滑轮式平衡及缠绕提升双作用滚筒立式抽油机

摘要

本发明属于采油设备技术领域，是一种滑轮式平衡及缠绕提升双作用滚筒立式抽油机，包括：机架、底座，分体平衡箱，在机架顶部井口侧安装双作用滚筒，后部安装大扭矩电机，大扭矩电机通过同步带轮及同步带驱动双作用滚筒，双作用滚筒轴中间安装滑轮式平衡滚筒，两侧安装提升滚筒，平衡皮带披覆在滑轮式平衡滚筒上，前端连接光杆悬挂器，后端连接平衡箱，井口负荷提升皮带与平衡箱提升皮带一端分别固定在两个提升滚筒上，另一端对应连接光杆悬挂器和平衡箱，本发明平衡皮带承受载荷变化小，变动载荷由提升带承担，无滚筒与负荷皮带滑差窜动的能量损耗及噪声产生，分开平衡向后可单独提起平衡箱摘除井口负荷，是一种理想的采油举升设备。

权利要求

1.一种滑轮式平衡及缠绕提升双作用滚筒立式抽油机，包括：底座(1)、机架(2)、上平衡箱(3‑1)、下平衡箱(3‑2)、光杆悬挂器(4)、左平衡箱提升皮带(5‑1)、右平衡箱提升皮带(5‑2)、左负荷提升皮带(6‑1)、右负荷提升皮带(6‑2)、平衡皮带(7)、双作用滚筒(8)、从动同步带轮(9)、同步带(10)、主动同步带轮(11)、大扭矩电机(12)、失电刹车(13)、护栏(14)、斜拉杆(15)，绝对值编码器(16)，冲程下限位开关(17)，冲程上限位开关(18)，线缆(19)，控制柜(20)；其特征在于，所述双作用滚筒(8)和大扭矩电机(12)平行安装在机架(2)顶部，所述双作用滚筒(8)安装在井口侧，所述主动同步带轮(11)安装在大扭矩电机(12)输出轴上，所述失电刹车(13)、绝对值编码器(16)安装在大扭矩电机(12)尾端，所述从动同步带轮(9)安装在双作用滚筒(8)的双作用滚筒驱动轴(8‑7)一端，所述同步带(10)安装在主动同步带轮(11)和从动同步带轮(9)上；所述平衡皮带(7)披覆在滑轮式平衡滚筒(8‑3)上，前端连接光杆悬挂器(4)，后端连接上平衡箱(3‑1)，左负荷提升皮带(6‑1)一端固定在左提升滚筒(8‑2)的内侧，另一端对应连接光杆悬挂器(4)；右负荷提升皮带(6‑2)一端固定在右提升滚筒(8‑4)上的内侧，另一端对应连接光杆悬挂器(4)；左平衡箱提升皮带(5‑1)一端固定在左提升滚筒(8‑2)的外侧，另一端对应连接上平衡箱(3‑1)，右平衡箱提升皮带(5‑2)一端固定在右提升滚筒(8‑4)上的外侧，另一端对应连接上平衡箱(3‑1)；机架(2)上部安装冲程下限位开关(17)，机架(2)下部安装冲程上限位开关(18)，控制柜(20)与各电器之间连接线缆(19)，控制柜(20)安装在机架(2)的一侧；所述双作用滚筒(8)包括：安装在双作用滚筒驱动轴(8‑7)中间的滑轮式平衡滚筒(8‑3)、滑轮式平衡滚筒(8‑3)两侧的左提升滚筒(8‑2)、右提升滚筒(8‑4)、双作用滚筒驱动轴(8‑7)两端的平衡滚筒固定轴承座(8‑1)和平衡滚筒固定轴承Ⅰ(8‑5)，安装在滑轮式平衡滚筒(8‑3)与双作用滚筒驱动轴(8‑7)之间的平衡滚筒固定轴承Ⅱ(8‑6)，左提升滚筒(8‑2)、右提升滚筒(8‑4)用提升滚筒固定键(8‑8)与双作用滚筒驱动轴(8‑7)固定；所述滑轮式平衡滚筒(8‑3)上披覆平衡皮带(7)，所述左提升滚筒(8‑

2)正向缠绕左负荷提升皮带(6‑1)及反向缠绕左平衡箱提升皮带(5‑1)，右提升滚筒(8‑4)正向缠绕右负荷提升皮带(6‑2)及反向缠绕右平衡箱提升皮带(5‑2)。

2.根据权利要求1所述的滑轮式平衡及缠绕提升双作用滚筒立式抽油机，其特征在于，所述提升皮带缠绕方式，是层叠正反缠绕的左负荷提升皮带(6‑1)、右负荷提升皮带(6‑2)和左平衡箱提升皮带(5‑1)、右平衡箱提升皮带(5‑2)的形式，左负荷提升皮带(6‑1)、右负荷提升皮带(6‑2)和左平衡箱提升皮带(5‑1)、右平衡箱提升皮带(5‑2)在左提升滚筒(8‑

2)、右提升滚筒(8‑4)内外侧位置能够互换。

3.根据权利要求1所述的滑轮式平衡及缠绕提升双作用滚筒立式抽油机，其特征在于，所述同步带(10)能够替换为链条或V型带或齿轮啮合传动的方式。

4.根据权利要求1所述的滑轮式平衡及缠绕提升双作用滚筒立式抽油机，其特征在于，所述控制柜(20)，控制柜(20)内设有与电路对应接口相连的电源开关(20‑1)，控制回路开关(20‑2)，参数调整模块20‑3，程序逻辑控制器PLC(20‑4)，失电制动器接触器(20‑5)，失电制动器接触器线圈(20‑5‑1)，上行启动按钮(20‑6)，下行启动按钮(20‑7)，运行停止按钮(20‑8)，变频器(20‑9)，能量回馈单元(20‑10)；控制柜(20)内电路的对应接口用线缆(19)与大扭矩电机(12)，失电刹车(13)，绝对值编码器(16)，冲程下限位开关(17)，冲程上限位开关(18)相连。

说明书

滑轮式平衡及缠绕提升双作用滚筒立式抽油机

技术领域

[0001] 本发明属于采油设备技术领域，具体为一种滑轮式平衡及缠绕提升双作用滚筒立式抽油机。

背景技术

[0002] 抽油机是油田举升采油设备，其中缠绕式无游梁式抽油机承载传动部件主要是钢丝绳、钢丝绳芯提升带及纤维芯提升带，钢丝绳作为立式抽油机的负荷承载部件，由于野外环境雨雪侵蚀寿命一般不超过三年；钢丝绳芯提升带及纤维芯提升带由于绳芯受到覆盖层保护，受野外环境雨雪侵蚀损坏的情况改善，但提升带使用必须层叠缠绕，在满足载荷的情况时其强度选取厚度均在10mm以上，缠绕后在卷筒的直径超出了行业要求的井口光杆投影圆直径，为了满足井口对中需增加对中扶正滚筒，提升带经扶正滚筒运行造成提升带接触的传动面曲挠次数增加，缩短了提升带50%的使用寿命。使用国外现在最先进的PU钢丝绳芯提升带，厚度可以达到5mm，且单根钢丝绳芯细只有十几丝，柔性好抗屈挠，可以在滚筒上直接层叠缠绕，达到不超出井口光杆投影圆直径的行业要求，但现有产品宽度尺寸对应的承受载荷不能满足中、大型抽油机的参数要求。由于缠绕提升载荷的抽油机具有维修油井摘卸负荷机构不需单独增加，运行时短时解决油井卡堵能力强，滚筒与提升带无滑差节能性好，失载保护易于实现等优点，是一种优异的抽油设备类型。但由于国内提升带厚度大，为保证井口对中性增加扶正滚筒而折损了提升带寿命；高强度厚度薄的进口PU钢丝绳芯提升带能够满足井口对中性的要求，但满足强度的宽度尺寸产品不能覆盖。由于以上技术瓶颈阻碍了中、大型缠绕式提升立式抽油机的发展，迫切需要一种既能做到提升传动，又能满足高可靠性结构的立式抽油机。

[0003] 摩擦传动的立式抽油机，典型案例是滚筒与橡胶皮带摩擦传动的无游梁式抽油机。纤维芯橡胶带由于承载大、柔性好，统计使用寿命在十年以上，但纤维芯橡胶带延伸率比较大，作为摩擦传动部件纤维芯橡胶带披拂在滚筒上，一端承受井内抽油杆及液柱的重量，另一端承受平衡箱的重量。由于抽油机上行时液柱作用在油泵上使载荷最大，而抽油机下行时抽油泵打开使液柱载荷去除，且抽油杆在油管内具有浮力使井口下行载荷最小。在这种交替变化的载荷情况下，纤维芯橡胶带上行时在滚筒靠近井口侧受力最大而伸长量最多，经摩擦传动过滚筒到平衡箱侧时，由于平衡箱重量小于井口侧重量约1/2液柱重量，纤维芯橡胶带受拉力减小，刚离开滚筒接触面时产生回弹而产生搓动噪声；抽油机下行时井口侧重量小于平衡箱重量约1/2液柱重量，此时平衡箱拉伸纤维芯橡胶带伸长量大于井口侧伸长量，经摩擦传动过滚筒到井口侧时刚离开滚筒接触面时产生回弹而产生搓动噪声；如此周而复始的运行于伸长、缩短的状态，使抽油机整体效率降低。且由于摩擦传动也不能直接提起配重箱解除井口负荷进行作业维修，必须单独附加提升配重箱的电动葫芦、提升丝杠、卸载带等独立系统完成抽油机摘挂负荷。缠绕式提升抽油机可以通过检测井口失载而进行电机停转刹车，使平衡箱缓慢落下，而摩擦式传动只能增加单独的平衡箱抓捕机构。

[0004] 为了解决因承载部件技术参数瓶颈难于制造中、大型缠绕式无游梁式抽油机问题，以及摩擦式传动抽油机摩擦传动带伸缩能量损耗大、产生噪声、摘挂负荷增设单独提升机构、失载保护单独增加抓捕机构的问题，创造性的提出了滑轮式平衡及缠绕提升双作用滚筒立式抽油机。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种滑轮式平衡及缠绕提升双作用滚筒立式抽油机，解决缠绕式提升抽油机难于向紧凑的中、大型发展问题；解决摩擦式传动无游梁式抽油机负荷皮带与滚筒摩擦搓动降低传动效率、产生噪声问题及需要独立增加卸负荷及失载保护抓捕结构问题；提供一种安全系数高、传动效率高、噪音低、井口维修摘挂负荷方便、具有刹车即可进行失载保护的立式抽油机。

[0006] 本发明包括：底座、机架、上平衡箱、下平衡箱、光杆悬挂器、左平衡箱提升皮带、右平衡箱提升皮带、左负荷提升皮带、右负荷提升皮带、平衡皮带、双作用滚筒，双作用滚筒包括：平衡滚筒固定轴承座、左提升滚筒、平衡滚筒、右提升滚筒、平衡滚筒固定轴承、平衡滚筒固定轴承、双作用滚筒驱动轴、提升滚筒固定键，除此之外还包括：从动同步带轮、同步带、主动同步带轮、大扭矩电机、失电刹车、护栏、斜拉杆，绝对值编码器，冲程下限位开关，冲程上限位开关，线缆，控制柜；其特征在于，所述双作用滚筒和大扭矩电机平行安装在机架顶部，所述主动同步带轮安装在大扭矩电机输出轴上，所述失电刹车、绝对值编码器安装在大扭矩电机尾端，所述从动同步带轮安装在双作用滚筒的双作用滚筒驱动轴一端，所述同步带安装在主动同步带轮和从动同步带轮上；机架内部设有上平衡箱和下平衡箱，双作用滚筒安装在机架顶部井口侧，机架顶部后部平行于双作用滚筒安装大扭矩电机，大扭矩电机的尾端轴上安装失电刹车及绝对值编码器，输出轴上安装主动同步带轮，双作用滚筒的一端通过键安装从动同步带轮，主动同步带轮与从动同步带轮之间安装同步带，双作用滚筒的双作用滚筒驱动轴中间通过平衡滚筒固定轴承安装滑轮式平衡滚筒，滑轮式平衡滚筒左侧双作用滚筒驱动轴上，通过提升滚筒固定键安装左提升滚筒，滑轮式平衡滚筒右侧双作用滚筒驱动轴上，通过提升滚筒固定键安装右提升滚筒，在左提升滚筒和右提升滚筒外侧的双作用滚筒驱动轴上安装平衡滚筒固定轴承，平衡滚筒固定轴承外圈安装平衡滚筒固定轴承座，双作用滚筒通过平衡滚筒固定轴承座安装在机架顶部，平衡皮带披覆在滑轮式平衡滚筒上，前端连接光杆悬挂器，后端连接上平衡箱，左负荷提升皮带一端固定在左提升滚筒的内侧，另一端对应连接光杆悬挂器；右负荷提升皮带一端固定在右提升滚筒上的内侧，另一端对应连接光杆悬挂器；左平衡箱提升皮带一端固定在左提升滚筒的外侧，另一端对应连接上平衡箱，右平衡箱提升皮带一端固定在右提升滚筒上的外侧，另一端对应连接上平衡箱。机架上部安装冲程下限位开关，机架下部安装冲程上限位开关，控制柜与各电器之间连接线缆，控制柜安装在机架的一侧。

[0007] 所述双作用滚筒，包括：安装在双作用滚筒驱动轴中间的平衡滚筒、平衡滚筒两侧的左提升滚筒、右提升滚筒、双作用滚筒驱动轴两端的平衡滚筒固定轴承座和平衡滚筒固定轴承，安装在平衡滚筒与双作用滚筒驱动轴之间的平衡滚筒固定轴承，左提升滚筒、右提升滚筒用提升滚筒固定键与双作用滚筒驱动轴固定。

[0008] 所述平衡滚筒上披覆平衡皮带，所述左提升滚筒正向缠绕左负荷提升皮带及反向缠绕左平衡箱提升皮带，右提升滚筒正向缠绕右负荷提升皮带及反向缠绕右平衡箱提升皮带。

[0009] 所述平衡皮带前端固定在光杆悬挂器上，后端固定在上平衡箱上；左负荷提升皮带一端固定在左提升滚筒内侧，另一端固定在光杆悬挂器上；右负荷提升皮带一端固定在右提升滚筒内侧，另一端固定在光杆悬挂器上；左平衡箱提升皮带一端固定在左提升滚筒外侧，另一端固定在上平衡箱上，右平衡箱提升皮带一端固定在右提升滚筒外侧，另一端固定在上平衡箱上。

[0010] 所述提升带缠绕方式，既可以是层叠正反缠绕的左右负荷提升皮带和左右平衡箱提升皮带的形式，或是钢丝绳横向列排的缠绕方式，左右负荷提升皮带和左右平衡箱提升皮带在左右提升滚筒内外侧位置可以互换。

[0011] 所述同步带是一种同步带或链条或V型带或齿轮啮合传动。

[0012] 所述井口负荷提升皮带和平衡箱提升皮带是一种皮带或钢丝绳。

[0013] 所述同步带是一种同步带或链条或V型带或齿轮啮合传动。

[0014] 所述控制柜，控制柜内设有与电路对应接口相连的电源开关，控制回路开关，参数调整模块，程序逻辑控制器PLC，失电制动器接触器，失电制动器接触器线圈，上行启动按钮，下行启动按钮，运行停止按钮，变频器，能量回馈单元；控制柜内电路的对应接口用线缆与电机，失电刹车，绝对值编码器，冲程下限位开关，冲程上限位开关相连。

[0015] 本发明与已有技术相比具有以下有益效果：

[0016] 1、解决了现有缠绕提升的立式抽油机大负荷全部作用在提升带上，提升带为了满足强度要求而厚度大于15mm以上，缠绕两层就会超出井口投影圆的规范要求，为了井口对中不偏磨井口又增加扶正滚筒，造成提升带厚了不抗屈挠而整机寿命不长，增加扶正滚筒增加了曲挠次数翻倍再次折损寿命，从而产生了缠绕提升立式抽油机制造中大机型的抽油机的技术瓶颈。该发明通过双作用滚筒的滑轮式平衡滚筒及平衡皮带有效承担井口及配重箱的大载荷，井口负荷提升带与平衡箱提升带只是承担液柱载荷；平衡皮带因披覆在滑轮式平衡滚筒上不缠绕，所以可采用纤维心橡胶带而厚度大、强度高，且满足了对中井口要求；提升带采用进口高强度PU保护层的细芯钢丝绳，厚度在5mm内，缠绕三层以内不会超出井口投影圆的规范要求；有效解决了缠绕式提升立式抽油机难于制造中大型机型的技术瓶颈。

[0017] 2、摩擦式传动抽油机的滚筒与负荷皮带直接摩擦驱动载荷差，因载荷差使负荷皮带过滚筒时，在大负荷边时伸长量大，运行到小负荷边时伸缩量变小的回弹现象，造成能力损耗和产生负荷皮带回弹敲击滚筒的噪音，且长期的摩擦驱动使负荷皮带挫伤或分层；为了解决这些问题，该发明的平衡滚筒通过平衡滚筒固定轴承安装在双作用滚筒驱动轴上，平衡皮带披覆在平衡滚筒上，平衡滚筒表面与平衡皮带接触面同步运动，没有驱动作用，避免了摩擦驱动对负荷皮带的损伤；平衡皮带不存在紧边和松边，滚筒两边的皮带受力一致，避免了皮带松边和紧边经过滚筒变化时产生的噪音和造成的能量损耗。

[0018] 3、解决了抽油机不用通过外加动力装置就可实现抽油机摘挂负荷的问题，行业内生产的大扭矩电机大多具备短时间的超载能力，因此根据井上参数合理配比上、下平衡箱的重量，摘挂负荷时，将下平衡箱拆下，平衡箱提升皮带只带动上平衡箱运行，利用电机的超载运行特性，直接提升摘挂负荷，节省了附加的摘挂负荷装置费用，抽油机结构更加紧凑便于运输。

[0019] 4、该发明在井口悬挂器悬挂的油杆负荷断脱时可以即时检测出并进行刹车，通过传动链停转使配重箱停止下落，解决了摩擦式无游梁式抽油机当井口悬挂器悬挂的油杆负荷断脱时，配重箱与滚筒失去连接，即使电机停转刹车，刹车滚筒也不能牵引配重箱防止快速下落的问题。

附图说明

[0020] 图1是本发明抽油机的立体结构示意图

[0021] 图2是本发明抽油机的侧视图

[0022] 图3是本发明本发明抽油机的主视图

[0023] 图4是本发明驱动连接示意图

[0024] 图5是本发明双作用滚筒的立体结构示意图

[0025] 图6是中双作用滚筒的结构剖面图

[0026] 图7是本抽油机的电气控制原理图

[0027] 图1‑图4中：1.底座，2.机架，3‑1.上平衡箱，3‑2.下平衡箱，4.光杆悬挂器，5‑1.左平衡箱提升皮带，5‑2.右平衡箱提升皮带，6‑1.左负荷提升皮带，6‑2.右负荷提升皮带，7.平衡皮带，8.双作用滚筒，9.从动同步带轮，10.同步带，11.主动同步带轮，12.大扭矩电机，13.失电刹车，14.护栏，15.斜拉杆，16.绝对值编码器，17.冲程下限位开关，18.冲程上限位开关，19.线缆，20.电控柜。

[0028] 图5‑图6中：8‑1.平衡滚筒固定轴承座，8‑2.左提升滚筒，8‑3.平衡滚筒，8‑4.右提升滚筒，8‑5.平衡滚筒固定轴承，8‑6.平衡滚筒固定轴承，8‑7.双作用滚筒驱动轴，8‑8.提升滚筒固定键。

[0029] 图7中：20‑1.电源开关，20‑2.控制回路开关，20‑3.参数调整模块，20‑4.程序逻辑控制器PLC，20‑5.失电制动器接触器，20‑5‑1.失电制动器接触器线圈，20‑6.上行启动按钮，20‑7.下行启动按钮，20‑8.运行停止按钮，20‑9.变频器，20‑10.能量回馈单元。

具体实施方式

[0030] 为了进一步的了解本发明的特征、技术方案以及所实现的目的、功能，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

[0031] 如图1‑图7所示，本发明的技术方案是：

[0032] 一种滑轮式平衡及缠绕提升双作用滚筒立式抽油机，包括：底座1、机架2、上平衡箱3‑1、下平衡箱3‑2、光杆悬挂器4、左平衡箱提升皮带5‑1、右平衡箱提升皮带5‑2、左负荷提升皮带6‑1、右负荷提升皮带6‑2、平衡皮带7、双作用滚筒8、双作用滚8包括：平衡滚筒固定轴承座8‑1、左提升滚筒8‑2、平衡滚筒8‑3、右提升滚筒8‑4、平衡滚筒固定轴承8‑5、平衡滚筒固定轴承8‑6、双作用滚筒驱动轴8‑7、提升滚筒固定键8‑8，除此之外还包括：从动同步带轮9、同步带10、主动同步带轮11、大扭矩电机12、失电刹车13、护栏14、斜拉杆15，绝对值编码器16，冲程下限位开关17，冲程上限位开关18，线缆19，控制柜20，其特征在于，所述双作用滚筒8和大扭矩电机12平行安装在机架2顶部，所述主动同步带轮11安装在大扭矩电机12输出轴上，所述从动同步带轮9安装在双作用滚筒8的双作用滚筒驱动轴8‑7一端，所述同步带10安装在主动同步带轮11和从动同步带轮9上；机架2内部有上平衡箱3‑1和下平衡箱
3‑2，双作用滚筒8安装在机架2顶部井口侧，机架2顶部后部平行安装大扭矩电机12，大扭矩电机12的尾端轴上安装失电刹车13及绝对值编码器16，输出轴上安装主动同步带轮11，主动同步带轮11与从动同步带轮9之间安装同步带10、双作用滚筒8的双作用滚筒驱动轴8‑7中间通过平衡滚筒固定轴承8‑6安装滑轮式平衡滚筒8‑3，滑轮式平衡滚筒8‑3左侧双作用滚筒驱动轴8‑7上，通过提升滚筒固定键8‑8安装左提升滚筒8‑2，滑轮式平衡滚筒8‑3右侧双作用滚筒驱动轴8‑7上，通过提升滚筒固定键8‑8安装右提升滚筒8‑4，在左提升滚筒8‑2和右提升滚筒8‑4外侧的双作用滚筒驱动轴8‑7上安装平衡滚筒固定轴承8‑5，平衡滚筒固定轴承8‑5外圈安装平衡滚筒固定轴承座8‑1，双作用滚筒8通过平衡滚筒固定轴承座8‑1安装在机架2顶部，平衡皮带7披覆在滑轮式平衡滚筒8‑3上，前端连接光杆悬挂器4，后端连接上平衡箱3‑1，左负荷提升皮带6‑1一端固定在左提升滚筒8‑2的内侧，另一端对应连接光杆悬挂器4；右负荷提升皮带6‑2一端固定在右提升滚筒上8‑4的内侧，另一端对应连接光杆悬挂器4；左平衡箱提升皮带5‑1一端固定在左提升滚筒上8‑2的外侧，另一端对应连接上平衡箱3‑1，右平衡箱提升皮带5‑2一端固定在右提升滚筒上8‑4的外侧，另一端对应连接上平衡箱3‑1。机架上部安装冲程下限位开关17，机架下部安装冲程上限位开关18，控制柜与各电器之间连接线缆19，控制柜20安装在机架1的一侧。

[0033] 控制柜20内设有与电路对应接口相连的电源开关20‑1，控制回路开关20‑2，参数调整模块20‑3，程序逻辑控制器PLC20‑4，失电制动器接触器20‑5，失电制动器接触器线圈20‑5‑1，上行启动按钮20‑6，下行启动按钮20‑7，运行停止按钮20‑8，变频器20‑9，能量回馈单元20‑10，控制柜20内电路的对应接口用线缆19与大扭矩电机12，失电刹车13，绝对值编码器16，冲程下限位开关17，冲程上限位开关18相连。

[0034] 如图7所示，冲程下限位开关17对应光杆进入油井的最低位置，冲程下限位开关17断开信号给PLC20‑4，PLC20‑4以此为记录脉冲信号的起始点；冲程上限位开关18对应光杆提出油井的最高位置，冲程上限位开关18断开信号给PLC20‑4，PLC20‑4记录脉冲信号的终止点；绝对值编码器16给PLC20‑4提供正反转信号及脉冲数，PLC20‑4判断从起始点往终止点运行绝对值编码器16的转向为反转，记录的脉冲数据为逐渐增加，冲程上限位开关18断开给PLC20‑4信号时脉冲数据达到最大值；PLC20‑4判断从终止点往起始点运行绝对值编码器16的转向为正转，记录的脉冲数据为逐渐减小，冲程下限位开关17断开给PLC20‑4信号时脉冲数据达到零；冲程下限位开关7与冲程上限位开关18之间的距离为定值，之间的脉冲数PLC20‑4已记录，PLC20‑4就可以计算出单位长度对应的脉冲数，且每个数值对应一个冲程的物理点，PLC20‑4就可以按照输入的冲程数值发出正反转信号，控制变频器20‑9输出不同相序的电流使电机正反转，达到抽油机按照设定冲程往复运行的目的。

[0035] 参数调整模块20‑3输入大于下限位0以上的长度数值，小于上限位的最大长度数值，抽油机就在设定的上下冲程点之间运行，方便实现不停机冲程参数调整。

[0036] 如图1、5、6所示，运行时假设冲程在下死点位置，给控制柜20的电源开关20‑1及控制回路开关20‑2合上开关，按上行启动按钮20‑6给程序逻辑控制器PLC20‑4启动信号，程序逻辑控制器PLC20‑4给失电制动器接触器线圈20‑5‑1供电，失电制动器接触器20‑5常开触点接通，失电刹车13得电刹车打开，同时程序逻辑控制器PLC20‑4给变频器20‑9反转启动信号，变频器20‑9给大扭矩电机12反转相序的电源，大扭矩电机12上的主动同步带轮11经同步带10带动从动同步带轮9逆时针反转，由于主动同步带轮11、左提升滚筒8‑2、右提升滚筒8‑4都固定在双作用滚筒驱动轴8‑7上，从动同步带轮9转动，则左提升滚筒8‑2与右提升滚筒8‑4也同向同速转动，固定在左提升滚筒8‑2上的内侧左负荷提升皮带6‑1与固定在右提升滚筒8‑4上的内侧右负荷提升皮带6‑2同时缠绕，同时左平衡箱提升带5‑1、右平衡箱提升带5‑2从左提升滚筒8‑2、右提升滚筒8‑4上放开，提升井口负荷与上平衡箱3‑1、下平衡箱3‑
2的载荷差，使光杆上行，油井负荷重量大于平衡箱重量，大扭矩电机12反转同时其尾部安装的绝对值编码器16给程序逻辑控制器PLC20‑4位移信号，当程序逻辑控制器PLC20‑4记录位移量达到设定冲程的上死点时，给变频器20‑9正转信号，大扭矩电机12开始正转运行，固定在左提升滚筒8‑2的外侧左平衡箱提升皮带5‑1与固定在右提升滚筒8‑4的外侧右平衡箱提升皮带5‑2同时缠绕，光杆下行左负荷提升皮带6‑1与右负荷提升皮带6‑2从提升滚筒上放开，使光杆下行，此时下行油井负荷重量小平衡箱重量，提升上平衡箱3‑1、下平衡箱3‑2重量与油井负荷的差值，当程序逻辑控制器PLC20‑4记录位移量达到设定冲程的下死点时，给变频器20‑9反转信号，大扭矩电机12开始反转运行，又开始上行运行，如此周而复始完成油泵的往复抽油运动。需要停机时，按控制柜20内的运行停止按钮20‑8，程序逻辑控制器PLC20‑4给失电制动器接触器线圈20‑5‑1断电，失电制动器接触器20‑5常开触点断开，失电刹车13失电刹车，同时程序逻辑控制器PLC20‑4给变频器20‑9停止信号，变频器20‑9停止电流输出电机停转，抽油机停止运行。

[0037] 由于平衡皮带7一端固定在上平衡箱3‑1上，然后披覆在双作用滚筒8的平衡滚筒8‑3后另一端固定座光杆悬挂器4上，这样上下平衡箱3‑1与3‑2、平衡皮带7、平衡滚筒8‑3及油井负荷组成了对重平衡系统，而平衡滚筒8‑3是通过平衡滚筒固定轴承8‑6安装到双作用滚筒驱动轴8‑7上，平衡滚筒8‑3可以绕双作用滚筒8的驱动轴8‑7旋转，则左平衡箱提升皮带5‑1、右平衡箱提升皮带5‑2由于层叠缠绕或放开与平衡皮带7或左负荷提升带6‑1、右负荷提升带6‑2在提升滚筒上的放开或缠绕的不同步就由相当于滑轮的平衡滚筒8‑3转动解决。

[0038] 左平衡箱提升皮带5‑1、右平衡箱提升皮带5‑2提升上平衡箱3‑1、下平衡箱3‑2，以及左负荷提升带6‑1、右负荷提升带6‑2提升光杆悬挂器4连接的油井载荷的力，只是上平衡箱3‑1、下平衡箱3‑2与油井下行载荷的差值，井口载荷与上平衡箱3‑1、下平衡箱3‑2的承载重量均由平衡皮带7承担，这样左平衡箱提升皮带5‑1、右平衡箱提升皮带5‑2与左负荷提升带6‑1、右负荷提升带6‑2负责提升载荷差，平衡皮带7负责承受载荷，延长了提升带的使用寿命，平衡皮带7与平衡滚筒8不再摩擦传动而避免了搓动噪声。

[0039] 当需要摘除井口载荷维修油井时，上平衡箱3‑1、下平衡箱3‑2运行到机架2底部且左平衡箱提升皮带5‑1、右平衡箱提升皮带5‑2松弛时停机，拆开上平衡箱3‑1与下平衡箱3‑2的连接，按下行启动按钮20‑7使抽油机运行到接近下死点，按运行停止按钮20‑8停机，在井口安装光杆卡子，然后继续按下行启动按钮20‑7至左负荷提升带6‑1、右负荷提升带6‑2松弛后停机，从光杆上将光杆悬挂器4拆开，完成井口负荷的拆除。按上行启动按钮20‑6抽油机上行，上平衡箱3‑1落到下平衡箱3‑2上后停机。挂负荷时按照相反步骤操作即可。

[0040] 当井口悬挂器4悬挂的油杆负荷断脱时，平衡皮带7的载荷平衡作用失效，此时若为上行状态，上平衡箱3‑1、下平衡箱3‑2通过左平衡箱提升带5‑1和右平衡箱提升带5‑2拖动左提升滚筒8‑2与右提升滚筒8‑4转动，通过双作用滚筒驱动轴8‑7带动从动同步带轮9、同步带10、主动同步带轮11使大扭矩电机12超载制动状态运行，变频器20‑9运行电流超载给程序逻辑控制器PLC20‑4超载信号，程序逻辑控制器PLC20‑4给出刹车停机信号，失电刹车13断电刹车并使变频器20‑9运行停止运行；此时若为下行状态，大扭矩电机12超载电动状态运行，程序逻辑控制器PLC20‑4给出刹车停机信号，失电刹车13断电刹车并使变频器20‑9运行停止运行，起到失载保护的目的。