[发明专利]游梁抽油机及实现惯性动态平衡与周期性变速补偿方法

说明书

本发明公开了游梁抽油机及实现惯性动态平衡与周期性变速补偿方法，该抽油机包括支架，在支架上铰接有游梁，在所述的游梁一端设有驴头，还包括有曲柄、连杆和动力装置，所述的曲柄设置在动力装置输出端，所述连杆设置在曲柄自由端和游梁之间，在所述的动力装置旋转机构上至少设置一个飞轮，所述的动力装置包括电动机和减速箱，所述的电动机和减速箱传动连接，所述的电动机为具有力矩输出特性的电动机；通过减轻曲柄上的配种，并在转动机构中增加飞轮，用具有力矩输出特性的电动机作为动力源，驴头下降时的动能通过飞轮储存，驴头上升时所需能量通过飞轮释放惯性提供，电动机随负载变化转速和转矩变化对消耗的机械能进行补偿。

技术领域

本发明涉及抽油机，尤其涉及游梁抽油机及实现游梁抽油机惯性动态平衡与周期性变速补偿方法。

背景技术

现有的游梁式抽油机，其传动系统构成与传动特征是：使用几十千瓦大功率恒转速运行的y2系列鼠笼转子电动机，或交流永磁转子电动机，将高速旋转运动通过皮带和减速箱传给两个曲柄，带动曲柄做低速旋转，在两个曲柄上装有重型连杆，通过连杆带动重型往复传动部件横梁、游梁、尾部的平衡装置，游梁前端的驴头、悬绳器、光杆、抽油杆柱和抽油柱塞做往复运动传动，将地下石油举升到地面。在两个曲柄上安装四个或两个平衡重块，每个平衡重块重达一吨左右，以及在游梁尾部安装各种形式的平衡装置，对驴头和抽油杆柱进行静态平衡，可是安装在曲柄上的平衡重块在曲柄转到最高或最低位置时其重力全部作用到减速箱的输出轴上，通过轴承压在减速箱壳体上，抽油杆柱的重量没能得到平衡，装在曲柄上的平衡重块。是随着曲柄的旋转角度按正弦规律逐渐与抽油杆柱进行平衡的，只有转到90°时才能将全部重量与抽油杆柱平衡。

为了克服这个问题，现有的抽油机都是将平衡重块成倍加大重量和加大安装半径的过量平衡来补偿，所以游梁式抽油机难以达到全平衡的目的，在游梁尾部安装平衡装置，能直接对驴头和抽油杆柱等重型往复传动部件得到静平衡效果。但是在往复摆动运动的游梁尾部增加平衡装置时，会成正比的增大传动部件的惯性负载，迫使配套电动机成倍加大功率。

游梁式抽油机属于重型机械，其传动部件的重量都是以吨计算的，曲柄后边的传动部件是重型的四连杆机构，游梁尾部的平衡装置、前端的驴头、悬绳器、一千米长的抽油杆柱和抽油柱塞等都是往复运动的重型传动部件，在抽油的上冲程和下冲程都要经过从静止到速度最大，再从速度最大到静止的加速和减速运动过程，这些重型的往复传动部件，在加速时要吸收很大的动力，需要用几十千瓦的电动机才能拖动，在减速时又要释放出很大的动力，需要用大功率电动机做阻尼进行制动，致使游梁式抽油机的传动形成一种幅值高的正负剧烈脉动变化的特殊负载形式，使上游的旋转运动部件形成一种周期性变速、变转矩的转动特性，造成抽油机井的运行效率低到20％左右，有些油田的机井运行效率甚至低到15％至17％。

现有的各种游梁式抽油机，是用几十千瓦的y2系列鼠笼型电动机或交流永磁同步电动机作为原动机，其输出特性都只能适应拖动恒转速负载机械，只有运行在额定参数下才能有高的力能指标，将其用于拖动转速和转矩都是频繁而剧烈变化且脉动幅值很高的游梁抽油机时，尽管将配用电动机的功率加大了许多倍，也难以达到顺利拖过其脉动高峰负载，其高峰负载能使几十千瓦大功率电动机的电流超过20％的满载额定电流。

发明内容

为了解决现有游梁式抽油机井的运行效率过低，配套电动机的平均运行功率因数低的问题，本发明提供一种用惯性动态平衡与周期性变速补充动力运行的游梁抽油机，发明采用的技术方案是：

一种游梁抽油机，包括支架，在所述的支架上铰接有游梁，在所述的游梁一端设有驴头，还包括有曲柄、连杆和动力装置，所述的曲柄设置在动力装置输出端，所述连杆设置在曲柄自由端和游梁之间，在所述的动力装置旋转机构上至少设置一个飞轮，所述的动力装置包括电动机和减速箱，所述的电动机和减速箱传动连接，所述的电动机为具有力矩输出特性的电动机。

进一步的，所述的电动机为YG系列电动机或YZ系列电动机。

进一步，在所述的减速箱输入轴和或电动机转子轴上设置有飞轮。