[实用新型]基于飞轮储能技术的动能平衡节能抽油机

说明书

本实用新型公开了一种基于飞轮储能技术的动能平衡节能抽油机，具体涉及飞轮储能技术领域。其解决了目前游梁式抽油机载荷波动较大，电机的工作条件恶劣等问题。该基于飞轮储能技术的动能平衡节能抽油机，包括游梁式抽油机设备和动能平衡设备，所述游梁式抽油机设备包括抽油杆、悬绳器、驴头、支架、底座、游梁、曲柄、连杆、横梁、配重杠铃、平衡块、减速箱、皮带轮、皮带和电机，所述动能平衡设备包括超越离合器、轴承箱、动态飞轮储能装置以及飞轮。电机与皮带轮之间通过超越离合器、皮带相连，超越离合器通过皮带与动态飞轮储能装置连接传动。

技术领域

本实用新型涉及飞轮储能技术领域，具体涉及一种基于飞轮储能技术的动能平衡节能抽油机。

背景技术

游梁式抽油机以其结构简单、操作简便、维护方便，可靠性高等优点，在油田机械采油中占主导地位，但由于受周期性交变载荷的影响，运行过程减速箱曲柄轴扭矩波动较大甚至出现负扭矩而使电机被拖动加速进入发电状态，正是由于这种扭矩特性，使游梁式抽油机的电能利用率及系统效率很低。

飞轮储能技术作为一种清洁、高效、易于控制的新型能源储备技术，应用于石油领域，可合理耗散能量，能够提高能量综合利用率，有效降低能源消耗量，减小环境污染压力。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述现有游梁式抽油机的不足，提出了将飞轮储能技术利用于抽油机设备中的一种基于飞轮储能技术的动能平衡节能抽油机。

本实用新型具体采用如下技术方案：

一种基于飞轮储能技术的动能平衡节能抽油机，包括游梁式抽油机设备和动能平衡设备，所述游梁式抽油机设备包括抽油杆、悬绳器、驴头、支架、底座、游梁、曲柄、连杆、横梁、配重杠铃、平衡块、减速箱、皮带轮、皮带和电机，所述动能平衡设备包括超越离合器、轴承箱、动态飞轮储能装置、飞轮；电机与皮带轮之间通过超越离合器、皮带相连；超越离合器通过皮带与动态飞轮储能装置连接传动。

优选地，所述配重杠铃采用下偏杠铃，所述支架、减速箱、电机、动态飞轮储能装置均固定于底座。

优选地，所述超越离合器通过联轴器与电机轴连接，控制电机与抽油机、飞轮之间的动力传输。

优选地，所述动态飞轮储能装置与飞轮、皮带同轴相连。

优选地，所述飞轮外侧设有轴承箱，内有支撑轴承及润滑油，轴承箱固定于底座。

优选地，所述超越离合器采用单向楔块超越离合器，所述电机采用三相异步电机。

优选地，所述飞轮采用碳纤维飞轮转子。

优选地，所述底座在飞轮下方开设有槽。

本实用新型在游梁式抽油机设备的基础上添加动能平衡设备，工作时电机通过超越离合器带动皮带轮和飞轮运转，飞轮提速后依靠惯性旋转，耗功极少，随着抽油机驴头行程的改变，导致电机负载变化：当抽油机加速运行时，皮带轮转速超过电机轴转速，楔块式超越离合器脱开使皮带轮与电机断开传动，但皮带轮与飞轮继续保持传动，抽油机一部分能量转化为动态飞轮的动能，有效的抑制了曲柄运动速度，使其转速不致过高，从而在不拖动电机发电的情况下，保证抽油机稳定运行，而该过程中飞轮吸收的动能被动态飞轮储能装置储存或输出，当皮带轮转速降低到与电机转速相同时，超越离合器重新楔合，电机继续驱动抽油机进行。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型加入动能平衡设备后，飞轮转速随负载力变化而波动，吸收行程中的扭矩冲击，电机转速波动和扭矩波动将降低，保证了功率的稳定，对电机具有很好的保护效果。

本实用新型中动态飞轮储能装置通过飞轮转速的升降存储能量，平衡电机转速和载荷波动，通过转速与输出效率公式计算，本设计可将电动机输出功率提高8％以上，按照国内电机平均效率90％计算，电机效率可提高七个百分点。