专利名称：节能游梁抽油机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种游梁抽油机。
常规型游梁抽油机是进行地下油层机械采油的一种设备，在我国使用已久，因其具有结构简单，操作方便，耐用，燥音小，使用安全可靠等诸多优点，所以，在今后较长时间内将继续被使用。但由于其载荷波动较大，交变载荷系数高达1.57左右，动力机输出功率较高，也即能耗高，所以，是原油生产中耗能最大的一项，浪费了大量能源。吉林油田艾春华等人完成的对老三型的改造方案是延长游梁后臂和连杆的有效长度，使四杆机构存在极位夹角，上冲程时间长于下冲程时间，使得上冲程最大悬点加速度、最大悬点载荷降低，该方案虽提高了抽油泵充满系数，增加了产液量，但存在如下不足能耗仍较高；由于曲柄与连杆均需重新设计加工，使得改造加工成本较高；仅适于新机制造。
本实用新型的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供一种承载能力和产液量均较高，整机运行平稳，能耗低，对现有技术稍作改造即可实现的节能游梁抽油机。
本实用新型的目的可通过以下措施来达到一种节能游梁抽油机，包括动力设备，其经减速箱与四连杆机构相连；所述四连杆机构的游梁支点O1和曲柄轴中心O的连线构成固定杆，活动杆由曲柄(2)、连杆(4)和游梁后臂(6)构成；所述连杆(4)的上端与游梁后臂(6)相连，其下端与曲柄(2)的一端相连，曲柄(2)的另一端接减速箱的输出轴，所述游梁后臂(6)尾端设有平衡板(5)，所述曲柄(2)外端设有平衡锤(3)，其特殊之处在于，所述游梁后臂(6)的尺寸C为1.26～1.38米；所述曲柄(2)上设有一组曲柄销孔(14)，其形成的曲柄(2)的半径尺寸R为0.55～0.42米；杆长比I/(R＋C)为0.70～0.85；上冲程最小压力角β不小于67.5°；极位夹角θ′为4.5°～6.5°。
本实用新型的游梁后臂尺寸C可为1.38米，所述曲柄(2)上设有四个均布的连杆销孔(14)，其形成的曲柄半径尺寸R可分别为0.52、0.45、0.38和0.31米。
本实用新型的游梁后臂尺寸C还可为1.33米，所述曲柄(2)上设有四个均布的连杆销孔(14)，其形成的曲柄半径尺寸R分别为0.51、0.44、0.37和0.30米。
本实用新型的游梁后臂尺寸C亦可为1.28米，所述曲柄(2)上设有四个均布的连杆销孔(14)，其形成的曲柄半径尺寸R分别为0.50、0.43、0.36和0.29米。
附图图面说明如下
图1为本实用新型整机的结构示意图。
图2为本实用新型游梁后臂的结构示意图。
图3为本实用新型曲柄的结构示意图。
下面将结合附图对本实用新型作进一步详述本实用新型的整体结构和工作原理与现有技术基本相同，主要由四连杆机构、减速箱、动力设备和辅助设备等四大部分构成。参见
图1，四连杆机构是以游梁支点O1和曲柄轴中心O的连线作固定杆，以曲柄2、连杆4和游梁后臂6为三个活动杆件组成。工作时，动力机将高速旋转运动通过皮带和减速箱传给曲柄轴带动曲柄2作低速旋转。曲柄2通过连杆4带动游梁7作上、下摆动，挂在驴头8上的悬绳器9便带动抽油杆10作上、下往复运动，从而带动地下抽油泵将原油从地下深处抽出地面。曲柄2从钟表12点钟位置开始，每转一周，抽油杆10上、下运动一次，则抽油泵完成上冲程吸油和下冲程排油一个冲程的全过程。由于抽吸原油时上冲程悬点负荷W重，下冲程轻，使减速机和动力机在一个冲程中作功极不平衡，并在下冲程时作负功，故在曲柄2端配置平衡锤3，在游梁7尾端配置游梁平衡板5，使动力机上、下冲程作功趋于相等，以使曲柄轴1输出扭矩趋于平衡。然而，常规机曲柄轴1输出扭矩实际上仍存在较大波动，交变载荷系数CLF高达1.57，使动力机输出功率仍较大，即能耗较高。本实用新型通过改变曲柄2和游梁后臂6的尺寸，提高杆长比I/(R＋C)值，增大极位夹角θ′，对运动参数、动力参数重新进行优化选择，改变悬点加速度a、扭矩因数TF和曲柄轴输出扭矩TN的变化规律，使其在上冲程的峰值大为降低，从而减小曲柄轴输出扭矩TN的波动，降低动力机输出功率Ne、交变载荷系数CLF值，改善整机动力性能，达到节能降耗的目的。I为曲柄轴中心O到游梁支点O1的水平距离，其为原机尺寸。具体实施方案如下1、缩小游梁后臂6的尺寸C。
参见图2，游梁后臂6是通过四个螺栓与连杆4上端的轴承座在O2点相连接的，缩小游梁后臂6只需将加强板12和四个螺栓孔11的位置按游梁后臂6的尺寸向右移动，重新焊接加强板12，并重新打四个螺栓孔即可。游梁后臂6的尺寸C可为1.28～1.38米。
2、缩小曲柄2的半径尺寸R。
参见图3，曲柄2上的安装孔13装在减速箱输出轴的轴承上，曲柄2上的销孔O3～O6将分别与连杆4下端的销孔通过销子相连接。连杆4与不同的曲柄销孔14连接，就形成不同的曲柄半径尺寸R，从而实现抽油机不同的光杆冲程。缩小曲柄半径尺寸R，只需将销孔O3～O6按缩小后的新尺寸设计、加工即可。
3、重新配置游梁平衡板5。
只需将平衡板块5的数按需要增减即可。
4、增大极位夹角θ′。
极位夹角θ′指连杆4在上至点和下至点两极限位置时曲柄2所夹的角度。增大极位夹角θ′是改变曲柄半径尺寸R和游梁后臂尺寸C后自动实现的。
下面是几组游梁后臂尺寸C和曲柄半径尺寸R的最佳尺寸及相应的杆长比I/(R＋C)的值第一组C＝1.38；R1＝0.52，R2＝0.45，R3＝0.38，R4＝0.31；I/(R＋C)＝0.75，β＝67.5°。
第二组C＝1.33；R1＝0.51，R2＝0.44，R3＝0.37，R4＝0.30；I/(R＋C)＝0.77，β＝68.8°。
第三组C＝1.28；R1＝0.5，R2＝0.43，R3＝0.36，R4＝0.29；I/(R＋C)＝0.80，β＝70.1°其上冲程最小压力角β不得小于的角度分别为67.5°，68.8°，和70.1°；极位夹角θ′在4.5°～6.5°之间。
本实用新型适用于所有常规型游梁抽油机，用于复合平衡式常规机和二型常规机则效果更佳。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点1、在相同工况条件下，减速器输出最大扭矩比原机减少20.2～34.8％，使其曲柄轴扭矩的均方根值降低，最终使电机耗电降低5.4～17.7％。
2、悬点加速度峰值减少10～16.06％，上下冲程扭矩变化幅度大为降低，输出扭矩更趋平稳，交变载荷系数降至1.355以下，整机运行更加平稳。
3、由于存在极位夹角，上冲程慢，下冲程快，使泵效提高，增加了产液量。
4、改造施工简便易行，非常适于用抽油机进行节能改造。在抽油机大修时，更换新曲柄，重新焊加强板并打四个螺栓孔，只要稍具机加、焊接设备就可对现役常规机进行改造。或者利用原机曲柄上的第二、三、四、五档孔实现新的曲柄尺寸，R1～R4也可实现对现役常规机进行改造。
5、改造费用低廉，收益甚大。用于旧机改造，则改造成本约1900元/台，若改造1000台三型机，按节电率10％，电价0.45元/度计算，则节电422.4万度/年，价值1.9百万元/年。一年就可收回改造投资，综合经济效益可观。而在制造新机时实施此项技术，则无须增加任何工艺和资金投资。
权利要求1.一种节能游梁抽油机，包括动力设备，其经减速箱与四连杆机构相连；所述四连杆机构的游梁支点O1和曲柄轴中心O的连线构成固定杆，活动杆由曲柄(2)、连杆(4)和游梁后臂(6)构成；所述连杆(4)的上端与游梁后臂(6)相连，其下端与曲柄(2)的一端相连，曲柄(2)的另一端接减速箱的输出轴，所述游梁后臂(6)尾端设有平衡板(5)，所述曲柄(2)外端设有平衡锤(3)，其特征在于所述游梁后臂(6)的尺寸C为1.26～1.38米；所述曲柄(2)上设有一组曲柄销孔(14)，其形成的曲柄(2)的半径尺寸R为0.55～0.42米；杆长比I/(R＋C)为0.70～0.85；上冲程最小压力角β不小于67.5°；极位夹角θ′为4.5°～6.5°。
2.如权利要求1所述的节能游梁抽油机，其特征在于所述游梁后臂尺寸C为1.38米，所述曲柄(2)上设有四个均布的连杆销孔(14)，其形成的曲柄半径尺寸R分别为0.52、0.45、0.38和0.31米。
3.如权利要求1所述的节能游梁抽油机，其特征在于所述游梁后臂尺寸C为1.33米，所述曲柄(2)上设有四个均布的连杆销孔(14)，其形成的曲柄半径尺寸R分别为0.51、0.44、0.37和0.30米。
4.如权利要求1所述的节能游梁抽油机，其特征在于所述游梁后臂尺寸C为1.28米，所述曲柄(2)上设有四个均布的连杆销孔(14)，其形成的曲柄半径尺寸R分别为0.50、0.43、0.36和0.29米。
专利摘要一种节能游梁抽油机，其整体结构和工作原理与现有技术基本相同，通过缩小其游梁后臂和曲柄半径的尺寸，提高杆长比，增大上冲程最小压力角、增大极位夹角，从而使本实用新型能耗大大降低，产液量也增加，整机运行平稳，施工简便，成本低，尤适于对现有技术的改造。
文档编号E21B43/00GK2219958SQ9520497
公开日1996年2月14日 申请日期1995年4月7日 优先权日1995年4月7日
发明者张晓宜 申请人:张晓宜