一种游梁式抽油设备及其节能方法技术

本发明专利技术公开了一种游梁式抽油设备及其节能方法，涉及采油设备技术领域；为了电动机持续输出导致能源浪费问题；一种游梁式抽油设备，包括底座和游梁，所述底座的顶部外壁通过螺纹固定有接近传感器；一种游梁式抽油设备的节能方法，包括如下步骤：接近传感器实时检测第三平衡块距离底座的远近。本发明专利技术通过设置有接近传感器和第三平衡块等结构，启动电机，通过小齿轮带动大齿轮旋转从而为设备提供动力支撑，通过变速箱便于调节转动速度，接近传感器实时检测第三平衡块距离底座的远近，随着第三平衡块越发靠近接近传感器，控制模块电性连接控制变速箱和电机的进行调节控制频率，避免不必要的能源损耗。

【技术实现步骤摘要】
一种游梁式抽油设备及其节能方法
本专利技术涉及采油设备
，尤其涉及一种游梁式抽油设备及其节能方法。
技术介绍
油田原油开采设备中应用最为广泛的是游梁式竖井抽油机，其结构构造包括有底座、支架、游梁、游梁的曲柄连杆驱动机构、驴头及其悬绳器，游梁式抽油机作为油田的主要开采设备，也是油田用电耗能大户，其用电量达到油田总用电量的40%，游梁式抽油机的驱动电动机平均负荷率仅为20～30%，部分电动机负荷率还会更低，游梁式抽油机工作中，其曲柄下降过程中由于负荷减轻，电动机拖动产生的能量无法被负载吸收，促使电动机处于发电工作状态，这多余能量被反馈至电网，对整个电网产生冲击，导致电网供电质量下降、产生功率因数降低等危险，而且频繁的高压冲击更会损坏电动机本身，所以存在生产效率低、维修量高、企业成本流失较大的技术问题。经检索，中国专利申请号为CN201610726367.0的专利，公开了一种游梁式油田抽油机的控制方法，根据所述游梁式油田抽油机的几何参数以及油田油层的压力找出电动机的耗能函数，在每日采油量确定的前提下，找出所述耗能函数达到耗能最少时，在所述游梁式油田抽油机的抽油杆的一个运动周期内所述电动机的瞬时转速与曲柄转角之间的函数关系；在游梁式抽油机的曲柄上安装一个定位传感器，以此位置为起点，将系统能量函数的一个周期分成若干等分，根据电动机的瞬时转速与位置之间的函数，算出在每一等分点时的电动机理论瞬时转速；通过变频器为游梁式抽油机的电动机供电，根据计算出的电动机理论瞬时转速，控制变频器的实时输出频率。上述专利中的游梁式油田抽油机的控制方法存在以下不足：游梁式抽油机工作时，其曲柄下降过程中由于负荷减轻，电动机一直开启导致产生多余能量，造成能源浪费且损坏电动机本身。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种游梁式抽油设备及其节能方法。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种游梁式抽油设备，包括底座和游梁，所述底座的顶部外壁通过螺纹固定有接近传感器，接近传感器的信号输出端与控制模块电性连接；所述游梁的底部外壁设置有连杆，连杆的一侧外壁设置有曲臂，曲臂的一侧外壁设置有方形槽，方形槽的底部内壁设置有齿牙，齿牙的外壁设置有轴承，轴承的一端设置有大齿轮，曲臂的另一侧外壁设置有第三平衡块。优选地：所述底座的顶部外壁设置有支撑板，支撑板的一侧外壁设置有小齿轮，小齿轮的外壁与大齿轮的外壁相设置，底座的顶部外壁设置有电机，电机的开关控制端与控制模块电性连接，电机的输出端通过连接轴转动连接有变速箱，变速箱的开关控制端与控制模块电性连接，变速箱的输出端通过联轴器与小齿轮的输入端相连接。优选地：所述底座的顶部外壁设置有支撑座，支撑座的相对一侧内壁设置有转动柱，转动柱的圆周外壁转动连接有两个第一连接块，转动柱靠近两个第一连接块的圆周外壁转动连接有第二连接块，第二连接块的外壁设置有引线槽，游梁的底部外壁通过螺栓与两个第一连接块和第二连接块的顶部面相连接。优选地：所述游梁的一侧外壁设置有驴头，驴头的一侧外壁设置有固定座，固定座的底部外壁设置有油杆，油杆的底部外壁设置有平衡箱，固定座靠近油杆的底部外壁设置有载荷传感器，载荷传感器的信号输出端与控制模块电性连接，支撑座的一侧外壁设置有显示屏，显示屏的信号输入端与载荷传感器的信号输出端电性连接。优选地：所述平衡箱的一侧内壁设置有两个滑轮，平衡箱的底部外壁设置有圆形槽，圆形槽内插接有第一绳索，第一绳索的一端设置有抽油组件，平衡箱的一侧外壁设置有线槽，线槽的相对一侧内壁设置有两个第一防护辊，第一绳索外壁插接于两个第一防护辊之间。优选地：所述游梁的底部外壁设置有三个接引座，三个接引座的一侧外壁均设置有防护垫，三个接引座的一侧内壁设置有两个第二防护辊，游梁的底部外壁设置有凹槽，游梁的顶部外壁设置有两个固定板，两个固定板的相对一侧外壁设置有线辊，第一绳索缠绕于线辊的圆周外壁。优选地：所述游梁的顶部外壁设置有滑动槽，滑动槽的内壁设置有第一平衡块，第一绳索的另一端设置于第一平衡块的一侧外壁，游梁的顶部外壁设置有出线槽，第一平衡块的另一侧外壁设置有第二绳索，第二绳索的另一端设置有第二平衡块。优选地：两个所述第一连接块的外壁均设置有两个辅助支臂，四个辅助支臂的外壁均设置于游梁的底部外壁。一种游梁式抽油设备的节能方法，包括如下步骤：S1：接近传感器实时检测第三平衡块距离底座的远近，随着第三平衡块越发靠近接近传感器，控制模块电性连接控制变速箱和电机的进行调节控制频率；S2：载荷传感器实时检测油杆下方的载荷情况，当载荷低于设定值时，此时未负载，传递信号给控制模块，控制模块电性连接控制变速箱和电机关闭；S3：在两个滑轮作用下，抽油组件载荷时向下重力反向，反向后的重力与油杆向下的重力相等，使得驴头平均载荷减载幅度达50%以上，驴头的冲程是抽油组件冲程的一半；S4：在连杆下降时，第二平衡块受离心力作用随之下降，同时在第二绳索的作用下，拖动第一平衡块后移。本专利技术的有益效果为：1.通过设置有接近传感器和第三平衡块等结构，启动电机，通过小齿轮带动大齿轮旋转从而为设备提供动力支撑，通过变速箱便于调节转动速度，接近传感器实时检测第三平衡块距离底座的远近，随着第三平衡块越发靠近接近传感器，控制模块电性连接控制变速箱和电机的进行调节控制频率，避免不必要的能源损耗。2.通过设置有载荷传感器和显示屏等结构，载荷传感器实时检测油杆下方的载荷情况，并传递信号给显示屏，便于人们了解查看，当载荷低于设定值时，此时未负载，传递信号给控制模块，控制模块电性连接控制变速箱和电机关闭，阻止能源持续输出，且有效避免高压冲击损坏电机。3.通过设置有第一绳索和滑轮等结构，第一绳索分别穿过两个滑轮的顶部和底部，然后从两个第一防护辊之间穿出，在两个滑轮作用下，抽油组件载荷时向下重力反向，反向后的重力与油杆向下的重力相等，使得驴头平均载荷减载幅度达50%以上，驴头的冲程是抽油组件冲程的一半，因此有效减小了驴头载荷，侧面节省电机输出能源，通过收放第一绳索，使得抽油组件直接升降。4.通过设置有第一平衡块和第二平衡块等结构，在连杆进行升降时，第一平衡块在滑动槽内左右移动，从而对第一绳索进行收卷，在连杆下降时，第二平衡块受离心力作用随之下降，同时在第二绳索的作用下，拖动第一平衡块后移，进一步节省电机输出能源，两个辅助支臂起到辅助支撑游梁的作用，进一步稳固游梁与支撑座之间的连接。5.通过设置有防护垫和第一防护辊等结构，大齿轮旋转时带动轴承在齿牙上进行移动，使得曲臂进行左右移动，而连杆带动第三平衡块随着曲臂的偏移进行上下移动，从而带动游梁两端进行高低调节，防护垫和第一防护辊、第二防护辊对第一绳索起到防护作用，延长第一绳索的使用寿命。附图说明图1为本专利技术提出的一种游梁式抽油设备的主视结构示意图；图2为本专利技术提出的一种游梁式抽油设备的右视结构示意图；图3为本专利技术提出的一种游梁式抽油设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种游梁式抽油设备，包括底座（1）和游梁（13），其特征在于，所述底座（1）的顶部外壁通过螺纹固定有接近传感器（2），接近传感器（2）的信号输出端与控制模块电性连接；所述游梁（13）的底部外壁设置有连杆（18），连杆（18）的一侧外壁设置有曲臂（19），曲臂（19）的一侧外壁设置有方形槽，方形槽的底部内壁设置有齿牙，齿牙的外壁设置有轴承，轴承的一端设置有大齿轮（26），曲臂（19）的另一侧外壁设置有第三平衡块（20）。/n

【技术特征摘要】
1.一种游梁式抽油设备，包括底座（1）和游梁（13），其特征在于，所述底座（1）的顶部外壁通过螺纹固定有接近传感器（2），接近传感器（2）的信号输出端与控制模块电性连接；所述游梁（13）的底部外壁设置有连杆（18），连杆（18）的一侧外壁设置有曲臂（19），曲臂（19）的一侧外壁设置有方形槽，方形槽的底部内壁设置有齿牙，齿牙的外壁设置有轴承，轴承的一端设置有大齿轮（26），曲臂（19）的另一侧外壁设置有第三平衡块（20）。


2.根据权利要求1所述的一种游梁式抽油设备，其特征在于，所述底座（1）的顶部外壁设置有支撑板，支撑板的一侧外壁设置有小齿轮（27），小齿轮（27）的外壁与大齿轮（26）的外壁相设置，底座（1）的顶部外壁设置有电机（29），电机（29）的开关控制端与控制模块电性连接，电机（29）的输出端通过连接轴转动连接有变速箱（28），变速箱（28）的开关控制端与控制模块电性连接，变速箱（28）的输出端通过联轴器与小齿轮（27）的输入端相连接。


3.根据权利要求2所述的一种游梁式抽油设备，其特征在于，所述底座（1）的顶部外壁设置有支撑座（3），支撑座（3）的相对一侧内壁设置有转动柱，转动柱的圆周外壁转动连接有两个第一连接块（21），转动柱靠近两个第一连接块（21）的圆周外壁转动连接有第二连接块（22），第二连接块（22）的外壁设置有引线槽，游梁（13）的底部外壁通过螺栓与两个第一连接块（21）和第二连接块（22）的顶部面相连接。


4.根据权利要求1所述的一种游梁式抽油设备，其特征在于，所述游梁（13）的一侧外壁设置有驴头（11），驴头（11）的一侧外壁设置有固定座，固定座的底部外壁设置有油杆（9），油杆（9）的底部外壁设置有平衡箱（8），固定座靠近油杆（9）的底部外壁设置有载荷传感器（10），载荷传感器（10）的信号输出端与控制模块电性连接，支撑座（3）的一侧外壁设置有显示屏（4），显示屏（4）的信号输入端与载荷传感器（10）的信号输出端电性连接。


5.根据权利要求4所述的一种游梁式抽油设备，其特征在于，所述平衡箱（8）的一侧内壁设置有两个滑轮（24），平衡箱（8）的底部外壁设置有圆形槽，圆形槽内插接有第一绳索（5），第一绳索（5...

【专利技术属性】
技术研发人员：张辉，汪鸿鹏，刘俊龙，张少鑫，高海红，高嵩，邢振华，陈生财，
申请(专利权)人：湖北福瑞得能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42