CN103470225A - 摆尾式自变参数平衡高效节能抽油机 - Google Patents
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Abstract
一种摆尾式自变参数平衡高效节能抽油机，其特征为：在常规游梁式抽油机基础上，在游梁尾部加装可随游梁上下摆动自动改变力矩的摆尾式平衡总成。该机构在工作时依靠游梁后臂尾部摇杆有规律变化实现负载大时平衡力矩大、负载小时平衡力矩小的工作状态。既继承了常规游梁式抽油机的全部优点，同时又达到了降低峰值扭矩的节电效果。
Description
技术领域
此发明属于一种石油开采机械产品，具体地说是一种可通过摆尾式动态变距平衡装置达到高效节能目的的抽油机。
背景技术
传统的游梁式抽油机，具有结构简单，易损件少，可靠性高，耐久性好，操作维修方便等优点，目前世界各国仍在大规模使用游梁式抽油机，缺点是平衡仍没有达到理想状态，振动载荷难以避免，长冲程条件下更为突出，在下下冲程中，电动机所承受的载荷相差很大：上冲程时，驴头悬点静载荷主要是抽油泵栓塞以上的液柱重量与抽油杆重量之和，提起这部分重量电机需要作很大的功。而下冲程时，液柱重量转移到固定阀上，驴头仅承受抽油杆的重量，此时，电机不仅无需作功，反而由于抽油杆靠自重下落，使电机处于发电机状态，因此在上、下冲程中电机的负载极不均匀，加上悬点运动速度和加速度的变化，更加剧了这种不均匀性。常规游梁式抽油机的净扭矩在一个工作循环中，有较高的“峰值”和较深的负向“谷值”，即有较大的“负扭矩”。扭矩波动很大，抽油机平衡效果不佳。从能耗角度讲，净扭矩波动大势必加大功率而增大能耗；从动力角度讲，峰值矩高，为了保证抽油机的正常运转，势必要选用较大的动力机即电动机，这种大电动机、大峰值电流的配套方案，必将导致电动机自身损耗和电路损耗的增加。同时，由于电动机工作在大马拉小车的低功率因数状态，还会使电网的供电质量变差。这正是常规游梁抽油机能耗大的关键所在，也是常规机中长期以为一直未能解决的问题之一。
从上述分析可知，如果能调整使载荷扭矩的变化规律接近正弦规律，就能有效地降低抽油机机净扭矩的波动性，提高抽油机的平衡效果，从而达到降低其能耗的目的。可见，欲降低抽油机的能耗，从加强其平衡效果上下手，是一个比较好的方法。
发明内容
为克服上述传统游梁抽油机的一些缺陷，在常规的游梁抽油机游梁的尾部与支架之间增加了一套反平行四杆机构，其中在尾部增加了摆尾式平衡配重装置，所以它既继承了常规游梁式抽油机的全部优点，同时又达到了降低峰值扭矩的节电效果。工作原理是：该机构在工作时依靠游梁后臂尾部摇杆有规律变化实现负载大时平衡力矩大、负载小时平衡力矩小的工作状态。摆尾式平衡配重装置在下冲程中在连杆作用下逐渐向后摆动，从而增加了游梁后臂有效长度，延长了平衡配重的作用力矩并开始贮存能量。悬点到下死点时，平衡配重装置也后摆到最大角度，游梁后臂有效长度最大，平衡配重装置贮存能量达到峰值；上冲程时，平衡配重装置贮存的能量开始释放，摆杆开始回收，游梁后臂有效长度逐渐减小。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明抽油机游梁达到下死点时的效果图。
图3为本发明抽油机游梁达到上死点时的效果图。
具体实施方式
如图1 所示，游梁5通过游梁支撑轴2安装在支架1上；支架1向上延伸形成了摆尾平衡总成控制支架3，摆尾平衡总成8通过轴承6安装在游梁5的尾部，摆尾平衡总成8上的轴承7通过铰接拉杆9与支架3上的轴承4连接，摆尾平衡总成8末端设有配重杠铃安装轴11，用以安装配重杠铃10。
铰接拉杆9的长短可调节，用以调整摆尾平衡总成8与游梁5的角度。
配重杠铃安装轴11上安装配重杠铃10的数量可以根据悬点载荷的不同而调整，可以是2片、4片、6片，或更多。
配重杠铃可以是铸铁材质或水泥预制材料，首选水泥预制材料。
Claims (5)
1.一种摆尾式自变参数平衡高效节能抽油机，其特征为：在常规游梁式抽油机基础上，在游梁尾部加装可随游梁上下摆动自动改变力矩的摆尾式平衡总成。
2.依据权利要求1所述，摆尾式自变参数平衡高效节能抽油机，其特征为：摆尾式平衡总成的一端通过轴承连接在游梁尾端，另一端通过铰接拉杆连接在机架上部的延长支架上。
3.依据权利要求2所述的铰接拉杆长短可调节。
4.依据权利要求1所述，摆尾式自变参数平衡高效节能抽油机，其特征为：摆尾式平衡总成通过加装配重杠铃达到平衡；配重杠铃可以是铸铁材质或水泥预制材料，首选水泥预制材料。
5.依据权利要求4所述的配重杠铃，可以是两片至多片。
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