CN102927197A - 双减速器复合平衡节能抽油机 - Google Patents

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梁宏宝
陈颖
刘强
李冰
王岩
赵玲
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Abstract

一种双减速器复合平衡节能抽油机，包括支架和支座，其特征在于支座上设有电机、行星减速器、伞齿轮减速器，电机驱动轴与行星减速器动力输入轴连接，行星减速器动力输出轴与伞齿轮减速器动力输入轴连接，伞齿轮减速器动力输出轴连接有曲柄，曲柄上设有一级平衡重，伞齿轮减速器动力输入轴延伸段连接有二级平衡重；支架顶端固定连接有柔性抽油绳，抽油绳绕过固定在曲柄上的绳轮后再绕过支架顶端设置的天轮与抽油杆连接；天轮上绕有平衡绳，平衡绳一端连接有三级平衡重，另一端固定在天轮上或抽油杆端对抽油杆施加提拉力；伞齿轮减速器减速比为2:1；解决了电机做负功的发电问题，并且总扭矩曲线比较平稳，减小了电机功率，实现了高效节能的目的。

Description

双减速器复合平衡节能抽油机
技术领域
本发明涉及一种石油开采用抽油机，具体涉及一种双减速器复合平衡节能抽油机。
背景技术
目前，在国内外油田采油领域游梁式抽油机应用较多，游梁式抽油机负载为冲击性交变载荷，游梁式抽油机在工作的一个周期中，抽油机的负载在上冲程和下冲程是不平衡的，虽然在游梁式抽油机中采用平衡重来改善这种不平衡状态，但由于油井的井下工况不同，且不断变化，存在负扭矩导致系统电机发电和系统低效。
由于悬点载荷为周期性交变载荷,悬点载荷在减速器曲柄轴上的扭矩曲线与曲柄平衡重产生的扭矩曲线的叠加曲线，这种曲柄轴上的净扭矩曲线波动很大,且有很大的负值出现。而普通的三相异步电动机输出的转速和扭矩基本上是恒定不变,所以为满足峰值扭矩的要求,抽油机不得不配用较大功率的电动机,造成电动机功率因数和工作效率降低，特别是负扭矩瞬间，电机发电电机效率更低。当电机转矩处于峰值位置及负扭矩区域时，电机的视在功率及有功功率绝对值均比较大，说明电机在负扭矩状态下发电且耗能较大，在峰值状态耗能也很严重。所以游梁式抽油机都存在的主要问题是装机功率大、系统效率低，电机功率和减速器输出轴扭矩波动大，存在较大负值。
发明内容
为了有效解决上述常规游梁式抽油机存在的问题，本发明提供了一种双减速器复合平衡节能抽油机，使抽油机减速器输出轴扭矩曲线更加平稳，解决电机发电的问题。
本发明采用的的技术方案是：一种双减速器复合平衡节能抽油机，包括支架和支座，其特征在于支座上设有电机、行星减速器、伞齿轮减速器，电机驱动轴与行星减速器动力输入轴连接，行星减速器动力输出轴与伞齿轮减速器动力输入轴连接，伞齿轮减速器动力输出轴连接有曲柄，曲柄上设有一级平衡重，伞齿轮减速器动力输入轴延伸段连接有二级平衡重；支架顶端固定连接有柔性抽油绳，抽油绳绕过固定在曲柄上的绳轮后再绕过支架顶端设置的天轮与抽油杆连接；天轮上绕有平衡绳，平衡绳一端连接有三级平衡重，另一端固定在天轮上或抽油杆端对抽油杆施加提拉力；伞齿轮减速器减速比为2:1。
所述的天轮为两个分别为小天轮和大天轮，抽油绳绕过固定在曲柄上的绳轮后通过改换挡板变为两根，再依次绕过小天轮和大天轮与抽油杆连接，三级平衡重连接的平衡绳依次绕过小天轮和大天轮后与抽油绳汇合连接在抽油杆上。
所述的电机、行星减速器和伞齿轮减速器间通过联轴器连接。
本发明在抽油上、下冲程中通过一级平衡重、二级平衡重、三级平衡重参与平衡后，在电机动力输出轴处叠加后的曲线更平稳，没有负值，解决了电机发电的问题，可以减小电机的功率节能降耗。
本发明的有益效果是：伞齿轮减速器同时连接着一级和二级平衡重，这样二个平衡重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，再加上柔性抽油绳连接的三级平衡重更使平衡度加高，采用迎合系统结构的井架也极大降低了悬点扭矩，悬点的最大速度和加速度的峰值都有大幅下降，最大悬点载荷降低，载荷波动变小；解决了电机做负功的发电问题，并且总扭矩曲线比较平稳，减小了电机功率，实现了高效节能的目的。
附图说明
图1为本发明实施例侧视结构示意图；
图2为本发明实施例上视结构示意图。
图中标号名称：1支架；2支座；3电机；4行星减速器；5伞齿轮减速器；6曲柄；7一级平衡重；8二级平衡重；9抽油绳；10绳轮；11平衡绳；12三级平衡重；13小天轮；14大天轮；15改换挡板。
具体实施方式
本发明实施例如图1、2所示，该双减速器复合平衡节能抽油机设有支架1和支座2，其特征在于支座2上设有电机3、行星减速器4、伞齿轮减速器5，电机3驱动轴通过联轴器与行星减速器4动力输入轴连接，行星减速器4动力输出轴通过联轴器与伞齿轮减速器5动力输入轴连接，伞齿轮减速器5动力输出轴连接有曲柄6，曲柄6上设有一级平衡重7，伞齿轮减速器5动力输入轴延伸段连接有二级平衡重8；伞齿轮减速器5减速比为2:1；支架1顶端固定连接有柔性抽油绳9，抽油绳9绕过固定在曲柄6上的绳轮10后通过改换挡板15变为两根，再依次绕过支架1顶端设置的天小天轮13和大天轮14与抽油杆连接；依次绕过小天轮13和大天轮14设有一平衡绳11，平衡绳11一端连接有三级平衡重12，另一端与抽油杆固定连接，对抽油杆施加提拉力。
本发明伞齿轮减速器同时连接着一级和二级平衡重，这样二个平衡重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，再加上柔性抽油绳连接的三级平衡重更使平衡度加高，采用迎合系统结构的井架也极大降低了悬点扭矩，悬点的最大速度和加速度的峰值都有大幅下降，最大悬点载荷降低，载荷波动变小；解决了电机做负功的发电问题，并且总扭矩曲线比较平稳，减小了电机额定功率，实现了高效节能的目的。
使用本发明本抽油机与常规抽油机相比,减速机构输出扭矩可以下降25%以上，减速器输出轴扭矩曲线波动变得平稳，不再存在负值扭矩，所以也提高了整个抽油系统的稳定性；消除了负功对电网的影响，输出轴扭矩幅值的减小，提高了电机的效率，节电率达到了30%多以上，同时还提高了电机与减速器的使用寿命。

Claims (3)

1.一种双减速器复合平衡节能抽油机，包括支架（1）和支座（2），其特征在于支座（2）上设有电机（3）、行星减速器（4）、伞齿轮减速器（5），电机（3）驱动轴与行星减速器（4）动力输入轴连接，行星减速器（4）动力输出轴与伞齿轮减速器（5）动力输入轴连接，伞齿轮减速器（5）动力输出轴连接有曲柄（6），曲柄（6）上设有一级平衡重（7），伞齿轮减速器（5）动力输入轴延伸段连接有二级平衡重（8）；支架（1）顶端固定连接有柔性抽油绳（9），抽油绳（9）绕过固定在曲柄（6）上的绳轮（10）后再绕过支架（1）顶端设置的天轮与抽油杆连接；天轮上绕有平衡绳（11），平衡绳（11）一端连接有三级平衡重（12），另一端固定在天轮上或抽油杆端对抽油杆施加提拉力；伞齿轮减速器（5）减速比为2:1。
2.根据权利要求1所述的双减速器复合平衡节能抽油机，其特征在于所述的天轮为两个分别为小天轮（13）和大天轮（14），抽油绳（9）绕过固定在曲柄（6）上的绳轮（10）后通过改换挡板（15）变为两根，再依次绕过小天轮（13）和大天轮（14）与抽油杆连接，三级平衡重（12）连接的平衡绳（11）依次绕过小天轮（13）和大天轮（14）后与抽油绳（9）汇合连接在抽油杆上。
3.根据权利要求1所述的双减速器复合平衡节能抽油机，其特征在于所述的电机（3）、行星减速器（4）和伞齿轮减速器（5）间通过联轴器连接。
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