[发明专利]抽油机平衡配重方法和高效节能游梁式抽油机

说明书

技术领域

本发明涉及的是油田原油开采设备——游梁式抽油机，尤其涉及的是 为达到节能、高效而设置新型配重构造的游梁式抽油机。

背景技术

油田原油开采设备中应用最为广泛的是游梁式竖井抽油机，其结构 构造包括有底座、支架、游梁、游梁的曲柄连杆驱动机构、驴头及其悬 绳器。游梁式抽油机作为油田的主要开采设备，也是油田用电耗能大户， 其用电量达到油田总用电量的40％。另外，游梁式抽油机的驱动电动机 平均负荷率仅为20～30％，部分电动机负荷率还会更低，存在普遍性低 效率、能源浪费严重的现实问题。另外，游梁式抽油机工作中，其曲柄 下降过程中由于负荷减轻，电动机拖动产生的能量无法被负载吸收，促 使电动机处于发电工作状态，这多余能量被反馈至电网，对整个电网产 生冲击，导致电网供电质量下降、产生功率因数降低等危险，而且频繁 的高压冲击更会损坏电动机本身，所以存在生产效率低、维修量高、企 业成本流失较大的技术问题。目前，我国拥有近8万台抽油机采油井，因 而解决上述技术问题是迫在眉睫。

发明内容

本发明专利申请的发明目的在于提供一种稳定电动机输出扭矩、从 而提高电动机负荷率、降低电量消耗、同时避免电动机负功率对电动机 本身和电网冲击的抽油机平衡配重方法和高效节能游梁式抽油机。本抽 油机平衡配重方法的发明专利申请技术方案，其主要技术内容是：本抽 油机节能运行平衡配重方法，该方法最终以稳定电动机扭矩为目的， 即

电动机输入扭矩T(input)＝抽油机负载扭矩T(demand)-系列平衡块装置提 供的扭矩T(balance)＝常量C，

以正玄或余玄的数学表达式，取一个固定项数的三角级数，得：

T(balance)＝a₁sin(α₁+ω₁t)+b₁cos(β₁+ψ₁t)+...+a_nsin(α_n+ω_nt)+b_ncos(β_n+ψ_nt)

利用最小二乘法，得到：余量＝C+T(balance)-T(demand)，

和L＝∫[C+T(balance)-T(demand)]²dt

则最小二乘法导出如下的方程组：