[發明專利]一種新型游梁抽油機動平衡智能調節裝置

有效

• 申請號: 201410157046.4
• 申請日: 2014-04-19
• 公開（公告）號: CN103883289A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 周思柱;易文君;李寧;華劍;曾豪勇;秦倫
• 申請（專利權）人: 長江大學
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00
• 代理公司: 荊州市亞德專利事務所 42216
• 代理人: 陳德斌

技術領域

本發明涉及一種新型游梁抽油機動平衡智能調節裝置，屬于油田采油機械和地面自動控制技術領域。

背景技術

抽油機有桿泵采油系統的工作特點是：在一個完整的沖程循環內抽油機懸點載荷變化較大，上沖程驢頭懸點需提起抽油桿和油柱，這時電動機要付出很大的能量；到下沖程時，抽油桿依靠自重就可以下落，不但不需要電機付出能量，反而對電機做功，使電機處于發電狀態。為了減少電動機在上下沖程中受到的不均勻載荷，現有抽油機上普遍加裝有平衡裝置。常規的游梁式抽油機采用曲柄平衡方式，下沖程懸點載荷下落的回饋能量和動力機共同對曲柄平衡裝置做功，將其轉化成勢能儲存起來；上沖程曲柄平衡裝置將勢能釋放與動力機共同對懸點做功，提起懸點載荷；常規的游梁式抽油機曲柄平衡裝置在減速器輸出軸上產生的平衡扭矩是按正弦規律變化的，導致載荷扭矩曲線和曲柄平衡扭矩曲線折減后的凈扭矩曲線波動較大，有較高的“峰值”和較深的負向“谷值”存在，必須要選用較大扭矩的減速器和較大功率的電動機，形成高能耗，而且電動機工作在低功率因數狀態，導致電網的供電質量變差。

為了減少高能耗，目前油田的游梁式抽油機采用了多種節能措施。如在曲柄上加裝平衡裝置的方法有副平衡塊二次平衡法，該方法是在曲柄平衡塊的直線端面上加裝一副平衡塊，通過改變副平衡塊的位置，達到二次平衡的效果；該平衡方法雖然可以改變平衡系統的偏置角，部分的降低曲柄上的扭矩，減少負扭矩，但由于副平衡塊的重量有限，調節的效果也有限。同時，由于在曲柄平衡塊上增加了調節裝置，結構較為復雜，降低了整個系統的可靠性，而且不能降低曲柄銷上的受力，因此，該二次平衡方式沒能在油田大面積推廣。再者，在曲柄上加裝平衡裝置要實現曲柄平衡的自動化難度較大，其原因在于曲柄和平衡重是360°不斷旋轉運動的，這會使曲柄輔助平衡裝置振動劇烈，控制線不斷纏繞。

又如現有的游梁輔助平衡措施是在常規型游梁式抽油機的尾部加裝固定的平衡重，資料顯示有一定的節能效果，但由于平衡重角度不可調節，使游梁平衡與懸點載荷很難匹配，特別是在淺井中平衡效果差，平衡能力比較有限，難以適應各種不同的工況，個別工況甚至造成更大的能耗。

發明內容

本發明的目的在于，針對上述背景技術的現狀和不足，提供一種新型游梁抽油機動平衡智能調節裝置，該裝置固定在游梁尾部，采用控制系統控制伺服電機動作，進而實現擺桿擺角0°到90°變化，實現實時動態自動調平衡，拓寬調平衡范圍，改善調平衡效果，并且可實現遠程控制。

本發明是通過如下的技術方案來實現上述目的的：

該新型游梁抽油機動平衡智能調節裝置包括方形法蘭、外殼、伺服電機、聯軸器、絲杠、數字化控制柜、軸承座、環形鐵片、游碼、承力軸承、承力導軌、連桿、擺桿、平衡箱、限位銷、塑料波紋管和保護罩，其特征在于：外殼內的右邊固定安裝有伺服電機，外殼內的左邊通過軸承座固定安裝有絲杠，絲杠上的螺紋為梯形螺紋；外殼內的左邊前后兩側固定安裝有承力導軌，絲杠上安裝有游碼，游碼兩側安裝有與承力導軌配合的承力軸承，承力軸承可沿承力導軌直線滾動，游碼與絲杠通過梯形螺紋螺旋配合；游碼兩端的絲杠上通過環形鐵片裝有塑料波紋管；伺服電機與絲杠通過聯軸器連接；外殼的右端固裝有方形法蘭，外殼的左端通過耳板鉸接固定有可繞鉸接點擺動的擺桿，擺桿的一端通過連桿與游碼活動連接，擺桿的另一端固裝有平衡箱，平衡箱內安放有平衡塊，平衡塊通過限位銷固定；外殼上部安裝有保護罩，保護罩左端中部開有一條寬度略大于擺桿的槽；伺服電機通過信號線與地面的數字化控制柜連接。

本發明與現有技術相比的有益效果在于：

該新型游梁抽油機動平衡智能調節裝置固定在游梁尾部，采用控制系統控制伺服電機動作，無需手動調平衡，可根據監測信息通過數字化控制柜控制執行機構自動調節抽油機平衡，智能化程度高，并且可實現遠程控制。通過改變擺桿擺角從0°到90°的變化及改變平衡重的重量來調節抽油機的平衡，調平衡范圍廣，平衡效果好，真正達到了節省電能和提高抽油機壽命的目的。另外，該裝置選用滑動絲杠螺母，可以實現自鎖，無需制動裝置；且絲杠采用塑料波紋管和保護罩雙重密封保護，有利于防砂防塵，增強了該裝置對油田惡劣環境的適應性，提高了整個平衡裝置的使用壽命；采用承力軸承與承力導軌滾動配合，與普通的燕尾導軌相比摩擦力大大減小；整個平衡裝置通過方形法蘭安裝在游梁尾部，不改變原抽油機的結構，平衡裝置結構簡單緊湊，造價低且適用范圍廣。?

附圖說明

圖1為一種新型游梁抽油機動平衡智能調節裝置安裝在抽油機上的結構示意圖；