摘要：论述了节电原理及应用效果。阐述了常规游梁式抽油机下偏杠铃技术改进，研制了下偏杠铃游梁复合平衡技术，解决常规抽油机存在的问题，达到节能降耗和延长使用寿命的目的。
关键词：抽油机下偏杠铃节能技术改造
1.下偏杠铃游梁复合平衡节能技术
1.1技术现状
下偏是指杠铃的质量中心G与过游梁的回转中心O的连线与游梁中心水平线下偏一个角度；杠铃是指偏置平衡配重装置状如“杠铃”。下偏杠铃游梁复合平衡抽油机结构有内插式和后翘式2种。内插式下偏杠铃装置运行在减速器之上、支架、两连杆之间、小横梁之下的有效空间。由于没有增加新的空间，因此，具有结构紧凑的特点；后翘式下偏杠铃装置，利用减速器和底座之间的有效空间，具有平衡力矩大的特点，其余结构与常规游梁抽油机相同。
1.2内插式下偏杠铃节能装置结构
内插式下偏杠铃节能装置由连接法兰、杠铃平衡体以及22kW小功率电机三大部分组成。
（1）连接法兰。把杠铃配重体与抽油机尾部连接在一起，起连接作用。该法兰与抽油机尾部通过焊接连接成一个整体；与杠铃配重体通过法兰上的12个螺母连接。
（2）杠铃体配重。杠铃体配重由支架和杠铃体组成。如果杠铃片六片完全加上，形成的平衡重可达1.5×103kg。由于充分利用了减速器之上、支架、两连杆之间、小横梁之下的有效空间，结构十分紧凑。另外，杠铃片还可以根据平衡情况进行添加或减少，使平衡达到最佳状况。
（3）22kW小功率电机。由于节能改造后的抽油机实耗功率下降，原机所配置的55kW或45kW的电机就会变成大马拉小车状态，只有配置小功率电机，才能达到节能的目的。
2.技术原理
2.1常规抽油机平衡原理
常规抽油机在一个冲程内承受的是交变载荷。在抽油机上普遍加装平衡装置（一种是曲柄平衡，占常规机中的绝大部分；另一种是由曲柄和游梁平衡组成的复合平衡）。在下冲程时，使悬点载荷下落的回馈能量和电动机共同对平衡装置做功，并通过平衡装置将其转化成势能的形式储存起来；上冲程时，平衡装置再将其势能释放出来，与动力机共同对悬点载荷作功，而提起悬点载荷。这种平衡方式中，平衡重在曲柄轴上所产生的平衡扭矩，随曲柄的转动而按正弦规律变化；受其实际结构制约，曲柄不可能无限短，连杆也不可能无限长，致使在这种抽油机中悬点载荷作用到曲柄轴上的载荷扭矩Mwn并不按正弦规律变化，即其随曲柄转动而变化的规律偏离了正弦规律（石油机械专家已经论证认同的普遍观点），加上动载荷的影响，使这种“偏离”越发加剧。在常规抽油机中，这种曲柄平衡扭矩Mr并不能与抽油机的载荷扭矩Mwn很好地平衡（悬点载荷作用到减速箱输出轴的扭矩峰值不可能与曲柄平衡块产生的扭矩正弦曲线峰值相吻合，即悬点载荷扭矩峰值较曲柄平衡块的平衡扭矩峰值提前了一个角度Δθ，也就是说，悬点载荷的扭矩峰值偏离了90°。），使抽油机在一个工作循环中曲柄轴输出净扭矩Mn仍有较大的波动。CYJ10-3-37HB常规型游梁式抽油机的扭矩图1。由图1可见，该抽油机的净扭矩在一个工作循环中，有较高的“峰值”和较深的负向“谷值”，即有较大的“负扭矩”。扭矩波动很大，抽油机平衡效果不佳。从能耗角度讲，净扭矩波动大势必加大功率而增大能耗；从动力角度讲，为了保证抽油机的正常运转，峰值扭矩高，势必要选用较大的电动机，这种大电机、大峰值电流的配套方案，必将导致电机自身损耗和电路损耗的增加。同时，由于电动机工作在大马拉小车的低功率因数状态，还会使电网的供电质量变差。这正是常规游梁抽油机能耗大的关键所在，也是常规机中长期以来一直未能解决的问题之一。