CN104989605A - 利用游梁式抽油机游梁的摆动发电的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于游梁式抽油机的摆动发电装置。包括扇齿，换向拨块，传递轮，皮带和盘式发电机。扇齿能够在摆动过程中驱动传递轮旋转，并且在极限位置处撞击换向拨块，从而实现传递轮的换向，而传递轮通过同步皮带驱动盘式发电机，从而实现了持续地发电。本装置为游梁式抽油机的平衡块调节提供了能源，保证了游梁式抽油机的平衡块的实时调节。
Description
技术领域
本发明属于发电装置，特别是涉及一种利用游梁式抽油机游梁的摆动发电装置。
背景技术
游梁式抽油机是采油生产中最古老、应用最广泛的地面动力传动设备，游梁式抽油机由动力机、齿轮减速箱、曲柄、平衡块、连杆、游梁、支架和驴头等组成，通过减速箱、曲柄连杆将动力机的旋转运动变为抽油杆和抽油泵的往复运动，实现抽油泵的吸油和排油过程。在油田采油生产中，由于油藏状况的不断变化，游梁式抽油机需要经常调整平衡，以保证抽油机上、下行程的负荷均匀，延长设备使用寿命及节能降耗，因此平衡效果直接关系到抽油机的效能。
游梁式抽油机普遍采用人工方式调整抽油机的平衡度，需要在停机状态下进行，同时需要数人和吊车配合，每次调整需要2个小时左右，工人劳动强度高、管理难度较大，尤其是在高原、沙漠、戈壁等自然条件恶劣的油田，调整抽油机平衡度更为困难。人工调整抽油机平衡度不仅影响油井产量，含砂井还易造成卡泵事故。采用随载荷变化调整抽油机平衡的自主平衡方式可以实现抽油机节能降耗的目的。
目前，采用自主平衡方式的游梁式抽油机，一种是在游梁的尾部安装可调节的摆动锤，通过摆动锤的角度变化，完成抽油机的平衡调节。另一种是在尾游梁主体上安装可移动的平衡块，如2007年公开的中国发明专利申请《负载自动平衡自助型抽油机》(公开号CN1995693)，在游梁尾部安装有能前后移动尾轴式抽油机负载平衡自动调整系统，通过转动丝杆控制平衡块在游梁主体导轨上的移动实现抽油机平衡调节。虽然上述两种方式都能够实现抽油机平衡的自 动调节，但存在着以下不足：对平衡装置的移动控制都需要外接电源，传动机构为交流电机带丝杠传动，能耗较大，容易发生外接电源线弯折断裂，造成停机，存在安全隐患；游梁尾部结构较为笨重，可调节配重装置质量较小且平衡装置移动调节范围较小，以致调节抽油机平衡度的范围较小，仅适用于小型抽油机，不能满足降低抽油机能耗的需要。为了克服现有自主平衡游梁式抽油机存在的安全性能差、平衡块移动范围小，不能有效降低抽油机能耗的不足。
目前有人研发了一种以太阳能储能为动力的游梁式抽油机尾游梁。但太阳能板供电也有一定的局限性，受日照时间和光照的强度影响，特别是雾霾天的日趋增加，在我国大部分油田受到一定的使用限制。为彻底解决这方面的问题，本发明提供一种利用游梁式抽油机游梁摆动而发电的装置。
发明内容
为了解决背景技术中提到的调节抽油机平衡块时的能耗问题，本发明提供一种仅依靠抽油机自身摇摆就能发电的系统。
本发明的解决方案是，利用配重的扇齿在摇摆过程中的势能，将其转换为发电机旋转的动能，从而发电为调节平衡块提供能量。
扇齿的边沿都是齿，和固定的传递轮接触，将扇齿的摆动运动转换为传递轮的旋转运动。同时，通过扇齿对换向拨块的撞击，切换传递轮，使得扇齿在反向行程过程中与另外一个传递轮接触，从而保证了扇齿在上下行程中都能将摆动运动转换为旋转运动。
其中的一个传递轮加装了一个介轮，这样能够翻转齿轮的转向，保证介轮在上下行程时，使得皮带同步轮能够得到一个持续方向的旋转。
通过皮带将持续方向的旋转传导到盘式发电机上，最终实现了稳定地发电。
通过上述技术方案，本发明的利用游梁抽油机游梁的摆动发电的装置能够达到以下效果：
1.只要游梁式抽油机处在工作状态，摆动发电装置就处在发电状态，既不
受昼夜和气候条件的影响。
2.可大幅度减小蓄电池的容量及降低成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，游梁式抽油机游梁的摆动夹角一般为70～75度，本视图以70度摆角作图为例，其他情况类似。
图1为本发明利用游梁式抽油机游梁的摆动发电的装置上极限的正视图；
图2为本发明利用游梁式抽油机游梁的摆动发电的装置下极限的正视图。
附图标记说明
图中1.扇齿固定销，2.配重块，3.扇齿环形槽，4.换向导柱，5.扇齿，6.换向拨块，7.换向拨块固定销，8.换向拨块与传递轮固定快连接销，9.传递轮1，10.同步皮带轮1，11.传递轮2，12.定位销1，13.传递轮固定块定位销，14.定位销2，15.传递轮3，16.介轮，17.传递轮固定块，18.定位销3，19.定位销4，20.同步皮带，21.同步皮带轮2，22.盘式发电机，23.固定底板。图1，图2为本发明的扩充式电连接器结构的座体的立体示意图。
具体实施方式
在图1中，传递轮1(9)，传递轮2(11)，传递轮3(15)，介轮(16)通过定位销1(12)，定位销,2(14)，定位销3(18)，定位销4(19)，固定于传递轮固定块上。
传递轮2(11)与同步皮带轮1(10)为同轴齿轮，但不在同一平面。
同步皮带轮1(10)与同步皮带轮2(21)通过同步皮带(20)连接。
传递轮固定块(17)，通过换向拨块(6)，换向导柱(4)与扇齿(3)上环型槽(3)连接。
扇齿(5)，换向拨块(9)，传递轮固定块(17)，盘式发电机(22)，通过扇齿固定销(1)，换向拨块固定销(7)，传递轮固定块定位销(13)固定于固定底板(23)上。
当扇齿在重力的作用下向箭头方向摆动时，扇齿将带动传递轮1(9)，传递轮2(11)转动。因为传递轮2(11)与同步皮带轮1(10)为同轴齿轮。所以同步皮带轮1(10)与传递轮2(11)作同向转动，通过同步皮带(20)，带动同步皮带轮2(21)，和盘式发电机(22)向箭头方向转动。
当扇齿摆到极限位置时，环型槽的左端将撞击换向导柱(4)，通过通过换向拨块(6)的作用，使其传递轮固定块(17)换向至图2所示。
在图2中当扇齿在重力的作用下向回摆动时，扇齿将带动传递轮3(15)转动，传递轮3(15)再通过介轮(16)和传递轮2(11)时，传递轮2(11)的转动方向与前面工况相同。故盘式发电机(22)始终朝同一方向转动。
该系统通过调节扇齿(5)，传递轮1(9)，传递轮2(11)，传递轮3(15)，和同步皮带轮1(10)，同步皮带轮2(21)的齿数从而调解传动比来满足盘式发电机(22)的额定转速。
Claims (7)
1.利用游梁式抽油机游梁的摆动发电的装置，其特征在于：包括固定底板，所述固定底板上安装有扇齿，换向拨块，传递轮固定块，同步皮带和盘式发电机；所述扇齿通过扇齿固定销安装到固定底板上；所述换向拨块通过换向拨块固定销安装在固定底板上；所述传递轮固定块的一端通过连接销安装在换向拨块上，另一端通过同步皮带安装在盘式发电机上；所述同步皮带连接着传递轮固定块和盘式发电机。
2.根据权利要求1所述的摇摆发电装置，其特征在于：所述扇齿上安装有配重块和扇齿环形槽，所述的扇齿环形槽通过换向导柱与换向拨块连接。
3.根据权利要求1或2所述的摇摆发电装置，其特征在于：所述传递轮固定块由传递轮1，传递轮2，传递轮3，介轮和同步皮带轮1组成。所述的传递轮1与传递轮2啮合，所述的传递轮3通过介轮与传递轮2啮合，传递轮2和同步皮带轮同轴固定。
4.根据权利要求1所述的摇摆发电装置，其特征在于：所述的盘式发电机轴上固定着同步皮带轮2，所述的同步皮带轮2通过同步皮带与同步皮带轮1连接。
5.根据权利要求3所述的摇摆发电装置，其特征在于：所述的盘式发电机轴上固定着同步皮带轮2，所述的同步皮带轮2通过同步皮带与同步皮带轮1连接。
6.根据权利要求1所述的摇摆发电装置，其特征在于：所述的扇齿可以通过撞击换向拨块，切换传递轮1与传递轮3的接触，从而达到盘式发电机始终保持同一方向旋转的目的。
7.根据权利要求3所述的摇摆发电装置，其特征在于：所述的扇齿可以通过撞击换向拨块，切换传递轮1与传递轮3的接触，从而达到盘式发电机始终保持同一方向旋转的目的。
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