[发明专利]实现抽油机完全平衡的方法和装置

说明书

技术领域

 本发明涉及油田人工举升领域，是一种实现游梁式抽油机完全平衡且电动机负载基本稳定的一种方法和装置。

背景技术

目前，四连杆游梁式抽油机是国内外油田采油机械的主力机型，其平衡方式主要采用曲柄平衡，基于抽油机悬点交变载荷特性及抽油机四连杆机构结构参数特征，决定了抽油机电动机负载的特征：虽然采用了曲柄平衡，但电动机负载波动仍然很大，导致电机效率低、能耗居高不下。专利号为200910175190.X的专利申请，公开了一种以 抽油机减速箱输出轴为研究对象、对减速箱输出轴扭矩进行平衡的方法，但这种方法的缺陷在于：需要在抽油机旁边另外增加基础，同时靠随动曲柄进行传递，依靠二次增速箱进行增速，结构复杂，同时稳定性、安全性和经济效益较差。

发明内容

为了克服现有的游梁式抽油机电动机负载波动大、导致电机效率低、能耗大的不足，本发明提供一种实现抽油机完全平衡的方法和装置，该方法以抽油机电动机负载为研究对象，通过增加一级或多级平衡装置，使抽油电动机在基本稳定的负载下工作，实现抽油机完全平衡，减少电动机负载波动、提高电机效率、降低能耗；同时，该装置利用抽油机原基础通过链传动进行增速，结构简单、稳定性、安全性好。

本发明的技术方案是：一种实现抽油机完全平衡的方法，在原抽油机平衡的基础上，增加一级或多级平衡装置，所述的平衡装置的转速为原抽油机曲柄轴转速的2(n-1)倍，其中n为多级平衡的次数，所述的 平衡装置所提供的扭矩为上一级平衡装置所提供扭矩的30%~70%，最好为50%。

一级或多级平衡装置曲柄与原抽油机一次曲柄相对角度为-90°~90°，最佳角度为-45°或45°。

一种实现抽油机完全平衡的装置，包括减速箱，减速箱通过减速箱输出轴连接曲柄，所述的减速箱输出轴通过传动机构连接由小曲柄及小平衡重组成的平衡装置，且平衡装置的数量不小于1。

所述的减速箱输出轴上连接有大链轮，大链轮通过链条连接小链轮，小链轮通过小链轮轴连接有小曲柄，小曲柄上连接有小平衡重。

本发明具有如下有益效果：由于采取上述方案，该方法通过在原抽油机平衡的基础上，增加一级或多级平衡装置，使负载波动率减少，电动机平均做功波动率减少，随着平衡装置级数的增加，使负载差波动率将趋近于0，趋于实现完全平衡。因此，抽油机经多级平衡后，可实现抽油机负载趋向于一恒定值，可以提高电动机工作效率，达到抽油机系统节能降耗的目的。

附图说明

图1为抽油机原始平衡电动机负载曲线示意图；

图2为抽油机增加一级平衡装置电动机负载曲线示意图；

图3为抽油机增加二级平衡装置电动机负载曲线示意图；

图4为抽油机增加三级平衡装置电动机负载曲线示意图；

图5为抽油机增加四级平衡装置电动机负载曲线示意图；

图6为本发明的结构原理图；

图7为抽油机增加一级前置式链传动平衡装置结构示意图；

图8为前置式链传动大链轮与原抽油机安装结构示意图；

图9为前置式链传动支撑机构安装结构示意图。

图1~图5横坐标为曲柄转角（°），纵坐标为电动机负载。

图中1-游梁，2-横梁，3-连杆，4-原曲柄，5-减速箱，6-大链轮，7-链条，8-小链轮，9-支撑装置，10-小链轮胀套， 12-小曲柄，13-小平衡重，14-三角架，15-减速箱输出轴，16-压盖，17-压紧螺钉，18-胀套，19-减速箱端盖，20-小链轮轴，21-轴承座，22-刹车装置，23-螺栓，24-大横梁，25-抽油机底座，31-二级大链轮，32-一级平衡重，33-二级链条，34-二级小链轮，35-二级平衡重。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

该实现抽油机完全平衡的方法，是基于抽油机电动机负载波动特性和曲柄平衡原理的方法进行削峰填谷，通过削峰达到降低电动机最大负载，填谷抬高电动机最小负载，达到平缓电动机负载波动、提高电动机工作效率及节能的目的。在原抽油机平衡的基础上，增加一级或多级平衡装置，所述的平衡装置的转速为原抽油机曲柄轴转速的2(n-1)倍，其中n为多级平衡的次数，所述的平衡装置所提供的扭矩为上一级平衡装置所提供扭矩的30%~70%之间，最好为50%。一级或多级平衡装置曲柄与原抽油机一次曲柄相对角度为-90°~90°，最佳角度为-45°或45°。

具体步骤如下：