游梁式抽油机全平衡节能装置

1.一种游梁式抽油机全平衡节能装置，其特征在于：主要由储气罐（1）、平衡舱（2）、液压缸（3）、活塞杆（4）、滤清器（5）及管线构成，所述平衡舱（2）内部设有平衡舱活塞（2-3），将平衡舱分为上舱（2-1）和下舱（2-2），所述平衡舱顶部设有压力表(2-4)；所述储气罐（1）通过下端第一管线（6-1）与平衡舱的上舱（2-1）相连通，其空间充有惰性高压气体；所述活塞杆（4）下端设有液压缸活塞（3-3）设置在液压缸（3）内，将所述液压缸（3）分为上腔（3-1）和下腔（3-2）；所述活塞杆的上端设有铰座（7）；所述平衡舱下舱（2-2）通过第二管线（6-2）与所述液压缸（3）的上腔（3-1）相连通，其空间内充满液压油；所述滤清器（5）与大气相通，且通过第三管线（6-3）与液压缸的下腔（3-1）相连通。

游梁式抽油机全平衡节能装置\n技术领域\n[0001] 本发明涉及石油开采设备，特别涉及一种游梁式抽油机的节能装置。\n背景技术\n[0002] 常规游梁式抽油机（简称常规机）具有结构简单、制造容易、可靠性高、耐久性好、维修方便、适应现场工况等优点，在采油机械中占有举足轻重的地位。在今后相当长的时间内仍是油田的首选采油设备。但是由于常规机本身的结构特征，决定了它平衡效果差，曲柄净扭矩脉动大，存在负扭矩、载荷率低、工作效率低和能耗大等缺点。\n发明内容\n[0003] 本设计的目的就是针对现有常规游梁式抽油机存在的诸多问题，提供一种平衡效果好、曲柄净扭矩脉动较小，无负扭矩、载荷率和工作效率都很高以及能耗极低的全平衡式抽油机装置。其技术方案如下：主要由储气罐、平衡舱、液压缸组成，其中平衡舱由平衡舱活塞分为上、下舱，液压缸由液压缸活塞分为上、下腔；平衡舱上舱与储气罐连接，其空间内充有惰性高压气体，目的是储气罐与平衡舱的上舱保持相同的压力；下舱与液压缸上腔连接，其空间内充满液压油，可以实现平衡舱的下舱与液压缸的上腔保持相同的油压；液压缸上腔内设有用于连接抽油机游梁的活塞杆，下腔与大气连通。\n[0004] 液压缸下腔通过滤清器与大气连通，可以实现滤清器与液压缸的下腔保持相同的大气压力，并且滤清器可以回收渗漏到液压缸下腔的液压油，回收后的液压油可以再用于液压缸的液压油，减少或避免的液压油的浪费。\n[0005] 平衡舱的上舱设有压力表，便于控制储气罐和平衡舱上舱所加惰性气体的压力及加气量，所述惰性气体可以是氮气或氩气。\n[0006] 活塞杆与抽油机游梁的连接方式采用铰接。活塞杆的上端设有铰座，以便于与抽油机的游梁相铰接\n[0007] 通过本技术方案设计，将该平衡装置用于常规机的运行过程中，变速器的输出扭矩接近于最低值附近，电机的负荷主要用于克服抽油机的内阻和抽油杆与井下液体、构件之间的磨擦阻力，节能效果非常明显。\n附图说明\n[0008] 图1是游梁式抽油机全平衡节能装置中液压缸位于上位时的结构示意图；\n[0009] 图2是图1中的游梁式抽油机全平衡节能装置的应用示意图；\n[0010] 图3是游梁式抽油机全平衡节能装置中液压缸位于下位时的结构示意图；\n[0011] 图4是图3中的游梁式抽油机全平衡节能装置的应用示意图；\n[0012] 其中，1、储气罐；2、平衡舱；3、液压缸；4、活塞杆；5、滤清器；6-1、第一管线；6-2、第二管线；6-3、第三管线；2-3、平衡舱活塞；2-1、上舱；2-2、平衡舱下仓；2-4、平衡舱压力表；3-1、液压缸上腔；3-2、液压缸下腔；3-3液压缸活塞；7、活塞杆铰座；8、游梁；9、连杆；\n10、支架；11、光杆；12钢丝绳；13、驴头；14、电机；15、变速箱；16、曲柄；17、支架。\n具体实施方式\n[0013] 下面结合图1、图3说明该装置，游梁式抽油机全平衡节能装置，主要由储气罐1、平衡舱2、液压缸3、活塞杆4、滤清器5及管线构成，所述平衡舱2内部设有平衡舱活塞2-3，将平衡舱分为上舱2-1和下舱2-2，所述平衡舱顶部设有压力表2-4，便于控制储气罐1和平衡舱上舱2-1所加惰性气体的压力及\n[0014] 加气量，所述惰性气体可以是氮气或氩气。所述储气罐1通过下端第一管线6-1与平衡舱的上舱2-1相连通，其空间充有惰性高压气体，目的是储气罐1与平衡舱2的上舱\n2-1保持相同的压力。所述活塞杆4下端设有液压缸活塞3-3设置在液压缸3内，将所述液压缸3分为上腔3-1和下腔3-2。所述活塞杆的上端设有铰座7，以便于与抽油机的游梁8相铰接。所述平衡舱下舱2-2通过第二管线6-2与所述液压缸3的上腔3-1相连通，其空间内充满液压油，可以实现平衡舱的下舱2-2与液压缸3的上腔3-1保持相同的油压。所述滤清器5与大气相通，且通过第三管线6-3与液压缸的下腔3-1相连通，可以实现滤清器\n5与液压缸3的下腔3-2保持相同的大气压力。\n[0015] 使用时，如图2、图4，在常规游梁式抽油机的游梁8上与连杆9同侧安装液压缸3，与液压缸活塞3-3固定连接的活塞杆4上端通过铰座7与游梁8铰接在一起，液压缸3底部固定安装在抽油机底座17上，在支架10内固定安装储气罐1、平衡舱2和滤清器5。光杆11的下端连接着（5-12吨重的）抽油杆和其它物体或液体悬挂物，光杆11的上部连接着钢丝绳12，钢丝绳12的上部固定在驴头13的顶端，电机14通过皮带连接变速箱15并驱动变速箱曲柄16按照逆时针方向旋转。\n[0016] 如图1、图2所示光杆11驴头13处于最低位，液压缸活塞3-3处于最高D位，平衡舱活塞2-3也处于最高A位，此时储气罐1和平衡舱2的上舱2-1的气体压力值最高，同时液压缸3的上腔3-1和平衡舱2的下舱2-2内的液压油压力也达到最高值。曲柄16处于变速箱15的上部。在电机14的驱动下，曲柄16逆时针转动，连杆9拉着游梁8向下转动，同时储气罐1中的高压气体推动着平衡舱活塞2-3向下移动至中B位，再至下C位，液压油由平衡舱2的下舱2-2经第二管线6-2进入到液压缸3的上腔3-1内，液压缸活塞3-3在液压油的压力驱动下带着活塞杆4协助连杆9同时拉着游梁8向下移动，液压缸活塞3-3下移至液压缸3中E位，再至下F位,活塞杆4向下移动终止（如图3）。相对应的，光杆11和驴头13带着悬重也上升到了中部位，再至最上位（如图4)，液压缸3带动活塞杆4的拉力在这一过程中起主要作用。\n[0017] 如图3、图4所示在电机14的驱动下，曲柄16继续逆时针转动，连杆9带着游梁8向上转动，在驴头13悬重和连杆9力矩的同时作用下，游梁8向上拉着活塞杆4向上移动，液压缸活塞3-3到中E位，再至上D位，液压缸3上腔3-1中的液压油被压入平衡舱2的下舱2-2，平衡舱活塞2-3上行到中B位，再至上A位（如图1），又将高压气体压入储气罐1，液压缸3带动的活塞杆4的拉力这一过程中做负功，于是光杆11和驴头13又回至最低位（如图2）。这样抽油机便完成一次循环抽油过程。