[发明专利]基于曲柄非整周运动的游梁式抽油机动态变冲程运行方法

说明书

技术领域

本发明基于曲柄非整周运动的游梁式抽油机动态变冲程运行方法属于一种游梁式抽油机运行方法。

背景技术

游梁式抽油机自诞生以来，其运行方式都是依靠电机持续不换向的驱动，使曲柄做单向圆周运动，并通过连杆、游梁、以及驴头的运动传递，实现光杆全行程范围内的上下往复直线运动。

在传统运行方式中，由于曲柄限定为持续性单向圆周运动，因此光杆的实际冲程只能是其完整行程（即最大行程），进而导致了游梁式抽油机在生产运行中出现的以下三方面问题：

第一、在运行过程中，光杆的冲程无法改变；

第二、如想改变光杆冲程，首先需要游梁式抽油机停机，然后在吊装设备配合下，改变曲柄和连杆间的连接孔位；这种方式实施过程繁琐复杂，耗时长；

第三、由于曲柄和连杆间的连接孔位数量有限，因此通过改变曲柄和连杆间的连接孔位，只能实现光杆冲程在有限范围内的分级调整。

发明内容

针对游梁式抽油机传统运行方式中曲柄限定为单向圆周运动所带来的技术问题，本发明公开了一种基于曲柄非整周运动的游梁式抽油机动态变冲程运行方法，该方法既不需要停机，又不需要通过吊装设备来改变曲柄和连杆间的连接孔位，在游梁式抽油机运行状态下，实现光杆的实际运行冲程在额定冲程全范围内的无级快速动态连续改变。

本发明的目的是这样实现的：

基于曲柄非整周运动的游梁式抽油机动态变冲程运行方法，定义光杆额定冲程为曲柄整周运动下的光杆最大行程，游梁式抽油机的曲柄做非整周双向往复运动，实现在不改变曲柄连杆连接孔位的前提下，光杆的实际运行冲程小于该曲柄连杆连接孔位下的额定冲程。

上述基于曲柄非整周运动的游梁式抽油机动态变冲程运行方法，在井下杆管柱弹性变形不可忽略的情况下，进一步限定曲柄的非整周双向往复运动范围所对应的悬点往复运行长度超过井下杆管柱弹性变形长度。

进一步地，在井下杆管柱弹性变形不可忽略的情况下，曲柄的非整周双向往复运动范围进一步限定在以下三种情况中的一种：

情况一、悬点往复运行区间不包含死点：悬点往复运行范围内的一个位置为A0，对应曲柄位置为B10或B20；在井下杆管柱的弹性静变形长度范围内，A0点之上的一个位置为A1，且A1低于抽油机悬点的上死点位置AH（对应曲柄位置为BH），此时，A1对应曲柄位置为B11或B21；A0点之下的一个位置为A2，且A2高于抽油机悬点的下死点位置AL（对应曲柄位置为BL）、同时A2和A1之间的距离为井下杆管柱的弹性静变形长度，此时，A2对应曲柄位置为B12或B22；则曲柄的非整周双向往复运动轨迹限定为：

包含包括B10的B11和B12之间的非整周区域，且曲柄非整周双向往复运动轨迹的边界至少有一个在包括B10的B11和B12之间的区域外；

或

包含包括B20的B21和B22之间的非整周区域，且曲柄非整周双向往复运动轨迹的边界至少有一个在包括B20的B21和B22之间的区域外；

情况二、悬点往复运行区间包含上死点：悬点往复运行范围内的一个位置为A0，对应曲柄位置为B10或B20；在井下杆管柱的弹性静变形长度范围内，A0点之上的一个位置为抽油机悬点的上死点位置AH（对应曲柄位置为BH）；A0点之下的一个位置为A2，且A2高于抽油机悬点的下死点位置AL（对应曲柄位置为BL）、同时A2和AH之间的距离为井下杆管柱的弹性静变形长度，此时，A2对应曲柄位置为B12或B22；则曲柄的非整周双向往复运动轨迹限定为：

包含包括B10的BH和B12之间的非整周区域，且曲柄运行轨迹的边界与B12不重合；

或

包含包括B20的BH和B22之间的非整周区域，且曲柄运行轨迹的边界与B22不重合；

情况三、悬点往复运行区间包含下死点：悬点往复运行范围内的一个位置为A0，对应曲柄位置为B10或B20；在井下杆管柱的弹性静变形长度范围内，A0点之上的一个位置为A1，且A1低于抽油机悬点的上死点位置AH（对应曲柄位置为BH），此时，A1对应曲柄位置为B11或B21；A0点之下的一个位置为抽油机悬点的下死点位置AL（对应曲柄位置为BL）、同时AL和A1之间的距离为井下杆管柱的弹性静变形长度；则曲柄的非整周双向往复运动轨迹限定为：

包含包括B10的BL和B11之间的非整周区域，且曲柄运行轨迹的边界与B11不重合；

或

包含包括B20的BL和B21之间的非整周区域，且曲柄运行轨迹的边界与B21不重合。

再进一步地，