专利名称：游梁式抽油机弹簧节能平衡装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种游梁式抽油机弹簧节能平衡装置，属于油气田开发技术领域。
背景技术：
机械采油是油田开发过程中必不可少的开采手段，而常规游梁式抽油机是机械采油的主力设备。在油田开采中，采油设备的95%以上是常规游梁式抽油机。该抽油机具有结构简单、工作可靠、维修方便及经久耐用等优点，同时由于抽油机本身结构的原因，存在驴头负荷点运动加速度较大、平衡效果差、效率低及能耗过大等缺点，不能适应油田开采深抽工艺的要求，越来越成为困扰油田生产，影响成本的一大问题。常规游梁式抽油机基本上采取曲柄平衡的方式，还有较少一部分采用游梁平衡加曲柄平衡的复合平衡方式。采用曲柄平衡的常规游梁式抽油机平衡扭矩是以曲柄转速产生的周期为2 π /W (W为曲柄角速度)的正/余弦函数(这里将该曲柄平衡称为一级平衡)，而抽油机光杆载荷扭矩曲线是一条偏态曲线，两条曲线的峰值并不对应，所以说，单独的曲柄平衡难以有效地消减载荷扭矩的峰值。常规游梁式曲柄平衡抽油机由于曲柄重量较大，当曲柄由静止开始旋转时，为克服曲柄重量产生的很大惯性矩，电机输出扭矩必须足够大，那么相应所需电机功率较大。当抽油机正常运转时，曲柄产生的惯性矩相对减小，而载荷变化较小，输出轴上净扭矩相应较小。此时电机输出功率也相应减小，而大部分输入电功率变成无用功(铜耗和铁损)，白白的被消耗，因此常规抽油机电机正常运转时利用率(50% -60% )较低。这就是我们常说的 “大马拉小车”现象。此外，由上所述，常规抽油机曲柄平衡扭矩曲线与前载荷曲线相差较大，抽油机平衡效果不好，因此所需电动机输出扭矩和功率变化较大。造成电机功率因数较低。根据现场测验常规抽油机功率因数一般为35% -60%。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种游梁式抽油机弹簧节能平衡装置，即在常规游梁式抽油机的游梁前端加装弹簧节能装置，使平衡抽油机获得力学平衡，从而减轻曲柄重量， 达到节能目的。本实用新型的技术内容如下游梁式抽油机弹簧节能平衡装置由活塞、缸筒、弹簧、顶丝、调节螺帽和连接座等组成活塞通过连接轴固定于抽油机游梁上的连接座上，活塞底端连接设在上缸筒内的弹簧座和弹簧；上缸筒底端连接插在下缸筒内的顶丝，下缸筒顶端设有调节螺帽，底端连接固定于抽油机底座上的连接座。当抽油机下行时，在抽油杆的重力和抽油机动力的作用下，压迫活塞下行，压缩弹簧储能；当抽油机上行时，弹簧释放能量，作用于活塞上向上的弹力，从而平衡抽油机抽油
3杆重力和油液的提升力，减少动力做功，节约能量。本实用新型解决了常规游梁式抽油机关键部位长期受力大，损坏频率高，能耗高的问题，其优点为安装方便，不改动抽油机本体结构。节能效果明显，单井节电最高达30%。 可根据抽油机的工矿负荷方便调整平衡力，使平衡器与抽油机负荷达到最佳配合，达到节能效果。抽油机运行过程中冲次小，因此使用寿命长。
附图为游梁式抽油机弹簧节能平衡装置示意图。
具体实施方式
实施例参照附图对本实用新型的实施例进一步说明。用连接轴2将活塞3固定于抽油机游梁上的连接座1上，在弹簧6两端安装弹簧座4，将下弹簧座4固定在上缸筒5内底端，将上弹簧座4与活塞3连接。在上缸筒5底端安装起支撑作用的且插在下缸筒9内的顶丝7，在下缸筒9顶端设置调整顶丝7的调节螺帽 8，将下缸筒9底端连接固定于抽油机底座上的连接座10上。应用时，本实用新型设在常规游梁式抽油机的游梁前端，可跟据工矿负荷，用顶丝 7调整上缸筒5工位，以确定与调整平衡力相匹配的弹簧6压缩冲程，从而起到平衡抽油机的作用。本实用新型既具有2 π/W周期的一级游梁平衡，又具有π/W为周期的二级平衡， 能减小曲柄重量，取消大回转半径的配重块，使电机功率减小，功率因数大幅度提高。
权利要求1. 一种游梁式抽油机弹簧节能平衡装置，由活塞(3)、上缸筒(5)、弹簧(6)、顶丝(7)、 调节螺帽(8)和连接座(1)等组成，其特征在于活塞C3)通过连接轴O)固定于抽油机游梁上的连接座(1)上，活塞C3)底端连接设在上缸筒(5)内的弹簧座(4)和弹簧(6)；上缸筒( 底端连接插在下缸筒(9)内的顶丝 (7)；下缸筒(9)顶端设有调节螺帽(8)，底端连接固定于抽油机底座上的连接座(10)。
专利摘要本实用新型公开了一种游梁式抽油机弹簧节能平衡装置，是专为解决常规游梁式抽油机关键部位长期受力大，损坏频率高，能耗高的问题而设计的，其由活塞、缸筒、弹簧、顶丝、调节螺帽和连接座等组成，其在使用时，装在游梁式抽油机游梁的前端，当抽油机下行时，在抽油杆重力和抽油机动力的作用下，通过活塞压缩弹簧储能；当抽油机上行时，弹簧释放能量，使抽油杆获得向上的弹力，从而减轻曲柄重量，减少动力做功，节约能量。本实用新型安装方便，节能效果明显，平衡力调整方便，抽油机运行过程中冲次小，使用寿命长。
文档编号E21B43/00GK202301736SQ201120406279
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月24日 优先权日2011年10月24日
发明者宗贻平, 屈彬, 张海涛, 张祥, 涂述培 申请人:中国石油天然气股份有限公司