CN111287697A - 一种变力臂式自平衡新型节能抽油机 - Google Patents

Abstract

一种变力臂式自平衡新型节能抽油机，包括抽油杆、驴头、离合器、游梁架、游梁、力臂调整装置、配重绳、配重架和配重箱。游梁一端的驴头牵引抽油杆上下运动，游梁与游梁架之间设有离合器；游梁另一端设有力臂调整装置，并通过配重绳连接配重箱。该机通过力臂调整装置的移动平台总成往复移动来改变游梁力臂的大小，从而调节游梁力矩，当驴头侧的游梁力矩小于配重箱侧的游梁力矩时，驴头往上运动，反之往下运动。并通过配重架上的接近开关和极限开关控制配重箱的移动，从而实现抽油动作。该机简化了传统平衡式游梁抽油机力臂调整方式和配重方式、减小了驱动电机的功率，具有自动力臂调整、配重方便调整、节能高效等特点。

Description

一种变力臂式自平衡新型节能抽油机

技术领域

本发明涉及一种变力臂式自平衡新型节能抽油机。

背景技术

目前带有曲柄上装有配重块的游梁式抽油机在油田上大量使用。工作时，曲柄通过连杆、游梁将旋转运动变为抽油杆的上下往复运动，即上冲程和下冲程。为了减小抽油机驱动部件的受力和减小减速器扭矩和电机功率，需要再曲柄或游梁上增加一定的平衡重量，以减小光杆载荷对传动部件的作用，起到较好的平衡作用。但在抽油机实际工作时，由于抽取的介质会在某一时段不完全相同、压力的不同，这样作用在地面上抽油机的负荷也会呈现出较大的阶段性变化，如不适时调整就会出现为了维护这种动态失衡的抽油机运转，抽油机电机则需要克服超出动态失衡那部分阻力，这就导致电机超负荷运行，甚至导致抽油机各个传动部件均受到较大的冲击，使减速箱、传动轴、轴承等的损坏。

传统的各类抽油机及后续的改进机型，有很多突出的优点和进步，为石油行业做出了伟大的贡献。但耗能大的问题始终没有得到很好地解决，抽油机运行是一个复杂的变力运行过程，其高能耗的原因也是复杂的。

为了保持力矩平衡和节能，相继出现了干扰平衡式游梁抽油机、直接平衡柔性传动抽油机、丝杠调节平衡抽油机、游梁式下偏杠铃节能抽油机、复合滚筒式脉动减速节能抽油机等等。纵观这些技术，在原有基础上都有一定的提高，但基本都保留了原有抽油机的笨重减速器、皮带等，效果并不显著。

专利号201510712182.X公布的“变力矩节能抽油机”通过在游梁尾部设置驱动总成来控制配重臂，调节配重体；专利号200610200526.X公布的“自动变矩抽油机”在游梁尾部设置了平衡配重装置，光杆载荷的增加时可以自动增加平衡力矩。其余变矩抽油机方式也大同小异，但上述装置结构未能进一步简化，且配重块重量调整不方便。而立式抽油机的配重是通过配重箱，可以通过加减配重块，方便地改变配重。本发明将提供一种解决上述问题的抽油机。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变力臂式自平衡新型节能抽油机，简化力臂调整方式和配重方式、减小驱动电机的功率，使游梁式抽油机具有自动力臂调整、配重方便调整、节能高效等特点。

本发明的解决方案是：一种变力臂式自平衡新型节能抽油机，包括：抽油杆、驴头、离合器、游梁架、游梁、力臂调整装置、配重绳、配重架、配重箱。游梁一端的驴头牵引抽油杆上下运动，游梁与游梁架之间设有离合器；游梁另一端设有力臂调整装置，并通过配重绳连接配重箱。

进一步，所述力臂调整装置主要包括伺服电机、电机架、导轨、移动平台总成、丝杠、力臂架。伺服电机通过一电机架固定，并通过联轴器连接一丝杠；移动平台总成与丝杠为螺纹配合，移动平台总成设于导轨上往复移动；导轨置于力臂架上，力臂架与游梁固连。

进一步，所述移动平台总成包括螺母、平台、吊环、导轮架、第一导轮组。螺母与平台固连，并与丝杠配合；平台底部设有吊环和导轮架，导轮架上设有第一导轮组，配重绳固连于吊环中，并由第一导轮组进行定位导向。

进一步，所述配重架上方设有第二导轮组和弹簧组。配重绳由第一导轮组导向后再由第二导轮组定位导向。

进一步，所述配重架竖直梁上设有接近开关和极限开关，从而控制配重箱的移动。

采用上述技术方案，本发明的有益效果有：

(1)摒弃了原先游梁式抽油机庞大的驱动控制装置，结合了立式抽油机的配重方式，简化了结构。

(2)通过改变力臂的大小，即可改变力矩，控制抽油往复动作，由于力臂可以实时改变，因而可以采取有效的控制策略来达到抽油动作的平稳。

(3)采取丝杠改变力臂的方式，可以大幅降低驱动电机的功率，达到节能的效果。

(4)配重架上下设有的弹簧装置，与配重箱接触时可以进行蓄能，进一步达到节能的效果。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图的右视图

图2为本发明的整体结构示意图

图3为本发明的力臂调整装置结构图示意图

图4为本发明的移动平台总成结构图示意图

图5为本发明的配重架顶部结构图示意图

其中：1.抽油杆、2.驴头、3.离合器、4.游梁架、5.游梁、6.力臂调整装置、7.配重绳、8.配重架、9.配重箱、6-1.伺服电机、6-2.电机架、6-3.导轨、6-4.移动平台总成、6-5.丝杠、6-6.力臂架、6-4a.螺母、6-4b.平台、6-4c.吊环、6-4d.导轮架、6-4e.第一导轮组、8-1.第二导轮组、8-2.弹簧蓄能装置。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种变力臂式自平衡新型节能抽油机，主要包括抽油杆1、驴头2、离合器3、游梁架4、游梁5、力臂调整装置6、配重绳7、配重架8、配重箱9。游梁5一端的驴头2牵引抽油杆上下运动，游梁5与游梁架4之间设有离合器3，可产生制动力矩进行抱闸停机；游梁5另一端设有力臂调整装置6，并通过配重绳7连接配重箱9。

如图3所示，所述力臂调整装置6主要包括伺服电机6-1、电机架6-2、导轨6-3、移动平台总成6-4、丝杠6-5、力臂架6-6。伺服电机6-1通过一电机架6-2固定，并通过联轴器连接丝杠6-5；移动平台总成6-4与丝杠6-5为螺纹配合，移动平台总成6-4设于导轨6-3上往复移动；导轨6-3置于力臂架6-6上，力臂架6-6与游梁5固连。

如图4所示，所述移动平台总成6-4包括螺母6-4a、平台6-4b、吊环6-4c、导轮架6-4d、第一导轮组6-4e。螺母6-4a与平台6-4b固连，并与丝杠6-5配合；平台6-4b底部设有吊环6-4c和导轮架6-4d，导轮架6-4d上设有第一导轮组6-4e，配重绳7固连于吊环6-4c中，并由第一导轮组6-4e进行定位导向。

如图5所示，所述配重架8上方设有第二导轮组8-1。配重绳7由第一导轮组6-4e导向后再由第二导轮组8-1定位导向。

如图5所示，所述配重架8上方设有弹簧蓄能装置8-2，与配重箱9接触时可以进行蓄能，进一步达到节能的效果。

所述配重架,8竖直梁上设有接近开关和极限开关，从而控制配重箱9的移动。

该机通过力臂调整装置6的移动平台总成6-4往复移动，改变游梁力臂的大小，从而改变了游梁力矩的大小，当驴头2侧的游梁力矩小于配重箱9侧的游梁力矩时，驴头2往上运动，反之往下运动，并且通过配重架8上的接近开关和极限开关控制配重箱9的移动，从而实现抽油动作。运动过程中实时控制游梁力臂，使游梁两侧力矩平衡。

本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种变力臂式自平衡新型节能抽油机，包括抽油杆(1)、驴头(2)、离合器(3)、游梁架(4)、游梁(5)、力臂调整装置(6)、配重绳(7)、配重架(8)、配重箱(9)，其特征在于：所述游梁(5)一端的驴头(2)牵引抽油杆上下运动，游梁(5)与游梁架(4)之间设有离合器(3)，可产生制动力矩进行抱闸停机；游梁(5)另一端设有力臂调整装置(6)，并通过配重绳(7)连接配重箱(9)，所述力臂调整装置(6)主要包括伺服电机(6-1)、电机架(6-2)、导轨(6-3)、移动平台总成(6-4)、丝杠(6-5)、力臂架(6-6)，伺服电机(6-1)通过一电机架(6-2)固定，并通过联轴器连接丝杠(6-5)，移动平台总成(6-4)与丝杠(6-5)为螺纹配合，移动平台总成(6-4)设于导轨(6-3)上往复移动，导轨(6-3)置于力臂架(6-6)上，力臂架(6-6)与游梁(5)固连，所述配重架(8)上方设有弹簧蓄能装置(8-2)，与配重箱(9)接触时可以进行蓄能。

2.根据权利要求1所述的一种变力臂式自平衡新型节能抽油机，其特征在于：所述移动平台总成(6-4)包括螺母(6-4a)、平台(6-4b)、吊环(6-4c)、导轮架(6-4d)、第一导轮组(6-4e)，螺母(6-4a)与平台(6-4b)固连，并与丝杠(6-5)配合；平台(6-4)b底部设有吊环(6-4c)和导轮架(6-4d)，导轮架(6-4d)上设有第一导轮组(6-4e)，配重绳(7)固连于吊环(6-4c)中，并由第一导轮组(6-4e)进行定位导向。

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