[發明專利]動態平衡游梁式抽油機及其使用方法

有效

• 申請號: 201110156035.0
• 申請日: 2011-06-12
• 公開（公告）號: CN102251761A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 祝勇;張漢;衣懷峰;章敬
• 申請（專利權）人: 克拉瑪依市博瑞科技發展有限公司
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;F04B47/14;H02K41/02
• 代理公司: 烏魯木齊合縱專利商標事務所 65105
• 代理人: 湯建武;周星瑩

技術領域

本發明涉及抽油機技術領域，是一種動態平衡游梁式抽油機及其使用方法。

背景技術

自二十世紀三十年代，前蘇聯人根據理論力學中的杠桿原理發明了游梁式抽油機，其具有結構簡單，性能穩定，維護方便等優勢，至今仍然是世界油田開采石油普遍采用的主要舉升設備。從采油方式上可分為兩種：有桿類采油設備和無桿類采油設備。目前使用最廣泛的有桿類采油設備當屬游梁式抽油機，該系統由三部分組成：地面部分、井下部分和中間部分。地面部分由電動機、減速箱和四連桿機構組成。在長期的發展中，游梁式抽油機經過多次技術革新，衍生出很多機型，結構形式各異。如：常規曲柄平衡抽油機、常規復合游梁平衡抽油機，懸掛偏置易調抽油機等。雖然種類型號各異，但機構原理大致相同，均是采用四連桿機構。其采油原理均是：電動機通過皮帶和減速器帶動曲柄作勻速圓周運動，曲柄通過連桿帶動四連桿機構的游梁以支架上中央軸承為支點，做上下擺動，驅動游梁前端的驢頭懸點（該懸點連接抽油桿），帶動油泵柱塞做上下往復直線運動，實現機械采油。雖然游梁式抽油機得到了石油行業的普遍應用，但仍然存在以下亟待解決的問題，即傳統游梁式抽油機主要有以下缺陷：

1、機械損失多：眾所周知，機械損失系數是一架機器工作效率的象征，由于游梁式抽油機是一種電動機通過減速箱帶動變形的四連桿機構，且每一個連桿機構及機械傳動結構能產生接近8%的機械損失，那么照此算下來四連桿機構所產生的機械損失就達到30-40﹪。

2、整體系統調沖程、調沖次不便：傳統四連桿機構游梁式抽油機只能通過更換皮帶輪，及更換減速器的減速比來改變抽油機的沖次；通過改變四連桿的曲柄長度來改變抽油機的沖程；調節需要專業人員操作，且實現起來還費時、費力。

3、機構繁雜且故障率高：目前普通游梁式抽油機的結構復雜，系統運行期間極易造成磨損，尤其是作為機械減速系統執行機構的齒輪減速器，長期在變負荷的狀態下工作，齒輪的摩擦損傷極易形成。故而傳統游梁式抽油機的齒輪減速器更換頻繁，從而造成極大的經濟損失。

4、傳統游梁式抽油機系統整體效率低：由于傳統游梁式抽油機工作在交變負荷的狀態下，且起動轉矩大，所以正常運行的抽油機電動機只能工作在欠負荷的狀態，所以電機的功率因數和效率都比較低，平均運行效率只有25%，電能浪費大。

發明內容

本發明提供了一種動態平衡游梁式抽油機及其使用方法，克服了上述現有技術之不足，其能有效解決現有游梁式抽油機機械損失多、耗能大、結構復雜、故障率高和工作效率低的問題。

本發明的技術方案之一是通過以下措施來實現的：一種動態平衡游梁式抽油機，包括底座、支架、游梁、左驢頭、右驢頭、配動裝置和能控制配動裝置移動的控制裝置；在底座上固定安裝有支架，游梁的中部通過中軸鉸接在支架上，在游梁的左端和右端分別固定安裝有左驢頭和右驢頭，在左驢頭上安裝有平衡配重，在游梁上安裝有能沿游梁左右移動的配動裝置，在中軸上固定安裝有角位移傳感器，角位移傳感器的信號輸出端與控制裝置的角位移信號輸入端通過導線電連接在一起。

下面是對上述發明技術方案之一的進一步優化或/和改進：

上述配動裝置可包括直線電機和配重塊；而直線電機包括直線電機動子和直線電機定子；直線電機定子固定安裝在游梁上；能沿直線電機定子左右移動的直線電機動子安裝在直線電機定子上，在直線電機動子上固定安裝有配重塊。

上述直線電機定子兩端可分別固定安裝有配動裝置限位開關，限位開關的信號輸出端通過導線與控制裝置的限位信號輸入端電連接在一起。

上述配動裝置可包括絲杠、伺服電機和配重塊，在游梁頂部的左端和右端分別固定安裝有左絲杠軸承支座和右絲杠軸承支座，絲杠的左端和右端分別安裝在左絲杠軸承支座和右絲杠軸承支座內，在絲杠上安裝有能沿絲杠左右移動的伺服電機，在伺服電機上固定安裝有配重塊。

上述絲杠可為滾珠絲杠。

上述左絲杠軸承支座和右絲杠軸承支座上可分別固定安裝有配動裝置限位開關，限位開關的信號輸出端通過導線與控制裝置的限位信號輸入端電連接在一起。

上述左驢頭上可通過鋼絲繩安裝有平衡配重。

上述控制裝置包括變頻器、智能控制器和控制參數操作接口；智能控制器的控制信號輸出端通過導線與變頻器的控制信號輸入端電連接，直線電機或伺服電機由變頻器供給的三相變頻電源來驅動。