專利名稱：功率平衡抽油機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油田采油領(lǐng)域中所用的舉升裝置，具體地說涉及一種 功率平衡抽油機。
背景技術(shù)：
抽油機采油是我國油田生產(chǎn)的主要手段，約占機采井的90%以. 上。目前游梁式抽油機采油過程中存在的主要問題是系統(tǒng)效率低，平 均效率約在23%左右。其主要原因是功率傳遞環(huán)節(jié)多、功能單一、尺 寸和自重較大，從而需要大功率電機，耗能量較高，而有效負載率低。 另外由于結(jié)構(gòu)復雜繁瑣，整體尺寸偏大，調(diào)參數(shù)及調(diào)平衡強度較大。 同時電機在抽油機上下沖程的上下死點處輸出功率為零，電機不做 功，電動機輸出功率及減速機扭矩波動較大，如附圖3所示當沒有配 置平衡重時電機的輸出功率圖，在抽油曲柄上下死點位置，電機輸出 功率為零且波動較大；附圖4所示為常規(guī)抽油機配置負荷配重后電機 的輸出功率圖，盡管輸出功率波動有所減小，但抽油曲柄上下死點位 置，電機輸出功率仍然為零，整套抽油系統(tǒng)的運動平穩(wěn)性仍然較差， 從而影響電機的使用壽命。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種運行平穩(wěn)、有效負載率高， 調(diào)參數(shù)及調(diào)平衡方便省力的功率平衡抽油機，該抽油機電動機輸出功 率及載荷波動平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡單，耗能低，調(diào)參數(shù)及調(diào)平衡方便省力。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為 一種功率平衡抽油 機，包括井口支架，抽油柔性繩，固定于機架上的減速器，所述的減 速器通過主輸出軸帶動抽油曲柄，通過副輸出軸帶動功率平衡重曲 柄，抽油曲柄上及功率平衡重曲柄上分別固定負荷配重及功率平衡配 重，且副輸出軸的轉(zhuǎn)速為主輸出軸轉(zhuǎn)數(shù)的2倍，在抽油曲柄上死點位
置功率平衡重曲柄相對于抽油曲柄滯后90°角，在抽油曲柄下死點 位置功率平衡重曲柄相對于抽油曲柄超前90°角；抽油柔性繩繞過井口支架上端的抽油鏈輪及抽油曲柄上的曲柄鏈輪后固定于鉸鏈座 上，鉸鏈座固定于連桿上，連桿的兩端分別固定于機架及井口支架上。
本發(fā)明的有益效果是由于該功率平衡抽油機采用上述技術(shù)方 案，利用雙輸出軸減速器帶動抽油曲柄及與之相差90。的功率平衡重 曲柄的旋轉(zhuǎn)，并通過抽油柔性繩帶動抽油泵的上下往復運動，使電動 機輸出功率曲線比常規(guī)抽油機輸出功率曲線的波動變小，電動機輸出 功率及載荷波動趨于平穩(wěn)，抽油過程中在曲柄的上下死點位置電機輸 出功率不存在零點，始終做有效正功，從而實現(xiàn)了功率平衡。抽油柔 性繩一端連接井下抽油泵，另一端依次繞過井口支架上端的抽油鏈輪 及抽油曲柄上的曲柄鏈輪后固定定于鉸鏈座上，實現(xiàn)了4倍沖程，且 直接傳遞動力，減少了中間的傳遞環(huán)節(jié)，降低了能耗，有效負荷率增 加。機架采用輕型平衡結(jié)構(gòu)，使抽油機整體結(jié)構(gòu)簡單，通過調(diào)節(jié)抽油 曲柄上的曲柄鏈輪位置來調(diào)整沖程參數(shù)，結(jié)構(gòu)簡單且調(diào)參數(shù)方便，機 組的一次性投資降低。
附圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意附圖2為減速器4與電機14的位置關(guān)系示意附圖媯徵Mi^由淑;i^:郁還負輛erej敏辯俞出功率圖； 附圖4為徵 ^由油 歷負#@,的扭;1^出功率附圖5為本發(fā)明的電機輸出功率圖。
圖中1-功率平衡重曲柄2-曲柄鏈輪3-抽油曲柄4-減速器 5-機架6-鉸鏈座7-抽油柔性繩8-井口支架10-曲柄負荷配重 ll-抽油鏈輪12-功率平衡配重13-電機14-減速器主輸出軸15-
減速器副輸出軸附
附圖3為未加曲柄配重10及功率平衡配重12的電機輸出功率圖； 附圖4為只加曲柄配重10時的電機輸出功率圖； 附圖5為加功率平衡配重12時的電機輸出功率圖； 附圖2至附圖5中，橫軸為抽油曲柄轉(zhuǎn)角，單位為度；縱軸為電機
輸出功率，單位為瓦。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明
由附圖1至附圖5所示，該功率平衡抽油機包括電機13，減速器4， 機架5，抽油曲柄3，功率平衡重曲柄l，負荷配重IO，功率平衡配重 12，抽油柔性繩7及連桿9等。所述的機架5下部固定電機13并使其連 接減速器4，減速器4具有主輸出軸14及副輸出軸15，主輸出軸14上固 定抽油曲柄3，抽油曲柄3上固定負荷配重10并帶動負荷配重10作圓周 轉(zhuǎn)動，副輸出軸15上固定功率平衡重曲柄1，功率平衡重曲柄l上固定 功率平衡配重12，并帶動功率平衡配重12作圓周運動如附圖2所示， 并使功率平衡重曲柄1旋轉(zhuǎn)速度為抽油曲柄3旋轉(zhuǎn)速度的2倍，在抽油 曲柄3上死點位置功率平衡重曲柄1相對于抽油曲柄3滯后9(T角，在 抽油曲柄3下死點位置功率平衡重曲柄1相對于抽油曲柄3超前90。 角，通過功率平衡重12的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)電機13輸出功率平衡，使電機13 輸出功率比常規(guī)抽油機輸出功率的波動及載荷趨于平穩(wěn)，電機13抽油 過程中在抽油曲柄3的上下死點位置輸出功率不為零，始終做有效正 功，功率平衡重12在抽油過程中起到輔助抽油的作用，且功率平衡重 12做的功與電機13做的功相互平衡。由附圖5所示為在有曲柄負荷配-重10的基礎上，增加功率平衡重12的電機輸出功率圖，與附圖3及附 圖4比較可以看出，電機13輸出功率曲線波動趨于平穩(wěn)且沒有零點， 且由于功率平衡重曲柄l與抽油曲柄3在抽油曲柄3的上下死 點處成90 °角，使啟動更加平穩(wěn)。機架5與井口支架8之間固定連桿9， 連桿9上固定鉸鏈座6，抽油柔性繩7—端與井下泵連接，另一端依次 繞過井口支架8上端的抽油鏈輪11及抽油曲柄上的曲柄鏈輪2后鎖定 于鉸鏈座6上，實現(xiàn)了4倍沖程；機架5固定于基礎之上，相對于減速 器4的主輸出軸為左右對稱結(jié)構(gòu)，并采用輕型平衡結(jié)構(gòu)，使抽油機整 體結(jié)構(gòu)簡單，通過調(diào)節(jié)曲柄鏈輪2在抽油曲柄3上的位置來調(diào)整沖程參 數(shù)，參數(shù)調(diào)節(jié)簡單方便，整個抽油機機組的一次性投資降低。
權(quán)利要求
1、一種功率平衡抽油機，包括井口支架(8)，抽油柔性繩(7)，固定于機架(5)上的減速器(4)，其特征在于減速器(4)通過主輸出軸(14)帶動抽油曲柄(3)，通過副輸出軸(15)帶動功率平衡重曲柄(1)，抽油曲柄(3)上及功率平衡重曲柄(1)上分別固定負荷配重(10)及功率平衡配重(12)，且副輸出軸(15)的轉(zhuǎn)速為主輸出軸(14)轉(zhuǎn)數(shù)的2倍，在抽油曲柄(3)上死點位置功率平衡重曲柄(1)相對于抽油曲柄(3)滯后90°角，在抽油曲柄(3)下死點位置功率平衡重曲柄(1)相對于抽油曲柄(3)超前90°角；而抽油柔性繩(7)繞過井口支架(8)上端的抽油鏈輪(11)及抽油曲柄上的曲柄鏈輪(2)后固定于鉸鏈座(6)上，鉸鏈座(6)固定于連桿(9)上，連桿(9)的兩端分別固定與機架(5)及井口支架(8)上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種功率平衡抽油機。主要解決現(xiàn)有抽油機運動性能差，載荷波動大，耗能高，調(diào)參數(shù)及調(diào)平衡強度較大的問題。其特征在于減速器通過主輸出軸帶動抽油曲柄，通過副輸出軸帶動功率平衡重曲柄，且副輸出軸的轉(zhuǎn)速為主輸出軸轉(zhuǎn)數(shù)的2倍，在抽油曲柄上死點位置功率平衡重曲柄相對于抽油曲柄滯后90°角，在抽油曲柄下死點位置功率平衡重曲柄相對于抽油曲柄超前90°角；而抽油柔性繩依次繞過井口支架上端的抽油鏈輪及曲柄上的曲柄鏈輪后固定于鉸鏈座上，鉸鏈座固定于連桿上，連桿的兩端分別固定于機架及井口支架上。該抽油機運行平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)簡單，參數(shù)和平衡調(diào)節(jié)方便，電動機功率、減速機扭矩及載荷波動平穩(wěn)。
文檔編號E21B43/00GK101629483SQ20091007268
公開日2010年1月20日 申請日期2009年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月7日
發(fā)明者孫盛祥, 娟 李, 李俊亮, 李曉東, 王學來, 韓修廷 申請人:中國石油大學(華東)