專利名稱：游梁式抽油機彈簧節(jié)能平衡裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種游梁式抽油機彈簧節(jié)能平衡裝置，屬于油氣田開發(fā)技術領域。
背景技術：
機械采油是油田開發(fā)過程中必不可少的開采手段，而常規(guī)游梁式抽油機是機械采油的主力設備。在油田開采中，采油設備的95%以上是常規(guī)游梁式抽油機。該抽油機具有結構簡單、工作可靠、維修方便及經(jīng)久耐用等優(yōu)點，同時由于抽油機本身結構的原因，存在驢頭負荷點運動加速度較大、平衡效果差、效率低及能耗過大等缺點，不能適應油田開采深抽工藝的要求，越來越成為困擾油田生產，影響成本的一大問題。常規(guī)游梁式抽油機基本上采取曲柄平衡的方式，還有較少一部分采用游梁平衡加曲柄平衡的復合平衡方式。采用曲柄平衡的常規(guī)游梁式抽油機平衡扭矩是以曲柄轉速產生的周期為2 π /W (W為曲柄角速度)的正/余弦函數(shù)(這里將該曲柄平衡稱為一級平衡)，而抽油機光桿載荷扭矩曲線是一條偏態(tài)曲線，兩條曲線的峰值并不對應，所以說，單獨的曲柄平衡難以有效地消減載荷扭矩的峰值。常規(guī)游梁式曲柄平衡抽油機由于曲柄重量較大，當曲柄由靜止開始旋轉時，為克服曲柄重量產生的很大慣性矩，電機輸出扭矩必須足夠大，那么相應所需電機功率較大。當抽油機正常運轉時，曲柄產生的慣性矩相對減小，而載荷變化較小，輸出軸上凈扭矩相應較小。此時電機輸出功率也相應減小，而大部分輸入電功率變成無用功(銅耗和鐵損)，白白的被消耗，因此常規(guī)抽油機電機正常運轉時利用率(50% -60% )較低。這就是我們常說的 “大馬拉小車”現(xiàn)象。此外，由上所述，常規(guī)抽油機曲柄平衡扭矩曲線與前載荷曲線相差較大，抽油機平衡效果不好，因此所需電動機輸出扭矩和功率變化較大。造成電機功率因數(shù)較低。根據(jù)現(xiàn)場測驗常規(guī)抽油機功率因數(shù)一般為35% -60%。
發(fā)明內容本實用新型的目的在于提供一種游梁式抽油機彈簧節(jié)能平衡裝置，即在常規(guī)游梁式抽油機的游梁前端加裝彈簧節(jié)能裝置，使平衡抽油機獲得力學平衡，從而減輕曲柄重量， 達到節(jié)能目的。本實用新型的技術內容如下游梁式抽油機彈簧節(jié)能平衡裝置由活塞、缸筒、彈簧、頂絲、調節(jié)螺帽和連接座等組成活塞通過連接軸固定于抽油機游梁上的連接座上，活塞底端連接設在上缸筒內的彈簧座和彈簧；上缸筒底端連接插在下缸筒內的頂絲，下缸筒頂端設有調節(jié)螺帽，底端連接固定于抽油機底座上的連接座。當抽油機下行時，在抽油桿的重力和抽油機動力的作用下，壓迫活塞下行，壓縮彈簧儲能；當抽油機上行時，彈簧釋放能量，作用于活塞上向上的彈力，從而平衡抽油機抽油
3桿重力和油液的提升力，減少動力做功，節(jié)約能量。本實用新型解決了常規(guī)游梁式抽油機關鍵部位長期受力大，損壞頻率高，能耗高的問題，其優(yōu)點為安裝方便，不改動抽油機本體結構。節(jié)能效果明顯，單井節(jié)電最高達30%。 可根據(jù)抽油機的工礦負荷方便調整平衡力，使平衡器與抽油機負荷達到最佳配合，達到節(jié)能效果。抽油機運行過程中沖次小，因此使用壽命長。

附圖為游梁式抽油機彈簧節(jié)能平衡裝置示意圖。
具體實施方式
實施例參照附圖對本實用新型的實施例進一步說明。用連接軸2將活塞3固定于抽油機游梁上的連接座1上，在彈簧6兩端安裝彈簧座4，將下彈簧座4固定在上缸筒5內底端，將上彈簧座4與活塞3連接。在上缸筒5底端安裝起支撐作用的且插在下缸筒9內的頂絲7，在下缸筒9頂端設置調整頂絲7的調節(jié)螺帽 8，將下缸筒9底端連接固定于抽油機底座上的連接座10上。應用時，本實用新型設在常規(guī)游梁式抽油機的游梁前端，可跟據(jù)工礦負荷，用頂絲 7調整上缸筒5工位，以確定與調整平衡力相匹配的彈簧6壓縮沖程，從而起到平衡抽油機的作用。本實用新型既具有2 π/W周期的一級游梁平衡，又具有π/W為周期的二級平衡， 能減小曲柄重量，取消大回轉半徑的配重塊，使電機功率減小，功率因數(shù)大幅度提高。
權利要求1. 一種游梁式抽油機彈簧節(jié)能平衡裝置，由活塞(3)、上缸筒(5)、彈簧(6)、頂絲(7)、 調節(jié)螺帽(8)和連接座(1)等組成，其特征在于活塞C3)通過連接軸O)固定于抽油機游梁上的連接座(1)上，活塞C3)底端連接設在上缸筒(5)內的彈簧座(4)和彈簧(6)；上缸筒( 底端連接插在下缸筒(9)內的頂絲 (7)；下缸筒(9)頂端設有調節(jié)螺帽(8)，底端連接固定于抽油機底座上的連接座(10)。
專利摘要本實用新型公開了一種游梁式抽油機彈簧節(jié)能平衡裝置，是專為解決常規(guī)游梁式抽油機關鍵部位長期受力大，損壞頻率高，能耗高的問題而設計的，其由活塞、缸筒、彈簧、頂絲、調節(jié)螺帽和連接座等組成，其在使用時，裝在游梁式抽油機游梁的前端，當抽油機下行時，在抽油桿重力和抽油機動力的作用下，通過活塞壓縮彈簧儲能；當抽油機上行時，彈簧釋放能量，使抽油桿獲得向上的彈力，從而減輕曲柄重量，減少動力做功，節(jié)約能量。本實用新型安裝方便，節(jié)能效果明顯，平衡力調整方便，抽油機運行過程中沖次小，使用壽命長。
文檔編號E21B43/00GK202301736SQ201120406279
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月24日 優(yōu)先權日2011年10月24日
發(fā)明者宗貽平, 屈彬, 張海濤, 張祥, 涂述培 申請人:中國石油天然氣股份有限公司