[其他]长冲程抽油机

说明书

本发明涉及一种新型长冲程抽油机。

目前，普遍使用抽油机从那些不能自喷的油井中向外抽油。随着油井开采时间延长、老油田的油井液面不断下降，油压下降，以及需要开发蕴藏在较深地层中的石油，因此要求抽油机的下泵深度不断增加。增加下泵深度、使一般抽油机的泵效降低。因为金属抽油机杆是弹性体，在自重和载荷作用下，将产生弹性变形。抽油杆往复上下时、抽油杆的弹性伸长会造成有效冲程损失。下泵深度越大、有效冲程损失越大，泵油效率也越低。然而，如果增大抽油机的冲程，则可以提高泵效。对于高含水油和高粘度油田的开采，也需要使用长冲程抽油机。在相同排量条件下，冲程加大，意味着减少冲次、速度和加速度，这样又附带产生了许多好处。首先，因为抽油杆在变幅载荷下工作，其疲劳寿命与所经历的应力循环数有关。减少冲数意味在同样长的工作期间内，抽油杆所经历的应力循环数较少。因而有助于延长使用寿命。其次，速度和加速度的降低有助于减缓抽油杆和缸筒的摩损。而冲程增大，又使得缸筒内表面的摩损分散在较大面积上而不是集中在一个较小的区域，这也有助于延长缸筒的使用寿命。

目前使用得最普遍的抽油机是游梁式抽油机。一般的游梁式抽油机具有一个铰支在起重柱上可自由摆动的游梁，梁的一端有一个驴头，驴头的外缘是一段以游梁摆动支点为圆心的弧形面。光杆通过绳索与驴头连接，通过电动机或液压机构使游梁在铅垂平面内摆动，从而带动光杆上下运动。游梁的平衡方式有两种。一种是把平衡重直接固定在游梁后端，即游梁上与驴头遥对的那端。另一种平衡方式是在驱动装置的曲柄上安装平衡重。游梁式抽油机的优点是结构简单、工作可靠、坚固耐用，所以得到广泛应用。

在已发展的长冲程抽油机中，有很多仍然采用了上述的游梁式抽油机的结构。为了获得长冲程，加大了游梁长度。由于驴头回转半径增大，所以对相同的游梁摆角范围，可得到较大的冲程。但是，由于结构放大了，所以抽油机的高度、重量，占地面积等都大大增加，抽油机所消耗的功率也增大。

如果基本不改变游梁长度，而扩大其摆动的角度范围，则也可以达到获得长冲程的目的。但是，就现有的游梁式抽油机的结构而言，增大摆角有许多难以克服的困难。首先，在如图3或图4所示的游梁式抽油机中，要想增大摆角，则应把连杆与游梁的连接点（即力点）向内移。这样，所需要的旋转平衡块的重量大大增加，这样，机器运转时，旋转平衡块引起的离心力很大，增加了不稳定性;如果不改变力点的位置，而采用加长曲柄长度的方法来获得大的游梁摆角范围，同样也使离心力增大。要克服这些问题，就需要较大较重的底座。

图5是另一种游梁式抽油机的结构示意图。其特点是，平衡重直接固定在游梁的后端。对于这种结构，要扩大游梁的摆角，产生的问题更多。这是因为，在这种抽油机中，平衡力矩等于平衡重量与游梁摆动支点到平衡重的重心垂线的距离的乘积，所以摆角范围增大后，在最大摆角处，平衡力矩下降很多。比如，最大摆角为60°时（最大摆角范围为120°），游梁摆动支点到平衡重的重心垂线的距离比游梁水平时的距离小了一半。这样，抽油机在工作循环中功率波动很大，所以不实用。

通过以上分析，可以看出，在现有技术中，为什么都采用增加游梁长度的方法来获得长冲程，为什么众多形式的游梁式抽油机的摆动范围都不大（最大不超过60°）。

本发明的目的是提供一种新型的抽油机，它保持了现有游梁式抽油机的优点，同时在结构上作出大的改变，以便获得较大的摆角范围，即获得长冲程。

本发明的目的是这样实现的：