[實用新型]長沖程抽油機的動能平衡裝置

無效

• 申請號: 00251838.4
• 申請日: 2000-09-26
• 公開（公告）號: CN2443168Y
• 公開（公告）日: 2001-08-15
• 發明（設計）人: 劉喜平
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: F04B47/02
• 分類號: F04B47/02;E21B43/00
• 代理公司: 秦皇島市專利事務所
• 代理人: 鄂長林

長沖程抽油機因其具有效率高、適合深井抽油和稠油開采等優點，在國內外引起廣泛關注。一般長沖程抽油機均采用重力平衡，即用平衡重塊的重力來平衡抽油桿的重力。其優點是：原理簡單、直觀、易于達到較理想的平衡狀態。但重力平衡卻有以下不足：1)現場安裝、調整麻煩。特別是當出現意外事故：平衡重與抽油桿間的連接或抽油桿本身拉斷時，重新使系統恢復工作困難；2)安全性差。因平衡重一般為2t-8t，并以行程6m-8m作上下往復運動。而平衡重與抽油桿間的連接或抽油桿本身被拉斷，一般均發生在平衡重處于上行程終點處，此時平衡重將以自由落體運動方式下降，極易造成設備事故及人員傷亡。

本實用新型的目的是提供一種運行安全可靠，安裝、維護方便的長沖程抽油機的動能平衡裝置，以取代原長沖程抽油機的重力平衡系統。

本實用新型的長沖程抽油機的動能平衡裝置，包括由固定飛輪8、12和可調飛輪6、7、13、14組成的等直徑飛輪卷筒軸10，一個卷筒軸2其直徑可以是沿軸向變化的，也可以是等直徑的；繞性件4的一端固定在等直徑飛輪卷筒軸10上，另一端固定在卷筒軸2上；所述的卷筒軸2的直徑是沿軸向變化的，其外表面開有螺旋線凹槽，其直徑由兩端到中間越來越大、也可以是兩端到中間越來越小，或者從一端到另一端越來越大，在直徑沿軸向變化的卷筒軸2上使用的繞性件4的截面形狀可以是圓形的，也可以是梯形的，其根數為1-2條，在等直徑卷筒軸16上使用的繞性件的截面形狀為矩形截面，其數量為1條。

當抽油桿在上極限位置時，繞性件的大部分繞在飛輪卷筒軸上，只有一小部分繞在卷筒軸的螺旋線凹槽內，繞性件的這部分長度用于適應抽油桿沖程長度的調整。抽油桿從上極限位置靠自重實現下沖程，抽油桿的向下運動通過傳動系統帶動卷筒軸旋轉，此卷筒軸每旋轉一圈，繞性件就在其上多纏一圈。繞性件拉飛輪卷筒旋轉，以從飛輪卷筒上放出繞性件。由于繞性件在卷筒軸上纏繞的直徑是逐漸增大的，而飛輪卷筒的直徑不變(或逐漸減小)，故飛輪的轉速逐漸增加，其吸收的動能逐漸增多。即抽油桿從上極限位置下降到下極限位置所釋放出的全部重力勢能都將轉變為飛輪的轉動動能。在抽油桿下降過程中，原動機(如電機)也做功，用于補償抽油桿重力勢能的不足，即當抽油桿到達下極限位置時，飛輪儲存的轉動動能大于抽油桿在此過程中所釋放出的重力勢能，此超出部分是由原動機的輸出功所提供的。

當抽油桿到達下極限位置時，原動機反轉通過傳動系統拉抽油桿上行。此時繞性件剛好從飛輪卷筒上全部放完，由于飛輪的慣性，它將保持繼續高速同向旋轉，則繞性件將沿著與原來相反的方向重新纏繞在飛輪卷筒上。在飛輪慣性力作用下，繞性件將拉卷筒軸反向旋轉。若飛輪卷筒等速旋轉，則卷筒軸將加速旋轉。由于抽油桿上行速度不變，故飛輪轉速將逐漸下降，從而釋放出它在抽油桿下沖程時所吸收的轉動動能。這樣有助于減少原動機的輸出功率。

附圖與實施例：

圖1是具有變直徑卷筒軸的長沖程抽油機動能平衡裝置示意圖。

圖2是具有等直徑卷筒的長沖程抽油機動能平衡裝置示意圖。

圖3、圖4、圖5、圖6是具有變直徑卷筒軸的長沖程抽油機動能平衡裝置工作過程原理圖。

圖7是具有等直徑卷筒軸的長沖程抽油機動能平衡裝置工作原理圖。

圖8是長沖程抽油機動能平衡裝置變直徑卷筒軸示意圖。

圖9是長沖程抽油機動能平衡裝置的一個實施例。

圖10是長沖程抽油機動能平衡裝置的另一個實施例。

圖11是圖10的B向視圖。