长冲程低耗材新型节能抽油机

董德岗　汪坤　曾祥端　马洋波　韩东颖

设计理念：

国内外所开发的多种抽油机中，长冲程抽油机占有很大的比例。传统的长冲程抽油机品种繁多，有前置式抽油机、大摆角游梁式抽油机、双驴头抽油机、游梁式双井抽油机、链条式无游梁抽油机、渐开线天轮抽油机、曲柄连杆式无游梁抽油机等。其中游梁式为提高冲程长度往往要制造成高大型，其他类型的抽油机也普遍存在效率低、耗材高、结构复杂的弊端，所以长冲程低耗材新型节能抽油机还处于探索阶段，尚不成熟。

目前许多油田的开发已进入中后期，长冲程节能抽油机的设计和应用将进入到一个全新的阶段。而低耗材节能型抽油机能极大降低油田的开发成本，在国际油价低迷的背景下，能实现效益的最大化。

设计模型，解决方案、思路

1.根据动滑轮组改变力的大小与運动速度的原理，我们小组对多个滑轮组进行了测试。实验采用规格：内径30mm的滑轮若干，通过改变滑轮组的个数和安装位置，可以实现不同程度的增程效果，并测试了在实现两倍冲程时，模拟重物的运动规律和电动机的负载情况。

2.在对上述实验效果的评估中，我们发现采用滑轮组的增程和节能效果不明显，因此对实物模型进行了较大的改进，即采用分级提升的原理替代滑轮组增程原理，并对分级提升的动力转换系统与悬绳器的间接提升系统进行了两次实验。

（1）动力转换系统

实验采用四个相同规格的齿轮、电磁铁、电动机、光轴、轴承支座等。

动力转换系统原理：通过电磁铁的电磁力，使游动齿轮分别与固定光轴齿轮A和B啮合，实现动力的转换。我们通过多次实验和不断改进，基本实现了动力转换的问题。

（2）悬绳器的间接提升系统

我们初步对悬绳器的分级提升系统进行了测试，但因悬绳器部位体积庞大，电磁铁作用力不均衡，容易造成装置的晃动，且结构设计上存在明显不足，在后期的工作中我们进行了改动，将木块换成了橡胶块，克服了晃动问题。

3.针对齿轮组和电磁铁的动力换向系统稳定性不足的问题，我们组又采用了电磁离合器制动换向的装置，并对装置进行了实验测试。电磁离合器制动换向系统原理与上述原理相似，采用两组电磁离合器替换掉齿轮组和电磁铁结构，通过电磁离合器的通电与断电，可以非常灵敏地实现传动轴的制动，即达到绞车A与B实现间歇工作的目的。实验测试显示，采用电磁离合器的制动换向装置，实验效果明显，稳定性较好。

4.为了能够使装置自动化运行，我们添加了一个计时开关来控制电路，经试验，运行状况较好。

工作原理总结

这种抽油机采用一个下特殊悬绳器和一个上悬绳器，三个绞车，通过绞车的交替工作，带动两个悬绳器交替工作，来完成光杆的上冲程运动和下冲程运动，从而实现数十米的长冲程，依靠平衡系统的上下直线运动实现运动过程中的能量转换。这种抽油机高度比传统长冲程抽油机低一半以上，体积和质量更是大大减小，可靠性高，操作、维修方便，造价亦有大幅度下降。

责编/武爽endprint