专利名称：双非高效节能抽油机的制作方法
技术领域：
本发明属于石油开采设备领域，具体涉及一种非匀速非对称曲柄配重的双非高效节能抽油机。
背景技术：
目前在国内外油田采油工程中，常用的机械采油设备是游梁式抽油机，其由于结构简单、使用可靠、操作维护方便、在恶劣的自然环境中能够长期可靠安全运行等特点，使其在油田开采过程中得到了广泛的应用，目前我国油田90%以上仍然采用的是游梁式抽油机进行采油。但现有抽油机在进行采油时，其电能消耗占三分之一，极为浪费能源，如何使抽油机更节省电耗是国内外石油行业几十年均在研究的课题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题便是针对上述现有技术的不足，提供一种非匀速非对称曲柄配重的双非高效节能抽油机，它能够大大减少电动机功率，节省电耗，提高效率。本发明所采用的技术方案是:一种双非高效节能抽油机，包括底座、安装在底座上的电动机、变速箱和支架、设置在变速箱上的曲柄，以及游梁、游梁上的驴头和可调尾部配重，所述曲柄与游梁之间铰接连接有连杆，所述变速箱的曲柄输出轴上安装有非圆齿轮，所述变速箱内设置有用以驱动该非圆齿轮的偏心齿轮，所述曲柄的配重端只设有一朝向曲柄前进方向的平衡配重。作为优选，所述游梁与连杆之间通过横船相连。作为优选，所述驴头至所述游梁与支架的支承点间距离H1等于所述横船至所述游梁与支架的支承点间距离h2。本发明的有益效果在于:由于本发明的曲柄只设置有朝向曲柄前进方向的平衡配重，将曲柄的前趋性当作动能参与分配，再利用偏心齿轮、非圆齿轮改变转速比将机械能、各种重力能巧妙地、合理地分配在抽油机抽油作功的轨迹上，大大减少电动机功率，节省电耗，提高效率，电动机在抽油机作抽油和空回工作都是均匀负载，没有过流、过压冲击，减少故障，延长使用寿命。与现有节能工效相比，以8型机为例，现用抽油机电机功率22.5KW，本发明抽油机电机功率IOKW以下，本发明抽油机电机功率少12.5KW，一天节省电300度，全年按300天工作日，电价按0.8元/度计算，全年节约电费7.2万元；本发明抽油机比现用抽油机每天多抽1.69m3原油，全年按300天工作日计算，全年多抽507m3原油，若每m3冲价1200元计算，全年增收60.84万元。
图1为本发明的结构示意 图2为本发明的偏心齿轮结构图； 图3为本发明的非圆齿轮结构图。图中:1、底座；2、电动机；3、变速箱；4、曲柄；5、支架；6、游梁；7、驴头；8、可调尾部配重；9、连杆；10、平衡配重；11、横船。
具体实施例方式下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。如图1所示，一种双非高效节能抽油机，包括底座1、安装在底座I上的电动机2、变速箱3和支架5、设置在变速箱3上的曲柄4，以及游梁6、游梁6上的驴头7和可调尾部配重8，所述曲柄4与游梁6之间铰接连接有连杆9，所述游梁6与连杆9之间通过横船11相连，所述变速箱3的曲柄输出轴上安装有非圆齿轮，所述变速箱3内设置有用以驱动该非圆齿轮的偏心齿轮，所述曲柄4的配重端只设有一朝向曲柄4前进方向的平衡配重10。所述驴头7的功能是保证游梁6在任何姿态使游梁6与支架5的支承点和油井的距离不变；所述可调尾部配重8的功能是用于有效平衡掉井下有效负荷。图1中的K表示可调尾部配重8至游梁6中央支点的距离，其值越大平衡井下重量效果越大，它是随动变化的，J表示只具有朝向曲柄4前进方向平衡配重10的曲柄4的平衡配重10的重心至曲柄输出轴轴心的距离，其值越大平衡井下有效重量效果越大，它也是随动变化，S表示只具有朝向曲柄4前进方向平衡配重10的曲柄4运动的上死点，N表示只具有朝向曲柄4前进方向平衡配重10的曲柄4运动的下死点，X表示只具有朝向曲柄4前进方向平衡配重10的曲柄4作抽油功的水平点，Y表示只具有朝向曲柄4前进方向平衡配重10的曲柄4作空回的水平点。A、B、C、D为四个叙述象限，以曲柄输出轴的轴心为原点，通过该原点的水平线与竖直线分别为X轴和Y轴所构成的平面直角坐标系中，以A象限表示该坐标系的第一象限，以B象限表示该坐标系的第四象限，以C象限表示该坐标系的第三象限，以D象限表示该坐标系的第二象限。图2是变速箱3内的偏心齿轮，由于偏心可粗分出一个小速比区E，一个大速比区F，两个相当速比区G，图3是变速箱3内的非圆齿轮，也粗分一个小速比接受区E被，一个大速比接受区F被，两个相当速比接受区G被。作为本发明的另一改进，所述驴头7至所述游梁6与支架5的支承点间距离H1等于所述横船11至所述游梁6与支架5的支承点间距离H2, H1=H2，可节省大量动能。以8型机为例，具点负荷8吨，油井内油杆重5300kg，油柱重1961kg，惰性矩499kg，总负荷7760kg，可调尾部配重8和只具有朝向曲柄4前进方向平衡配重10的曲柄4平衡总负荷的6500kg，油杆上升抽油负荷1260kg，电动机2功率10KW。参见图1、图2、图3，当抽油机上升作功抽油时，只具有朝向曲柄4前进方向平衡配重10的曲柄4处于S位，因其只具有朝向曲柄4前进方向的平衡配重10,这时曲柄4就有很大前趋能，偏心齿轮小速比区E驱动非圆齿轮小速比接受区E被就可以启动，当只具有朝向曲柄4前进方向平衡配重10的曲柄4进入A象限，K值和J值开始渐大，只具有朝向曲柄4前进方向平衡配重10的曲柄4本身重量也开始参与平衡井下负荷，只具有朝向曲柄4前进方向平衡配重10的曲柄4处X区域，K值和J值最大，平衡掉总负荷7760kg的6500kg，仅提升1260kg，偏心齿轮用相当速比区G驱动非圆齿轮相当速比接受区G被就能完成，只具有朝向曲柄4前进方向平衡配重10的曲柄4进入B象限，K值和J值开始渐小，曲柄4自身与平衡配重10互相抵销不作平衡和平衡配重10超前通过下死点N成为负荷，偏心齿轮则用大速比区F驱动非圆齿轮大速比接受区F被，用强劲的扭矩使只具有朝向曲柄4前进方向平衡配重10的曲柄4顺利到达下死点，在下死点N后，油杆作向下空回，油柱因有止阀不随油杆下坠，惰性矩变成油杆向下的惯性矩，只具有朝向曲柄4前进方向平衡配重10的曲柄4处C象限，K值和J值不是最大，油杆还有部分重量平衡只具有朝向曲柄4前进方向平衡配重10的曲柄4向上举的负荷，且偏心齿轮还有一部分在大速比区F ;只有只具有朝向曲柄4前进方向平衡配重10的曲柄4在Y点区，K值和J值最大，曲柄4才有上举负荷1200kg，但是还有油杆的惯性矩可抵销部分曲柄4上举负荷，偏心齿轮用相当速比区G驱动非圆齿轮相当速比接受区G被就能顺利完成；只具有朝向曲柄4前进方向平衡配重10的曲柄4进入D象限，K值和J值又渐小，油杆又有多余重量平衡只具有朝向曲柄4前进方向平衡配重10的曲柄4上举负荷，只具有朝向曲柄4前进方向平衡配重10的曲柄4上的配重部超前通过上死点S成为反负荷，偏心齿轮小速比区E驱动非圆齿轮的小速比接受区E被就可轻松将曲柄4移至S点，完成抽油机抽油作功一周期。本发明抽油机与现用抽油机节能对比，以8型机为例 现用抽油机电机功率22.5KW
本发明抽油机电机功率IOKW以下
本发明抽油机电机功率少12.5KW，一天节省电300度，全年按300天工作日，电价按
0.8元/度计算，全年节约电费7.2万元。效益对比:
现用抽油机每分钟抽油次 468 本发明抽油机每分钟抽油次4.8 7 9.5
按最低抽次对比，本发明抽油机比现用抽油机每天多抽1.69m3原油，全年按300天工作日计算，全年多抽507m3原油，若每m3冲价1200元计算，全年增收60.84万元。由于本发明的曲柄4只设置有朝向曲柄4前进方向的平衡配重10，将曲柄4的前趋性当作动能参与分配，再利用偏心齿轮、非圆齿轮改变转速比将机械能、各种重力能巧妙地、合理地分配在抽油机抽油作功的轨迹上，大大减少电动机2功率，节省电耗，提高效率，电动机2在抽油机作抽油和空回工作都是均匀负载，没有过流、过压冲击，减少故障，延长使用寿命。以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。
权利要求
1.一种双非高效节能抽油机，包括底座(I)、安装在底座(I)上的电动机(2)、变速箱(3)和支架(5)、设置在变速箱(3)上的曲柄(4)，以及游梁(6)、游梁(6)上的驴头(7)和可调尾部配重(8)，所述曲柄(4)与游梁(6)之间铰接连接有连杆(9)，其特征在于:所述变速箱(3)的曲柄输出轴上安装有非圆齿轮，所述变速箱(3)内设置有用以驱动该非圆齿轮的偏心齿轮，所述曲柄(4)的配重端只设有一朝向曲柄(4)前进方向的平衡配重(10)。
2.根据权利要求1所述的双非高效节能抽油机，其特征在于:所述游梁(6)与连杆(9)之间通过横船(11)相连。
3.根据权利要求2所述的双非高效节能抽油机，其特征在于:所述驴头(7)至所述游梁(6 )与支架(5 )的支承点间距离H1等于所述横船(11)至所述游梁(6 )与支架(5 )的支承点间距离H2。
全文摘要
本发明公开一种双非高效节能抽油机，包括底座、电动机、变速箱、支架以及曲柄等，所述曲柄的配重端只设有一朝向曲柄前进方向的平衡配重。本发明将曲柄的前趋性当作动能参与分配，利用偏心齿轮、非圆齿轮将机械能、各种重力能巧妙合理地分配在抽油作功的轨迹上，减少电动机功率，节省电耗，提高效率，电动机在作抽油和空回工作都是均匀负载，没有过流、过压冲击，减少故障，延长使用寿命。以8型机为例，本发明抽油机电机功率比现有技术少12.5KW，一天节省电300度，全年300天节约电费7.2万元；本发明比现用抽油机每天多抽1.69m3原油，全年300天多抽507m3原油，全年增收超60.84万元。
文档编号F16H33/20GK103148186SQ20131008150
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月15日 优先权日2013年3月15日
发明者钟芳顺 申请人:钟芳顺