抽油机游梁自动寻优智能平衡装置及其工作方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了抽油机游梁自动寻优智能平衡装置及其工作方法，属于油田机械采油装备技术领域，包括安装在抽油机的主游梁上的副游梁，副游梁的中轴线与主游梁的中轴线平行；副游梁上安装有齿条及移动平衡箱，齿条的中轴线与副游梁的中轴线平行；移动平衡箱上设有依次相连光伏发电装置、蓄电池、控制装置、刹车齿轮电磁刹车装置，刹车齿轮电磁刹车装置上设有与所述齿条啮合的刹车齿轮；控制装置与设置在抽油机上的抽油机平衡率测量装置、直线位移传感器、测量主游梁与地面夹角的角位移传感器无线数据通讯；移动平衡箱可在副游梁移动，完成井口载荷的平衡调整不需要人工，不需要外设电缆或动力系统驱动移动平衡箱移动，结构简单，使用安全。用安全。用安全。

【技术实现步骤摘要】
抽油机游梁自动寻优智能平衡装置及其工作方法


[0001]本专利技术提供了抽油机游梁自动寻优智能平衡装置及其工作方法，属于油田机械采油装备


技术介绍

[0002]游梁式抽油机仍是油田生产的主要设备，是油田生产能耗及设备成本的主要因素。抽油机工作过程中，平衡率直接影响其工作效能。但是实际生产中，井下的载荷不断的变化，使得抽油机平衡不断被破坏，而再平衡的实现需要工作人员不断调整抽油机的平衡机构。影响抽油机平衡的原因主要是抽油机悬点载荷规律的变化和平衡重的调节状态。影响悬点载荷的因素是变化和多样的，如井下抽油泵由于不断地磨损其密封性逐渐变差；油管由于磨损和腐蚀产生漏失和偏磨；动液面高低的变化；采出液物性的变化等，都会引起抽油机载荷的变化，抽油机载荷的变化会逐渐的使抽油机由平衡状态向不平衡状态变化，在不平衡状态下工作的抽油机，不仅对减速箱、电机、皮带等传动系统造成巨大损坏，而且影响抽油机的地面效率。油井采油周期内，由于地层压力、温度、渗透和含水量等诸多因素的变化，抽油机井口负荷会出现不规律的变化，为了抽油机节能高效运转，需要对抽油机井口负荷的变动量进行平衡，使抽油机驱动电机保证一个恒定功率范围内运转。抽油机井平衡率是指抽油机井稳定运行过程中，下冲程时的最大电流与上冲程时最大电流比值。正常情况下，设定平衡率80
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100%合理，小于80％欠平衡，大于100%超平衡。测量平衡率的方法很多，目前抽油机平衡测试的主要方法是电流法，即测量抽油机下行最大电流与上行最大电流之比。
[0003]公开号为CN103399227B的专利公开了一种该平衡测试方法包括启动抽油机平衡测试程序，先借助于电流法进行初步的、不太精确的判断，得出抽油机的初始平衡率，这样一旦抽油机严重不平衡时可以马上判断出，不需要进行下一步的判断过程，而虽然通过电流法判断出抽油机的平衡状态,但也要进行下一步的电能法判断过程，这样可以更加精确地判断出抽油机的真实平衡状态，避免了采用一种判断方法带来的误差偏差，同时更重要的是，该方法可以在现有电流法检测方法的基础上进行改造即可实现，是对目前平衡率判断方法的重要补充。
[0004]游梁式抽油机是通过曲柄和曲柄上的平衡块来平衡井口负荷，而曲柄是固定配件不能调整，平衡块需要停机后才能调整，且调整过程停机时间长，动用工程设备多，调整存在安全隐患。现有技术中，抽油机平衡率为人为调整，但配重块单块1吨多，调整繁琐困难且安全隐患较大，所以油田要求平衡率达到70%
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130%即为合格，而在小于70%为欠平衡，配重块应向远离输出轴轴心方向调整，而在大于130%为超平衡，配重块应向输出轴轴心方向调整。调整装置需要根据油田采集的抽油机平衡率参数，通过计算确定调整位置，然后人工移动安装在曲柄上的平衡块完成井口载荷的平衡调整。需要根据抽油机平衡率参数确定调整量，再人工移动调整平衡块距离，费时费力。
[0005]公开号为CN105134139A的专利公开了一种游梁式抽油机曲柄平衡自动调节装置，
它主要由曲柄、导轨槽、连杆轴、支撑座、滚珠丝杆、铜套、平衡块、小齿轮、大齿轮、电机、齿轮箱、凸台、电气自动控制装置、曲柄轴组成。在曲柄上安装的平衡块可以随着滚珠丝杠的转动而在曲柄上直线移动，从而改变平衡块在曲柄上的位置使抽油机重新到达平衡状态。在凸台上固定安装有能正、反转的电机，小齿轮直接安装在电机轴上，大齿轮直接安装滚珠丝杠的轴端上，滚珠丝杠由左右两个支撑座固定安装在曲柄上；平衡块放置在导轨槽中与曲柄连接；电机的转动通过齿轮传动、滚珠丝杠转动，转化成平衡块在曲柄上的直线移动。这种装置需要外设电缆或动力系统驱动，结构复杂，增加动力电增加故障点和安全隐患点。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于，针对现有技术的不足，提供抽油机游梁自动寻优智能平衡装置及其工作方法，可实现自动调整抽油机平衡率，降低抽油机能耗。
[0007]本专利技术采用的技术方案如下。
[0008]抽油机游梁自动寻优智能平衡装置，包括安装在抽油机的主游梁上的副游梁，副游梁的中轴线与主游梁的中轴线平行；副游梁上安装有齿条及移动平衡箱，齿条的中轴线与副游梁的中轴线平行；移动平衡箱上设有依次相连光伏发电装置、蓄电池、控制装置、刹车齿轮电磁刹车装置，刹车齿轮电磁刹车装置上设有与所述齿条啮合的刹车齿轮；控制装置与设置在抽油机上的抽油机平衡率数据测量装置、测量移动平衡箱位置的直线位移传感器、测量主游梁与地面夹角的角位移传感器无线数据通讯。
[0009]作为优选技术方案，移动平衡箱包括箱体,箱体中间设有与副梁顶面相平行的面板，面板上侧竖立焊接有若干边板，面板底面副游梁两侧各竖立焊接有两立板，副游梁两侧的两立板底部与一底板相连；各边板顶部与光伏发电装置相连，蓄电池、刹车齿轮电池刹车装置、控制装置安装在面板上。
[0010]作为优选技术方案，靠近游梁的两立板内侧面上分别设有顶面平行于副游梁1顶面的限位导轨；靠近游梁的两立板内侧面上各限位导轨的下方分别安装有若干滚轮安装座，各滚轮安装座上安装有行走滚轮；各行走滚轮的顶面与副游梁的底面相接触，各限位导轨的顶面与副游梁顶面下侧面之间设有3
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5mm间隙。
[0011]作为优选技术方案，刹车齿轮电磁刹车装置包括安装在面板上的中轴线垂直于副游梁顶面的电磁刹车轴承座，电磁刹车轴承座内装有电磁刹车轴承，刹车轴承通过轴承盖板固定在电磁刹车轴承座内，电磁刹车轴承上同轴装有电磁刹车轴，刹车轴底部装有刹车齿轮。
[0012]作为优选技术方案，电池刹车轴承座外侧同心设置电磁铁，电磁铁通过若干电磁刹车固定螺栓固定在面板上，电磁铁与蓄电池、控制装置相连；电磁铁设有若干开口向上的弹簧安装孔，各弹簧安装孔内设有立柱、立柱上套装有弹簧；电磁铁的上方设有圆环柱状的制动铁环，制动铁环底面上各立柱的位置设有开口向下的盲孔，各立柱插入距其最近的盲孔；制动铁环的中轴线与电磁刹车轴的中轴线重合；制动铁环与各弹簧的顶端相接触，各立柱的顶端与制动铁环相连；制动铁环上方连接有与其平行的刹车板，刹车板上固定安装有刹车片；当电磁铁得电时，制动铁环向电磁铁方向运动，此时制动铁环不挤压刹车片，电磁刹车轴可以转动；当电磁铁不得电时，弹簧驱动制动铁环挤压刹车片，电磁刹车轴不能转
动。
[0013]作为优选技术方案，电磁刹车轴顶端通过螺纹与刹车板固定螺母同轴连接，刹车板固定螺母通过刹车板调节螺母与刹车板固定。
[0014]作为优选技术方案，抽油机包括抽油机架体，抽油机架体通过主游梁中轴承与主游梁铰接，主游梁上连接有驴头；主游梁的远离驴头端通过主游梁尾轴承与抽油机的连杆铰接；副游梁通过两连接座与主游梁相连，两连接座中远离驴头的连接座下端连接在主游梁尾轴承的正上方，上端连接在副游梁中间位置；两连接座中靠近驴头的连接座下端连接在主游梁中轴承的正上方远离驴头侧，上端连接在副游梁的靠近驴头端。
[0015]作为优选技术方案，所述直线位移传感器设置在副游梁上；角位移传感器设置在抽油机架体与主游梁相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.抽油机游梁自动寻优智能平衡装置，其特征在于：包括安装在抽油机的主游梁上的副游梁，副游梁的中轴线与主游梁的中轴线平行；副游梁上安装有齿条及移动平衡箱，齿条的中轴线与副游梁的中轴线平行；移动平衡箱上设有依次相连光伏发电装置、蓄电池、控制装置、刹车齿轮电磁刹车装置，刹车齿轮电磁刹车装置上设有与所述齿条啮合的刹车齿轮；控制装置与设置在抽油机上的抽油机平衡率数据测量装置、测量移动平衡箱位置的直线位移传感器、测量主游梁与地面夹角的角位移传感器无线数据通讯。2.如权利要求1所述的抽油机游梁自动寻优智能平衡装置，其特征在于：移动平衡箱包括箱体,箱体中间设有与副梁顶面相平行的面板，面板上侧竖立焊接有若干边板，面板底面副游梁两侧各竖立焊接有两立板，副游梁两侧的两立板底部与一底板相连；各边板顶部与光伏发电装置相连，蓄电池、刹车齿轮电池刹车装置、控制装置安装在面板上。3.如权利要求2所述的抽油机游梁自动寻优智能平衡装置，其特征在于：靠近游梁的两立板内侧面上分别设有顶面平行于副游梁顶面的限位导轨；靠近游梁的两立板内侧面上各限位导轨的下方分别安装有若干滚轮安装座，各滚轮安装座上安装有行走滚轮；各行走滚轮的顶面与副游梁的底面相接触，各限位导轨的顶面与副游梁顶面下侧面之间设有3
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5mm间隙。4.如权利要求2所述的抽油机游梁自动寻优智能平衡装置，其特征在于：刹车齿轮电磁刹车装置包括安装在面板上的中轴线垂直于副游梁顶面的电磁刹车轴承座，电磁刹车轴承座内装有电磁刹车轴承，刹车轴承通过轴承盖板固定在电磁刹车轴承座内，电磁刹车轴承上同轴装有电磁刹车轴，刹车轴底部装有刹车齿轮。5.如权利要求4所述的抽油机游梁自动寻优智能平衡装置，其特征在于：电池刹车轴承座外侧同心设置电磁铁，电磁铁通过若干电磁刹车固定螺栓固定在面板上，电磁铁与蓄电池、控制装置相连；电磁铁设有若干开口向上的弹簧安装孔，各弹簧安装孔内设有立柱、立柱上套装有弹簧；电磁铁的上方设有圆环柱状的制动铁环，制动铁环底面上各立柱的位置设有开口向下的盲孔，各立柱插入距其最近的盲孔；制动铁环的中轴线与电磁刹车轴的中轴线重合；制动铁环与各弹簧的顶端相接触，各立柱的顶端与制动铁环相连；制动铁环上方连接有与其平行的刹车板...

【专利技术属性】
技术研发人员：张清利，卢同辉，韩鹏飞，孟祥勇，李维铸，路振宇，张雷，
申请(专利权)人：胜利油田新海兴达实业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：