淺談天輪式抽油機的采用與發展

摘 要：對于我們現在使用的抽油機常規游梁式抽油機，就其和天輪式抽油機比較，為了更好地提高石油的產量，本文對天輪式抽油機的特點及發展進行了闡述。改良結構，提高了傳動系統的效率和可靠性。主傳動系統的動力源采用開關磁阻電機，結合電控。不僅節約能源，擴大了使用范圍。增加了移機機構，為抽油機的維修提供了一個新的途徑。

關鍵詞：抽油機；傳動系統；移機機構

石油作為全世界的能源之一，隨著現代化的發展，每個國家都有著大量地需求。如果本國開采的石油產業大幅提高，將會減少對國外石油地進口，可以減少經濟成本。在我國，也經常看見在田間地頭正在作業的抽油設備，但設備的先進程度也決定油量地開采，再加上資源地不斷開發及數量的減少，對石油開采也增加了一定的難度。總體來看我國的抽油機產品已發展到一定的高度、但還有待繼續提高，對將來的新型現代化發展的潛力也很大。采用天輪式抽油機可以提高石油地開采。

一、天輪式抽油機的工作原理

天輪式屬于有桿抽油系統：通過地面驅動裝置驅動抽油桿和轉子產生旋轉運動，將地下石油升到地面。

（1）主傳動系統：主傳動是由開關磁阻電動機、聯軸器、減速器、天車輪及天車輪支座所組成。在開關磁阻電動機的驅動下，在彈性聯軸器和減速器聯動下，天車輪轉動并帶動抽油桿工作；當轉動到所需沖程距離之后，開關磁阻電機制動停車；在規定的時間，電機帶動天車輪反向旋轉，使抽油桿回到起始工作位置從而完成一個沖次的往復行程。

（2）自動移機系統：由于油田的工況比較惡劣，再所難免，油井會發生故障。而常規游梁抽油機采用的是整體移機，這樣既麻煩，又降低工作效率，極其不便。基于以上的一些情況，采用了自動移機系統。自動移機系統是由回轉天輪支座和天輪底座組成，在回轉天輪底座上支撐著傳動系統。輸出軸上裝有柱銷齒輪，柱銷齒輪與天輪底座上的柱銷相嚙合使回轉天輪支座在天輪底座上旋轉，并帶動傳動系統旋轉，當傳動系統達到50度左右時，讓開維修井口 ，行程開關切斷，移機動作完成。這樣，即可騰出修井所需作業空間；在完成修井作業后，反行程回到起始工作位置，抽油機進入正常工作狀態。

二、天輪式抽油機的性能特點

與常規型游梁式抽油機相比，采用曲柄平衡方式，可根據油井的實際負荷，采用翻轉式，調節平衡的范圍也很大。

（一）新型天輪式抽油機結構簡單、強度高、工作可靠

（1）結構簡單。新型天輪式抽油機相當于游梁式抽油機的變型產品，在原有結構的基礎上進行了改良。在天輪中采用了天平式平衡原理，優化了許多傳動件的設計，不僅保持了同游梁機結構簡單的特點，但可大大提高了采油的技術水平。

（2）強度高。由于采用天平式平衡原理，平衡率高達95%100%，而游梁機的平衡率只能達到70%，新型天輪式抽油機平衡效果好，動載荷較小，運轉時比較平穩、沖擊載荷幾乎為零，所以受力得到控制，其相應的反復抵抗能力增強。

（3）工作的可靠性高。新型天輪式抽油機換向同游梁機一樣采用了標準化的四連桿構，在換向時不受沖擊載荷，相對可靠性就可提高。 也提高了鋼絲繩的使用壽命。

（二） 新型天輪式抽油機構件損壞率低，操作、維修管理方便，費用低

（1）新型天輪式抽油機在使用過程中零件不易損壞。這是由于其結構特征及其較遠沖程、沖次較小，機器內部運轉速度較慢，零件運動副間磨擦速度低，所以消耗熱量小也就會使磨損減小；沖程長會使其比普通游梁機的沖次減小2-3倍，所以說新型天輪式抽油機不易出現故障，所以減少維修率。

（2）新型天輪式抽油機在使用時操作靈活、便于維修和管理。

（3）由于新型天輪式抽油機不易損壞，所以用于維修保養方面的費用會大幅度降低。設備本身采用好的鋼材，受力合理，零件不易損件，沖擊載荷幾乎為零，起動工作平穩，抗疲勞強度較高，所以說無特殊情況，正常維護保養的話，維修的費用在幾百元左右，設備壽命會超出15年以上。

（4）新型天輪式抽油機比游梁機重量輕，成本低，效率高。

（5）新型天輪式抽油機能耗低，與同型號的游梁機比，為節能產品。新型天輪式抽油機比同型號游梁機的電動功率配備下降30%以上。由于新型天輪式抽油機是靠天平式平衡原理，所以在運轉平穩，沒有沖擊載荷，平衡度非常好，這就降低了減速器輸出軸的峰值扭矩。增加了抽油機的提升能力，減少抽油機無用功的消耗，這使沒有用的能量損耗減少。

三、天輪式抽油機的發展

（一） 朝著大型化方向發展

隨著人類科技的不斷發展，人們對石油的需求量大大增加。我國也不能只靠進口，所以對發展我國的石油開采一定也要大規模的開發。這都需要設備的大型化。所以天輪式抽油機的結構即采用長沖程抽油方式，就其特點來說，抽油效率高，設備壽命長，運行過程中動載荷小，排量較穩定，經濟實用，符合現代化，大型化的要求。

（二）朝著低能耗方向發展

為了減少能耗，降低成本且提高經濟效益，這些年來國外也研制了許多不同類型的節能型抽油機。而天輪式抽油機裝機容量小，較同機型游梁機節電40%～50%，就觀全球，它的發展前景相當可觀。

（三）朝著高適應性方向發展

在能源緊缺且需求量大增的情況下，就要求現代的抽油機適應性強，使用范圍廣。例如適應各種自然地理和地質構造條件抽油的需要；適應各種成分石油抽油、各種類型油井、深井抽油、長沖程抽油、節電、精確平衡的需要；適應無電源和優化抽油的需要；向這些方向發展。

（四）朝著長沖程無游梁方向發展

（五）朝著自動化和智能化方向發展

自動化及智能化已成為現代各行業的發展目標，這也是全球都在不斷開發和研究的目標。國外先進國家均研制了自動化抽油機，增加了保護和報警功能，自動控制部分尤為顯現。天輪式抽油機采用了一系列電氣控制系統：其功能還不完善，需要進一步提高與改善，使其朝自動化和智能化方向發展。

參考文獻：

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[4]齊占慶.《機床電氣控制技術》 第三版.機械工業出版社，20069.

作者簡介：鮑彥玲（1974-），女，蒙古族，遼寧阜新人，講師，教師，主要從事機械加工和數控技術教育工作。