CN104533353B - 游梁式抽油机节能方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种游梁式抽油机节能方法，该方法将大型游梁式抽油机换成小型游梁式抽油机，在抽油泵上接入抽油机井用平衡减载器，在曲柄2的尾端加设曲柄平衡块，使驴头悬点最大载荷与最小载荷的平均值对游梁支点所产生的力矩与曲柄平衡块对游梁支点产生的力矩相等，运用伺服电机和滑动平衡块对游梁全程动态平衡，使游梁支点两端力矩随时相等。本发明使游梁支点两端力矩随时相等，实现动态平衡，使电机电流保持接近于0的状态，总体耗能减小。

Description

游梁式抽油机节能方法

技术领域

本发明属于石油机械采油设备节能领域，尤其是涉及一种游梁式抽油机节能方法。

背景技术

目前，游梁式抽油机的各种平衡节能方法目标都是让电机在驴头悬点上、下冲程时电流的峰值相等。在这些方法中，电机在驴头悬点上、下冲程时电流的峰值不能减小，并且，在驴头悬点载荷很大时，曲柄平衡块加游梁平衡块无法使电机电流的平衡度达到较高水平。而且，抽油机不能在任何工况下都能随时的、最大限度的平衡，消耗无用功。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种游梁式抽油机节能方法，使游梁支点两端力矩保持动态相等，总体耗能减小。

本发明采用的技术方案是：

游梁式抽油机节能方法，该节能方法包括如下步骤：

1)将大型游梁式抽油机换为小型游梁式抽油机，在抽油泵上接入抽油机井用平衡减载器，抽油机井用平衡减载器上方与驴头悬点相连接；

2)在曲柄的尾端加设曲柄平衡块，调节曲柄平衡块的重量，使驴头悬点最大载荷与最小载荷的平均值对游梁支点所产生的力矩与曲柄平衡块对游梁支点产生的力矩相等；

3)伺服电机驱动滚珠丝杠旋转，滚珠丝杠带动滑动平衡块在游梁上滚动，调节滑动平衡块的重量使其重量为驴头悬点最大载荷与最小载荷之差的一半，将伺服电机的重量折算到曲柄平衡块的重量中，载荷传感器采集驴头悬点的载荷，位置传感器采集滑动平衡块到游梁支点的水平距离，将驴头悬点的载荷、滑动平衡块到游梁支点的水平距离与驴头悬点到游梁支点的距离、滑动平衡块的重量、曲柄平衡块对游梁支点的力矩输入至CPU控制器中，CPU控制器输出信号至伺服电机，伺服电机接收信号后驱动滑动平衡块移动至使游梁支点的两端力矩相等的位置。

进一步，所述步骤1)中的大型游梁式抽油机选择12型游梁式抽油机、14型游梁式抽油机、16型游梁式抽油机，小型游梁式抽油机选择6型游梁式抽油机、8型游梁式抽油机。

进一步，所述步骤1)中的抽油机井用平衡减载器的内部设置有一个滑轮组与一根软绳，软绳的下端与抽油泵的上方抽油杆相连，软绳的上端与驴头悬点的下方抽油杆相连，驴头悬点的下方抽油杆上端连接有载荷传感器。

进一步，所述步骤2)中当曲柄平衡块的重量过小，无法使游梁支点的两端力矩相等时，在游梁的尾部下端加设游梁平衡块。

本发明具有的优点和积极效果是：

本发明将大型游梁式抽油机换为小型游梁式抽油机，在抽油泵上接入抽油机井用平衡减载器，驴头悬点平均载荷减载幅度高达50％以上，节能并且降低设备成本。

本发明在曲柄的尾端加设曲柄平衡块，减小了电机在驴头悬点上、下冲程时的峰值电流，使电机电流的平衡度达到80％以上。

本发明使滑动平衡块在游梁上滚动，伺服电机驱动滑动平衡块移动至使游梁支点的两端力矩相等的位置，实现游梁支点两端力矩的动态平衡，使电机电流保持接近0的状态，总体耗能减小。

当油井发生异常情况(如砂埋引起供液不足、气锁，砂卡，蜡卡，泵漏，油管漏，杆断脱)时，滑动平衡块可最大限度的平衡游梁支点的两端，与普通平衡方法相比更加节能；此外，对比滑动平衡块的位置，可估计出故障的原因。

附图说明

图1是游梁式抽油机节能方法的示意图。

图中：

1.电机，2.曲柄，3.曲柄平衡块，4.游梁平衡块，5.伺服电机，6.滚珠丝杠，7.滑动平衡块，8.游梁，9.位置传感器，10.游梁支点，11.驴头悬点，12.载荷传感器，13.抽油机井用平衡减载器，14.抽油泵，15.CPU控制器。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步说明，但不限定本发明的保护范围。

1、减轻驴头悬点载荷

如图1所示，在抽油泵14上接入抽油机井用平衡减载器13，抽油机井用平衡减载器13上方与驴头悬点11相连接，抽油机井用平衡减载器13的内部设置有一个滑轮组与一根软绳，滑轮组由一个动滑轮与一个定滑轮组成，软绳穿过滑轮组，软绳的下端与抽油泵14的上方抽油杆相连，软绳的上端与驴头悬点11的下方抽油杆相连，驴头悬点11的下方抽油杆上端连接有载荷传感器12；抽油机井用平衡减载器13利用天平原理，使驴头悬点11的下方抽油杆与抽油泵14液体载荷的向下的重力反向，反向后的重力与驴头悬点11的上方抽油杆向下的重力相等，使驴头悬点11平均载荷减载幅度达50％以上，驴头悬点11的冲程是抽油泵14的冲程的一半，因此将大型游梁式抽油机换为小型游梁式抽油机，大型游梁式抽油机选择12型游梁式抽油机、14型游梁式抽油机、16型游梁式抽油机，小型抽游梁式油机选择6型游梁式抽油机、8型游梁式抽油机。

2、加设曲柄平衡块

使用小型游梁式抽油机，在曲柄2的尾端加设曲柄平衡块3，当曲柄平衡块3的重量过小，无法使游梁支点10的两端力矩相等时，在游梁8的尾部下端加设游梁平衡块4；调节曲柄平衡块3的重量，使驴头悬点11最大载荷与最小载荷的平均值对游梁支点10所产生的力矩与曲柄平衡块3对游梁支点10产生的力矩相等，电机1在驴头悬点11上、下冲程时电流的峰值减小并接近相等，电机1电流的平衡度达80％以上。

3、游梁全程动态平衡

在游梁8的尾部上端固定伺服电机5，滚珠丝杠6固定在游梁8上，滑动平衡块7通过螺纹副与滚珠丝杠6连接，滑动平衡块7下方设置有滚轮，伺服电机5驱动滚珠丝杠6旋转，滚珠丝杠6带动滑动平衡块7在游梁8上滚动，调节滑动平衡块7的重量使其重量为驴头悬点11最大载荷与最小载荷之差的一半，将伺服电机5的重量折算到曲柄平衡块3的重量中，当驴头悬点11上冲程时，滑动平衡块7滚至游梁8的尾端，驴头悬点11下冲程时，滑动平衡块7滚至游梁8的驴头悬点11一端，使游梁支点10的两端力矩相等，电机1的电流接近于0，载荷传感器12采集驴头悬点11的载荷，位置传感器9采集滑动平衡块7到游梁支点10的水平距离，将驴头悬点11的载荷、滑动平衡块7到游梁支点10的水平距离与驴头悬点11到游梁支点10的距离、滑动平衡块7的重量、曲柄平衡块3对游梁支点10的力矩输入至CPU控制器15中，CPU控制器15输出信号至伺服电机5，伺服电机5接收信号后驱动滑动平衡块7移动至使游梁支点10的两端力矩相等的位置。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (4)

1.游梁式抽油机节能方法，其特征在于：该节能方法包括如下步骤：

1)将大型游梁式抽油机换为小型游梁式抽油机，在抽油泵(14)上接入抽油机井用平衡减载器(13)，抽油机井用平衡减载器(13)上方与驴头悬点(11)相连接；

2)在曲柄(2)的尾端加设曲柄平衡块(3)，调节曲柄平衡块(3)的重量，使驴头悬点(11)最大载荷与最小载荷的平均值对游梁支点(10)所产生的力矩与曲柄平衡块(3)对游梁支点(10)产生的力矩相等；

3)伺服电机(5)驱动滚珠丝杠(6)旋转，滚珠丝杠(6)带动滑动平衡块(7)在游梁(8)上滚动，调节滑动平衡块(7)的重量使其重量为驴头悬点(11)最大载荷与最小载荷之差的一半，将伺服电机(5)的重量折算到曲柄平衡块(3)的重量中，载荷传感器(12)采集驴头悬点(11)的载荷，位置传感器(9)采集滑动平衡块(7)到游梁支点(10)的水平距离，将驴头悬点(11)的载荷、滑动平衡块(7)到游梁支点(10)的水平距离与驴头悬点(11)到游梁支点(10)的距离、滑动平衡块(7)的重量、曲柄平衡块(3)对游梁支点(10)的力矩输入至CPU控制器(15)中，CPU控制器(15)输出信号至伺服电机(5)，伺服电机(5)接收信号后驱动滑动平衡块(7)移动至使游梁支点(10)的两端力矩相等的位置。

2.根据权利要求1所述的游梁式抽油机节能方法，其特征在于：所述步骤1)中的大型游梁式抽油机选择12型游梁式抽油机、14型游梁式抽油机或16型游梁式抽油机中的一种，小型游梁式抽油机选择6型游梁式抽油机或8型游梁式抽油机中的一种。

3.根据权利要求1所述的游梁式抽油机节能方法，其特征在于：所述步骤1)中的抽油机井用平衡减载器(13)的内部设置有一个滑轮组与一根软绳，软绳的下端与抽油泵(14)的上方抽油杆相连，软绳的上端与驴头悬点(11)的下方抽油杆相连，驴头悬点(11)的下方抽油杆上端连接有载荷传感器(12)。

4.根据权利要求1所述的游梁式抽油机节能方法，其特征在于：所述步骤2)中当曲柄平衡块(3)的重量过小，无法使游梁支点(10)的两端力矩相等时，在游梁(8)的尾部下端加设游梁平衡块(4)。