油设备首尾同向并排设置在相应的井位上，关联的每台单井采油设备分别配备一台丛式井传动箱(1)，丛式井传动箱(1)安装在箱座(44)上，各丛式井传动箱(1)通过丛式井串联轴(6)和丛式井传动箱联动轴(3)串联为一体，丛式井传动箱联动轴(3)与丛式井串联轴(6)之间采用联轴器(4)连接，各单井采油设备通过丛式井载荷互平衡传动机构以相差相位角的方式相连形成丛式井抽油系统，动力与控制单元包括电机(9)与控制箱(10)，系统中至少有一台丛式井传动箱(1)的传动轴通过传动部件与至少一台电机(9)相连。

2、  根据权利要求1所述的丛式井载荷互平衡节能抽油系统，其特征在于：单井采油设备包括减速装置，所述的丛式井传动箱(1)与减速装置为一体结构或相互独立结构，所述的丛式井传动箱(1)的传动轴与电机(9)相连的传动部件包括传动带、传动轮或联轴装置。

3、  根据权利要求2所述的丛式井载荷互平衡节能抽油系统，其特征在于：与减速装置为一体结构的丛式井传动箱(1)的传动轴由包括丛式井传动箱主动轴(2)、丛式井传动箱联动轴(3)、单机运行主动轴(5)和单机运行输出轴(8)在内的至少四根传动轴组成，丛式井传动箱联动轴(3)与单机运行输出轴(8)分别置于丛式井传动箱(1)中各按序排列着的传动轴的首尾两端，丛式井传动箱主动轴(2)与单机运行主动轴(5)设置于丛式井传动箱联动轴(3)与单机运行输出轴(8)之间；丛式井传动箱主动轴(2)与单机运行主动轴(5)上分别安装有至少两副传动齿轮(30)，丛式井传动箱联动轴(3)与单机运行输出轴(8)上分别安装有至少一副传动齿轮(30)，安装在丛式井传动箱主动轴(2)上的至少一副传动齿轮(30)直接或间接与安装在丛式井传动箱联动轴(3)上的传动齿轮(30)相啮，安装在单机运行主动轴(5)上的至少一副传动齿轮(30)直接或间接与安装在单机运行输出轴(8)上的传动齿轮(30)相啮，安装在丛式井传动箱主动轴(2)上的至少一副传动齿轮(30)直接或间接与安装在单机运行主动轴(5)上的至少一副传动齿轮(30)相啮，在丛式井传动箱主动轴(2)与单机运行主动轴(5)之间或丛式井传动箱主动轴(2)与单机运行主动轴(5)当中的任意一根传动轴上设置有离合装置(11)；在丛式井传动箱主动轴(2)的一端安装有丛式井传动箱主动轮(12)或联轴器(4)，在单机运行主动轴(5)的两端分别安装单机运行主动轮(13)与单机刹车装置(14)，曲柄(15)置于单机运行输出轴(8)的轴端；丛式井载荷互平衡传动机构的系统刹车装置(24)设在系统内至少一台丛式井传动箱(1)当中其轴径不大于单机运行主动轴(5)的任意一根传动轴上，或与设在各单井采油设备上的单机刹车装置(14)进行共用。

4、  根据权利要求2所述的丛式井载荷互平衡节能抽油系统，其特征在于：与减速装置为相互独立结构的丛式井传动箱(1)的传动轴由包含丛式井传动箱主动轴(2)与丛式井传动箱联动轴(3)在内的至少两根传动轴组成，传动轴之间通过安装在其上的传动齿轮(30)相啮，丛式井传动箱主动轴(2)的一端安装有丛式井传动箱主动轮(12)或联轴器(4)，丛式井传动箱主动轴(2)的另一端安装丛式井传动箱输出轮(16)；与丛式井传动箱(1)为相互独立结构的减速装置包括有减速器(7)，减速器(7)的传动轴由包含减速器主动轴(17)与减速器输出轴(18)在内的至少两根皆安装有齿轮传动装置的传动轴组成，减速器主动轴(17)的两端分别安装减速器主动轮(19)与单机刹车装置(14)，曲柄(15)安装在减速器输出轴(18)的轴端；丛式井传动箱输出轮(16)与减速器主动轮(19)之间采用传动带或传动链条连接，丛式井传动箱主动轴(2)与减速器主动轴(17)之间设置有离合装置(11)或采用传动带或采用传动链条进行离合，在丛式井传动箱输出轮(16)与减速器主动轮(19)之间设置有张紧轮(20)；丛式井载荷互平衡传动机构的系统刹车装置(24)设在系统内至少一台丛式井传动箱(1)当中的任意一根传动轴上，或与设在各单井采油设备上的单机刹车装置(14)进行共用。

5、  根据权利要求1或2所述的丛式井载荷互平衡节能抽油系统，其特征在于：丛式井串联轴(6)选用管材或型材，联轴器(4)选用常规十字万向节或具有轴向伸缩功能的万向轴，丛式井传动箱联动轴(3)与丛式井串联轴(6)通过紧固件及相应的配套部件或焊接方式和联轴器(4)连接。

6、  根据权利要求3或4所述的丛式井载荷互平衡节能抽油系统，其特征在于：单井采油设备包括游梁式结构抽油机与无梁式天轮结构抽油机，所述的游梁式结构抽油机或无梁式天轮结构抽油机的平衡重装置由负载平衡重装置与曲柄平衡重装置当中的至少一种装置构成；负载平衡重装置由负载平衡重承载机构(33)与负载平衡重体组成，负载平衡重承载机构(33)为腔体或支架体结构，负载平衡重体由固定负载平衡重体(37)与活动负载平衡重体(38)当中的至少一种负载平衡体构成，负载平衡重承载机构(33)与固定负载平衡重体(37)为相互独立的部件或一体结构；曲柄平衡重装置由曲柄平衡重承载机构(43)与曲柄平衡重体组成，曲柄平衡重体由固定曲柄平衡重体(41)构成或由活动曲柄平衡重体(42)构成或由固定曲柄平衡重体(41)与活动曲柄平衡重体(42)组合构成，曲柄平衡重体安装在曲柄平衡重承载机构(43)上或与曲柄平衡重承载机构(43)合二为一，曲柄平衡重承载机构(43)与曲柄(15)通过紧固件连接或通过齿啮合与紧固件相结合连接或为一体结构。

7、  根据权利要求6所述的丛式井载荷互平衡节能抽油系统，其特征在于：游梁式结构抽油机的游梁(21)前端安装前驴头(22)，游梁(21)的后端设置尾梁(23)或后驴头(25)；尾梁(23)上偏于游梁(21)或下偏于游梁(21)或与游梁(21)处于同一水平或与游梁(21)合二为一，尾梁(23)为裸梁或安装有负载平衡重装置；后驴头(25)为与前驴头(22)形状相仿的常规驴头或异形弧状驴头，后驴头(25)上安装有柔性件(26)，柔性件(26)包括绳或带或链或绳、带、链间的相互组合，与柔性件(26)相接触的后驴头应力弧(27)上设有链齿或为平滑弧面，与后驴头(25)相接触的柔性件(26)的末端悬挂有负载平衡重装置或连接在横向承力支架(29)上。

8、  根据权利要求6所述的丛式井载荷互平衡节能抽油系统，其特征在于：无梁式天轮结构抽油机的机架主体(34)为桁架结构或立柱体结构或立棱体结构或立管体结构，安装天轮(36)的天轮轴(47)置于天轮支座(31)上，天轮支座(31)安装在机架辅体(32)上或与机架辅体(32)合二为一，机架辅体(32)与机架主体(34)之间采用紧固件连接或采用活套结构和紧固件相结合的方式连接或焊接为一体；天轮(36)为单轮或双轮或多轮组合，天轮(36)的形状为圆形轮或扇形轮或偏心异形弧轮或圆形轮、扇形轮、偏心异形弧轮间的任意组合；抽油杆卡紧装置(46)与负载平衡重装置通过两组反方向安装在天轮(36)上的柔性件(26)分别悬挂于天轮(36)的前后两端，柔性件(26)包括绳或带或链或绳、带、链间的相互组合，在天轮轴(47)的下端设置有至少一套负载平衡重防摆装置(35)。

9、  根据权利要求8所述的丛式井载荷互平衡节能抽油系统，其特征在于：单井采油设备中的曲柄(15)为单柄或双柄，曲柄(15)通过刚性拖动组件或柔性拖动组件直接或间接与游梁式结构抽油机中的游梁(21)或无梁式天轮结构抽油机中的天轮(36)连接，刚性拖动组件由连杆(28)与横向承力支架(29)组合构成或由连杆(28)单独组成，柔性拖动组件由柔性件(26)、横向承力支架(29)和连杆(28)共同构成或由柔性件(26)与连杆(28)组合构成或由柔性件(26)与横向承力支架(29)组合构成或由柔性件(26)单独组成，曲柄(15)与连杆(28)或柔性件(26)之间的传动铰接点(48)设在曲柄平衡重体重心和曲柄对称中心线(45)的交汇线上或设在曲柄平衡重体重心偏离曲柄对称中心线(45)一定角度的位置处。

10、  根据权利要求8所述的丛式井载荷互平衡节能抽油系统，其特征在于：在天轮(36)的侧旁或之间设有与天轮(36)同轴不同径的拖动轮(39)，拖动轮(39)为单轮或双轮，拖动轮(39)为圆形或扇形或异弧形的平滑弧面轮或弧形固齿轮或弧形活齿轮，拖动轮(39)与天轮(36)为相互独立的轮体或一体结构，在每个拖动轮(36)上设置有一个或一个以上用于缠绕柔性件(26)的柔性件悬挂固定装置(40)。

丛式井载荷互平衡节能抽油系统
一、技术领域
本实用新型涉及一种石油采汲设备，尤其是涉及一种丛式井载荷互平衡节能抽油系统。
二、背景技术
随着石油勘探和钻井技术的日臻成熟，丛式井在近年来得到了快速的发展，人们对与之相配套的采油设备的技术研究虽然一直不曾间断，并且在诸如降低设备制造成本、提高节能效率等局部技术上取得了一定的进展，但在如何提高设备整体运行的可靠性、确保产液量不受影响等一些关键性技术方面却始终难以有所突破，结果导致目前油田在丛式井上依然安装和沿用着以往单井的抽油设备，从而使丛式井的原油抽汲成本一直无法得到有效的控制。
三、实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述背景技术中的不足之处，提供一种丛式井载荷互平衡节能抽油系统，其能有效提高系统运行的可靠性、加强单井与整个系统的协调性和密切系统的机电一体化程度，并可显著降低系统的运行能耗和维护成本。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种丛式井载荷互平衡节能抽油系统，包括丛式井载荷互平衡传动机构、单井采油设备、动力与控制单元，其特征在于：丛式井载荷互平衡传动机构由至少两台丛式井传动箱与至少一根丛式井串联轴组成，系统中的各单井采油设备按相同或近同的首尾朝向并排设置在相应的井位上，每台单井采油设备分别配备一台丛式井传动箱，丛式井传动箱安装在箱座上，各丛式井传动箱当中的丛式井传动箱联动轴之间通过丛式井串联轴串联连接，丛式井传动箱联动轴与丛式井串联轴之间采用联轴器连接，系统中的各单井采油设备通过丛式井载荷互平衡传动机构以相差一定相位角的方式相连，动力与控制单元包含有电机与控制箱，动力驱动通过采用至少一台电机对丛式井载荷互平衡传动机构中的至少一台丛式井传动箱的传动轴进行驱动。
所述的单井采油设备包括有减速装置，所述的丛式井传动箱与减速装置为一体结构或相互独立结构，所述的丛式井传动箱的传动轴与电机相连的传动部件包括传动带、传动轮或联轴装置。
所述的与减速装置为一体结构的丛式井传动箱的传动轴由包括丛式井传动箱主动轴、丛式井传动箱联动轴、单机运行主动轴、单机运行输出轴在内的至少四根传动轴组成，丛式井传动箱联动轴与单机运行输出轴分别置于丛式井传动箱中诸传动轴的两个侧端，丛式井传动箱主动轴与单机运行主动轴居于丛式井传动箱联动轴与单机运行输出轴之间；丛式井传动箱主动轴与单机运行主动轴上各自都安装有至少两副传动齿轮，丛式井传动箱联动轴与单机运行输出轴上分别安装有至少一副传动齿轮，安装在丛式井传动箱主动轴上的至少一副传动齿轮直接或间接与安装在丛式井传动箱联动轴上的传动齿轮相啮，安装在单机运行主动轴上的至少一副传动齿轮直接或间接与安装在单机运行输出轴上的传动齿轮相啮，安装在丛式井传动箱主动轴上的至少一副传动齿轮直接或间接与安装在单机运行主动轴上的至少一套传动齿轮相啮，在丛式井传动箱主动轴与单机运行主动轴之间或丛式井传动箱主动轴与单机运行主动轴当中的任意一根传动轴上设置有离合装置，该离合装置为滑移齿轮式离合器或啮合式离合器或摩擦式离合器；在丛式井传动箱主动轴的一端安装有丛式井传动箱主动轮或联轴器，在单机运行主动轴的两端分别安装单机运行主动轮与单机刹车装置，曲柄置于单机运行输出轴的端头；整个丛式井载荷互平衡传动机构的系统刹车装置设在系统内至少一台丛式井传动箱当中其轴径不大于单机运行主动轴的任意一根传动轴上或与设在各单井采油设备上的单机刹车装置进行共用。
所述的与减速装置为相互独立结构的丛式井传动箱的传动轴由包含丛式井传动箱主动轴与丛式井传动箱联动轴在内的至少两根传动轴组成，各传动轴之间通过安装在其上的传动齿轮相啮，丛式井传动箱主动轴的一端安装有丛式井传动箱主动轮或联轴器，丛式井传动箱主动轴的另一端安装丛式井传动箱输出轮；与丛式井传动箱为相互独立结构的减速装置包括有减速器，减速器的传动轴由包含减速器主动轴与减速器输出轴在内的至少两根皆安装有齿传动装置的传动轴组成，减速器主动轴的两端分别安装减速器主动轮与单机刹车装置，曲柄安装在减速器输出轴的侧端；丛式井传动箱输出轮与减速器主动轮采用传动带或传动链连接，丛式井传动箱主动轴与减速器主动轴之间设置有离合装置或采用传动带或采用传动链进行离合，在丛式井传动箱输出轮与减速器主动轮之间设置有张紧轮；整个丛式井载荷互平衡传动机构的系统刹车装置设在系统内至少一台丛式井传动箱当中的任意一根传动轴上或与设在各单井采油设备上的单机刹车装置进行共用。
所述的丛式井串联轴选用具有较强抗扭转结构的管材或型材，联轴器选用常规十字万向节或具有轴向伸缩功能的万向轴，丛式井传动箱联动轴与丛式井串联轴通过通过紧固件及配套部件或焊接方式和联轴器连接。
所述的单井采油设备包括游梁式结构抽油机与无梁式天轮结构抽油机，所述的游梁式结构抽油机或无梁式天轮结构抽油机的平衡重装置由负载平衡重装置与曲柄平衡重装置当中的至少一种装置构成；负载平衡重装置由负载平衡重承载机构与负载平衡重体组成，负载平衡重承载机构为腔体或支架体结构，负载平衡重体由固定负载平衡重体与活动负载平衡重体当中的至少一种负载平衡体构成，负载平衡重承载机构与固定负载平衡重体为相互独立的部件或一体结构；曲柄平衡重装置由曲柄平衡重承载机构与曲柄平衡重体组成，曲柄平衡重体由固定曲柄平衡重体构成或由活动曲柄平衡重体构成或由固定曲柄平衡重体与活动曲柄平衡重体组合构成，曲柄平衡重体安装在曲柄平衡重承载机构上或与曲柄平衡重承载机构合二为一，曲柄平衡重承载机构与曲柄通过紧固件连接或通过齿啮合与紧固件相结合的方式连接或为一体结构。
所述的游梁式结构抽油机的游梁前端安装前驴头，游梁的后端设置尾梁或后驴头；尾梁上偏于游梁或下偏于游梁或与游梁处于同一水平或与游梁合二为一，尾梁为裸梁或安装有负载平衡重装置；后驴头为已公知的常规驴头或异形弧状驴头，后驴头上安装有柔性件，柔性件包括绳或带或链或绳、带、链间的相互组合，与柔性件相触的后驴头应力弧上设有链齿或为平滑弧面，与后驴头相触的柔性件的末端悬挂有负载平衡重装置或连接在横向承力支架上。
所述的无梁式天轮结构抽油机的机架主体为桁架结构或立柱体结构或立棱体结构或立管体结构，安装天轮的天轮轴置于天轮支座之上，天轮支座安装在机架辅体上或与机架辅体合二为一，机架辅体与机架主体之间采用紧固件连接或采用活套结构和紧固件相结合的方式连接或焊接为一体；天轮为单轮或双轮或多轮组合，天轮的形状为圆形轮或扇形轮或偏心异形弧轮或圆形轮、扇形轮、偏心异形弧轮的任意组合；抽油杆卡紧装置与负载平衡重装置通过两组反方向安装在天轮上的柔性件分别悬挂于天轮的前后两端，柔性件包括绳或带或链或绳、带、链间的相互组合，在天轮轴的下端设置有至少一套负载平衡重防摆装置。
所述的单井采油设备中的曲柄为单柄或双柄，曲柄通过包括刚性拖动组件或柔性拖动组件在内的拖动组件直接或间接与游梁式结构抽油机中的游梁或无梁式天轮结构抽油机中的天轮连接，刚性拖动组件由连杆与横向承力支架组合构成或由连杆单独组成，柔性拖动组件由柔性件、横向承力支架、连杆共同构成或由柔性件与连杆组合构成或由柔性件与横向承力支架组合构成或由柔性件单独组成，曲柄与连杆或柔性件之间的传动铰接点设在曲柄平衡重体重心和曲柄对称中心线的交汇线上或设在曲柄平衡重体重心偏离曲柄对称中心线一定角度的位置处。
所述的在天轮的侧旁或当间设有与天轮同轴不同径的拖动轮，拖动轮为单轮或双轮，拖动轮为圆形或扇形或异弧形的平滑弧面轮或弧形固齿轮或弧形活齿轮，拖动轮与天轮为相互独立的轮体或一体结构，在每个拖动轮上设置有一个或一个以上用于缠绕柔性件的柔性件悬挂固定装置。
抽油机的系统效率低与能耗指标高的现状只所以难于得到改观，其根本原因在于设备在运行期间的载荷是时刻变化的，而平衡配重又不可能和载荷做到完全一致的变化，可以说抽油机的系统效率与能耗的高低取决于其平衡调整的好坏。
与已公知的现有技术相比，本实用新型具有如下优点和积极效果：
本实用新型将丛式井中的多台单井抽油设备通过丛式井载荷互平衡传动机构按相差一定的相位角依次串联连接，巧妙的运用系统内各单台设备在上下冲程时所产生的悬点载荷差值作为平衡手段，以此实现动能与势能在设备运行过程中的动态互补，使系统效率得到了极大的改善，动力驱动的输出功率得以降低。而系统所采用的单井抽油设备除过对个别存在设计缺陷的部件做了相应的改进外，其它大部分部件则全部继承了目前广泛应用的常规抽油机及节能抽油机可靠耐用的特点，且安全防护功能完备，从而为有效降低设备故障的发生率提供了先决的技术条件。同时，本实用新型还有效的解决了目前已公知诸多丛式井抽油节能技术无法实现的系统与个别脱离系统的单井采油设备各自调参方便及相互运行不受影响的行业难题，使设备的安装与日常维护更加便捷。
四、附图说明
附图1是本实用新型的系统运行状态立体效果示意图；
附图2是本实用新型与减速器为一体结构的丛式井传动箱结构主视示意图；
附图3是附图2的剖面示意图；
附图4是本实用新型丛式井传动箱与减速器相互独立结构的俯视连接示意图；
附图5是本实用新型采用刚性组件进行动力传动的单井游梁式结构抽油机的结构示意图；
附图6是本实用新型采用柔性组件进行动力传动的单井游梁式结构抽油机的结构示意图；
附图7是本实用新型采用刚性组件进行动力传动的单井无梁式天轮结构抽油机的结构示意图；
附图8是本实用新型采用柔性组件进行动力传动的单井无梁式天轮结构抽油机的结构示意图；
附图9是本实用新型曲柄及曲柄平衡重体的结构示意图；
附图10是本实用新型安装在拖动轮上的柔性件悬挂固定装置的结构示意图。
附图中的数字编码分别表示：1为丛式井传动箱、2为丛式井传动箱主动轴、3为丛式井传动箱联动轴、4为联轴器、5为单机运行主动轴、6为丛式井串联轴、7为减速器、8为单机运行输出轴、9为电机、10为控制箱、11为离合装置、12为丛式井传动箱主动轮、13为单机运行主动轮、14为单机刹车装置、15为曲柄、16为丛式井传动箱输出轮、17为减速器主动轴、18为减速器输出轴、19为减速器主动轮、20为张紧轮、21为游梁、22为前驴头、23为尾梁、24为系统刹车装置、25为后驴头、26为柔性件、27为后驴头应力弧、28为连杆、29为横向承力支架、30为传动齿轮、31为天轮支座、32为机架辅体、33为负载平衡重承载机构、34为机架主体、35为负载平衡重防摆装置、36为天轮、37为固定负载平衡重体、38为活动负载平衡重体、39为拖动轮、40为柔性件悬挂固定装置、41为固定曲柄平衡重体、42为活动曲柄平衡重体、43为曲柄平衡重承载机构、44为箱座、45为曲柄对称中心线、46为抽油杆卡紧装置、47为天轮轴、48为传动铰接点。
五、具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步的描述：
如附图1所示，为最大限度的减小系统在运行过程中的传动损耗，在安装相应井位上的各单井采油设备时，应尽可能将各单井采油设备的首尾朝向调整至相同或相近，系统中的每台单井采油设备配置一台丛式井传动箱1，丛式井传动箱1的传动轴由包含丛式井传动箱主动轴2与丛式井传动箱联动轴3在内的至少两根传动轴组成，各丛式井传动箱1之间通过丛式井串联轴6与丛式井传动箱联动轴3串联连接，所述的丛式井串联轴6选用具有较强抗扭转结构的诸如钢管、工字钢等之类的管材或型材，系统中的各单井采油设备通过丛式井载荷互平衡传动机构以相差一定相位角的方式连成一个整体，电机9通过对系统的至少一台丛式井传动箱1当中的丛式井传动箱主动轴2进行驱动，进而带动与丛式井传动箱联动轴3串联的丛式井串联轴6旋转，并由此带动整个系统中的各单井采油设备正常工作。
为使系统内各单井采油设备间的动势能转换利用率达到最大化，操作人员在对系统的平衡状态做调节时，应遵循对各单井采油设备上的包括曲柄平衡重体、负载平衡重体在内的诸平衡重体以尽可能小的重量进行配置的原则，以使系统内的一部分单井采油设备在将其下行程的悬点势能最大限度的传递给丛式井串联轴6的同时，另一部分单井采油设备则能从丛式井串联轴6上吸收足够其上行程的悬点动能，以此大幅度降低设备在油液抽汲过程中的能耗浪费。
为最大限度降低由于钻井、安装、地基下陷等原因造成尺寸偏差而导致传动故障的发生率，附图1所示的凡采用柔性传动组件的单井采油设备将有两项预防性措施：一是连接丛式井串联轴6与丛式井传动箱联动轴3所用的联轴器4可以选择具有一定轴向伸缩和转角偏移功能的十字万向节联轴器及其类似部件，二是在固定丛式井传动箱1的箱座44上预留便于丛式井传动箱1前后位移的长条形安装孔。
为确保生产的绝对安全，如附图1所示，本实用新型所涉及的运行系统将采取设置包括系统刹车装置24与单机刹车装置14在内的保护措施，以防止产生机毁人伤等恶劣事故的产生。
如附图2、附图3所示，与减速器7为一体结构的丛式井传动箱1的传动轴由包括丛式井传动箱主动轴2、丛式井传动箱联动轴3、单机运行主动轴5、单机运行输出轴8在内的至少四根传动轴组成，丛式井传动箱联动轴3与单机运行输出轴8处于丛式井传动箱1中诸传动轴的两侧，丛式井传动箱主动轴2与单机运行主动轴5居于丛式井传动箱联动轴3与单机运行输出轴8之间，丛式井传动箱主动轴2与单机运行主动轴5上各自都安装有至少两副传动齿轮30，丛式井传动箱联动轴3与单机运行输出轴8上分别安装有至少一副传动齿轮30，这样的结构设计既可确保各传动轴在相互啮合过程中实现力矩的刚性传动，又能根据实际需要方便选取各轴之间的传动比。
并不是所有安装在丛式井传动箱主动轴2端头的丛式井传动箱主动轮12或联轴器4都需要与电机相连，实际上在系统正常运行时，真正能为整个系统提供驱动动力的电机9的数量常常只有一台或少数几台，其它相当一部分安装在丛式井传动箱主动轴2端头的丛式井传动箱主动轮12或联轴器4都是处于备用状态。
为避免系统中的一口井或少数几口井因故发生停机，导致整个系统长时间都处于停机状态而直接影响正常生产情况的发生，本实用新型可采取如附图3所示的解决方案：通过设在丛式井传动箱主动轴2与单机运行主动轴5之间的离合装置11，及时切断需要暂时退出系统的单井采油设备的传动轴与丛式井载荷互平衡传动机构的连接，并运用调整系统内部其它单井采油设备的诸平衡重体相应的重量、位置以及调整系统内部分单井采油设备的相位角等方式来迅速恢复业已被打破的系统平衡，该设在丛式井传动箱主动轴2与单机运行主动轴5之间的离合装置11不限结构形式，既可为滑移齿轮式离合器，也可为啮合式离合器，抑或为摩擦式离合器。
对确已不适宜在系统内联动运行的丛式井中的个别单井采油设备，通过离合装置11在切断其相应的传动轴与丛式井载荷互平衡传动机构间的连接后，可按常规单井抽油机的配置在单机运行主动轴5上连接用于驱动单井采油设备正常运行的电机9，采用该种技术措施既能确保系统中的个别单井采油设备在脱离系统后不会对整个系统的运行产生影响，又可保证从系统分离出来的单井采油设备依然能够正常工作，这正是本实施例刻意在丛式井传动箱主动轴2两侧分别安装丛式井传动箱主动轮12与系统刹车装置24，而在单机运行主动轴5的两端又分别安装有单机运行主动轮13与单机刹车装置14的意图所在。
如附图4所示，与减速器7为相互独立结构的丛式井传动箱1的传动轴由包含丛式井传动箱主动轴2与丛式井传动箱联动轴3在内的至少两根传动轴组成，各传动轴之间通过安装在其上的传动齿轮30相啮，诸丛式井传动箱1有序安装在诸减速器的后端，其中的一台或少数几台丛式井传动箱1的丛式井传动箱主动轴2的一端通过安装在其上的丛式井传动箱主动轮12与电机9相连，丛式井传动箱主动轴2的另一端安装与减速器主动轮19相连的丛式井传动箱输出轮16，为防止丛式井传动箱输出轮16与减速器主动轮19若采用皮带连接有可能出现皮带打滑从而造成丛式井传动箱主动轴2与减速器主动轴17之间发生相位偏移，进而对系统的正常运行产生负面影响，本实施例在具体实施时原则上建议在丛式井传动箱输出轮16与减速器主动轮19之间采用链传动为佳。
与丛式井传动箱1互为独立的减速器7的结构与安装在其上的各部件的作用与功能大多已为公知，在此不多赘述。
需要特别指出的是：与上述实施例同样是基于不因个别单井采油设备的退出而会对整个系统的正常运行以及对已退出系统的单井采油设备的独立运行双双产生不利影响方面的考虑，如附图4所示的实施例依然采取在丛式井传动箱主动轴2与减速器主动轴17之间设置安装离合装置11或通过使用传动带、传动链来实现离合功效的技术方案。在丛式井传动箱输出轮16与减速器主动轮19之间设置张紧轮20，犹如附图1所示的实施例中的陈述，与在箱座44上预留便于丛式井传动箱1前后位移的长条形安装孔具有异曲同工之处，都是便于前后调节丛式井传动箱1的固定位置，最大限度的减少丛式井串联轴6在连接各丛式井传动箱1中的丛式井传动箱联动轴3时会不可避免出现的斜转角，尽最大可能的提高丛式井串联轴6在系统运行过程中的传动效率。
如附图5、附图6、附图7、附图8所示，系统所采用的单井采油设备基本不受过多机械结构类型的限制，尤以游梁式结构抽油机与无梁式天轮结构抽油机为最常见，该两种常见机械结构类型的抽油机的动力拖动组件都分别存在刚性组件与柔性组件之分。
如附图5所示，采用刚性组件接受动力拖动的游梁式结构抽油机的游梁21通过连杆28及横向承力支架29等部件与曲柄15铰接，置于游梁21后端的尾梁23下偏于游梁21，在尾梁23的末端安装有负载平衡重装置，该结构设计则利用调径变矩原理，可有效降低单机在运行过程中的无谓功耗峰(谷)值。
如附图6所示，采用柔性组件接受动力拖动的游梁式结构抽油机的游梁21通过设置在其后端的后驴头25、柔性件26及横向承力支架29等部件连接曲柄15，本实施例只所以将与柔性件26相触的后驴头应力弧27设计为异形平滑弧面，并在此基础上又提出了另外一种在后驴头应力弧27上设置链齿的技术替代方案，则是为了确保缠绕在后驴头25上的柔性件26在曲柄15的作用下拖动后驴头25做上下变矩运行时，能更有效的使作用在柔性件26与后驴头应力弧27张合位置处的平衡负荷力矩发挥到极致。
如附图7所示，采用刚性组件接受动力拖动的无梁式天轮结构抽油机的天轮36通过连杆28等部件与曲柄15铰接，除了天轮36的形状为常规的圆形轮、数量为常见的单轮外，本实施例中的天轮36形状由圆形轮与偏心异形弧轮组合而成，抽油杆卡紧装置46通过柔性件26悬挂在圆形轮的前端，而负载平衡重装置则通过柔性件26悬挂在具有调径变矩功能的偏心异形弧轮的后端，为防止负载平衡重装置在上下运行过程中出现不必要的左右前后摇摆，保证负载平衡重装置上下运行平稳，本实施例为此设计了一套由防摆轮与防摆杆共同组成的负载平衡重防摆装置35。
如附图8所示，采用柔性组件接受动力拖动的无梁式天轮结构抽油机的天轮36通过与天轮36同轴不同径的拖动轮39、柔性件26及横向承力支架29等部件连接曲柄15，本实施例中的拖动轮39为与异形弧面轮可相互替代的异弧形齿轮，使用该轮的目的是为了使缠绕在拖动轮39上的柔性件26在曲柄15的作用下拖动拖动轮39做往复旋转时，作用在柔性件26与拖动轮39动态张合位置间的力矩效果比异弧形面轮会更高。
如附图7、附图8所示，实施例中的无梁式天轮结构抽油机采用立管机架主体佐以斜拉筋的设计结构，在机架辅体32与机架主体34之间采用活套结构和紧固件相结合的方式连接，为确保机架辅体32承载天轮36牢靠，在机架辅体32的下方铰接了一副安装在抽油机底座上的支撑杆，该种连接方式既有节省设备制造材料方面的因素考虑，同时也是为了井位维修便利，不致使天轮36届时避让井口困难。当油井需要维修时，只需将连接机架辅体32与机架主体34之间以及支撑杆与抽油机底座之间的紧固螺丝松开，将机架辅体32以机架主体34为轴心，旋转一定角度即可实现天轮避让井口的目的，这也使得以往安装在井位上的无梁式天轮结构抽油机在面对修井时，所采取的措施并不仅仅局限于单靠位移天轮在机架辅体的相对位置这一种方案可供选择。
如附图5、附图7、附图8所示，为调参方便，图中所显示的实施例皆采用了负载平衡重承载机构33在其腔体中同时承载有固定负载平衡重体37与活动负载平衡重体38的技术方案，该实施方案有利于提高生产效率，减小井场养护人员的劳动强度。
如附图9所示，曲柄平衡重承载机构43上设有用于方便固定和装卸活动曲柄平衡重体42的槽档，曲柄平衡重承载机构43与固定曲柄平衡重体41合二为一，曲柄平衡重承载机构43通过齿啮合与紧固件相结合的方式与曲柄15连接，曲柄15与动力传动组件之间的传动铰接点48设在曲柄平衡重体重心偏离曲柄对称中心线45一定角度的位置处，以形成异相曲柄，能有效降低输出轴的净扭矩峰值，提高电动机功率利用率和运行效率，具有显著的节能效果。
如附图10所示，在拖动轮36上只所以设置多个用于缠绕柔性件26的柔性件悬挂固定装置40，则是为了应对设备在需要改变冲程时所采取的一种确保拖动轮36与柔性件26在动态张合过程中能够使平衡负荷的力矩达到最大化的技术方案，该方案可显著降低设备配备电机9的功率。
本实用新型凡涉及明显特征功能和作用的装置、机构、部件、技术以及不对其它尚在有效保护期内的专利构成侵权的措施，既可根据现场的实际井况互为替用和相互组合，也可根据现场的实际井况做相应的增减调整，将不受上述实施例缺述、附图缺画或所示附图具体形状与结构的限制。如：动力驱动系统一旦出现故障，将会导致整个丛式井场的设备全部停机，通常情况下的做法是先将有故障的电机拆除，待安装上新的电机之后，才能恢复系统运行，本实用新型可采用一用一备或N用n备的电机配置方案，当一台电机出力不足或发生故障时，可即可启动备用电机，以提高生产效率。另外再如：当面对需要大功率电机拖动的抽油系统以及面临产液量不饱和的井况时，为使系统启动平稳、提高泵效，可在系统中添置软启动装置及其变频装置或将常规电机替换成可调速的永磁电机。又如：为防止人或畜在系统运行时进入丛式井串联轴的旋转区域发生意外，可在丛式井串联轴周围设置标识有明显安全警示标志的全封闭防护栏。还如：为防止负载平衡重装置有可能出现失重导致其自由下滑发生不测，可考虑在负载平衡重装置的下方设置一套安全防撞缓冲机构。