[發(fā)明專利]功率平衡抽油機(jī)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910072687.9
• 申請日: 2009-08-07
• 公開（公告）號: CN101629483A
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓修廷;李俊亮;李曉東;王學(xué)來;孫盛祥;李娟
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（華東）
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;F16H37/12;F04B47/14
• 代理公司: 大慶知文知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 王 成

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油田采油領(lǐng)域中所用的舉升裝置，具體地說涉及一種 功率平衡抽油機(jī)。

背景技術(shù)

抽油機(jī)采油是我國油田生產(chǎn)的主要手段，約占機(jī)采井的90％以 上。目前游梁式抽油機(jī)采油過程中存在的主要問題是系統(tǒng)效率低，平 均效率約在23％左右。其主要原因是功率傳遞環(huán)節(jié)多、功能單一、尺 寸和自重較大，從而需要大功率電機(jī)，耗能量較高，而有效負(fù)載率低。 另外由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜繁瑣，整體尺寸偏大，調(diào)參數(shù)及調(diào)平衡強(qiáng)度較大。 同時(shí)電機(jī)在抽油機(jī)上下沖程的上下死點(diǎn)處輸出功率為零，電機(jī)不做 功，電動機(jī)輸出功率及減速機(jī)扭矩波動較大，如附圖3所示當(dāng)沒有配 置平衡重時(shí)電機(jī)的輸出功率圖，在抽油曲柄上下死點(diǎn)位置，電機(jī)輸出 功率為零且波動較大；附圖4所示為常規(guī)抽油機(jī)配置負(fù)荷配重后電機(jī) 的輸出功率圖，盡管輸出功率波動有所減小，但抽油曲柄上下死點(diǎn)位 置，電機(jī)輸出功率仍然為零，整套抽油系統(tǒng)的運(yùn)動平穩(wěn)性仍然較差， 從而影響電機(jī)的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種運(yùn)行平穩(wěn)、有效負(fù)載率高， 調(diào)參數(shù)及調(diào)平衡方便省力的功率平衡抽油機(jī)，該抽油機(jī)電動機(jī)輸出功 率及載荷波動平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡單，耗能低，調(diào)參數(shù)及調(diào)平衡方便省力。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種功率平衡抽油 機(jī)，包括井口支架，抽油柔性繩，固定于機(jī)架上的減速器，所述的減 速器通過主輸出軸帶動抽油曲柄，通過副輸出軸帶動功率平衡重曲 柄，抽油曲柄上及功率平衡重曲柄上分別固定負(fù)荷配重及功率平衡配 重，且副輸出軸的轉(zhuǎn)速為主輸出軸轉(zhuǎn)數(shù)的2倍，在抽油曲柄上死點(diǎn)位 置功率平衡重曲柄相對于抽油曲柄滯后90°角，在抽油曲柄下死點(diǎn) 位置功率平衡重曲柄相對于抽油曲柄超前90°角；抽油柔性繩繞過 井口支架上端的抽油鏈輪及抽油曲柄上的曲柄鏈輪后固定于鉸鏈座 上，鉸鏈座固定于連桿上，連桿的兩端分別固定于機(jī)架及井口支架上。

本發(fā)明的有益效果是：由于該功率平衡抽油機(jī)采用上述技術(shù)方 案，利用雙輸出軸減速器帶動抽油曲柄及與之相差90°的功率平衡重 曲柄的旋轉(zhuǎn)，并通過抽油柔性繩帶動抽油泵的上下往復(fù)運(yùn)動，使電動 機(jī)輸出功率曲線比常規(guī)抽油機(jī)輸出功率曲線的波動變小，電動機(jī)輸出 功率及載荷波動趨于平穩(wěn)，抽油過程中在曲柄的上下死點(diǎn)位置電機(jī)輸 出功率不存在零點(diǎn)，始終做有效正功，從而實(shí)現(xiàn)了功率平衡。抽油柔 性繩一端連接井下抽油泵，另一端依次繞過井口支架上端的抽油鏈輪 及抽油曲柄上的曲柄鏈輪后固定定于鉸鏈座上，實(shí)現(xiàn)了4倍沖程，且 直接傳遞動力，減少了中間的傳遞環(huán)節(jié)，降低了能耗，有效負(fù)荷率增 加。機(jī)架采用輕型平衡結(jié)構(gòu)，使抽油機(jī)整體結(jié)構(gòu)簡單，通過調(diào)節(jié)抽油 曲柄上的曲柄鏈輪位置來調(diào)整沖程參數(shù)，結(jié)構(gòu)簡單且調(diào)參數(shù)方便，機(jī) 組的一次性投資降低。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2為減速器4與電機(jī)14的位置關(guān)系示意圖；

附圖3為常規(guī)油梁式抽油機(jī)沒有配置負(fù)荷配重的電機(jī)輸出功率圖；

附圖4為常規(guī)油梁式抽油機(jī)配置負(fù)荷配重后的電機(jī)輸出功率圖；

附圖5為本發(fā)明的電機(jī)輸出功率圖。

圖中1-功率平衡重曲柄??2-曲柄鏈輪??3-抽油曲柄??4-減速器 5-機(jī)架??6-鉸鏈座??7-抽油柔性繩??8-井口支架??10-曲柄負(fù)荷配重 11-抽油鏈輪??12-功率平衡配重??13-電機(jī)??14-減速器主輸出軸??15- 減速器副輸出軸附

附圖3為未加曲柄配重10及功率平衡配重12的電機(jī)輸出功率圖；

附圖4為只加曲柄配重10時(shí)的電機(jī)輸出功率圖；

附圖5為加功率平衡配重12時(shí)的電機(jī)輸出功率圖；

附圖2至附圖5中，橫軸為抽油曲柄轉(zhuǎn)角，單位為度；縱軸為電機(jī) 輸出功率，單位為瓦。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

由附圖1至附圖5所示，該功率平衡抽油機(jī)包括電機(jī)13，減速器4， 機(jī)架5，抽油曲柄3，功率平衡重曲柄1，負(fù)荷配重10，功率平衡配重 12，抽油柔性繩7及連桿9等。所述的機(jī)架5下部固定電機(jī)13并使其連 接減速器4，減速器4具有主輸出軸14及副輸出軸15，主輸出軸14上固 定抽油曲柄3，抽油曲柄3上固定負(fù)荷配重10并帶動負(fù)荷配重10作圓周 轉(zhuǎn)動，副輸出軸15上固定功率平衡重曲柄1，功率平衡重曲柄1上固定 功率平衡配重12，并帶動功率平衡配重12作圓周運(yùn)動如附圖2所示， 并使功率平衡重曲柄1旋轉(zhuǎn)速度為抽油曲柄3旋轉(zhuǎn)速度的2倍，在抽油 曲柄3上死點(diǎn)位置功率平衡重曲柄1相對于抽油曲柄3滯后90°角，在 抽油曲柄3下死點(diǎn)位置功率平衡重曲柄1相對于抽油曲柄3超前90° 角，通過功率平衡重12的轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)電機(jī)13輸出功率平衡，使電機(jī)13 輸出功率比常規(guī)抽油機(jī)輸出功率的波動及載荷趨于平穩(wěn)，電機(jī)13抽油 過程中在抽油曲柄3的上下死點(diǎn)位置輸出功率不為零，始終做有效正 功，功率平衡重12在抽油過程中起到輔助抽油的作用，且功率平衡重 12做的功與電機(jī)13做的功相互平衡。由附圖5所示為在有曲柄負(fù)荷配 重10的基礎(chǔ)上，增加功率平衡重12的電機(jī)輸出功率圖，與附圖3及附 圖4比較可以看出，電機(jī)13輸出功率曲線波動趨于平穩(wěn)且沒有零點(diǎn)， 且由于功率平衡重曲柄1與抽油曲柄3在抽油曲柄3的上下死 點(diǎn)處成90°角，使啟動更加平穩(wěn)。機(jī)架5與井口支架8之間固定連桿9， 連桿9上固定鉸鏈座6，抽油柔性繩7一端與井下泵連接，另一端依次 繞過井口支架8上端的抽油鏈輪11及抽油曲柄上的曲柄鏈輪2后鎖定 于鉸鏈座6上，實(shí)現(xiàn)了4倍沖程；機(jī)架5固定于基礎(chǔ)之上，相對于減速 器4的主輸出軸為左右對稱結(jié)構(gòu)，并采用輕型平衡結(jié)構(gòu)，使抽油機(jī)整 體結(jié)構(gòu)簡單，通過調(diào)節(jié)曲柄鏈輪2在抽油曲柄3上的位置來調(diào)整沖程參 數(shù)，參數(shù)調(diào)節(jié)簡單方便，整個(gè)抽油機(jī)機(jī)組的一次性投資降低。