两级配重补偿型游梁式抽油机.pdf

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1、石油机械‘一5O一CHINAPETROLEUMMACHINERY2011年第39卷第8期●新产品开发两级配重补偿型游梁式抽油机孟海军赵童君(1．渤海石油职业学院科研处2．华北石油利德机电总厂)摘要由于普通游梁式抽油机存在“大马拉小车”的缺点，致使所配备电动机的平均效率和平均功率因数都远低于其额定效率和额定功率因数，造成巨大的资源浪费。为解决以上问题，研制了两级配重补偿型游梁式抽油机。该抽油机在现有一级补偿的基础上，采用附加第2级偏心配重的方法进行再次补偿，使抽油机配用电动机的额定功率降低20％以上，工作效率提高1

2、0％以上，平均功率因数提高10％以上。两级配重补偿型游梁式抽油机能够节能降耗、降低生产成本，具有很好的推广应用前景。关键词游梁式抽油机两级补偿二级偏心配重功率因素级配重补偿型游梁式抽油机。该抽油机在现有一级0引言补偿措施的基础上，采用附加第2级偏心配重的方法进行再次补偿，使抽油机不仅配用电动机的额定普通游梁式抽油机所配备电动机的额定功率远功率小，而且电动机的工作效率和功率因数都有较大于实际输出的平均功率，即存在“大马拉小车”大幅度提高。现象，致使电动机的平均效率和平均功率因数都远低于其额定效率和额定功率因数，造成

3、巨大的电动1技术分析机资源及电力资源浪费，所以从根本上解决这一问题是十分必要的⋯。1．1基本结构针对普通游梁式抽油机的这一缺点，双驴头抽两级配重补偿型游梁式抽油机由电动机、变速油机通过增加渐开线形后驴头，弯梁抽油机通过下箱、曲柄、原有偏心配重、旋臂、附加偏心配重、弯游梁结构，对负载功率特性进行补偿，称为一级连杆、游梁和机架等组成，结构见图1。在变速箱补偿。一级补偿使电动机的负载功率曲线有所改内增设一级附加齿轮，该齿轮与变速箱输出级齿轮善，降低了功率峰值，因而可配置功率较小的电动机，提高了电动机的平均负载率和工作效

4、率，由此可获得10％左右的节电效果。但是目前的双驴头抽油机、弯梁抽油机即使在最理想的工作状态下，电动机在每个抽油周期内输出功率随时间都呈较大的脉动形变化，脉动的幅值远大于其平均值，电动机的额定功率为其平均输出功率的1．57倍，其平均负载率约为63．7％，也就是说，上述措施不可能彻底解决“大马拉小车”的问题j。1987为了解决现有普通游梁式抽油机配用电动机的图1两级补偿型游粱式抽油机结构示意图额定功率大和工作效率、功率因数较低的问题，渤l一电动机；2一变速箱；3一曲柄；4一原有偏心配重；5一海石油职业学院于2006

5、年至2008年研制了新型两连杆；6一游梁；7一机架；8一旋臂；9一附加偏心配重。$两级配重补偿型游梁式抽油机已获国家专利，专利号：ZL200620001102．6。2011年第39卷第8期孟海军等：两级配重补偿型游梁式抽油机直接啮合或通过附加介轮间接啮合，其轴伸出变速型。为了阐述时有一个量值的概念，对游梁式抽油箱外的两端经旋臂各固定一个附加偏心配重。附加机运行基本参数做如下假定：R=1m，L=5m，z齿轮与变速箱输出级齿轮的转速比为2：1。当原：=2：l，抽油机工作冲程为4nl，冲次为4有偏心配重旋转到正上方时，

6、附加偏心配重旋至上min～，油杆重力为56kN，柱塞上液柱重力为27升半周的水平或水平偏上的位置，从而提高了电动kN，摩擦阻力为10kN，重力加速度g以10m／s机输出功率的低值，降低了其输出功率峰值，使电计算。其中，R为曲柄半径，L连杆长度，z为游动机在整个抽油周期内负载更加均匀。梁前臂长度，Z游梁后臂长度。该抽油机的部分部件，如电动机、曲柄、原有偏心配重、连杆、游梁和机架等，其结构及相互关系与现有游梁式抽油机相同。下面着重对附加偏心配重做详细介绍。附加偏心配重的结构见图2。图中虚线表示变速箱体内的部件，实线表

7、示变速箱体外的部件，箭头表示部件的转动方向。图3游梁式抽油机简化物理模型附加的第2级偏心配重对电动机输出功率进行补偿的物理过程见图4。结合上述假定的基本参数，可简述如下：当原偏心配重经过最高点A和最低点C时，如无附加偏心配重，则电动机在此2个时刻输出功率都为0。有附加偏心配重后，附加图2附加偏心配重的结构示意图l一曲柄；2一原有偏心配重；3一变速箱输出转轴；4一变速箱输出级齿轮；5一附加介轮；6～附加齿轮；7一附加齿轮转轴；8一锁紧螺母；9～齿合盘；1O一旋臂；11一附加偏心配重。在变速箱内增设1附加介轮和1附加

8、齿轮，附加齿轮通过附加介轮与变速箱输出级齿轮齿合。附加齿轮与变速箱输出级齿轮的齿数比为2：1。增设附加介轮的目的是加大附加齿轮转轴与变速箱输出转轴之间的距离，以保障旋臂有足够的旋转空间。实际是否增设附加介轮及附加介轮直径的大图4第2级偏心配重补偿的物理过程小，视现场是否满足旋臂的旋转空间确定。附加齿偏心配重在上述2个时刻正好都达到D位置，电轮转轴伸出变速箱外，在伸出变速箱