带有辅助平衡装置的抽油机技术领域
本发明涉及抽油机领域，特别是一种带有辅助平衡装置的抽油机。
背景技术
目前，游梁式抽油机在上、下冲程运动过程中，光杆的载荷变化会直接导致电动机功率输出的变化，使电能很大程度上以热量损失的形式浪费掉，因此现有技术中通过各种方式来提高抽油机的平衡率，是抽油机节能技术的关键。
为了达到抽油机节能的目的，绝大部分是在与光杆抽汲运动一致的曲柄、游梁等机构上，加装辅助平衡，尤其是游梁辅助动平衡装置，来达到抽油机平衡的目的。现有常用的辅助配重有以下结构：普通平衡重、下偏杠铃平衡重、摆铃式平衡重、第二工作驴头、或摆动式配重。存在的问题是，即便增加了配重，但是由于抽油机的抽油杆在不停的工作，抽油杆内油的重量在不断发生变化，从而难以获得理想的动态平衡。
抽油机游梁辅助动平衡装置传统的安装方法是将游梁与平衡机构通过焊接、螺栓紧固等方式进行安装，需要在游梁上进行开孔及焊接作业，改变了原有游梁的结构，不符合尽量不改变抽油机结构的要求。且一旦安装后，拆卸困难，给辅助平衡装置的维修带来极大困难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种带有辅助平衡装置的抽油机，能够动态的匹配抽油杆在工作过程中抽取的原油的配重，从而实现理想的动态平衡，优选的方案中，能够在不改变抽油机原有结构的条件下，无须在游梁上开孔，不对游梁进行任何焊接操作，就能实现游梁尾部安装需要，将辅助平衡装置与游梁尾部可靠连接，且方便拆卸维修。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种带有辅助平衡装置的抽油机，包括抽油机，辅助平衡装置与抽油机的游梁尾部连接；
辅助平衡装置的结构为，后驴头与连接杆的一端固定连接，连接杆的另一端与游梁尾部连接，后驴头通过悬绳与液压缸式配重连接。
所述的液压缸式配重中，液压缸套内设有活塞杆，活塞杆与悬绳连接，液压缸的上部有杆腔通过进油管与油箱连接，管路上设有电磁阀和油泵，在电磁阀与油箱之间设有回油管。
液压缸套的底部无杆腔与大气连通。
在电磁阀与油泵之间的进油管上还设有向油泵方向截止的单向阀。
所述的电磁阀至少包括两个位置，分别是进油管导通、回油管截止位和进油管截止、回油管导通位。
在抽油机上设有检测前驴头工作位置的传感器。
辅助平衡装置通过转接头与抽油机的游梁尾部连接；
转接头的结构为：壳体套接在游梁尾部上，壳体包括一个顶板和两个侧板，一个顶板和两个侧板与转换接头端板固定连接，在转换接头端板上设有与游梁尾部的游梁尾部通孔相对应的端板通孔，端板通孔内设有压紧装置；
在转换接头端板上还固设有安装紧固条，安装紧固条上设有多个用于与辅助平衡装置连接的螺纹孔。
所述的压紧装置中，外压板通过压紧装置锁紧螺栓与内压板连接，外压板和内压板的长度大于端板通孔的内径，内压板的宽度小于端板通孔的内径；
内压板上设有用于置于游梁尾部通孔内的定位凸台。
在壳体的顶部，靠近转换接头端板的位置还设有用于定位辅助平衡装置的辅助平衡定位销；
在壳体的顶板还设有多个与游梁尾部上的游梁尾部定位销相对应的游梁尾部定位孔，游梁尾部定位孔为槽形孔。
在壳体的两个侧板之间还设有调节装置；
调节装置中，承力体两端通过调节装置紧固螺栓与壳体的两个侧板连接，承力体上设有水平调整螺栓和竖直调整螺栓；
在调节装置安装后，水平调整螺栓顶住游梁尾部的游梁尾部铰座，竖直调整螺栓顶住游梁尾部的底面。
本发明提供的一种带有辅助平衡装置的抽油机，能够通过给液压缸式配重注入液压油来匹配抽油杆在工作过程中抽取的原油的配重，从而实现理想的动态平衡，由于该部分重量原有是需要由发动机来实现提升的，因此这种注入式的配重不会增加新的能耗，而使电动机功率输出的变化趋于降低，从而降低了电能损耗。设置的转换接头，能够不改变现有抽油机的结构，不在游梁上开孔，不对游梁进行焊接操作，就能实现游梁尾部安装辅助平衡调节装置的需要。且连接可靠，方便拆卸维修，能够重复利用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明中转换接头的立体图。
图3为本发明中转换接头的后视方向的立体图。
图4为本发明中压紧装置的立体图。
图5为本发明中调节装置的立体图。
图6为游梁尾部的结构示意图。
图7为本发明的控制流程图。
图8为本发明中转换接头与游梁尾部安装后的立体图。
图9为本发明中液压缸式配重的结构示意图。
图中：壳体1，游梁尾部定位孔101，转换接头端板102，端板通孔103，水平定位孔104，加强筋2，安装紧固条3，压紧装置4，调节装置5，辅助平衡定位销6，压紧装置锁紧螺栓7，外压板8，内压板9，定位凸台91，调节装置紧固螺栓10，承力体11，水平调整螺栓12，竖直调整螺栓13，游梁尾部14，游梁尾部定位销141，游梁尾部通孔142，游梁尾部铰座143，游梁尾部水平销144，辅助平衡装置15，液压缸式配重151，液压缸套1511，活塞杆1512，电磁阀1513，油泵1514，油箱1515，后驴头152，悬绳153，连接杆154，抽油机16，前驴头161，工作悬绳162，抽油杆163。
具体实施方式
如图1、9中，一种带有辅助平衡装置的抽油机，包括抽油机16，辅助平衡装置15与抽油机16的游梁尾部14连接；
辅助平衡装置15的结构为，后驴头152与连接杆154的一端固定连接，连接杆154的另一端与游梁尾部14连接，后驴头152通过悬绳153与液压缸式配重151连接。由此结构，当液压缸式配重151上升到最高点时，通过给液压缸式配重151内注入液压油，而在下降过程中将液压油排出，从而模拟抽油杆163内抽取的原油重量，实现整个游梁的动态平衡，大幅降低电动机功率输出的变化幅度。
如图1、9中，所述的液压缸式配重151中，液压缸套1511内设有活塞杆1512，活塞杆1512与悬绳153连接，液压缸的上部有杆腔通过进油管与油箱1515连接，管路上设有电磁阀1513和油泵1514，在电磁阀1513与油箱1515之间设有回油管。由此结构，利用油泵1514将液压油注入到有杆腔内，而在下降时，则利用重力使液压油从回油管排出。
如图9中，液压缸套1511的底部无杆腔与大气连通。由此结构，使无杆腔不会影响到活塞杆1512的进油和排油动作。
如图9中，在电磁阀1513与油泵1514之间的进油管上还设有向油泵1514方向截止的单向阀。由此结构，避免在液压油从进油管中返流。优选的，在回油管上还设有节流阀，由此结构，便于调节回油速度。以和抽油杆的排速度相一致。利用实现精确的动态平衡。
如图9中，所述的电磁阀1513至少包括两个位置，分别是进油管导通、回油管截止位和进油管截止、回油管导通位。优选的，本例中还包括有一个进油管截止、回油管截止位。以保持液压缸套1511内的液压油。
在抽油机16上设有检测前驴头161工作位置的传感器。由此结构，便于根据前驴头161工作位置来控制油泵1514和电磁阀1513的动作，以实现动态平衡。本例中，传感器设置在游梁与支架铰接的轴上。也可以设置在驱动游梁摆动的曲柄轴或者电机的输出轴上。
使用时，将液压缸式配重151与后驴头152的悬绳153连接，将液压缸式配重151的电磁阀1513与液压缸式配重151的有杆腔连接。根据传感器传递的信号，如图1中，当抽油机16的曲柄驱动装置驱动游梁带动前驴头161位于最低的位置，电磁阀（1513）动作，进油管导通，使油泵1514给液压缸套1511的有杆腔内注入液压油，当前驴头161开始提升，电磁阀动作，使有杆腔内的液压油在液压缸套1511的重力作用下持续排出，通过调节回油管上的限流阀，使回油的速度与抽油杆163的排油速度大致保持一致。当前驴头161到达最高位置，有杆腔内的液压油大致排完，进入下一个抽油行程，直到前驴头161位于最低的位置，电磁阀动作，油泵1514给液压缸套1511的有杆腔内注入液压油。优选的，将油箱1515置于高于液压缸套1511上止点的位置，以降低注入液压油的能耗。进一步优选的，油泵的电机采用变频电机。优选的，由于给有杆腔注入液压油需要一个时间段，实际工作中，从前驴头161接近最低位置时，即开始给有杆腔内注入液压油，注入液压油的动作也持续到前驴头161开始提升的一段时刻。由此步骤，使整个抽油机的摆动动作之间的切换更为平滑。即从前驴头161接近最低位置时，即开始给有杆腔内注入液压油，使整个摆动动作在接近止点时，有一个给前驴头161减重的效果，以减少在摆动切换时，对于设备的冲击。而在前驴头161开始提升的一段时刻，仍然保持一段时刻注入，有利于在提升初始阶段进一步减重，降低在前驴头161上升时的负荷。根据不同的抽油机的结构，也可以根据抽油机的负荷变化，动态的调节注入到有杆腔的液压油的重量，以实现精确的动态平衡。在本例中，还能够在活塞杆1512或液压缸套1511上增加或减少活动配重，以适应不同的工况。
优选的方案如图1~8中，辅助平衡装置15通过转接头与抽油机16的游梁尾部14连接；
转接头的结构为：壳体1套接在游梁尾部14上，壳体1包括一个顶板和两个侧板，一个顶板和两个侧板与转换接头端板102固定连接，在转换接头端板102上设有与游梁尾部14的游梁尾部通孔142相对应的端板通孔103，端板通孔103内设有压紧装置4；
在转换接头端板102上还固设有安装紧固条3，安装紧固条3上设有多个用于与辅助平衡装置15连接的螺纹孔。由此结构，利用压紧装置4和转换接头能够方便地将辅助平衡装置15与游梁尾部14连接在一起。
优选的方案如图2、6~7中，在壳体1的顶部，靠近转换接头端板102的位置还设有用于定位辅助平衡装置15的辅助平衡定位销6。由此结构，便于辅助平衡装置15的定位，也便于辅助平衡装置15的安装。
所述的压紧装置4中，外压板8通过压紧装置锁紧螺栓7与内压板9连接，外压板8和内压板9的长度大于端板通孔103的内径，内压板9的宽度小于端板通孔103的内径；
内压板9上设有用于置于游梁尾部通孔142内的定位凸台91。
由此结构，便于将内压板9穿过端板通孔103和游梁尾部通孔142，然后通过压紧装置锁紧螺栓7与外压板8连接，从而将转换接头的转换接头端板102与游梁尾部14的端板连接在一起。定位凸台91便于实现转换接头端板102与游梁尾部14的端板的精确定位，也使受力更为可靠，即转换接头与游梁尾部14之间在定位凸台91上产生剪切力，无需利用转换接头与游梁尾部14端面的摩擦力形成固定连接。
在壳体1的顶部，靠近转换接头端板102的位置还设有用于定位辅助平衡装置15的辅助平衡定位销6；
在壳体1的顶板还设有多个与游梁尾部14上的游梁尾部定位销141相对应的游梁尾部定位孔101，游梁尾部定位孔101为槽形孔。由此结构，便于辅助平衡装置15和转接头的定位安装，也便于在安装过程临时固定。
优选的方案如图2、6、7中，在转换接头端板102上还设有与游梁尾部14的游梁尾部水平销144相对应的水平定位孔104。由此结构，便于实现辅助平衡装置15的精确定位。
在壳体1的两个侧板之间还设有调节装置5；
调节装置5中，承力体11两端通过调节装置紧固螺栓10与壳体1的两个侧板连接，承力体11上设有水平调整螺栓12和竖直调整螺栓13；由此结构，进一步实现精确、可靠的定位，并便于安装固定。
在调节装置5安装后，水平调整螺栓12顶住游梁尾部14的游梁尾部铰座143，竖直调整螺栓13顶住游梁尾部14的底面。由此结构，便于调整整个辅助平衡装置15的位置，提高安装精度，并使固定更为可靠。
转换接头端板102与壳体1的侧板之间设有多个加强筋2。由此结构，提高整个结构的受力强度。
使用安装时，将转换接头壳体1套在抽油机16的游梁尾部14上，并将尾部贴紧。将压紧装置4的内压板9水平通过端部的端板通孔103和游梁尾部通孔142，深入到抽油机游梁尾部14的内部，在内部将内压板9贴住端面放置。使用压紧装置4的压紧装置锁紧螺栓7将连接紧贴转换接头端板102的外压板8，从而使抽油机游梁尾部14和转换接头壳体1的转换接头端板102绑定在一起。在壳体1下方，调节装置5的承力体11通过两端的调节装置紧固螺栓10锁紧在在转换接头壳体1侧板上。使用水平调整螺栓12顶住抽油机游梁尾部14下部轴承座，竖直调整螺栓13，旋紧向上顶住抽油机游梁尾部14底面，从而将转换接头和游梁锁紧绑定。
在抽油机游梁辅助平衡装置转换接头安装好后，通过辅助平衡定位销6可以使抽油机待安装辅助装置15定位在游梁尾部，通过安装紧固条3上的螺纹孔，使用螺栓拧紧，使抽油机待安装的辅助平衡装置15通过本发明的转换接头固定安装在抽油机游梁尾部14上。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。