CN101929324B - 一种偏置式曲柄装置 - Google Patents

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陈永军
周奇才
干建辉
方世龙
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Jiangsu Xin Xin Group Co., Ltd.
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Jiangsu Shuangxin Petroleum Machinery Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种油田抽油机上拉动连杆的偏置式曲柄装置。它包括游梁后配重、游梁、驴头、悬绳器、连杆、曲柄平衡重、曲柄销、曲柄等构成。其特征在于抽油机的曲柄平衡重的重心与曲柄的轴中心连线和曲柄销中心与曲柄轴重心连线之间设有曲柄偏置角。本发明具有结构稳定、平衡效果好、扭矩波动小等优点。

Description

一种偏置式曲柄装置
技术领域
本发明涉及一种油田抽油机上拉动连杆的偏心式曲柄装置。适用于拉动驴头式抽油机游梁的曲柄。
背景技术
近年来，我国石油行业发展较快，目前，我国抽油机的保有量在10万台以上，电动机装机总容量在3500MW，每年耗电量逾百亿KW.h，抽油机运行效率在我国平均效率为25.96％，国外平均水平为30.05％，年节能潜力可达几十亿KW.h，可见我国的抽油机械存在能耗高、生产效率低、资源利用率低等状况，为了解决这个问题，我国近几年先后也设计制造了不少节能控油机，但在现场使用过程中通过连杆拉动游梁的曲柄在转动过程中出现转动死角，出现装置转动不均、电机消耗较大能量的情况。
发明内容
针对目前现有技术的不足，解决常规式游梁抽油机曲柄在转动过程中出现转动死角问题。本发明提供了一种偏置式曲柄装置。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案：它包游梁后配重、游梁、驴头、悬绳器、连杆、曲柄平衡重、曲柄销、曲柄等构成。其特征在于抽油机的曲柄平衡重的重心与曲柄的轴中心连线和曲柄销中心与曲柄轴重心连线之间设有曲柄偏置角。
本发明具有结构稳定、平衡效果好、扭矩波动小等优点。
附图说明
附图为本发明结构示意图。
附图中：1、游梁后配重，2、游梁，3、驴头，4、悬绳器，5、连杆，6、曲柄平衡重，7、曲柄销，8、曲柄。
具体实施方式
将本发明运用于游梁式抽油机之中，电动机经皮带传动到减速器，再经减速器输出轴带动曲柄8转动，曲柄8转动带动连杆5做连续圆周运动，通过横梁对游梁2的拉力和抽油杆对游梁2的拉力使驴头做往复的直线运动。其中抽油机在运行过程中游梁后配重1的重心的运动轨迹是一段圆弧，当重心处于游梁2回转中心的水平线上时，其重力矩最大；当重心靠近处于游梁2回转重心的垂直线时，其重力矩最小，也就是说在悬点下冲程时，游梁后配重1从低处抬到了高处，从而增加其位能，当悬点上冲程时，游梁后配重1自高处下落，把下冲程时储存的位能充分释放出来，帮助电动机做功，这就减少了电动机在上冲程时所需输出的能量。曲柄平衡重6的重心与曲柄8的轴中心连线和曲柄销7中心与曲柄轴重心连线之间设有曲柄偏置角。负荷扭矩TF(W-G)在一个工作循环中是一条非正弦曲线，正负峰值分别发生在曲柄8转角60°和300°左右。(以曲柄顺时针旋转为例)平衡力矩MsinΘ是以M为振幅的正弦曲线，峰值分别在90°和270°。由于负荷扭矩和平衡力矩的峰值发生点位置相差太大。所以，净扭矩曲线仍然变化幅度较大，且有明显的负值，为解决这一问题，除对抽油机几何参数进行优化，使负荷扭矩峰值移动外，在曲柄体上设置了一个曲柄偏置角，即平衡重中心线与曲柄对称中心线不重合存在一个偏置角，提高平衡效果，得到的净扭矩曲线峰值低，变化幅值小。由于电动机功率正比于减速器输出轴均方根扭矩，所以偏置机所需功率在相同土作条件下比常规机低。另一方面设置合适的游梁后配重1的初始相位，使平衡扭矩曲线与悬点载荷扭矩曲线达到较好的叠合，从而减小净扭矩峰值，减小均方根扭矩，达到节能的目的。经理论计算，节能效果可达30％左右。附图中悬绳器4、曲柄销7在抽油机安装和使用过程中分别承担支撑、控制和传动作用。
本发明中，抽油机的曲柄平衡重的重心与曲柄的轴中心连线和曲柄销中心与曲柄轴重心连线之间设有曲柄偏置角，这个角的存在主要因为改变参数后抽油机与下死点对应的曲柄位置比常规机“滞后”了一个相位角。这是为了平衡扭矩与载荷扭矩对齐。

Claims (1)

1.一种偏置式曲柄装置，其特征在于，包括游梁后配重、游梁、驴头、悬绳器、连杆、曲柄平衡重、曲柄销、曲柄，所述曲柄转动带动所述连杆做连续圆周运动，使所述驴头做往复的直线运动；其中，在运行过程中所述游梁后配重的重心的运动轨迹是一段圆弧，当重心处于所述游梁回转中心的水平线上时，其重力矩最大；当重心靠近处于所述游梁回转重心的垂直线时，其重力矩最小，所述游梁后配重从低处抬到了高处，从而增加其位能，当悬点上冲程时，所述游梁后配重自高处下落，把下冲程时储存的位能充分释放出来；所述曲柄平衡重的重心与所述曲柄的轴中心连线和所述曲柄销中心与所述曲柄轴重心连线之间设有曲柄偏置角，其中，负荷扭矩在一个工作循环中是一条非正弦曲线，正负峰值分别发生在曲柄转角60°和300°左右，当曲柄顺时针旋转时，平衡力矩MsinΘ是以M为振幅的正弦曲线，峰值分别在90°和270°；并且设置游梁后配重的初始相位，使平衡扭矩曲线与悬点载荷扭矩曲线重叠。
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Address after: 224751 Yancheng City Jianhu County Jiangsu province Jianyang Guanhua Industrial Park Road No. 888

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Address before: 224751 Yancheng City Jianhu County Jiangsu province Jianyang Guanhua Industrial Park Road No. 888

Patentee before: Jiangsu Shuangxin Petroleum Machinery Co., Ltd.

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Denomination of invention: An offset crank device

Effective date of registration: 20201215

Granted publication date: 20150826

Pledgee: Bank of China Limited Jianhu Branch

Pledgor: JIANGSU SHUANGXIN GROUP Co.,Ltd.

Registration number: Y2020320000245

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