CN102230368A - 滑块式正扭矩抽油机 - Google Patents

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CN102230368A CN2011101593462A CN201110159346A CN102230368A CN 102230368 A CN102230368 A CN 102230368A CN 2011101593462 A CN2011101593462 A CN 2011101593462A CN 201110159346 A CN201110159346 A CN 201110159346A CN 102230368 A CN102230368 A CN 102230368A
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韩修廷
孙盛祥
李俊亮
张敬波
伊莲娜
李永祥
李静
徐金超
李娟�
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China University of Petroleum East China
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DAQING DAHUA HONGYE PETROLEUM ENGINEERING TECHNOLOGY Co Ltd
China University of Petroleum East China
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Abstract

一种滑块式正扭矩抽油机。主要解决现有的抽油机能耗大、电机功率和减速器输出轴扭矩大的问题。其特征在于:所述的支架(15)上垂直方向设有导轨(14),所述的减速器(3)通过抽油曲柄(4)连接增速器(5)的输入轴,增速器(5)的输出轴连接二级平衡重(6),且增速器(5)的输出轴的转速是输入轴转速的二倍,二级平衡重(6)与抽油曲柄(4)之间有滞后角θ,增速器(5)箱体上部连接有支杆(7),支杆(7)的另一端连接可沿导轨(14)上下滑动的滑块(8),柔性抽油绳(13)绕过滑块(8)上部的动滑轮(11)后另一端固定在横梁(10)上。该滑块式正扭矩抽油机具有能耗小、减速器输出扭矩不存在负值、波动小的特点。

Description

滑块式正扭矩抽油机
技术领域
 本发明涉及油田采油领域,具体的说是一种滑块式正扭矩抽油机。
背景技术
 目前,国内外油田采油技术包括柱塞泵、螺杆泵、电潜泵、水力泵、气举等。其中,抽油机井系统在各类人工举升采油方法中居于首要地位。目前的抽油机井系统,由于抽油载荷时刻变化,而平衡配重不能和抽油载荷做完全一致的变化,绝大部分抽油机的配重严重不平衡,使得平衡率低,即上下冲程扭矩峰值的比值大,电机功率和减速器输出轴扭矩波动大,且存在负值,则需要电动机提供的动力大;并且抽油机的起动扭矩很大,惯性也很大,从而造成较大的冲击电流,冲击电流不仅浪费掉大量的电能,而且严重威胁到设备的安全。
发明内容
为了克服现有的抽油机能耗大、电机功率和减速器输出轴扭矩波动大且存在负值的不足,本发明提供一种滑块式正扭矩抽油机,该滑块式正扭矩抽油机具有能耗小、减速器输出扭矩不存在负值、波动小的特点。
本发明的技术方案是:一种滑块式正扭矩抽油机,包括横梁、减速器、支架、一端连接井下抽油泵的柔性抽油绳,所述的支架上垂直方向设有导轨,所述的减速器通过抽油曲柄连接增速器的输入轴,增速器的输出轴连接二级平衡重,且增速器的输出轴的转速是输入轴转速的二倍,二级平衡重与抽油曲柄之间有滞后角θ,增速器箱体上部连接有支杆,支杆的另一端连接可沿导轨上下滑动的滑块,柔性抽油绳绕过滑块上部的动滑轮后另一端固定在横梁左端。 
本发明具有如下有益效果:由于采取上述方案,减速器转动带动二级平衡重转动,通过支杆带动滑块上下滑动,滑块为一级平衡重,采用直接平衡方式,平衡度高且调参容易;二级平衡重又实现二级平衡,平衡掉一次平衡后扭矩的负值部分;增速器的输出轴的转速是输入轴转速的二倍,即二级平衡重与滑块的扭矩变化周期是悬点载荷变化周期的一半,可以更有效的平衡掉减速器扭矩的最小值和最大值,使减速器输出轴扭矩波动平稳,且不存在负值,使平衡度更高,达到了节能降耗的目的。 
附图说明:
图1是本发明的主视图;
图2是本发明的左视图;
图3是本发明的扭矩曲线图,其中曲线a是悬点载荷扭矩,曲线b是一级平衡重扭矩,曲线c是一次平衡后减速器扭矩,曲线d是二次平衡后减速器扭矩,曲线e是二级平衡重扭矩。
图中1-电机,2-皮带,3-减速器,4-抽油曲柄,5-增速器,6-二级平衡重,7-支杆,8-滑块,9-锁紧座,10-横梁,11-动滑轮,12-导轮,13-柔性绳,14-导轨,15-支架。
具体实施方式:
下面结合附图对本发明作进一步说明:
由图1、图2所示,一种滑块式正扭矩抽油机,包括支架15、横梁10、减速器3、柔性抽油绳13,支架15面向电机一侧的侧面垂直方向固定有导轨14。电机1通过皮带2连接减速器3,所述的减速器3通过抽油曲柄4连接增速器5的输入轴,增速器5的输出轴两端分别连接二级平衡重6,增速器5的输入轴与输出轴之间可采用齿轮传动或链条传动等方式,使输出轴的转速是输入轴转速的二倍,并且二级平衡重6与抽油曲柄4之间存在一定的滞后角θ,不同井况的θ角不同,θ角的大小和悬点的运动规律、一次平衡重运动规律、抽油井摩擦、震动等因素均有关,具体根据各井的井况来确定。增速器8箱体上部连接有支杆7,支杆7的另一端连接滑块8,滑块8可沿导轨14上下滑动,且滑块8上部设置有动滑轮11,横梁10右端上部对应井口处固定有导轮12,横梁10左端下部固定有锁紧座9,柔性抽油绳13一端连接井下抽油泵,另一商绕过导轮12、动滑轮11后固定在锁紧座9上。
抽油机工作时,电机1将高速旋转运动通过皮带2和减速箱3传递给抽油曲柄4,带动抽油曲柄4旋转作圆周运动,抽油曲柄4通过增速器5带动二级平衡重6转动,且增速器5带动支杆7使滑块8滑导轨14做往复式直线运动,再通过柔性抽油绳3和滑轮组将动力传递给井下抽油泵,带动其进行往复抽油。其中滑块8为一级平衡重,采用直接平衡的方式,使一级平衡重运动规律与悬点运动规律大致相同,平衡度高;并且其内部可采用空心,可以根据具体井况随时加、减内部填充物的重量,从而增加或减少配重的重量,调参容易;由于一次平衡后电机功率和减速器输出轴扭矩仍存在负值,如图3所示,曲线a是悬点载荷扭矩,曲线b是一级平衡重扭矩,曲线c是一次平衡后减速器扭矩,由图可知,一次平衡后减速器扭矩(曲线c)仍然存在负值,这时二级平衡重6进行二次平衡,曲线e是二级平衡重扭矩,由于二级平衡重6与抽油曲柄4存在一定的滞后角θ,二次平衡扭矩平衡掉一次平衡后扭矩的负值部分,曲线d是二次平衡后减速器扭矩,可知最终的减速器扭矩全部为正值,减速器输出轴扭矩波动平稳。同时,增速器5的输出轴的转速是输入轴转速的二倍,即滑块8上下运动的速度和二级平衡重6转动的速度是抽油曲柄4转动速度的二倍,也就是说一级平衡重滑块8和二级平衡重6扭矩变化周期是悬点载荷变化周期的一半,这样,可以更有效的平衡掉减速器扭矩的最小值和最大值,使平衡度更高。
该滑块式正扭矩抽油机为曲柄滑块机构运动,采用刚性传递和柔性传递相结合的传递方式,运动性能好,装机功率小,钢铁用量少;一次平衡采用直接平衡式,平衡度高且调参容易,二次平衡使电机功率和减速器输出轴扭矩波动平稳,且不存在负值,达到了节能降耗的目的。

Claims (1)

1.一种滑块式正扭矩抽油机,包括横梁(10)、减速器(3)、支架(15)、一端连接井下抽油泵的柔性抽油绳(13),其特征在于:所述的支架(15)上垂直方向设有导轨(14),所述的减速器(3)通过抽油曲柄(4)连接增速器(5)的输入轴,增速器(5)的输出轴连接二级平衡重(6),且增速器(5)的输出轴的转速是输入轴转速的二倍,二级平衡重(6)与抽油曲柄(4)之间有滞后角θ,增速器(5)箱体上部连接有支杆(7),支杆(7)的另一端连接可沿导轨(14)上下滑动的滑块(8),柔性抽油绳(13)绕过滑块(8)上部的动滑轮(11)后另一端固定在横梁(10)上。
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PB01 Publication
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