专利名称:可调异相曲柄平衡抽油机和方法本发明涉及一种石油采油用的可调节异相曲柄平衡式抽油机及其可调节结构的制作方法。石油工业使用最广泛的抽油泵是抽油杆泵，使用最广泛的抽油机是游梁式抽油机，异相曲柄平衡式抽油机是一种先进的游梁式抽油机。现行异相曲柄平衡式抽油机主要包括吊绳系统、驴头、游梁、减速器、曲柄、座体、平衡重、支架和中央轴承座，以及由横梁轴承座、横梁、连杆和曲柄销组成的连杆系统。抽油机的电动机通过传动胶带将运动和动力传递给减速器，减速器输出轴上的曲柄连同连杆系统将曲柄的旋转运动转变成游梁绕中央轴承座的摆动，驴头将游梁的摆动转变成吊绳系统的往复直线运动，吊绳系统与油井抽油杆泵连接，从而把油井中原油抽汲到地面。现行异相曲柄平衡式抽油机相对于常规曲柄平衡式抽油机具有两个重要的结构特征一是所配置的四连杆机构在曲柄运转周期内在驴头处于上死点和下死点位置时存在着一个夹角θ’，θ’称之为极位夹角;二是曲柄销与曲柄相连接的轴孔中心与曲柄的旋转轴心的连线相对于曲柄的纵向中心线有一个相角τ，τ称之为曲柄偏置角。由于异相曲柄平衡式抽油机具有上述两个结构特征，因而在其适应的一定油井的一定井况和工况下，在一定程度上改善了四连杆机构传动的运动特性和动力特性，降低了减速器输出轴的扭矩峰值Tn max和电动机的有功电耗Nd。现行异相曲柄平衡式抽油机的缺点是，对于一种机型的抽油机来说，其极位夹角θ’和曲柄偏置角τ都是固定不变的，而一种机型的抽油机所要适应的油井及其井况和工况又是复杂多变的，其结果必然是一组固定搭配的θ’和τ值，根本不可能与任何油井的任何井况和工况进行合理匹配。所以，现行异相曲柄平衡式抽油机不可能在任何油井的任何井况和工况下都能使四连杆机构传动的运动特性和动力特性得到最合理改善，都能使减速器输出轴的扭矩峰值Tn max和电动机的有功电耗Nd得到最合理下降，相反还可能使有功电耗Nd明显增加。江汉钻采设备研究所提供的异相曲柄平衡式抽油机的试验数据 表明，在一口试验井的不同井况和工况下，虽然减速器输出轴的扭矩峰值Tn max都有所下降，然而电动机有功电耗Nd却有很大波动，在序号1的井况和工况下，Nd下降率达28.8x，而在序号5的井况和工况下，Nd却增加达9.5%。所以，一种机型的现行异相曲柄平衡式抽油机不可能在任何油井的任何井况和工况下都能取得良好的节能效果，就是对于同一口油井，由于生产前期和生产后期的不同井况和工况，要想取得有功电耗Nd恒定下降也是不可能的。在现有技术中，经查新检索发现与本发明相关的对比文献有美国专利US4505162、US3371554;苏联专利SU1028885A、SU1090914A。其中，US4505162是与本发明相近的技术方案，其必要特征有游梁支点到光杆的距离与游梁支点到横梁支点的距离之比至少等于1.4∶1，曲柄旋转轴置于横梁支点之后的水平距离至少等于游梁支点到横梁支点的距离的15%;曲柄销与曲柄的连接制作成斜槽滑动锁紧结构，斜槽与曲柄纵向中心线成5～20°间的一个固定偏置角;就一种机型而言，由于游梁上游梁支点和横梁支点的位置都是固定的，曲柄与斜槽的相对位置也是固定的，因而极位夹角θ’和曲柄偏置角τ也就是固定不变的，所以仍属现行异相曲柄平衡式抽油机。US3371554的技术特征是曲柄销与曲柄的连接制作成销孔连接结构，是在曲柄上沿与曲柄纵向中心线成固定偏置角的一条角度线制作有三个连接孔，这与我国现行异相曲柄平衡式抽油机的连接结构相同。SU1028885A的技术特征是通过弧形齿结构来调节游梁支点的位置，从而调节游梁前、后臂的长度比。SU1090914A的技术特征是通过齿轮齿条结构来调节横梁支点的位置，从而调节游梁后臂的长度，以改善自动降低动力载荷的可靠性。但本发明属于一种机型可同时调节横梁轴承座与游梁后端相连接的位置和调节曲柄销与曲柄相连接的位置来实现同时调节极位夹角θ’和曲柄偏置角τ的异相曲柄平衡式抽油机，以及通过同时调节极位夹角θ’和曲柄偏置角τ来改善异相曲柄平衡式抽油机抽汲性能的可调节结构制作方法。本发明的任务是针对一种机型的现行异相曲柄平衡式抽油机的极位夹角θ’和曲柄偏置角τ都固定不变，因而不可能在任何油井的任何井况和工况下使四连杆机构传动的运动特性和动力特性得到最合理改善，不可能使减速器输出轴扭矩峰值Tn max和电动机有功电耗Nd得到最合理下降的缺点，提出一种通过同时调节极位夹角θ’和曲柄偏置角τ来适应任何油井的任何井况和工况的可调节异相曲柄平衡式抽油机和一种改善异相曲柄平衡式抽油机抽汲性能的可调节结构制作方法。可调节异相曲柄平衡式抽油机的极位夹角θ’和曲柄偏置角τ的同时调节，可以通过同时调节横梁轴承座与游梁的连接位置和曲柄销与曲柄的连接位置来实现。可调节异相曲柄平衡式抽油机相对于现行异相曲柄平衡式抽油机具有能适应任何油井的任何井况和工况，能使四连杆机构传动的运动特性和动力特性得到更合理和更可靠改善，能使减速器输出轴扭矩峰值Tn max和电动机有功电耗Nd得到更合理和更可靠下降并分别下降达20%和15%以上，能使减速器增加储备能力、减少交变载荷、延长使用寿命和减小抽油杆应力以及节约电能都更加合理和可靠等积极效果。本发明采用19个附图辅助说明发明的技术内容，其中图1是异相曲柄平衡式抽油机的结构示意图1-a是整机结构示意图1-b是连杆系统结构示意图图2是异相曲柄平衡式抽油机与常规曲柄平衡式抽油机的区别特征示意图2-1-a是常规曲柄平衡式抽油机机构简图2-1-b是常规曲柄平衡式抽油机曲柄结构示意图2-2-a是异相曲柄平衡式抽油机机构简图2-2-b是异相曲柄平衡式抽油机曲柄结构示意图图3是可调节异相曲柄平衡式抽油机极位夹角θ’可调节原理图3-a是通过同时调节横梁轴承座与游梁的连接位置和曲柄销与曲柄的连接位置实现调节极位夹角θ’的结构简图3-b是通过同时调节横梁轴承座与游梁的连接位置和曲柄销与曲柄的连接位置实现调节极位夹角θ’的机构简图图4是可调节异相曲柄平衡式抽油机曲柄偏置角τ可调节原理图图5是通过同时调节横梁轴承座与游梁的连接位置和曲柄销与曲柄的连接位置实现同时调节极位夹角θ’和曲柄偏置角τ从而更合理和更可靠改善四连杆机构的运动特性和动力特性的特性曲线图5-a是悬点加速度αA特性曲线图5-b是曲柄轴扭矩因数TF特性曲线图5-c是曲柄轴扭矩Tw特性曲线图5-d是平衡重力矩Tp特性曲线图5-e和图5-f是曲柄轴输出净扭矩Tn特性曲线图图6是横梁轴承座与游梁连接的销孔连接结构示意图6-a是销孔连接结构图6-b是销孔连接结构的K向视图图7是横梁轴承座与游梁连接的导向槽螺栓连接结构示意图7-a是导向槽螺栓连接结构图7-b是导向槽螺栓连接结构的K向视图图8是曲柄销与曲柄连接的板式销孔连接结构示意图8-a是板式销孔连接结构图8-b是带偏心量的板式曲柄销结构的K向视图图9是曲柄销与曲柄连接的带键锥轴孔连接结构示意图9-a是曲柄带键锥轴孔的结构图9-b是带偏心量的带键曲柄销轴的结构图图10是曲柄销与曲柄连接的沿曲柄旋转半径径向方向上的斜面导向槽连接结构示意图10-a是曲柄的斜面导向槽连接结构图10-b是带偏心量的曲柄销总成结构图图11是曲柄销与曲柄连接的沿曲柄旋转半径圆弧方向上的斜面导向槽连接结构示意图11-a是曲柄的斜面导向槽连接结构图11-b是不带偏心量的对称斜面曲柄销结构图图12-19是本发明八个实施例的结构简图各附图中的统一编号为1-吊绳系统 9-支架2-驴头 10-中央轴承座3-游梁 11-横梁轴承座4-连杆系统 12-横梁5-曲柄 13-连杆6-减速器 14-曲柄销7-底座 15-胶带8-平衡重 16-电动机本发明的任务是通过横梁轴承座(11)与游梁(3)的连接制作成横梁轴承座(11)能在游梁(3)后端前后移动的有级或无级的可调节结构;通过曲柄销(14)与曲柄(5)的连接制作成曲柄销(14)能在曲柄(5)上沿曲柄旋转半径径向方向和沿曲柄旋转半径圆弧方向移动的有级或无级或有级无级组合的可调节结构;通过上述两个连接的同时调节实现极位夹角θ’在5～20°范围内和曲柄偏置角τ在0～20°范围内可以取得不同值来完成的。本发明的具体技术内容，从理论上和试验上以及通过有关附图详加说明。
采油工作者根据油井的产液量拟定油井轴汲工作参数一是井况参数，主要包括泵径、下泵深度、抽油杆组合、油管尺寸;二是工况参数，主要包括抽油机的冲程和冲次。
从深井泵的理论排量公式Q＝K·F·n·s·η(K排量系数;F泵截面积;n抽油机冲次;s抽油机有效冲程;η充满系数)可见对于已定油井，要满足一定排量要求，就必须保证式中参量不变;对于不同油井，由于有不同排量要求，因而要求抽油机的一种冲程长度要与不同的井况参数和抽油机冲次相组合起来工作。所以，由于井况和工况的变化，就必然引起抽油机在同一冲程长度下的工作载荷即悬点载荷的变化，如果将仅有一种运动特性和动力特性的抽油机用于不同工作载荷的油井的抽汲工作，该抽油机就不可能取得合理的抽汲效果。为了使一种机型的异相曲柄平衡式抽油机能适应不同油井的不同井况和工况而取得最合理的抽汲效果，就必须改善四连杆机构的运动特性和动力特性。运动特性是指在曲柄(5)旋转周期内悬点加速度αA曲线特性;动力特性是指在曲柄(5)旋转周期内曲柄轴扭矩因数
TF曲线、平衡重力矩Tp曲线、曲柄轴扭矩Tw曲线、曲柄轴输出净扭矩Tn曲线的特性以及由Tn曲线与横坐标轴所围成的面积即电动机输出功率Nd的大小。改善运动特性的目的是要改善动力特性。
参照图1，在异相曲柄平衡式抽油机中，由游梁(3);横梁轴承座(11)、横梁(12)、连杆(13)、曲柄销(14)构成的连杆系统(4);曲柄(5);减速器(6)转动轴中心(O1)到游梁中央轴承座(10)转动轴中心(O2)的距离(O1O2)组成了四连杆机构。
参照图2，在结构上，减速器(6)转动轴中心(O1)与游梁中央轴承座(10)转动轴中心(O2)的水平距离I与游梁(3)后臂长度C之关系满足I1≈C1，I2＞C2，因而极位夹角θ’≈0°，θ2’＞0°;曲柄偏置角τ满足τ1＝0°，τ2＞0°(脚注·1·表常规机，·2·表现行异相机)。
参照图3和图4，由于横梁轴承座(11)与游梁(3)的连接制作成横梁轴承座(11)能在游梁(3)后端前后移动的可调节结构，曲柄销(14)与曲柄(5)的连接制作成曲柄销(14)能在曲柄(5)上沿曲柄旋转半径径向方向和沿曲柄旋转半径圆弧方向移动的可调节结构，因而通过同时调节上述两个连接的位置，就可以取得不同的C值C1、C2、C3、…和R值R1、R2、R3、…及τ值τ1、τ2、τ3、…通过C值和R值的不同组合就可以得到不同的θ’值θ1’、θ2’、θ3’、…从而得到不同的θ’、τ值组合θ1’、τ1;θ2’、τ2;θ3’、τ3…所以，一种机型的异相曲柄平衡式抽油机就有不同的θ’和τ值来与不同的井况参数和工况参数相组合，即适合不同油井的不同井况和工况，从而改善四连杆机构的运动特性和动力特性。
参照图2、图3、图4和图5，现行异相曲柄平衡式抽油机(编号2)与常规曲柄平衡式抽油机(编号1)相比，因为极位夹角有θ1’≈0°，5°＜θ2’＜20°;曲柄偏置角有τ1＝0°，0°＜τ2＜20°，因而当曲柄(5)匀速转动、驴头(2)在上(U)、下(L)冲程时，四连杆机构的运动关系满足转角θU1≈θL1;θU2＝180°+θ2’，θL2＝180°-θ’，θU2＞θL2和运动时间tU1≈tL1;tU2＞tL2。所以，固定的θ2’和τ2组合与其相适应的井况参数和工况参数相组合时，其结果是在曲柄(5)的旋转周期内、在上冲程的前半段，图5-a中的悬点加速度αA曲线是αA2较αA1明显下降;图5-b中的曲柄轴扭矩因数
TF曲线是
TF2较
TF1明显下降;图5-c中的曲柄轴扭矩TW曲线是TW2较TW1明显下降;图5-d中的平衡重力矩Tp曲线Tp2较Tp1滞后一个相角τ2;图5-e中的由TW曲线和TP曲线叠加后得到的曲柄轴输出净扭矩Tn曲线是Tn2较Tn1明显下降，而且曲线变化平缓，但是Tn2仍有较大负值区，而且由Tn2曲线与横坐标轴所围成的面积不一定减小了，即电动机的有功电耗Nd不一定下降了。
可调节异相曲柄平衡式抽油机(编号3)与现行异相曲柄平衡式抽油机相比，由于θ2’和τ2是一种固定组合，其只能与一定的井况参数和工况参数进行合理组合，而θ3’和τ3可以是多种组合，其可以与不同的井况参数和工况参数进行合理组合，所以能使各种特性曲线都得到更加合理和更加可靠的改善。图5-f中的曲柄轴输出净扭矩Tn曲线是Tn3较Tn2更加合理和更加可靠地得到改善。其结果表明可调节异相曲柄平衡式抽油机能使减速器输出轴扭矩峰值Tn max和电动机有功电耗Nd得到更合理和更可靠的下降，能使减速器增加储备能力、减少交变载荷、延长使用寿命和减小抽油杆应力等。
上述理论分析的结论与江汉钻采设备研究所提供的试验结果是一致的，都证明了可调节异相曲柄平衡式抽油机的优点和所能取得的积极效果。
参照图6，横梁轴承座(11)与游梁(3)的连接制作成横梁轴承座(11)在游梁(3)后端前后移动的有级可调节销孔连接结构，在横梁轴承座(11)座体连接部位制作有一组定位螺栓孔，在游梁(3)后端沿游梁(3)纵向方向制作有三组与横梁轴承座(11)上定位螺栓孔相对应的定位螺栓孔，用连接螺栓将横梁轴承座(11)固紧在游梁(3)上的选定位置上。
参照图7，横梁轴承座(11)与游梁(3)的连接制作成横梁轴承座(11)在游梁(3)后端前后移动的无级可调节导向槽螺栓连接结构，在横梁轴承座(11)座体连接部位制作有长宽比至少等于3.5∶1的导向槽，在游梁(3)后端沿游梁(3)纵向方向制作有与横梁轴承座(11)上导向槽同宽度的长槽，并增加加强游梁(3)冀板刚度的加密筋板，横梁轴承座(11)可以穿入螺栓后在游梁(3)上连续调节位置，在选定的位置上用螺栓固紧;横梁轴承座(11)上制作有指针，游梁(3)上安装有刻度尺，用以指示调节位置。
参照图8，曲柄销(14)与曲柄(5)的连接制作成曲柄销(14)在曲柄(5)上沿曲柄旋转半径径向方向和沿曲柄旋转半径圆弧方向移动的有级可调节板式销孔连接结构，在板式曲柄销(14)的连接板上制作有一组定位螺栓孔，在曲柄(5)上制做有五组与板式曲柄销(14)上定位螺栓孔相应尺寸的定位螺栓孔，将板式曲柄销(14)装配在曲柄(5)上的选定位置上，用定位螺栓连接固紧;板式曲柄销(14)带有偏心，可以旋转180°装配，以扩大曲柄偏置角τ的可调节范围。
参照图9，曲柄销(14)与曲柄(5)的连接制作成曲柄销(14)在曲柄(5)上沿曲柄旋转半径径向方向和沿曲柄旋转半径圆弧方向移动的有级可调节带键锥轴孔连接结构，在曲柄销(14)连接部位制作成带键锥轴，在曲柄(5)上在选定的不同旋转半径的圆弧上制作有与曲柄销(14)上带键锥轴相应尺寸的多个带键锥孔，将曲柄销(14)装入选定的带键锥孔中，用螺母与曲柄销(14)锥轴尾端的螺栓连接固紧;曲柄销(14)带有偏心，可以旋转180°装配，还可以在一个锥孔中调换使用带不同偏心量的曲柄销(14)，以扩大曲柄偏置角τ的可调节范围。
参照图10，曲柄销(14)与曲柄(5)的连接制作成曲柄销(14)在曲柄(5)上沿曲柄旋转半径径向方向移动无级可调节和沿曲柄旋转半径圆弧方向移动有级可调节的斜面导向槽连接结构，在曲柄销总成(14)的连接架上制作有一个对称斜面，在曲柄(5)上沿一条与曲柄(5)纵向中心线成一定偏置角的角度线制作有一个与曲柄销总成(14)上对称斜面相应尺寸的对称斜面导向槽，将曲柄销总成(14)装入曲柄(5)上的导向槽内，曲柄销总成(14)可沿曲柄(5)上的导向槽移动，在曲柄(5)上的导向槽内选定的位置上用螺母与螺栓将曲柄销总成(14)与曲柄(5)连接固紧;曲柄销总成(14)的连接架上制作有两个不对称的带键锥孔，将曲柄销(14)装入选定的带键锥孔中，用螺母与曲柄销(14)锥轴尾端的螺栓连接固紧;曲柄销总成(14)的连接架可以旋转180°装配，曲柄销(14)带有偏心，也可以旋转180°装配，在曲柄销总成(14)上的任意一个带键锥孔中还可以调换使用带有不同偏心量的曲柄销(14)，以扩大曲柄偏置角τ的调节范围;曲柄销总成(14)上制作有指针，曲柄(5)上安装有刻度尺，以指示所调旋转半径的位置。
参照图11，曲柄销(14)与曲柄(5)的连接制作成曲柄销(14)在曲柄(5)上沿曲柄旋转半径径向方向移动有级调节和沿曲柄旋转半径圆弧方向移动无级调节的斜面导向槽连接结构，在曲柄销(14)连接部位制作有一个对称斜面，在曲柄(5)上在选定的不同旋转半径的圆弧上制作有与曲柄销(14)上对称斜面相应尺寸的对称斜面导向槽，将曲柄销(14)装入曲柄(5)上选定的对称斜面导向槽内，曲柄销(14)可沿曲柄(5)上的导向槽移动，在曲柄(5)上的导向槽内选定的位置上用螺母与曲柄销(14)对称斜面后面的螺栓连接固紧;曲柄销(14)上制作有指针，曲柄(5)上安装有刻度尺，以指示曲柄偏置角τ的调节范围。
本发明是用于石油采油的先进异相曲柄平衡式抽油机，在具体使用时，可以先根据所定油井的井况参数和工况参数，按照公式和图表选定极位夹角θ’和曲柄偏置角τ的合理值，再按照选定的θ’和τ的数值同时调节横梁轴承座(11)与游梁(3)的连接位置和曲柄销(14)与曲柄(5)的连接位置。当油井的井况和工况发生变化时，可以重新调节上述两个连接位置;当油井液面发生小范围变化时，只需调整曲柄偏置角τ即可。
本发明的实施可按照以下八个例子实现。
参照图12，本发明的第一个实施例是横梁轴承座(11)与游梁(3)的连接制作成横梁轴承座(11)在游梁(3)后端前后移动的有级可调节销孔连接结构，在横梁轴承座(11)座体连接部位制作有一组定位螺栓孔，在游梁(3)后端沿游梁(3)纵向方向制作有三组与横梁轴承座(11)上定位螺栓孔相对应的定位螺栓孔，用连接螺栓将横梁轴承座(11)固紧在游梁(3)上的选定位置上;
曲柄销(14)与曲柄(5)的连接制作成曲柄销(14)在曲柄(5)上沿曲柄旋转半径径向方向和沿曲柄旋转半径圆弧方向移动的有级可调节带键锥轴孔连接结构，在曲柄销(14)连接部位制作成带键锥轴，在曲柄(5)上在选定的不同旋转半径的圆弧上制作有与曲柄销(14)上带键锥轴相应尺寸的多个带键锥孔，将曲柄销(14)装入选定的带键锥孔中，用螺母与曲柄销(14)锥轴尾端的螺栓连接固紧;曲柄销(14)带有偏心，可以旋转180°装配，还可以在一个锥孔中调换使用带不同偏心量的曲柄销(14)，以扩大曲柄偏置角τ的可调节范围;
上述两个连接位置的同时调节，实现极位夹角θ’在5～20°范围内、曲柄偏置角τ在0～20°范围内取得不同值。
参照图13，本发明的第二个实施例是
横梁轴承座(11)与游梁(3)的连接制作成横梁轴承座(11)在游梁(3)后端前后移动的有级可调节销孔连接结构，在横梁轴承座(11)座体连接部位制作有一组定位螺栓孔，在游梁(3)后端沿游梁(3)纵向方向制作有三组与横梁轴承座(11)上定位螺栓孔相对应的定位螺栓孔，用连接螺栓将横梁轴承座(11)固紧在游梁(3)上的选定位置上;
曲柄销(14)与曲柄(5)的连接制作成曲柄销(14)在曲柄(5)上沿曲柄旋转半径径向方向和沿曲柄旋转半径圆弧方向移动的有级可调节板式销孔连接结构，在板式曲柄销(14)的连接板上制作有一组定位螺栓孔，在曲柄(5)上制作有五组与板式曲柄销(14)上定位螺栓孔相应尺寸的定位螺栓孔，将板式曲柄销(14)装配在曲柄(5)上的选定位置上，用定位螺栓连接固紧;板式曲柄销(14)带有偏心，可以旋转180°装配，以扩大曲柄偏置角τ的可调节范围;
上述两个连接位置的同时调节，实现极位夹角θ’在5～20°范围内、曲柄偏置角τ在0～20°范围内取得不同值。
参照图14，本发明的第三个实施例是横梁轴承座(11)与游梁(3)的连接制作成横梁轴承座(11)在游梁(3)后端前后移动的有级可调节销孔连接结构，在横梁轴承座(11)座体连接部位制作有一组定位螺栓孔，在游梁(3)后端沿游梁(3)纵向方向制作有三组与横梁轴承座(11)上定位螺栓孔相对应的定位螺栓孔，用连接螺栓将横梁轴承座(11)固紧在游梁(3)上的选定位置上;
曲柄销(14)与曲柄(5)的连接制作成曲柄销(14)在曲柄(5)上沿曲柄旋转半径径向方向移动有级可调节和沿曲柄旋转半径圆弧方向移动无级可调节的斜面导向槽连接结构，在曲柄销(14)连接部位制作有一个对称斜面，在曲柄(5)上在选定的不同旋转半径的圆弧上制作有与曲柄销(14)上对称斜面相应尺寸的对称斜面导向槽，将曲柄销(14)装入曲柄(5)上选定的对称斜面导向槽内，曲柄销(14)可沿曲柄(5)上的导向槽移动，在曲柄(5)上的导向槽内选定的位置上用螺母与曲柄销(14)对称斜面后面的螺栓连接固紧;曲柄销(14)上制作有指针，曲柄(5)上安装有刻度尺，以指示曲柄偏置角τ的调节范围;
上述两个连接位置的同时调节，实现极位夹角θ’在5～20°范围内、曲柄偏置角τ在0～20°范围内取得不同值。
参照图15，本发明的第四个实施例是横梁轴承座(11)与游梁(3)的连接制作成横梁轴承座(11)在游梁(3)后端前后移动的有级可调节销孔连接结构，在横梁轴承座(11)座体连接部位制作有一组定位螺栓孔，在游梁(3)后端沿游梁(3)纵向方向制作有三组与横梁轴承座(11)上定位螺栓孔相对应的定位螺栓孔，用连接螺栓将横梁轴承座(11)固紧在游梁(3)上的选定位置上;
曲柄销(14)与曲柄(5)的连接制作成曲柄销(14)在曲柄(5)上沿曲柄旋转半径径向方向移动无级可调节和沿曲柄旋转半径圆弧方向移动有级可调节的斜面导向槽连接结构，在曲柄销总成(14)的连接架上制作有一个对称斜面，在曲柄(5)上沿一条与曲柄(5)纵向中心线成一定偏置角的角度线制作有一个与曲柄销总成(14)上对称斜面相应尺寸的对称斜面导向槽，将曲柄销总成(14)装入曲柄(5)上的导向槽内，曲柄销总成(14)可沿曲柄(5)上的导向槽移动，在曲柄(5)上的导向槽内选定的位置上用螺母与螺栓将曲柄销总成(14)与曲柄(5)连接固紧;曲柄销总成(14)的连接架上制作有两个不对称的带键锥孔，将曲柄销(14)装入选定的带键锥孔中，用螺母与曲柄销(14)锥轴尾端的螺栓连接固紧;曲柄销总成(14)的连接架可以旋转180°装配，曲柄销(14)带有偏心，也可以旋转180°装配，在曲柄销总成(14)上的任意一个带键锥孔中还可以调换使用带有不同偏心量的曲柄销(14)，以扩大曲柄偏置角τ的调节范围;曲柄销总成(14)上制作有指针，曲柄(5)上安装有刻度尺，以指示所调旋转半径的位置;
上述两个连接位置的同时调节，实现极位夹角θ’在5～20°范围内、曲柄偏置角τ在0～20°范围内取得不同值。
参照图16，本发明的第五个实施例是横梁轴承座(11)与游梁(3)的连接制作成横梁轴承座(11)在游梁(3)后端前后移动的无级可调节导向槽螺栓连接结构，在横梁轴承座(11)座体连接部位制作有长宽比至少等于3.5∶1的导向槽，在游梁(3)后端沿游梁(3)纵向方向制作有与横梁轴承座(11)上导向槽同宽度的长槽，并增加加强游梁(3)冀板刚度的加密筋板，横梁轴承座(11)可以穿入螺栓后在游梁(3)上连续调节位置，在选定的位置上用螺栓固紧;横梁轴承座(11)上制作有指针，游梁(3)上安装有刻度尺，用以指示调节位置;
曲柄销(14)与曲柄(5)的连接制作成曲柄销(14)在曲柄(5)上沿曲柄旋转半径径向方向和沿曲柄旋转半径圆弧方向移动的有级可调节带键锥轴孔连接结构，在曲柄销(14)连接部位制作成带键锥轴，在曲柄(5)上在选定的不同旋转半径的圆弧上制作有与曲柄销(14)上带键锥轴相应尺寸的多个带键锥孔，将曲柄销(14)装入选定的带键锥孔中，用螺母与曲柄销(14)锥轴尾端的螺栓连接固紧;曲柄销(14)带有偏心，可以旋转180°装配，还可以在一个锥孔中调换使用带不同偏心量的曲柄销(14)，以扩大曲柄偏置角τ的可调节范围;
上述两个连接位置的同时调节，实现极位夹角θ’在5～20°范围内、曲柄偏置角τ在0～20°范围内取得不同值。
参照图17，本发明的第六个实施例是横梁轴承座(11)与游梁(3)的连接制作成横梁轴承座(11)在游梁(3)后端前后移动的无级可调节导向槽螺栓连接结构，在横梁轴承座(11)座体连接部位制作有长宽比至少等于3.5∶1的导向槽，在游梁(3)后端沿游梁(3)纵向方向制作有与横梁轴承座(11)上导向槽同宽度的长槽，并增加加强游梁(3)冀板刚度的加密筋板，横梁轴承座(11)可以穿入螺栓后在游梁(3)上连续调节位置，在选定的位置上用螺栓固紧;横梁轴承座(11)上制作有指针，游梁(3)上安装有刻度尺，用以指示调节位置;
曲柄销(14)与曲柄(5)的连接制作成曲柄销(14)在曲柄(5)上沿曲柄旋转半径径向方向和沿曲柄旋转半径圆弧方向移动的有级可调节板式销孔连接结构，在板式曲柄销(14)的连接板上制作有一组定位螺栓孔，在曲柄(5)上制作有五组与板式曲柄销(14)上定位螺栓孔相应尺寸的定位螺栓孔，将板式曲柄销(14)装配在曲柄(5)上的选定位置上，用用定位螺栓连接固紧;板式曲柄销(14)带有偏心，可以旋转180°装配，以扩大曲柄偏置角τ的可调节范围;
上述两个连接位置的同时调节，实现极位夹角θ’在5～20°范围内、曲柄偏置角τ在0～20°范围内取得不同值。
参照图18，本发明的第七个实施例是横梁轴承座(11)与游梁(3)的连接制作成横梁轴承座(11)在游梁(3)后端前后移动的无级可调节导向槽螺栓连接结构，在横梁轴承座(11)座体连接部位制作有长宽比至少等于3.5∶1的导向槽，在游梁(3)后端沿游梁(3)纵向方向制作有与横梁轴承座(11)上导向槽同宽度的长槽，并增加加强游梁(3)冀板刚度的加密筋板，横梁轴承座(11)可以穿入螺栓后在游梁(3)上连续调节位置，在选定的位置上用螺栓固紧;横梁轴承座(11)上制作有指针，游梁(3)上安装有刻度尺，用以指示调节位置;
曲柄销(14)与曲柄(5)的连接制作成曲柄销(14)在曲柄(5)上沿曲柄旋转半径径向方向移动有级可调节和沿曲柄旋转半径圆弧方向移动无级可调节的斜面导向槽连接结构，在曲柄销(14)连接部位制作有一个对称斜面，在曲柄(5)上在选定的不同旋转半径的圆弧上制作有与曲柄销(14)上对称斜面相应尺寸的对称斜面导向槽，将曲柄销(14)装入曲柄(5)上选定的对称斜面导向槽内，曲柄销(14)可沿曲柄(5)上的导向槽移动，在曲柄(5)上的导向槽内选定的位置上用螺母与曲柄销(14)对称斜面后面的螺栓连接固紧;曲柄销(14)上制作有指针，曲柄(5)上安装有刻度尺，以指示曲柄偏置角τ的调节范围;
上述两个连接位置的同时调节，实现极位夹角θ’在5～20°范围内、曲柄偏置角τ在0～20°范围内取得不同值。
参照图19，本发明的第八个实施例是横梁轴承座(11)与游梁(3)的连接制作成横梁轴承座(11)在游梁(3)后端前后移动的无级可调节导向槽螺栓连接结构，在横梁轴承座(11)座体连接部位制作有长宽比至少等于3.5∶1的导向槽，在游梁(3)后端沿游梁(3)纵向方向制作有与横梁轴承座(11)上导向槽同宽度的长槽，并增加加强游梁(3)冀板刚度的加密筋板，横梁轴承座(11)可以穿入螺栓后在游梁(3)上连续调节位置，在选定的位置上用螺栓固紧;横梁轴承座(11)上制作有指针，游梁(3)上安装有刻度尺，用以指示调节位置;
曲柄销(14)与曲柄(5)的连接制作成曲柄销(14)在曲柄(5)上沿曲柄旋转半径径向方向移动无级可调节和沿曲柄旋转半径圆弧方向移动有级可调节的斜面导向槽连接结构，在曲柄销总成(14)的连接架上制作有一个对称斜面，在曲柄(5)上沿一条与曲柄(5)纵向中心线成一定偏置角的角度线制作有一个与曲柄销总成(14)上对称斜面相应尺寸的对称斜面导向槽，将曲柄销总成(14)装入曲柄(5)上的导向槽内，曲柄销总成(14)可沿曲柄(5)上的导向槽移动，在曲柄(5)上的导向槽内选定的位置上用螺母与螺栓将曲柄销总成(14)与曲柄(5)连接固紧;曲柄销总成(14)的连接架上制作有两个不对称的带键锥孔，将曲柄销(14)装入选定的带键锥孔中，用螺母与曲柄销(14)锥轴尾端的螺栓连接固紧;曲柄销总成(14)的连接架可以旋转180°装配，曲柄销(14)带有偏心，也可以旋转180°装配，在曲柄销总成(14)上的任意一个带键锥孔中还可以调换使用带有不同偏心量的曲柄销(14)，以扩大曲柄偏置角τ的调节范围;曲柄销总成(14)上制作有指针，曲柄(5)上安装有刻度尺，以指示所调旋转半径的位置;
上述两个连接位置的同时调节，实现极位夹角θ’在5～20°范围内、曲柄偏置角τ在0～20°范围内取得不同值。
本发明与现行异相曲柄平衡式抽油机的根本区别在于极位夹角θ’和曲柄偏置角τ可以同时调节，因而可以有多种θ’和τ的组合来满足与不同油井的井况参数和工况参数进行合理组合的要求。从理论分析和江汉钻采设备研究所提供的试验数据表明，本发明具有能适应不同油井的不同井况和工况;能使四连杆机构传动的运动特性和动力特性得到更合理和更可靠的改善;能使减速器输出轴扭矩峰值Tn max下降20%以上，使减速器增加储备能力、减少交变载荷、延长使用寿命;能使电动机有功电耗Nd下降15%以上，节约大量电能;还能使抽油杆应力减小等优点和积极效果。


石油采油用可调异相曲柄平衡抽油机和方法的特点是横梁轴承座与游梁后端的连接和曲柄销与曲柄的连接都制作成可调节结构，同时调节上述两个连接的位置，可以获得极位夹角θ′和曲柄偏置角τ的多种组合以满足不同油井的不同井况和工况的要求，从而具有能合理和可靠地改善抽油机的抽汲性能，使减速器输出轴扭矩峰值Tn max下降20％以上和电动机有功电耗Nd下降15％以上等积极效果。