CN111980894B - 平衡调整装置及具有其的游梁式抽油机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种平衡调整装置及具有其的游梁式抽油机，平衡调整装置包括：第一配重部，第一配重部包括第一座体和设置在第一座体上的第一储液箱，第一座体用于设置在游梁式抽油机的配重梁上；第二配重部，第二配重部包括第二座体和设置在第二座体上的第二储液箱，第二座体用于设置在游梁式抽油机的游梁上；泵送部，第一储液箱和第二储液箱均与泵送部连通，泵送部能够将第一储液箱中的液体输送到第二储液箱，以及将第二储液箱中的液体输送到第一储液箱。通过本发明提供的技术方案，能够解决现有技术中的游梁式抽油机不方便调整平衡的问题。
Description
技术领域
本发明涉及游梁式抽油机技术领域，具体而言，涉及一种平衡调整装置及具有其的游梁式抽油机。
背景技术
游梁式抽油机是我国的主要采油设备，具有结构简单，可靠耐用等优点，各大油田使用广泛。同时因其结构特点，游梁式抽油机处于非平衡状态下运行时，存在着巨大的能源损耗，倒发电等问题。而解决问题的关键就是游梁式抽油机平衡的调整。目前调平衡方式较多；第一是曲柄调整平衡，即改变曲柄平衡重的质量，或者改变平衡重距离曲柄旋转中心的距离实现平衡调整。该方法在实际调整过程中操作困难，调整不方便，效率低。第二是游梁平衡，即改变游梁上的配重质量或配重与游梁支点间的距离实现平衡调整，相比曲柄平衡略方便一点，但仍然调整不便。第三是复合平衡，即结合上述的两种方式进行平衡调整。
为简化平衡调整，在游梁平衡方式的基础上，有采用滚珠丝杠原理，通过电动机带动丝杠将旋转运动转变为直线运动，推动游梁上的平衡重在游梁上移动，使得平衡重质心与游梁支点间距发生变化来调整平衡。但该调整方式并未改变配重质量，要改变配重质量只有人员进入现场，这种仅改变配重距离支点的间距来调整平衡，往往需要增加游梁长度以便实现更大范围的平衡调整。
发明内容
本发明提供了一种平衡调整装置及具有其的游梁式抽油机，以解决现有技术中的游梁式抽油机不方便调整平衡的问题。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种平衡调整装置，包括：第一配重部，第一配重部包括第一座体和设置在第一座体上的第一储液箱，第一座体用于设置在游梁式抽油机的配重梁上；第二配重部，第二配重部包括第二座体和设置在第二座体上的第二储液箱，第二座体用于设置在游梁式抽油机的游梁上；泵送部，第一储液箱和第二储液箱均与泵送部连通，泵送部能够将第一储液箱中的液体输送到第二储液箱，以及将第二储液箱中的液体输送到第一储液箱。
进一步地，第一储液箱由橡胶材料制成。
进一步地，第一储液箱的侧壁为波纹结构，第一储液箱能够随第一储液箱内的液体的体积变化伸缩；第二储液箱的侧壁为波纹结构，第二储液箱能够随第二储液箱内的液体的体积变化伸缩。
进一步地，第一配重部还包括：第一承重杆，第一承重杆与第一座体连接，第一承重杆穿设通过第一储液箱，第一承重杆内具有第一通道，第一通道的两端分别与第一储液箱和泵送部连通。
进一步地，第一座体具有容纳腔，第一配重部还包括：配重块，配重块设置在容纳腔内。
进一步地，第一承重杆穿设通过配重块以及第一座体的侧壁，容纳腔的内壁上具有限位槽，配重块与限位槽配合，第一配重部还包括：限位件，限位件与第一承重杆的远离第一座体的一端连接，限位件用于对第一储液箱进行限位。
进一步地，第二储液箱的垂直于长度方向的截面为凹型结构，第二储液箱具有避让槽，避让槽用于避让游梁。
进一步地，第二座体包括U型板和与U型板连接的固定板，第二储液箱设置在U型板的腔体内，固定板用于与游梁连接。
进一步地，第二配重部还包括：第二承重杆，第二承重杆与第二座体连接，第二承重杆穿设通过第二储液箱，第二承重杆内具有第二通道，第二通道的两端分别与第二储液箱和泵送部连通。
进一步地，泵送部包括：管路结构，第一储液箱和第二储液箱均与管路结构连通；泵体，设置在管路结构上；阀门，设置在管路结构上。
根据本发明的另一方面，提供了一种游梁式抽油机，包括游梁、与游梁连接的配重梁以及平衡调整装置，平衡调整装置为上述提供的平衡调整装置，平衡调整装置的第一配重部设置在配重梁上，平衡调整装置的第二配重部设置在游梁上。
进一步地，游梁式抽油机还包括：支架，游梁与支架铰接，第一配重部与配重梁的远离游梁的一端连接，第一配重部和第二配重部分别位于支架的两侧。
进一步地，配重梁与游梁铰接，游梁式抽油机还包括：调节机构，游梁和配重梁均与调节机构连接，调节机构用于调节游梁和配重梁之间的夹角。
应用本发明的技术方案，在平衡调整装置中设置第一配重部、第二配重部和泵送部，其中第一配重部用于设置在游梁式抽油机的配重梁上，第二配重部用于设置在游梁式抽油机的游梁上，由于泵送部能够将第一储液箱中的液体输送到第二储液箱，也可以将第二储液箱中的液体输送到第一储液箱，这样可根据需要将液体分配到第一储液箱和第二储液箱中，从而实现平衡的调整。采用该方式调节效率高，并可实现自动操作。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明的实施例提供的游梁式抽油机的结构示意图；
图2示出了图1中的第一配重部的结构示意图；
图3示出了图2中的第一配重部的左视图；
图4示出了图1中的第二配重部的结构示意图；
图5示出了图1中的第二配重部的俯视图；
图6示出了图1中的第二配重部的径向剖视图；
图7示出了图1中的平衡调整装置内的液体流动示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、第一配重部；11、第一座体；12、第一储液箱；13、第一承重杆；131、第一通道；14、配重块；15、限位件；20、第二配重部；21、第二座体；22、第二储液箱；23、第二承重杆；231、第二通道；31、泵体；32、阀门；40、游梁；50、配重梁；60、支架；70、调节机构。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图7所示，本发明的实施例提供了一种平衡调整装置，包括：第一配重部10，第一配重部10包括第一座体11和设置在第一座体11上的第一储液箱12，第一座体11用于设置在游梁式抽油机的配重梁50上；第二配重部20，第二配重部20包括第二座体21和设置在第二座体21上的第二储液箱22，第二座体21用于设置在游梁式抽油机的游梁40上；泵送部，第一储液箱12和第二储液箱22均与泵送部连通，泵送部能够将第一储液箱12中的液体输送到第二储液箱22，以及将第二储液箱22中的液体输送到第一储液箱12。
应用本实施例的技术方案，在平衡调整装置中设置第一配重部10、第二配重部20和泵送部，其中第一配重部10用于设置在游梁式抽油机的配重梁50上，第二配重部20用于设置在游梁式抽油机的游梁40上，由于泵送部能够将第一储液箱12中的液体输送到第二储液箱22，也可以将第二储液箱22中的液体输送到第一储液箱12，这样可根据需要将液体分配到第一储液箱12和第二储液箱22中，从而实现平衡的调整。采用该方式调节效率高，并可实现自动操作。
在生产中，当发生抽油杆断脱事故时，第一配重部10加速冲砸到井口附近，可能会造成井口设备的损坏。在本实施例中，第一储液箱12由橡胶材料制成。将第一储液箱12由橡胶材料制成，可使得第一储液箱12具有弹性，这样当发生抽油杆断脱事故时，由于第一储液箱12中的液体以及第一储液箱12自身的弹性，可以减少冲击，起到碰撞保护作用，防止极端破坏。在本实施例中，也可将第二储液箱22由弹性材料制成，这样第一储液箱12以及第二储液箱22内的液体体积发生变化时，第一储液箱12和第二储液箱22的容积也可相应发生变化，便于液体流动以及平衡调整。
在本实施例中，第一储液箱12的侧壁为波纹结构，第一储液箱12能够随第一储液箱12内的液体的体积变化伸缩；第二储液箱22的侧壁为波纹结构，第二储液箱22能够随第二储液箱22内的液体的体积变化伸缩。将第一储液箱12的侧壁设置为波纹结构，第二储液箱22的侧壁设置为波纹结构，这样当液体在第一储液箱12和第二储液箱22之间流动时，第一储液箱12和第二储液箱22的容积也可相应发生变化，便于液体流动以及平衡调整。
如图2和图3所示，第一配重部10还包括：第一承重杆13，第一承重杆13与第一座体11连接，第一承重杆13穿设通过第一储液箱12，第一承重杆13内具有第一通道131，第一通道131的两端分别与第一储液箱12和泵送部连通。通过第一承重杆13可以对第一储液箱12进行支撑，而且，通过第一承重杆13内的第一通道131，可实现第一储液箱12和泵送部的连通，以进行液体的流动，调节平衡。
在本实施例中，第一座体11具有容纳腔，第一配重部10还包括：配重块14，配重块14设置在容纳腔内。配重块14用于对配重梁50进行配重，以调节游梁式抽油机的平衡。
进一步地，第一承重杆13穿设通过配重块14以及第一座体11的侧壁，容纳腔的内壁上具有限位槽，配重块14与限位槽配合，第一配重部10还包括：限位件15，限位件15与第一承重杆13的远离第一座体11的一端连接，限位件15用于对第一储液箱12进行限位。通过设置限位件15，可防止第一储液箱12与第一储液箱12脱离。具体地，限位件15可以采用螺母。在本实施例中，第一配重部10还包括限位板，限位板通过螺栓与第一座体11连接。在限位板与第一座体11之间的凹槽内设置有螺母，第一承重杆13与螺母连接。
如图4至图6所示，第二储液箱22的垂直于长度方向的截面为凹型结构，第二储液箱22具有避让槽，避让槽用于避让游梁40。通过上述设置，可使得游梁40的两侧均具有配重液体，便于使游梁40保持平衡。
在本实施例中，第二座体21包括U型板和与U型板连接的固定板，第二储液箱22设置在U型板的腔体内，固定板用于与游梁40连接。通过上述设置，可将第二储液箱22牢固地固定在游梁40上。
在本实施例中，第二配重部20还包括：第二承重杆23，第二承重杆23与第二座体21连接，第二承重杆23穿设通过第二储液箱22，第二承重杆23内具有第二通道231，第二通道231的两端分别与第二储液箱22和泵送部连通。通过第二承重杆23可以对第二储液箱22起到支撑作用，而且，通过第二通道231，可以将第二储液箱22和泵送部连通，以进行液体的流动，调节平衡。
在本实施例中，泵送部包括：管路结构，第一储液箱12和第二储液箱22均与管路结构连通；泵体31，设置在管路结构上；阀门32，设置在管路结构上。通过泵体31可为液体的流动提供动力，通过阀门32，可控制管路的通断以及液体的流向。具体地，泵体31可以设置在第一座体11上。具体地，阀门32可以设置为多个，并且可设置为电磁阀，通过泵体31的运行以及控制电磁阀的通断，可实现第一储液箱12中的液体向第二储液箱22流动，或者第二储液箱22中的液体向第一储液箱12流动。
本发明的另一实施例提供了一种游梁式抽油机，包括游梁40、与游梁40连接的配重梁50以及平衡调整装置，平衡调整装置为上述提供的平衡调整装置，平衡调整装置的第一配重部10设置在配重梁50上，平衡调整装置的第二配重部20设置在游梁40上。应用本实施例的技术方案，在平衡调整装置中设置第一配重部10、第二配重部20和泵送部，其中第一配重部10用于设置在游梁式抽油机的配重梁50上，第二配重部20用于设置在游梁式抽油机的游梁40上，由于泵送部能够将第一储液箱12中的液体输送到第二储液箱22，也可以将第二储液箱22中的液体输送到第一储液箱12，这样可根据需要将液体分配到第一储液箱12和第二储液箱22中，从而实现平衡的调整。采用该方式调节效率高，并可实现自动操作。
在本实施例中，游梁式抽油机还包括：支架60，游梁40与支架60铰接，第一配重部10与配重梁50的远离游梁40的一端连接，第一配重部10和第二配重部20分别位于支架60的两侧。将第一配重部10和第二配重部20分别设置在支架60的两侧，可以增大配重的力矩，提高平衡调整的效果。
在本实施例中，配重梁50与游梁40铰接，游梁式抽油机还包括：调节机构70，游梁40和配重梁50均与调节机构70连接，调节机构70用于调节游梁40和配重梁50之间的夹角。通过调节游梁40和配重梁50之间的夹角，可改变游梁40的力矩，实现平衡调节。调节机构70可以采用可伸缩的结构，调节机构70的两端分别与游梁40和配重梁50连接，通过调节机构70的伸缩来调整游梁40和配重梁50之间的夹角。具体地，调节机构70可采用滚珠丝杆结构，通过滚珠丝杆结构的总长度变化进行调整。
在现有技术中，如出现抽油杆断脱后，造成配重加速下砸，将井口设备砸坏的风险和隐患，无法实现碰撞自保护等功能；同时调整方式并未改变配重质量，要改变配重质量只有人员进入现场，这种仅改变配重距离支点的间距来调整平衡，往往需要增加游梁长度以便实现更大范围的平衡调整；同时在恶劣的工作环境如夏季高温、风沙、冬季低温等影响下，采用滚珠丝杠，可靠性受到影响，具有一定风险，同时投资较高。
为实现游梁式抽油机平衡调节的方便性、扩大平衡的调整范围、增强调整平衡的安全性，采用了改变游梁上配重质量的方法，实施平衡调整。通过上述方案，1kg液体在第一配重部和第二配重部之间发生流动，可以产生普通平衡配重约2kg调整的平衡效果。为增强安全性，采用液体进行平衡调整，一旦发生抽油杆断脱事故，通过液体的缓冲极大的减小对井口设备的破坏。该方案具有成本低廉、可远程调控、适应恶劣环境、安全风险低、投资小等多种优势。
在本方案中，平衡介质为液体，且第一储液箱12和第二储液箱22的体积与液体量自动适应，即液体流出储液箱时，储液箱体积自动减小，液体进入储液箱时，储液箱体积自动增加。采用该方案的游梁式抽油机，具有碰撞自保护性，当发生抽油杆断脱事故时，游梁尾端加速冲砸到井口附近，由于储液箱中的液体，可起到防止极端破坏的作用。采用该方案的游梁式抽油机，可随悬点载荷的变化发生变化，即可实时调整游梁两侧液体量的多少，实现抽油机平衡的调整，由于第一储液箱12和第二储液箱22处在游梁支点两侧，因此，1kg液体转移的调整量，可以实现近似2kg液体的调平衡效果，实现“增强”效果。
该技术方案带来的有益效果如下：(1)当配重梁尾端配重断裂失效时，配重梁尾端装有橡胶材质的第一储液箱，具有碰撞自保护性；(2)第一配重部和第二配重部采用了杠杆布局，抽送少部分液体可以体现双倍效果，瞬时连续调整平衡度；(3)需要大幅度增减游梁力矩时，只需调节滚珠丝杆支撑总成伸缩长度即可。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种平衡调整装置，其特征在于，包括：
第一配重部(10)，所述第一配重部(10)包括第一座体(11)和设置在所述第一座体(11)上的第一储液箱(12)，所述第一座体(11)用于设置在游梁式抽油机的配重梁(50)上；
第二配重部(20)，所述第二配重部(20)包括第二座体(21)和设置在所述第二座体(21)上的第二储液箱(22)，所述第二座体(21)用于设置在所述游梁式抽油机的游梁(40)上；
泵送部，所述第一储液箱(12)和所述第二储液箱(22)均与所述泵送部连通，所述泵送部能够将所述第一储液箱(12)中的液体输送到所述第二储液箱(22)，以及将所述第二储液箱(22)中的液体输送到所述第一储液箱(12)；
所述第一储液箱(12)的侧壁为波纹结构，所述第一储液箱(12)能够随所述第一储液箱(12)内的液体的体积变化伸缩；所述第二储液箱(22)的侧壁为波纹结构，所述第二储液箱(22)能够随所述第二储液箱(22)内的液体的体积变化伸缩。
2.根据权利要求1所述的平衡调整装置，其特征在于，所述第一储液箱(12)由橡胶材料制成。
3.根据权利要求1所述的平衡调整装置，其特征在于，所述第一配重部(10)还包括：
第一承重杆(13)，所述第一承重杆(13)与所述第一座体(11)连接，所述第一承重杆(13)穿设通过所述第一储液箱(12)，所述第一承重杆(13)内具有第一通道(131)，所述第一通道(131)的两端分别与所述第一储液箱(12)和所述泵送部连通。
4.根据权利要求3所述的平衡调整装置，其特征在于，所述第一座体(11)具有容纳腔，所述第一配重部(10)还包括：
配重块(14)，所述配重块(14)设置在所述容纳腔内。
5.根据权利要求4所述的平衡调整装置，其特征在于，所述第一承重杆(13)穿设通过所述配重块(14)以及所述第一座体(11)的侧壁，所述容纳腔的内壁上具有限位槽，所述配重块(14)与所述限位槽配合，所述第一配重部(10)还包括：
限位件(15)，所述限位件(15)与所述第一承重杆(13)的远离所述第一座体(11)的一端连接，所述限位件(15)用于对所述第一储液箱(12)进行限位。
6.根据权利要求1所述的平衡调整装置，其特征在于，所述第二储液箱(22)的垂直于长度方向的截面为凹型结构，所述第二储液箱(22)具有避让槽，所述避让槽用于避让所述游梁(40)。
7.根据权利要求6所述的平衡调整装置，其特征在于，所述第二座体(21)包括U型板和与所述U型板连接的固定板，所述第二储液箱(22)设置在所述U型板的腔体内，所述固定板用于与所述游梁(40)连接。
8.根据权利要求1所述的平衡调整装置，其特征在于，所述第二配重部(20)还包括：
第二承重杆(23)，所述第二承重杆(23)与所述第二座体(21)连接，所述第二承重杆(23)穿设通过所述第二储液箱(22)，所述第二承重杆(23)内具有第二通道(231)，所述第二通道(231)的两端分别与所述第二储液箱(22)和所述泵送部连通。
9.根据权利要求1所述的平衡调整装置，其特征在于，所述泵送部包括：
管路结构，所述第一储液箱(12)和所述第二储液箱(22)均与所述管路结构连通；
泵体(31)，设置在所述管路结构上；
阀门(32)，设置在所述管路结构上。
10.一种游梁式抽油机，包括游梁(40)、与所述游梁(40)连接的配重梁(50)以及平衡调整装置，其特征在于，所述平衡调整装置为权利要求1至9中任一项所述的平衡调整装置，所述平衡调整装置的第一配重部(10)设置在所述配重梁(50)上，所述平衡调整装置的第二配重部(20)设置在所述游梁(40)上。
11.根据权利要求10所述的游梁式抽油机，其特征在于，所述游梁式抽油机还包括：
支架(60)，所述游梁(40)与所述支架(60)铰接，所述第一配重部(10)与所述配重梁(50)的远离所述游梁(40)的一端连接，所述第一配重部(10)和所述第二配重部(20)分别位于所述支架(60)的两侧。
12.根据权利要求10所述的游梁式抽油机，其特征在于，所述配重梁(50)与所述游梁(40)铰接，所述游梁式抽油机还包括：
调节机构(70)，所述游梁(40)和所述配重梁(50)均与所述调节机构(70)连接，所述调节机构(70)用于调节所述游梁(40)和所述配重梁(50)之间的夹角。
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