[发明专利]一种游梁抽油机的正扭矩轨道变力臂方法及机构

说明书

技术领域

本发明涉及油田采油领域，具体的说是一种游梁抽油机的正扭矩轨道变力臂方法及机构。

背景技术

目前，75%的人工举升抽油机以游梁式抽油机为主，分为常规型游梁式抽油机、前置型游梁式抽油机、异相型游梁式抽油机和双驴头型游梁式抽油机等。这些结构型式的抽油机主要是利用曲柄连杆机构将旋转运动变为游梁的上下摆动，将井液抽汲至地面。这些类型的抽油机结构稳固，配套工艺齐全，但其结构庞大、载荷波动大，在连杆转动、驴头上下运动过程中，电机、减速箱存在正负和交变大的载荷，即冲程上下死点减速箱扭矩、电机功率均存在负值、零值和交变幅度较大(见图4)，为满足系统需要必须配用功率较大的电机，致使电机利用率低，系统存在低效和发电区，导致运动性能差、载荷冲击大、系统效率低和能耗大。多年来，本领域的技术人员一直在研究一种方法或结构，意图不改变游梁式抽油机曲柄连杆机构的主体结构就可使冲程上下死点减速箱扭矩均为正值和交变幅度变小，但始终没有解决这个问题。

发明内容

为了克服现有的游梁抽油机冲程上下死点电机、减速箱扭矩承受负值或零值、交变幅度大等，导致载荷冲击大、系统效率低、能耗大的不足，本发明提供一种游梁抽油机的正扭矩轨道变力臂方法，该方法可以使冲程上下死点电机、减速箱扭矩均为正值且交变幅度小，具有载荷冲击小、系统效率高、耗能少的特点。

本发明的技术方案是：一种游梁抽油机的正扭矩轨道变力臂方法，首先设曲柄逆时针旋转，通过改变游梁力臂长度，使驴头在下死点位置时，曲柄与垂线成-β角，驴头在上死点位置时，曲柄与垂线成+β角； 

曲柄在90°、270°位置时，使游梁为水平状态，其中曲柄在90°位置时游梁的力臂为b+r，曲柄在270°位置时游梁的力臂为b-r。

一种游梁抽油机的正扭矩轨道变力臂机构，包括游梁、曲柄连杆，所述的游梁上与驴头相反一侧的上部固定有轨道，轨道上置有可沿其滚动的位移器，所述的位移器中心穿有可转动的滚轮轴，所述滚轮轴上固定有曲柄连杆，所述的曲柄连杆可与滚轮轴一起随位移器沿轨道平移。

所述的轨道两端分别设有上、下限位块。

所述的滚轮轴上连接滚轮连杆，滚轮连杆的另一端通过连杆横梁连接连杆。

本发明具有如下有益效果：由于采取上述方案，位移器滚轮沿轨道滚动与位移器一起位移，可改变游梁的实际有效力臂长度，使以往曲柄连杆机构力臂不变而角度变的情况改为角度不变而办臂变，在逆时针旋转时，使上冲程曲柄累计旋转角度大于180o而下冲程曲柄累计旋转角度小于180o,这样，电机功率、减速箱扭矩由原来的承受负值、零值、交变幅度大变为始终是正值和稳定，解决了人们长期以来一直想解决而未解决的问题，使得电机、减速箱扭矩载荷均为正值及波动小、系统效率提高、耗能减少和无载荷正负冲击。 

附图说明：

图1是本发明所应用的抽油机的结构示意图；

图2是本发明的结构示意图； 

图3是本发明的工作原理图；

图4是现有的游梁抽油机功率扭矩曲线图，其中曲线a为光杆功率，曲线b为平衡重功率，曲线c为电机功率；

图5是本发明所应用的抽油机功率扭矩曲线图，其中曲线a为光杆功率，曲线b为平衡重功率，曲线c为电机功率。

图中1-底座，2-支架，3-悬绳器，4-驴头，5-游梁，6-位移器，7-轨道，8-曲柄连杆，9-曲柄销，10-曲柄，11-减速器，12-减速器，13-刹车装置，14-电机，15-控柜，16-下限位块，17-滚轮轴，18-滚轮轴承，19-上限位块，20-滚轮连杆，21-连杆横梁。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步说明：