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CN105134139A - 一种游梁式抽油机曲柄平衡自动调节装置 - Google Patents

一种游梁式抽油机曲柄平衡自动调节装置 Download PDF

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CN105134139A CN201510561050.1A CN201510561050A CN105134139A CN 105134139 A CN105134139 A CN 105134139A CN 201510561050 A CN201510561050 A CN 201510561050A CN 105134139 A CN105134139 A CN 105134139A
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钟功祥
李小华
吕志忠
彭彩珍
王进
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Southwest Petroleum University
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Abstract

本发明涉及一种游梁式抽油机曲柄平衡自动调节装置，它主要由曲柄、导轨槽、连杆轴、支撑座、滚珠丝杆、铜套、平衡块、小齿轮、大齿轮、电机、齿轮箱、凸台、电气自动控制装置、曲柄轴组成。在曲柄上安装的平衡块可以随着滚珠丝杠的转动而在曲柄上直线移动，从而改变平衡块在曲柄上的位置使抽油机重新到达平衡状态。在凸台上固定安装有能正、反转的电机，小齿轮直接安装在电机轴上，大齿轮直接安装滚珠丝杠的轴端上，滚珠丝杠由左右两个支撑座固定安装在曲柄上；平衡块放置在导轨槽中与曲柄连接；电机的转动通过齿轮传动、滚珠丝杠转动，转化成平衡块在曲柄上的直线移动。本发明结构简单，易实现，可以减少整体结构重量，降低能源消耗。

Description

一种游梁式抽油机曲柄平衡自动调节装置
技术领域
本发明涉及一种游梁式抽油机曲柄平衡自动调节装置，属于石油机械领域。
背景技术
在油田的日常生产过程中，衡量游梁式抽油机能耗和寿命的一个重要指标是抽油机的平衡状态，而抽油机在一个工作循环内载荷是不均匀的。
从悬点载荷的变化规律，即示功图可以看出：游梁式抽油机在整个工作循环内载荷是不均匀的。对静载荷来说，上冲程时，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，不但不需要电动机付出能量，反而对电动机做功，使电动机处于发电机运行状态。因此，电动机在上、下冲程中的载荷是非常不均匀的，而悬点运动速度和加速度的变化又加剧了这种不均匀性，载荷的不均匀性严重地影响了四连杆机构、减速器和电动机的寿命，也恶化了抽油杆的工作条件，使抽油杆断裂次数显著增加，所以，在游梁式抽油机一抽油泵装置中必须合理地解决平衡问题，尽可能消除负功，使电动机、减速箱的载荷均匀变化。抽油机在工作过程中或多或少会处在不平衡的状态下运行对于已无法通过自身平衡配置来进行调节的抽油机，则会通过在抽油机上安装平衡调节装置的方式来调节平衡。
在现有的抽油机平衡调节中，大多都是人工手动调节，在调节之前需要让抽油机停止工作，整个过程消耗的时间长，人工强度低，效率低，会减少抽油机的产量。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种游梁式抽油机曲柄平衡自动调节装置，实现通过在抽油机上安装平衡调节装置的方式来调节平衡抽油机。
本发明采用的技术方案是：
本发明一种游梁式抽油机曲柄平衡自动调节装置，主要由曲柄、导轨槽、连杆轴、支撑座、滚珠丝杆、铜套、平衡块、小齿轮、大齿轮、电机、齿轮箱、凸台、电气自动控制装置、曲柄轴组成。在曲柄上安装的平衡块可以随着滚珠丝杠的转动而在曲柄上直线移动，从而改变平衡块在曲柄上的位置使抽油机重新到达平衡状态。
所述在曲柄的外侧面靠近曲柄轴加工有凸台，其凸台的厚度要小于连杆轴伸出的长度；在凸台上固定安装有能正、反转的电机，小齿轮直接安装在电机轴上，小齿轮带动一个大齿轮，两个啮合齿轮放置在封闭的齿轮箱中，齿轮箱中放有润滑脂，这样使得齿轮始终处在润滑的状态，增加齿轮的寿命；大齿轮直接安装滚珠丝杠的轴端上，滚珠丝杠由左右两个支撑座固定安装在曲柄上；在曲柄上加工有导轨槽，平衡块放置在导轨槽中与曲柄连接，在平衡块上加工有通孔，通孔与铜套过盈配合，铜套上加工有内螺纹通孔正好与滚珠丝杠螺旋传动，平衡块放在两个支撑座之间；当功率检测元件检测到抽油机不平衡时，通过电气自动控制装置，从而使电机转动。电机的转动通过齿轮传动、滚珠丝杠转动，转化成平衡块在曲柄上的直线移动，当平衡块移动到相应的位置时，然后电机断电，从而抽油机可以重新达到平衡状态，起到自动调节平衡的目的。
电气自动控制装置的实现过程是：在抽油机上安装有功率检测元件，可以直接测出抽油机在上、下冲程过程中的功率P上、P下，将检测到的功率信号传输到中央处理器从而计算出此时抽油机的平衡率P上/P下，当平衡率P上/P下不属于80％—100％这个范围时，表明此时抽油机处在不平衡的状态。这时，电气自动控制装置会根据计算出的平衡率来确定出平衡块需要移动的距离和方向以及电机应该正传还是反转，同时让电机通电，这样可以将电机的旋转运动通过齿轮传动、滚珠丝杠转动，从而转化成平衡块的直线运动，当平衡块移动到相应的位置时，然后电机断电，这样使抽油机重新达到平衡状态。
这样整个过程就可以实现游梁式抽油机曲柄平衡自动调节，可以在不停机的情况下调节，且不需要人工手动去调节，整个过程消耗的时间少，效率较高。
本发明具有如下优点：1、整个曲柄平衡自动调节消耗的时间短，效率高，不需要人工操作，抽油机不需要停机调节平衡，这样抽油机的生产效率提高了，产量增加。
2、电机带动齿轮传动，齿轮带动滚珠丝杠，滚珠丝杠带动平衡块的移动，从而使抽油机达到平衡；整体结构简单，易实现，可以减少整体结构的重量，降低能源消耗。
附图说明
图1为本发明一种游梁式抽油机曲柄平衡自动调节装置的曲柄平衡调节结构示意图；
图2为图1中的A向视图。
图中：1.曲柄，2.导轨槽，3.连杆轴，4.支撑座，5.滚珠丝杆，6.铜套，7.平衡块，8.大齿轮，9.小齿轮，10.电机，11.齿轮箱，12.凸台，13.电气自动控制装置，14.曲柄轴。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述：
如图1、图2所示，本发明一种游梁式抽油机曲柄平衡自动调节装置，主要由曲柄1、导轨槽2、连杆轴3、支撑座4、滚珠丝杆5、铜套6、平衡块7、大齿轮8、小齿轮9、电机10、齿轮箱11、凸台12、电气自动控制装置13、曲柄轴14组成。在曲柄1上安装的平衡块7可以随着滚珠丝杠5的转动而在曲柄1上移动，从而改变平衡块7在曲柄1上的位置使抽油机到达平衡状态。
在曲柄1的外侧面靠近曲柄轴14加工有凸台12，其凸台12的厚度要小于连杆轴3伸出的长度；在凸台12上固定安装有能正、反转的电机10，小齿轮9直接安装在电机轴上；小齿轮9带动一个大齿轮8，两个啮合齿轮放置在封闭的齿轮箱11中，齿轮箱11中放有润滑脂，这样使得齿轮始终处在润滑的状态，从而增加齿轮的寿命；大齿轮8直接安装滚珠丝杠5的轴端上，滚珠丝杠5由左右两个支撑座4固定安装在曲柄1上；在曲柄1上加工有导轨槽2，平衡块7放置在导轨槽2中与曲柄1连接，在平衡块7上加工有通孔，通孔与铜套6过盈配合；铜套6上加工有内螺纹通孔正好与滚珠丝杠5螺旋传动，平衡块7放在两个支撑座4之间；当功率检测元件检测到抽油机不平衡时，通过电气自动控制装置13，从而使电机10转动。电机10的转动通过齿轮传动、滚珠丝杠转动转化成平衡块7在曲柄1上的直线移动；当平衡块7移动到相应的位置时，然后电机10断电，从而抽油机可以重新达到平衡状态，起到自动调节平衡的目的。
电气自动控制装置13的实现过程是：在抽油机上安装有功率检测元件，可以直接测出抽油机在上、下冲程过程中的功率P上、P下，将检测到的功率信号传输到中央处理器从而计算出此时抽油机的平衡率P上/P下，当平衡率P上/P下不属于80％—100％这个范围时，表明此时抽油机处在不平衡的状态。这时，电气自动控制装置13会根据计算出的平衡率来确定出平衡块7需要移动的距离和方向以及电机10应该正传还是反转，同时让电机10通电，这样可以将电机10的旋转运动通过齿轮传动、滚珠丝杠转动，从而转化成平衡块7的直线运动，当平衡块7移动到相应的位置时，然后电机10断电，这样使抽油机重新达到平衡状态。
这样整个过程就可以实现游梁式抽油机曲柄平衡自动调节，不需要人工手动去调节，并且整个过程消耗的时间少，效率较高。

Claims (2)

1.一种游梁式抽油机曲柄平衡自动调节装置，主要由曲柄(1)、导轨槽(2)、连杆轴(3)、支撑座(4)、滚珠丝杆(5)、铜套(6)、平衡块(7)、大齿轮(8)、小齿轮(9)、电机(10)、齿轮箱(11)、凸台(12)、电气自动控制装置(13)、曲柄轴(14)组成，其特征在于，在曲柄(1)上安装的平衡块(7)可以随着滚珠丝杠(5)的转动而在曲柄(1)上移动，从而改变平衡块(7)在曲柄(1)上的位置使抽油机到达平衡状态；在曲柄(1)的外侧面靠近曲柄轴(14)加工有凸台(12)，其凸台(12)的厚度要小于连杆轴(3)伸出的长度；在凸台(12)上固定安装有能正、反转的电机(10)，小齿轮(9)直接安装在电机轴上；小齿轮(9)带动一个大齿轮(8)，两个啮合齿轮放置在封闭的齿轮箱(11)中，齿轮箱(11)中放有润滑脂，这样使得齿轮始终处在润滑的状态；大齿轮(8)直接安装滚珠丝杠(5)的轴端上，滚珠丝杠(5)由左右两个支撑座(4)固定安装在曲柄(1)上；在曲柄(1)上加工有导轨槽(2)，平衡块(7)放置在导轨槽(2)中与曲柄(1)连接；在平衡块(7)上加工有通孔，通孔与铜套(6)过盈配合；铜套(6)上加工有内螺纹通孔正好与滚珠丝杠(5)螺旋传动，平衡块(7)放在两个支撑座(4)之间；当功率检测元件检测到抽油机不平衡时，通过电气自动控制装置(13)，从而使电机(10)转动；电机(10)的转动通过齿轮传动、滚珠丝杠转动转化成平衡块(7)在曲柄(1)上的直线移动；当平衡块(7)移动到相应的位置时，然后电机(10)断电，从而抽油机可以重新达到平衡状态，起到自动调节平衡的目的。
2.根据权利要求1所述的一种游梁式抽油机曲柄平衡自动调节装置，其特征在于，电气自动控制装置(13)的实现过程是，可以直接测出抽油机在上、下冲程过程中的功率P上、P下，将检测到的功率信号传输到中央处理器从而计算出此时抽油机的平衡率P上/P下，当平衡率P上/P下不属于80％—100％这个范围时，表明此时抽油机处在不平衡的状态；这时，电气自动控制装置(13)会根据计算出的平衡率来确定出平衡块(7)需要移动的距离和方向以及电机(10)应该正传还是反转。
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