游梁式抽油机曲柄相位角与冲程无级调节装置

本发明涉及采油工程中游梁式抽油机中的曲柄连杆机构，具体涉及的是游梁式抽油机曲柄相位角与冲程无级调节装置。

背景技术：

1、随着石油工业的发展，抽油机井的数量不断增加。抽油机的电能消耗已占油田开发用电量的40%左右，所以抽油机的节电降耗问题已被油田和生产厂家所关注。同时人工现场调冲程，操作周期长，劳动强度大。

2、目前油井长期开采会导致原来处于平衡状况的抽油机在非平衡状况下运行，电机运行在不平衡状态致使电机力矩输出不合理，动力会过度输出，产生能量的消耗增多，浪费电力能源。国内油田主要通过人工计算并移动曲柄平衡块来实现，这种方式需要停机并经过反复调整才有可能实现。而冲程的调整是通过调换曲柄销在曲柄不同孔位， 以改变连杆机构曲柄的有效长度，使游梁摆角变化，从而达到冲程有级调整。目前对于抽油机平衡效果不佳，人工调整冲程费时费力的问题，本发明设计了游梁式抽油机曲柄相位角与冲程无级调节装置。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供游梁式抽油机曲柄相位角与冲程无级调节装置，这种游梁式抽油机曲柄相位角与冲程无级调节装置用于解决现有技术中抽油机平衡效果不佳，人工调整冲程费时费力的问题。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种游梁式抽油机曲柄相位角与冲程无级调节装置包括曲柄轴、平衡块、弧形槽、丝杠连杆机构、丝杠传动机构，曲柄轴中部设置调节窗口，调节窗口与平衡块平行的窗框上均设置滑动导轨，另外两个窗框外侧均设置支座，电机安装于一个支座上，电机连接丝杠连杆机构中的丝杠，丝杠另一端与另一个支座转动连接；弧形槽两端滑动连接于滑动导轨中，丝杠连杆机构中的移动块与弧形槽固定连接，弧形槽内具有弧形导轨，连杆锁块由锁块一端垂直固定锁块轴构成，锁块轴穿过弧形导轨与连杆连接，锁块另一端从弧形槽槽壁上的弧形孔穿出并伸入螺母传动装置的上轴与下轴之间；螺母传动装置由螺母块、上轴、下轴构成，下轴一端固定于螺母块上，下轴另一端通过连接块与上轴的一端连接在一起，上轴的另一端为自由端；丝杠传动机构及其电机设置于两个滑动导轨之间，螺母块通过其螺孔与丝杠传动机构的丝杠螺纹连接，该丝杠与上轴、连接块、下轴构成限制锁块的限位孔。

3、上述方案中丝杠连杆机构由移动块与丝杠螺纹连接构成；移动块一侧具有一端带有螺纹的固定杆，弧形槽的外壁具有螺纹凸台，固定杆与螺纹凸台紧固在一起。

4、上述方案中电机均为步进电机。

5、上述方案中连杆锁块与螺母传动装置的上轴和下轴相切进行配合。

6、上述方案中连杆锁块与弧形槽相接触面具有相同曲率的弧形面，连杆锁块配合在弧形槽中，保证调节连杆锁块时便捷。

7、上述方案中游梁式抽油机曲柄相位角与冲程无级调节装置的调节方法：

8、通过控制调节窗口侧面的步进电机正反转带动丝杠连杆机构往返移动，带动弧形槽沿滑动导轨往返移动，同时控制滑动导轨端电机使连杆在弧形槽上移动；连杆锁块配合在弧形槽中，一方面，通过控制弧形槽移动，使连杆锁块沿滑动导轨方向往返移动实现抽油机冲程的自动调整，使冲程实现了无级调整，同时控制螺母传动装置，使连杆锁块在弧形槽内移动实现曲柄相位角的调节，改变曲柄的初始相位角。

9、有益效果

10、1. 本发明结构简单，使用安装方便，操作简单，能根据油井的负荷自动调整曲柄相位角，同时根据冲程要求实现冲程的自动调节，使抽油机始终工作在最佳的平衡状态和冲程中。

11、2. 本发明根据步进电机调整曲柄相位角，从而调整抽油机的平衡，使抽油机始终工作在最佳的平衡状态中，抽油机工作时电机负荷更加合理，减小了抽油机采油电能的消耗。通过电机控制丝杠传动机构连杆左右移动，实现抽油机冲程的自动调整，保证冲程调整的时效性，减轻员工劳动强度。

12、3. 本发明通过控制调节窗口侧面的步进电机正反转带动弧形槽左右移动，同时控制滑动导轨端电机能使得连杆在弧形上移动。丝杠转动使冲程实现了无级调整，同时控制螺母传动装置能改变曲柄的初始相位角，降低了能耗，安装可靠，减轻了人工调节冲程的劳动强度。

技术特征：

1.一种游梁式抽油机曲柄相位角与冲程无级调节装置，其特征在于：这种游梁式抽油机曲柄相位角与冲程无级调节装置包括曲柄轴、平衡块、弧形槽、丝杠连杆机构、丝杠传动机构，曲柄轴中部设置调节窗口，调节窗口与平衡块平行的窗框上均设置滑动导轨，另外两个窗框外侧均设置支座，电机安装于一个支座上，电机连接丝杠连杆机构中的丝杠，丝杠另一端与另一个支座转动连接；弧形槽两端滑动连接于滑动导轨中，丝杠连杆机构中的移动块与弧形槽固定连接，弧形槽内具有弧形导轨，连杆锁块由锁块一端垂直固定锁块轴构成，锁块轴穿过弧形导轨与连杆连接，锁块另一端从弧形槽槽壁上的弧形孔穿出并伸入螺母传动装置的上轴与下轴之间；螺母传动装置由螺母块、上轴、下轴构成，下轴一端固定于螺母块上，下轴另一端通过连接块与上轴的一端连接在一起，上轴的另一端为自由端；丝杠传动机构及其电机设置于两个滑动导轨之间，螺母块通过其螺孔与丝杠传动机构的丝杠螺纹连接，该丝杠与上轴、连接块、下轴构成限制锁块的限位孔。

2.根据权利要求1所述的游梁式抽油机曲柄相位角与冲程无级调节装置，其特征在于：所述丝杠连杆机构由移动块与丝杠螺纹连接构成；移动块一侧具有一端带有螺纹的固定杆，弧形槽的外壁具有螺纹凸台，固定杆与螺纹凸台紧固在一起。

3.根据权利要求2所述的游梁式抽油机曲柄相位角与冲程无级调节装置，其特征在于：所述电机均为步进电机。

4.根据权利要求3所述的游梁式抽油机曲柄相位角与冲程无级调节装置，其特征在于：所述连杆锁块与螺母传动装置的上轴和下轴相切进行配合。

5.根据权利要求4所述的游梁式抽油机曲柄相位角与冲程无级调节装置，其特征在于：所述连杆锁块与弧形槽相接触面具有相同曲率的弧形面，连杆锁块配合在弧形槽中。

6.根据权利要求5所述的游梁式抽油机曲柄相位角与冲程无级调节装置，其特征在于：所述游梁式抽油机曲柄相位角与冲程无级调节装置的调节方法：

技术总结本发明涉及的是游梁式抽油机曲柄相位角与冲程无级调节装置，它包括曲柄轴、平衡块、弧形槽、丝杠连杆机构、丝杠传动机构，曲柄轴中部设置调节窗口，调节窗口设置滑动导轨，弧形槽两端滑动连接于滑动导轨中，丝杠连杆机构中的移动块与弧形槽固定连接，弧形槽内具有弧形导轨，连杆锁块由锁块一端垂直固定锁块轴构成，锁块轴穿过弧形导轨与连杆连接，锁块另一端从弧形槽槽壁上的弧形孔穿出并伸入螺母传动装置的上轴与下轴之间；螺母传动装置由螺母块、上轴、下轴构成；螺母块通过其螺孔与丝杠传动机构的丝杠螺纹连接。本发明能根据油井的负荷自动调整曲柄相位角，同时实现冲程的自动调节，使抽油机始终工作在最佳的平衡状态和冲程中。技术研发人员：冯子明,王俊,袁恒,蔡智会,张才,杜帅奇,王旭受保护的技术使用者：温州大学技术研发日：技术公布日：2024/7/18