2021年新型抽油机.ppt

第一节 节能改造的游梁式抽油机
（一）异相曲柄平衡式抽油机
图14
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2021/1/15
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采用非对称循环机构，使游梁在上下死点时，连杆两个位置之间存在约120的相位夹角。曲柄上冲程的转角增加120，为1920；曲柄下冲程的转角减少120，为1680。这种机构具有“急回特性”：
一是上冲程的曲柄转角大于下冲程的曲柄转角，上冲程时间长，速度慢，加速度就小，从而使上冲程中载荷扭矩曲线的上峰值减小；同时也相应地缩短了下冲程的运行时间，增大下冲程后半段的加速度变化幅度，从而使扭矩曲线的上峰值增大；
二是改变了载荷扭矩曲线的形状，使其波形尽量向正弦波靠近。
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（二） 游梁偏置复合平衡
图18 游梁偏置复合平衡简图
不改变常规机的结构，在游梁尾部增加固定偏置平衡装置，其重心相对游梁下偏一个角度ε，叫做游梁平衡重偏置角，在运行中，游梁偏置平衡重心的运行轨迹是一段圆弧，当平衡重偏置角ε合适时，悬点载荷最大时，平衡重心处于游梁回转中心的水平线上时，其重力矩最大；当悬点在上死点时，重心靠近游梁回转中心的垂直线，其平衡重力矩最小。利用这一变矩原理与曲柄平衡复合作用，可有效削减悬点载荷峰值扭矩，改善曲柄平衡游梁抽油机的曲柄轴净扭矩曲线的形状和大小，使其波动平缓，且能消除负扭矩，从而减小抽油机的周期载荷系数，提高电动机的工作效率。
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图19曲游梁抽油机
随着ε大小的变化，游梁偏置复合平衡扭矩M平随曲柄转角θ变化的趋势不同。为了与各种不同杆件长度组合的四连杆游梁机的结构相适应，只需改变ε的大小，ε可以根据不同规格型号的游梁机通过复合平衡优化计算来确定。把游梁机改造成游梁偏置复合平衡游梁抽油机实现节能，具有结构简单，制造容易，仅增加一个无运动件的刚性平衡装置，本身无需维护保养，调平衡方便，完全继承了游梁机的全部优点。与曲柄平衡游梁机相比，节电率在15％以上。
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优点：曲柄、连杆等构件受力减小，可靠性相对提高，程冲相对加大。上冲程终了时,游梁平衡块处于比较低的位置，并且单块重量轻,便于平衡调整。曲柄平衡块的重量减轻,便于现场调整。保留了常规机的优点,是一种比较理想的节能型抽油机。
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（三）游梁机加装摆杆
,在东北各油田已有200多台的用量,受到油田的欢迎和制造厂的重视.
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1．结构特点
在常规机的曲柄与连杆之间增加一对槽形摆杆称为摆杆式游梁抽油机(以下简称摆杆机)，是一种新型节能抽油机，其特点是将曲柄摇杆机构，与常规机的四连杆机构巧妙地结合在一起。在曲柄外侧增加2个摆杆，摆杆中部有空心槽，内嵌有上、下轨道。曲柄销内侧同常规机一样与曲柄联接，外侧改为安装1个滚轮。当曲柄旋转时，滚轮在轨道上往复运动。促使摆杆上下摆动，带动连杆运动，实现驴头上下冲程。摆杆上部开有3组销轴孔，改变连杆下部夹板与销轴孔的联接位置，实现3种冲程。抽油机前支架上增加l根方形支架轴，两端有可伸缩的轴承盒，它是摆杆摆动的铰接点，如图22所示
图22 摆杆式抽油机结构示意图
l一驴头；2一游梁；3一连杆；4一摆杆平衡重；5一曲柄平衡重；6一滚轮；7--曲柄；8一摆杆
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2．性能特点
从机构上看是滑块机构与四连杆机构的组合。整机采用复合平衡方式，由摆杆平衡重和曲柄平衡重组成。它既改变了抽油机的运动和动力特性，又改变了平衡方式，其特点如下：
(1)具有较大的极位角。采用了槽形摆杆的急回机构，有较大的极位角，，具有“慢提快放”的节能效果。
(2)合理的传动角。摆杆机的下传动角(连杆与摆杆的夹角)，不像常规游梁机变化那样大，12型摆杆机为600～，减少了摆杆的受力，降低了减速器的输出轴扭矩。
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(3)变化力臂具有变矩节能效果。随着曲柄的转动，滚轮在摆杆中间的轨道上滚动，使得曲柄对摆杆的作用力的力臂随时变化，在上冲程悬点载荷较大时，力臂较长；在下冲程悬点载荷较小时，力臂较短。
(4)较多的能量积蓄。在下冲程时，摆杆上的连杆铰点比滚轮到支承轴中心的力臂长，提起的平衡重积蓄能量多，在上冲程时这部分能量释放出来，电动机消耗的功相对就少。
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