CN101629483A - 功率平衡抽油机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种功率平衡抽油机。主要解决现有抽油机运动性能差，载荷波动大，耗能高，调参数及调平衡强度较大的问题。其特征在于：减速器通过主输出轴带动抽油曲柄，通过副输出轴带动功率平衡重曲柄，且副输出轴的转速为主输出轴转数的2倍，在抽油曲柄上死点位置功率平衡重曲柄相对于抽油曲柄滞后90°角，在抽油曲柄下死点位置功率平衡重曲柄相对于抽油曲柄超前90°角；而抽油柔性绳依次绕过井口支架上端的抽油链轮及曲柄上的曲柄链轮后固定于铰链座上，铰链座固定于连杆上，连杆的两端分别固定于机架及井口支架上。该抽油机运行平稳、结构简单，参数和平衡调节方便，电动机功率、减速机扭矩及载荷波动平稳。
Description
技术领域
本发明涉及油田采油领域中所用的举升装置，具体地说涉及一种功率平衡抽油机。
背景技术
抽油机采油是我国油田生产的主要手段，约占机采井的90％以上。目前游梁式抽油机采油过程中存在的主要问题是系统效率低，平均效率约在23％左右。其主要原因是功率传递环节多、功能单一、尺寸和自重较大，从而需要大功率电机，耗能量较高，而有效负载率低。另外由于结构复杂繁琐，整体尺寸偏大，调参数及调平衡强度较大。同时电机在抽油机上下冲程的上下死点处输出功率为零，电机不做功，电动机输出功率及减速机扭矩波动较大，如附图3所示当没有配置平衡重时电机的输出功率图，在抽油曲柄上下死点位置，电机输出功率为零且波动较大；附图4所示为常规抽油机配置负荷配重后电机的输出功率图，尽管输出功率波动有所减小，但抽油曲柄上下死点位置，电机输出功率仍然为零，整套抽油系统的运动平稳性仍然较差，从而影响电机的使用寿命。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种运行平稳、有效负载率高，调参数及调平衡方便省力的功率平衡抽油机，该抽油机电动机输出功率及载荷波动平稳，结构简单，耗能低，调参数及调平衡方便省力。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种功率平衡抽油机，包括井口支架，抽油柔性绳，固定于机架上的减速器，所述的减速器通过主输出轴带动抽油曲柄，通过副输出轴带动功率平衡重曲柄，抽油曲柄上及功率平衡重曲柄上分别固定负荷配重及功率平衡配重，且副输出轴的转速为主输出轴转数的2倍，在抽油曲柄上死点位置功率平衡重曲柄相对于抽油曲柄滞后90°角，在抽油曲柄下死点位置功率平衡重曲柄相对于抽油曲柄超前90°角；抽油柔性绳绕过井口支架上端的抽油链轮及抽油曲柄上的曲柄链轮后固定于铰链座上，铰链座固定于连杆上，连杆的两端分别固定于机架及井口支架上。
本发明的有益效果是：由于该功率平衡抽油机采用上述技术方案，利用双输出轴减速器带动抽油曲柄及与之相差90°的功率平衡重曲柄的旋转，并通过抽油柔性绳带动抽油泵的上下往复运动，使电动机输出功率曲线比常规抽油机输出功率曲线的波动变小，电动机输出功率及载荷波动趋于平稳，抽油过程中在曲柄的上下死点位置电机输出功率不存在零点，始终做有效正功，从而实现了功率平衡。抽油柔性绳一端连接井下抽油泵，另一端依次绕过井口支架上端的抽油链轮及抽油曲柄上的曲柄链轮后固定定于铰链座上，实现了4倍冲程，且直接传递动力，减少了中间的传递环节，降低了能耗，有效负荷率增加。机架采用轻型平衡结构，使抽油机整体结构简单，通过调节抽油曲柄上的曲柄链轮位置来调整冲程参数，结构简单且调参数方便，机组的一次性投资降低。
附图说明
附图1为本发明的结构示意图；
附图2为减速器4与电机14的位置关系示意图；
附图3为常规油梁式抽油机没有配置负荷配重的电机输出功率图；
附图4为常规油梁式抽油机配置负荷配重后的电机输出功率图；
附图5为本发明的电机输出功率图。
图中1-功率平衡重曲柄 2-曲柄链轮 3-抽油曲柄 4-减速器5-机架 6-铰链座 7-抽油柔性绳 8-井口支架 10-曲柄负荷配重11-抽油链轮 12-功率平衡配重 13-电机 14-减速器主输出轴 15-减速器副输出轴附
附图3为未加曲柄配重10及功率平衡配重12的电机输出功率图；
附图4为只加曲柄配重10时的电机输出功率图；
附图5为加功率平衡配重12时的电机输出功率图；
附图2至附图5中，横轴为抽油曲柄转角，单位为度；纵轴为电机输出功率，单位为瓦。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
由附图1至附图5所示，该功率平衡抽油机包括电机13，减速器4，机架5，抽油曲柄3，功率平衡重曲柄1，负荷配重10，功率平衡配重12，抽油柔性绳7及连杆9等。所述的机架5下部固定电机13并使其连接减速器4，减速器4具有主输出轴14及副输出轴15，主输出轴14上固定抽油曲柄3，抽油曲柄3上固定负荷配重10并带动负荷配重10作圆周转动，副输出轴15上固定功率平衡重曲柄1，功率平衡重曲柄1上固定功率平衡配重12，并带动功率平衡配重12作圆周运动如附图2所示，并使功率平衡重曲柄1旋转速度为抽油曲柄3旋转速度的2倍，在抽油曲柄3上死点位置功率平衡重曲柄1相对于抽油曲柄3滞后90°角，在抽油曲柄3下死点位置功率平衡重曲柄1相对于抽油曲柄3超前90°角，通过功率平衡重12的转动实现电机13输出功率平衡，使电机13输出功率比常规抽油机输出功率的波动及载荷趋于平稳，电机13抽油过程中在抽油曲柄3的上下死点位置输出功率不为零，始终做有效正功，功率平衡重12在抽油过程中起到辅助抽油的作用，且功率平衡重12做的功与电机13做的功相互平衡。由附图5所示为在有曲柄负荷配重10的基础上，增加功率平衡重12的电机输出功率图，与附图3及附图4比较可以看出，电机13输出功率曲线波动趋于平稳且没有零点，且由于功率平衡重曲柄1与抽油曲柄3在抽油曲柄3的上下死点处成90°角，使启动更加平稳。机架5与井口支架8之间固定连杆9，连杆9上固定铰链座6，抽油柔性绳7一端与井下泵连接，另一端依次绕过井口支架8上端的抽油链轮11及抽油曲柄上的曲柄链轮2后锁定于铰链座6上，实现了4倍冲程；机架5固定于基础之上，相对于减速器4的主输出轴为左右对称结构，并采用轻型平衡结构，使抽油机整体结构简单，通过调节曲柄链轮2在抽油曲柄3上的位置来调整冲程参数，参数调节简单方便，整个抽油机机组的一次性投资降低。
Claims (1)
1、一种功率平衡抽油机，包括井口支架(8)，抽油柔性绳(7)，固定于机架(5)上的减速器(4)，其特征在于：减速器(4)通过主输出轴(14)带动抽油曲柄(3)，通过副输出轴(15)带动功率平衡重曲柄(1)，抽油曲柄(3)上及功率平衡重曲柄(1)上分别固定负荷配重(10)及功率平衡配重(12)，且副输出轴(15)的转速为主输出轴(14)转数的2倍，在抽油曲柄(3)上死点位置功率平衡重曲柄(1)相对于抽油曲柄(3)滞后90°角，在抽油曲柄(3)下死点位置功率平衡重曲柄(1)相对于抽油曲柄(3)超前90°角；而抽油柔性绳(7)绕过井口支架(8)上端的抽油链轮(11)及抽油曲柄上的曲柄链轮(2)后固定于铰链座(6)上，铰链座(6)固定于连杆(9)上，连杆(9)的两端分别固定与机架(5)及井口支架(8)上。
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