气动平衡抽油机的自补气气包.pdf

本实用新型是对现有石油开采用气动平衡抽油机气包的一种改进，新的气包具有自动充气、补气功能，以便保证气包在工作中所需要的工作气压。它适用于各种型号的气动平衡抽油机。它在原活塞上增设一个排出单向阀；气缸下端增设了带有收入单向阀和密封结构的调节套。从而把原活塞下部的无用空间改为一个能向气包进行自动充气、补气的装置。简化了原气动平衡抽油机的结构；减少了故障环节，降低了制造成本。

权利要求书
1、  一种用于石油开采的气动平衡抽油机的自补气气包，它包括气包(4)、装于气包(4)内的气缸(3)、活塞(1)、活塞杆(2)、活塞密封(14)和锁紧螺母(15)以及与气包(4)相接的气包密封(6)，本实用新型的特征在于它还包括排出单向阀(13)、调节套(5)、吸入单向阀(10)、盖(7)和调节手把(9)；排出单向阀、调节套和吸入单向阀均安装于气缸(3)内、且排出单向阀置于活塞(1)内，吸入单向阀置于调节套内，同时在调节套上置有调节套密封(11)、(11′)。

2、  根据权利要求1所述的自补气气包，其特征是调节套（5）上设有安装吸入单向阀的螺纹孔、安装调节手把的螺纹孔、调节螺纹及保证气缸与大气之间密封的内外密封槽。

3、  根据权利要求1所述的自补气气包，其特征是活塞杆（2）具有活塞（1）和调节套（5）两个支承点。

4、  根据权利要求1所述的自补气气包，其特征是盖（7）上设有进气孔（8），其数目为2～8个。

说明书本实用新型是对现有石油开采用气动平衡抽油机气包的一种改进，新的气包具有自动充气、补气功能，以便保证气包在工作中所需要的工作气压。它适用于各种型号的气动平衡抽油机。
气动平衡抽油机利用气包中气压的变化来平衡抽油机的波动载荷。重量轻，节能效果显著，有着广泛的市场。近年我国也已研制成功，其工作原理是在抽油机游梁和底座之间增加一个带有气缸、活塞、活塞杆的气包。当游梁上升时，活塞受气包中高压空气的推动，向气包下端移动，从而协助游梁向上对抽油机作功。当游梁下行时，通过活塞和气包的相对运动，游梁对气包中的压缩空气作功，借此来平衡游梁在上下运动时的不平衡载荷，同时可保证气包具有所需要的工作压力，并补充气包在工作中漏失的气体。目前，国内外都是采用一台气平衡抽油机配备一台电动压风机组、一套自动补气系统及其附件来实现的。这种充气，补气方式，因为充气只是在抽油机起用时使用一次，以后只是补充漏失的压缩空气，需要开动次数少，时间短，该部分设备的利用率低，同时气路管线和气动元件，在严寒季节有发生冻结的危险。
本实用新型的目的是将现有气动平衡抽油机气包中活塞下端的无用空间，用加装单向阀和调节套的方法将其改成一个能向气包充气的 压气室。当活塞上下运动时，即可完成吸入、压缩、排出的功能，从而不用空压机、压力控制器、管路及其附件，就能自动给气包提供和补充所需的高压空气。
本实用新型是这样实现的：因为原气包内部设有气缸、活塞、活塞杆及其他附属元件。其中活塞上部与气包相通，是气包的一部分，处于高压状态。活塞的下部与大气相通。气缸的下端设一油池，以润滑活塞的长裙部分，活塞加设长裙部分是为了对活塞起导向和扶正作用。而气包上端通过铰链与抽油机的游梁相连接。下端通过活塞杆与抽油机的底座相连接。
现将原气缸下端加设一个调节套，调节套上设有安装吸入单向阀的螺纹孔、安装调节手把的螺纹孔、调节螺纹及保证气缸与大气之间密封的内外密封槽。调节套有四个作用：一是利用它的密封结构，在活塞和调节套之间形成一个压气室；二是利用调节套上的吸入单向阀，以保证大气只能单向流入上述压气室；三是调节套可对上述压气室的最小空间进行适量的调整（指大小）；四是从整体结构上看调节套是活塞杆（承受拉压变载荷的杆）的一个支承点，而活塞是其另一个支承点。因活塞杆具有活塞和调节套两个支承点，故活塞可以不用加设扶正和导向的长裙部分。为此原活塞的长度可以缩短一半，并可使原气包的长度约缩短10％。
此外，再在活塞上增设排出单向阀，它能保证活塞和调节套之间 的压缩空气只能单向排入活塞上部的气包中，实现了向气包进行充气或补气。
上述的吸入、排出单向阀可以按气包型号的大小选用开启压力小于0.3kgf／cm2的各种通用单向阀结构。
按上述结构构成的气动平衡抽油机的自补气气包，其工作过程是这样的：当游梁带动气包向下运动时，活塞由气缸的下端向上运动，排出单向阀在气包高压空气的作用下关闭，吸入单向阀因压气室内压力降低而被外界大气打开，压气室进气。而气包内的气体因活塞上行受到压缩，压力升高，此时气包在储存能量。当气包随同游梁上行时，气包储存的能量将协助游梁向上做功；同时，活塞从气缸上端向下运动，吸入单向阀自动关闭，排出单向阀因气包与压气室之间的压差作用，也处于关闭状态。压气室的空气受到压缩，气压逐渐升高，一直达到所标定的气包压力。如果气包中压缩气体没有漏失，压气室中压力不会高于气包中压力，排出单向阀就不可能打开，也就不会向气包补气。如果气包有漏失，其压力将下降，低于要求值，则压气室中压力高于气包中压力，排出单向阀就可在气体压差作用下被打开，压气室向气包中补气，直到标定压力为止。由此完成向气包自补（充）气过程。
本实用新型同现有技术相比，可减化整机的以下结构和重量：如免去现有气动平衡抽油机所配的一台空压机、压力控制器、管路 及其附件；免去气缸下部油池及油位指示器，缩短了原活塞和气包长度。从而简化了结构、减少了故障环节、降低了制造成本，提高了可靠性。
下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
图1是气动平衡抽油机自补气气包结构的纵向剖面图。
图2是吸入、排出单向阀的纵向剖面图。
图3是另一种吸入、排出单向阀的纵向剖面图。
参照图1，气动平衡抽油机的自补气气包（4）是一个园柱形压力容器，其内部装有气缸（3）、活塞（1）、活塞杆（2）、调节套（5）等，它们的长度和其他主要尺寸，应根据抽油机的型号和冲程需要选定。如CYJ5－2.5－26（H）Q型气动平衡抽油机自补气气包（4）的内径可为φ600mm，长度是2520mm，气缸（3）的内径可为φ250mm，长2025mm。气包（4）的上端A与抽油机游梁相连接，下端靠气包密封（6）用螺栓同气缸（3）连接。按图1所示，在活塞（1）上安装活塞密封（14）、排出单向阀（13）、活塞杆（2），锁紧螺母（15）后，整体装入气缸（3）中。在调节套（5）上安装调节套内外密封（11）、（11′）、吸入单向阀（10）、盖（7）、调节手把（9）后，整体串上活塞杆（2），装入气缸（3），并用螺栓将盖（7）与气缸（3）紧固在一起。调整调节手把（9）使压气室达到要求值。最后再将活塞杆（2）的下端B与抽油机底座接起来。盖（7）上设有二到八个进气孔（8），是空气通道。
安装好的自补气（充气）气包（4），在抽油机启动、运动之中，气包（4）在游梁的带动下，随同游梁不断地上下往复运动。当气包（4）下行时，活塞（1）在气缸（3）内向上运动，活塞（1）上部的气体受到压缩，排出单向阀处于关闭状态，气包中压力上升，能量开始在气包中存储；而压气室（12）的体积开始增大，吸入单向阀打开，压气室（12）吸入外界空气。当气包（4）上行时，活塞（1）在气缸（3）内向下运动，活塞（1）上部的高压气体膨胀，气包开始向外释放能量，而压气室（12）的体积开始减小，吸入单向阀（10）关闭，压气室（12）中空气受到压缩而压力升高，其最高值可略高于气包（4）的标定压力。若此时气包（4）因气体漏失压力低于标定压力，则排出单向阀（13）将在压差作用下被打开，压气室中空气即可进入活塞（1）上部的气包（4）中，    直到气包（4）中的压力达到标定压力为止。若此时气包中压力不低于标定压力，则不需要补气，压气室压力小于或等于气包压力，排出单向阀将不会打开。
参照图2、图3，这是两种不同结构的通用单向阀，它们均适于做本实用新型中的吸入、排出单向阀。