[发明专利]一种新型游梁抽油机动平衡智能调节装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型游梁抽油机动平衡智能调节装置，属于油田采油机械和地面自动控制技术领域。

背景技术

抽油机有杆泵采油系统的工作特点是：在一个完整的冲程循环内抽油机悬点载荷变化较大，上冲程驴头悬点需提起抽油杆和油柱，这时电动机要付出很大的能量；到下冲程时，抽油杆依靠自重就可以下落，不但不需要电机付出能量，反而对电机做功，使电机处于发电状态。为了减少电动机在上下冲程中受到的不均匀载荷，现有抽油机上普遍加装有平衡装置。常规的游梁式抽油机采用曲柄平衡方式，下冲程悬点载荷下落的回馈能量和动力机共同对曲柄平衡装置做功，将其转化成势能储存起来；上冲程曲柄平衡装置将势能释放与动力机共同对悬点做功，提起悬点载荷；常规的游梁式抽油机曲柄平衡装置在减速器输出轴上产生的平衡扭矩是按正弦规律变化的，导致载荷扭矩曲线和曲柄平衡扭矩曲线折减后的净扭矩曲线波动较大，有较高的“峰值”和较深的负向“谷值”存在，必须要选用较大扭矩的减速器和较大功率的电动机，形成高能耗，而且电动机工作在低功率因数状态，导致电网的供电质量变差。

为了减少高能耗，目前油田的游梁式抽油机采用了多种节能措施。如在曲柄上加装平衡装置的方法有副平衡块二次平衡法，该方法是在曲柄平衡块的直线端面上加装一副平衡块，通过改变副平衡块的位置，达到二次平衡的效果；该平衡方法虽然可以改变平衡系统的偏置角，部分的降低曲柄上的扭矩，减少负扭矩，但由于副平衡块的重量有限，调节的效果也有限。同时，由于在曲柄平衡块上增加了调节装置，结构较为复杂，降低了整个系统的可靠性，而且不能降低曲柄销上的受力，因此，该二次平衡方式没能在油田大面积推广。再者，在曲柄上加装平衡装置要实现曲柄平衡的自动化难度较大，其原因在于曲柄和平衡重是360°不断旋转运动的，这会使曲柄辅助平衡装置振动剧烈，控制线不断缠绕。

又如现有的游梁辅助平衡措施是在常规型游梁式抽油机的尾部加装固定的平衡重，资料显示有一定的节能效果，但由于平衡重角度不可调节，使游梁平衡与悬点载荷很难匹配，特别是在浅井中平衡效果差，平衡能力比较有限，难以适应各种不同的工况，个别工况甚至造成更大的能耗。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述背景技术的现状和不足，提供一种新型游梁抽油机动平衡智能调节装置，该装置固定在游梁尾部，采用控制系统控制伺服电机动作，进而实现摆杆摆角0°到90°变化，实现实时动态自动调平衡，拓宽调平衡范围，改善调平衡效果，并且可实现远程控制。

本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的：

该新型游梁抽油机动平衡智能调节装置包括方形法兰、外壳、伺服电机、联轴器、丝杠、数字化控制柜、轴承座、环形铁片、游码、承力轴承、承力导轨、连杆、摆杆、平衡箱、限位销、塑料波纹管和保护罩，其特征在于：外壳内的右边固定安装有伺服电机，外壳内的左边通过轴承座固定安装有丝杠，丝杠上的螺纹为梯形螺纹；外壳内的左边前后两侧固定安装有承力导轨，丝杠上安装有游码，游码两侧安装有与承力导轨配合的承力轴承，承力轴承可沿承力导轨直线滚动，游码与丝杠通过梯形螺纹螺旋配合；游码两端的丝杠上通过环形铁片装有塑料波纹管；伺服电机与丝杠通过联轴器连接；外壳的右端固装有方形法兰，外壳的左端通过耳板铰接固定有可绕铰接点摆动的摆杆，摆杆的一端通过连杆与游码活动连接，摆杆的另一端固装有平衡箱，平衡箱内安放有平衡块，平衡块通过限位销固定；外壳上部安装有保护罩，保护罩左端中部开有一条宽度略大于摆杆的槽；伺服电机通过信号线与地面的数字化控制柜连接。

本发明与现有技术相比的有益效果在于：

该新型游梁抽油机动平衡智能调节装置固定在游梁尾部，采用控制系统控制伺服电机动作，无需手动调平衡，可根据监测信息通过数字化控制柜控制执行机构自动调节抽油机平衡，智能化程度高，并且可实现远程控制。通过改变摆杆摆角从0°到90°的变化及改变平衡重的重量来调节抽油机的平衡，调平衡范围广，平衡效果好，真正达到了节省电能和提高抽油机寿命的目的。另外，该装置选用滑动丝杠螺母，可以实现自锁，无需制动装置；且丝杠采用塑料波纹管和保护罩双重密封保护，有利于防砂防尘，增强了该装置对油田恶劣环境的适应性，提高了整个平衡装置的使用寿命；采用承力轴承与承力导轨滚动配合，与普通的燕尾导轨相比摩擦力大大减小；整个平衡装置通过方形法兰安装在游梁尾部，不改变原抽油机的结构，平衡装置结构简单紧凑，造价低且适用范围广。 

附图说明

图1为一种新型游梁抽油机动平衡智能调节装置安装在抽油机上的结构示意图；