单摆变矩平衡游梁式抽油机.pdf

本发明涉及一种单摆变矩平衡游梁式抽油机，游梁上端有一个单摆装置，单摆装置的支架中部固定一个齿条导轨，摆杆中部固定连接一个电机，所述电机可以在齿条导轨上往复移动；还包括一个控制器，通过控制器检测负载，对电机控制，进而对下摆控制，使得下摆平衡块产生的平衡负载能按照电动机所需要的平衡负载实时变化，有效的起到了“削峰平谷”的作用，使电动机的最终负载保持恒定，大大提高了电动机的效率，节能效果显著。

1、  一种单摆变矩平衡游梁式抽油机，其特征在于：包括一个电动机(13)，游梁上端有一个单摆装置，所述单摆装置包括两个支架(5)和平衡块(8)，与平衡块(8)固定连接的摆杆(7)活动固定于两个支架(5)的连接点，两个支架(5)中部固定有一个齿条导轨(4)，摆杆(7)中部固定连接一个电机(6)，所述电机(6)可以在齿条导轨(4)上往复移动。

2、  根据权利要求1所述的单摆变矩平衡游梁式抽油机，其特征在于：所述游梁式抽油机还包括一个控制器(14)，控制器(14)含有控制芯片，可以对电动机(13)负载变化进行检测、分析、判断，并向电机(6)发出控制信号，进而控制单摆摆动位置。

单摆变矩平衡游梁式抽油机
技术领域
本发明涉及石油开采中使用的抽油设备，具体涉及一种单摆变矩平衡游梁式抽油机。
背景技术
我国目前大部分油井已进入机采阶段。采用常规游梁式抽油机由于其结构简单，可靠性好，便于维护等优点，广泛应用于各大油田。随着其数量的增加，它耗能高的缺点日益突出，因此对游梁式抽油机的节能改造成为当前的一个主要研究方向。游梁式抽油机由于固有的四连杆机构，使得工作载荷近似于正弦曲线变化，通过曲柄平衡的方法，其载荷曲线基本符合正弦曲线变化趋势；通过游梁上增加平衡块，使得载荷变化曲线比较平滑，但由于目前采用的游梁平衡块都是固定的或作简单的变化，因而不能使抽油机处于最佳节能状态。
发明内容
本发明的目的在于提供一种单摆变矩平衡游梁式抽油机，使得滑块的力矩随着悬点载荷的变化而变化，最终使得滑块力矩对原有的悬点载荷起到“削峰平谷”的作用，使得电动机最终工作在恒力矩状态，从而达到最佳节能的目的。
本发明的一种单摆变矩平衡游梁式抽油机，其游梁上端有一个单摆装置，所述单摆装置包括两个支架5和平衡块8，与平衡块8固定连接的摆杆7活动固定于两个支架5的连接点，两个支架5中部固定有一个齿条导轨4，摆杆7中部固定连接一个电机6，所述电机6可以在齿条导轨4上往复移动；所述游梁式抽油机还包括一个控制器14，控制器14含有控制芯片，可以对电动机13负载变化进行检测、分析、判断，并向电机6发出控制信号，进而控制单摆摆动位置。
其中通过控制器14检测电动机13的相关参数变化情况，判断电动机所受的载荷变化情况，经过软件分析，向电机6发送指令，电机带动单摆8沿齿条导轨4做运动，由于力臂发生变化，单摆(平衡块)产生的平衡载荷随之变化，最终实现对电动机载荷的“削峰平谷”，使电动机13工作于恒载荷方式下，提高了电动机的工作效率，实现了节能目的。
与现有技术相比，本发明使电动机13工作于恒载荷方式下，提高了电动机的工作效率，实现了节能目的。
附图说明
图1为单摆变矩平衡游梁式抽油机的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括悬绳器1、驴头2、游梁3、齿条导轨4、单摆支架5、电机6、摆杆7、平衡块8、支架9、连杆10、曲柄11、减速器12、电动机13、控制器14、刹车装置15、底座16。
本发明是对常规后置式游梁抽油机改造而得到的，在游梁的上端加一个单摆装置，单摆末端即是平衡块8，单摆摆杆7中部与电机6相固联，电机6沿齿条导轨4可做往复运动，带动平衡块8来回摆动。
在下冲程时，平衡块8逐渐摆向右端(面对图纸)，这样可已给电动机13施加一个额外的负载，从而避免了驴头2对电动机13做功。当驴头2悬点处于下死点时，平衡块8摆向最右端，使得平衡块8产生的力矩为最大值，起到充分的“平谷”作用。
在上冲程时，由于电动机13载荷会出现一个峰，平衡块8由最右端向左端摆动，通过电机6在齿条导轨4上移动提供动力拖动，平衡块8产生的力矩逐渐减小，使得电动机13的负载不至于变化过大。当驴头2悬点处于上死点时，平衡块8处于最左端，使得平衡块8产生的力矩为最小值，起到了“削峰”的作用。
在平衡块7摆动过程中，通过控制器检测电动机13的相关参数，判断即时的负载变化曲线所在的值，通过程序分析，计算需要平衡块8所产生的力矩，进而控制电机6拖动单摆，使其处于恰当的位置，最大限度的平衡常规抽油机固有的电动机负载波动，使得电动机负载始终处于恒负载状态。