CN103696738B - 滑道式柔性正扭矩抽油机 - Google Patents

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Abstract

一种滑道式柔性正扭矩抽油机。主要解决现有的游梁式抽油机交变载荷大、系统效率低、能耗大的问题。其特征在于：支架（12）顶部与减速箱（4）之间通过倾斜的滑道（6）连接，减速箱（4）上还连接有弯曲的曲柄（5），曲柄（5）端部连接有平衡块（10），支架（12）顶部连接有左定滑轮（9），钢丝绳（11）左端绕过左定滑轮（9）后其下端连接有配重箱（14），钢丝绳（11）左端还连接有横梁（8），横梁（8）置于滑道（6）上，横梁（8）与曲柄（5）之间通过连杆（7）连接。该滑道式柔性正扭矩抽油机具有载荷冲击小、系统效率高、耗能少的特点。

Description

滑道式柔性正扭矩抽油机
技术领域
本发明涉及油田采油领域，尤其是一种滑道式柔性正扭矩抽油机。
背景技术
国际能源供需关系日趋紧张，能源消耗过大，急需发展安全、节能、环保的油气田煤田举升装置。目前，75%的人工举升抽油机以游梁式抽油机为主，分为常规型游梁式抽油机、前置型游梁式抽油机、异相型游梁式抽油机和双驴头型游梁式抽油机、高架曲柄平衡、直接平衡抽油机等。这些结构型式的抽油机主要是利用曲柄连杆机构将旋转运动变为游梁的上下摆动，或电机正反转等带动抽油杆和抽油泵进行往复运动，将井液抽汲至地面。这些类型的抽油机结构稳固，配套工艺齐全，但其结构庞大、载荷波动大，在连杆转动、驴头上下运动过程中，电机存在发电和在低效区工作、减速箱存在正负和交变大的载荷，即冲程上下死点减速箱扭矩、电机功率均存在负值、零值和交变幅度较大，为满足系统需要必须配用功率较大的电机，致使电机发电和利用率低，系统存在低效和发电区，导致运动性能差、载荷冲击大、系统效率低和能耗大。其主要原因是上下冲程死点的扭矩负值无正扭矩值进行平衡使其增大，扭矩最大值也无负扭矩进行抵消使其减小。本领域的技术人员一直在研究一种方法或结构，意图使减速箱扭矩不但无负值，并且使其最大值减小，最小值增大，交变幅度减小，但始终没有解决这个问题。
发明内容
为了克服现有的游梁式抽油机交变载荷大、系统效率低、能耗大的不足，本发明提供一种滑道式柔性正扭矩抽油机，该滑道式柔性正扭矩抽油机具有载荷冲击小、系统效率高、耗能少的特点。
本发明的技术方案是：一种滑道式柔性正扭矩抽油机，包括底座、钢丝绳，底座上固定有支架及减速箱，钢丝绳的右端连接有井口悬绳器，支架顶部与减速箱之间通过倾斜的滑道连接，减速箱上还连接有弯曲的曲柄，曲柄端部连接有平衡块，支架顶部连接有左定滑轮，钢丝绳左端绕过左定滑轮后其下端连接有配重箱，钢丝绳左端还连接有横梁，横梁置于滑道上，横梁与曲柄之间通过连杆连接。
所述的支架与水平面之间的夹角为70.97°－74.52°，且配重箱置于支架倾斜面的上部；所述的曲柄弯曲角度27°，滑道与水平面之间的夹角为28.81°。
本发明具有如下有益效果：由于采取上述方案，该抽油机利用配重箱对抽油杆柱自重进行平衡，采用弯曲柄的方式可以加大平衡重载荷扭矩曲线与油井载荷扭矩曲线的偏置角，使平衡重载荷扭矩和油井载荷扭矩更加合理的叠加来达到使减速箱输出轴净扭矩波动小的目的。连杆始终沿着斜滑道运动，可以加大油井载荷的上冲程旋转角度，使其大于180°，而大平衡块上下冲程的旋转角度仍然是180°，从而达到使减速箱输出轴净扭矩波动小并实现全周期正值扭矩工作的目的。解决了传统抽油机冲程上下死点减速箱扭矩存在负值或零值、扭矩和功率交变大、导致载荷冲击大、系统效率低、能耗大的问题。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明抽油机的电机功率曲线图，其中曲线a为光杆功率，b为平衡重功率，c为配重箱功率，d为电机功率。
图中1-底座，2-刹车装置，3-电机，4-减速箱，5-曲柄，6-滑道，7-连杆，8-横梁，9-左定滑轮，10-平衡块，11-钢丝绳，12-支架，13-钢丝绳下段，14-配重箱，15-右定滑轮，16-井口支架，17-悬绳器。
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所示，一种滑道式柔性正扭矩抽油机，包括底座1、刹车装置2、钢丝绳11，底座1上固定有支架12及减速箱4，减速箱4与电机3相连。支架12右部为井口支架16，支架12向井口支架16一侧倾斜，且支架12与水平面之间的夹角为70.97°－74.52°。支架12顶部左侧连接有左定滑轮9，右侧连接有右定滑轮15，钢丝绳11的右端绕过右定滑轮15后连接有井口悬绳器17，钢丝绳11左端绕过左定滑轮9后其下端连接有配重箱14，且配重箱14置于支架12倾斜面的上部，配重箱14里可放水泥块来增加重量。支架12顶部与减速箱4之间通过倾斜的滑道6连接，滑道6与水平面之间的夹角为28.81°。减速箱4上还连接有弯曲的曲柄5，曲柄5弯曲角度27°，曲柄5端部连接有平衡块10。钢丝绳11左端还连接有横梁8，横梁8置于滑道6上，横梁8与曲柄5之间通过连杆7连接。
该抽油机中，除了传统平衡块10进行平衡外，采用了配重箱14进行抽油杆自重的一次平衡，并且曲柄5为弯曲柄，达到加大平衡偏置角的目的，通过改变平衡重的重心改变平衡扭矩曲线水平位置，从而改变净扭矩叠加效果，使扭矩叠加后得到正扭矩曲线。同时，由于滑道6倾斜，使连杆7始终沿着倾斜滑道运动，可以加大油井载荷的上冲程旋转角度，使其大于180°，而大平衡块上下冲程的旋转角度仍然是180°，从而达到使减速箱输出轴净扭矩波动小并实现全周期正值扭矩工作的目的。
由图2可知，经过配重箱及平衡重进行平衡之后，电机功率均为正值，使扭矩曲线波动更加平缓，所需要电机功率大大减小，使整机效率明显提高。

Claims (2)

1.一种滑道式柔性正扭矩抽油机，包括底座（1）、钢丝绳（11），底座（1）上固定有支架（12）及减速箱（4），钢丝绳（11）的右端连接有井口悬绳器（17），其特征在于：支架（12）顶部与减速箱（4）之间通过倾斜的滑道（6）连接，减速箱（4）上还连接有弯曲的曲柄（5），曲柄（5）端部连接有平衡块（10），支架（12）顶部左、右两侧分别连接有左定滑轮（9）及右定滑轮（15），钢丝绳（11）左端绕过左定滑轮（9）后其下端连接有配重箱（14），钢丝绳（11）右端绕过右定滑轮（15）后其下端与井口悬绳器（17）相连；钢丝绳（11）左端还连接有横梁（8），横梁（8）置于滑道（6）上，横梁（8）与曲柄（5）之间通过连杆（7）连接。
2.根据权利要求1所述的滑道式柔性正扭矩抽油机，其特征在于：所述的支架（12）与水平面之间的夹角为70.97°－74.52°，且配重箱（14）置于支架（12）倾斜面的上部；所述的曲柄（5）弯曲角度27°，滑道（6）与水平面之间的夹角为28.81°。
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