CN101037934A

CN101037934A - 磁力抽油机

Info

Publication number: CN101037934A
Application number: CN 200710015410
Authority: CN
Inventors: 张文彦
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-04-20
Filing date: 2007-04-20
Publication date: 2007-09-19

Abstract

本发明公开了一种磁力抽油机，属于机械工程石油开采机械领域。该磁力抽油机，包括吊装在支架横梁上的机体，其特殊之处在于：所述机体内套装有抽油活塞，抽油活塞下有行程轴，行程轴上有连接抽油绳的抽油绳吊环B，抽油绳吊环B经抽油绳保护环、抽油滑轮、抽油绳吊环A、合力轴连接抽油杆。所述抽油活塞内安装有同极性交替排列的永磁体和电磁体；最底部设有一与上一永磁体相斥的底部永磁体。本发明彻底抛弃了游梁式抽油机等传统抽油机的原理和结构，利用磁体同性相斥异性相吸的作用力和地球引力，而设计完成的一种崭新的抽油机械，大幅度降低了电力的消耗。

Description

磁力抽油机

(一)技术领域

本发明涉及的是一种磁力抽油机，属于机械工程石油开采机械领域。

(二)背景技术

目前，国内油田非自喷井采油广泛使用游梁式曲柄平衡抽油机。该机以交流电机作为原动机，通过皮带传动与凸轮机构把电动机的旋转运动转化为抽油杆的上、下往复式运动，上提需功大，下落做无用功，耗电高，效率低，故障率高。近几年中国石油部门和工程技术人员曾进行了多次研讨，均在电控装置和改进上做文章，至今没有突破性的进展，其改进的双驴头、偏轮式、摆杆式和下偏杠铃式几种机型，其节电率一般仅为25％左右。

(三)发明内容

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种节约电能的磁力抽油机。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种磁力抽油机，包括吊装在支架横梁上的机体，其特殊之处在于：所述机体内套装有抽油活塞，抽油活塞下有行程轴，行程轴上有连接抽油绳的抽油绳吊环B，抽油绳吊环B经抽油绳保护环、抽油滑轮、抽油绳吊环A、合力轴连接抽油杆。

本发明的磁力抽油机，所述抽油活塞内安装有同极性交替排列的永磁体和电磁体；最底部设有一与上一永磁体相斥的底部永磁体。

所述永磁体和电磁体分别包括有永磁铁和电磁铁，永磁铁和电磁铁外包裹有多层相互绝缘的矽钢片，矽钢片外设有钢保护套。所述钢保护套的顶部和底部固定有减震橡胶垫。

本发明是随着稀土永磁材料的出现，磁性材料制造技术的发展，永磁体材料的磁感应强度、矫顽力、磁能积已具备了作为动力应用的条件下应运而生的。本发明利用永磁体的磁能，在电磁体的作用下，形成能做功的势能，在能量利用领域，具有开创意义。

工作动态是：安装在不锈钢抽油活塞内的电磁体A通电，在同性相斥的作用下，永磁体A推下电磁体A，电磁体A推下永磁体B；接着电磁体B通电，在同性相斥的作用下，永磁体B推下电磁体B，电磁体B推下永磁体C；接下来电磁体C通电，在同性相斥的用下，永磁体C推下电磁体C，电磁体C推下永磁体D；不锈钢抽油活塞通过电磁体和永磁体的作用，被推至机底，系在抽油吊环上的抽油绳经过滑轮拉上抽油杆，完成一次抽油过程。抽油过程结束后，一、电磁体C断电，在油泵下落的作用下，永磁体C吸上电磁体C和永磁体D；二、电磁体B断电，在油泵下落的作用下，永磁体B吸上电磁体B、C和3号、永磁体D；三、电磁体A断电，在油泵下落的作用下，永磁体A吸上电磁体A、电磁体B、电磁体C和永磁体B、永磁体C、永磁体D；不锈钢抽油活塞通过永磁体的作用，被拉上机顶。系在抽油吊环上抽油绳经过滑轮放下抽油杆，完成下落过程。电磁体A、电磁体B、电磁体C断通电时间，根据油泵每分钟需要的提升次数由时间继电器控制。

通过工作动态可以看出：

一、本发明下落抽油杆过程，是在油泵的作用下，通过抽油杆、抽油绳，拉上较重的永磁体和电磁体过程(使永磁体能够吸上断电后的电磁体)，从根本上解决了困扰石油界工程技术人员几十年的抽油机下冲程做无用功的问题。

二、本发明的提升抽油杆过程，即抽油过程，是一个永磁体和电磁体相斥、下落过程，充分利用了磁体的磁能和地球的引力能。

三、本发明永磁体和电磁体做的功，通过滑轮直接传至油泵，减少了功的传动环节，最大限度地减少了能量在传动方面的损耗。

四、制造长短冲程抽油机，只需增减永磁体、电磁体的数量和机体及抽油活塞的长短。

五、调换“上快下慢”、“上慢下快”、“上下同速”和“停滞间抽”运动模式，调时间继电器即可。

六、本发明结构简单，安装方便、运行可靠。

节电分析：

一、从发电原理上电由磁生，本发明一半用磁一半用电，节电50％。

二、从用电过程上，本发明由滑轮直接到拉油杆，游梁式抽油机则是：电动机---传动轴---减速器---传动轴---主动轮---皮带---被动轮---连杆---平衡铁---驴头---拉油杆，每一个环节都有大小不同的能耗，其中皮带的传动效率仅在0.8左右(游梁式抽油机皮带传动效率不是一个常数，它与抽油机的负载变化和平衡状况有关，在扭矩接近于零的位置，效率极低)，全部传动过程的传动效率不会超过0.7。而本发明的传动效率则接近1。在用电过程中本发明节电30％。

三、在工作中本发明提升油杆时用电，下落油杆时不用电，用电量是所需电量的1/2。

四、从工作动态上，抽油过程是一个永磁体和电磁体下落过程，地球对永磁体和电磁体的引力能相当于自身的重力能。

五、综合一、二、三条，100％-50％-30％-(50-30％)/2＝10％，本发明的用电量仅仅是游梁式抽油机的10％，加上第四条还要小于10％。

综上所述，和游梁式抽油机相比，本发明的节电率大于90％。本发明彻底抛弃了游梁式抽油机等传统抽油机的原理和结构，利用磁体同性相斥异性相吸的作用力和地球引力，而设计完成的一种崭新的抽油机械，大幅度降低了电力的消耗，是对抽油机机械的一次革命，对机械领域的变革有着启示意义和推动作用。

(四)附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明永磁体的剖面示意图；

图2为本发明电磁体的剖面示意图；

图3为本发明抽油活塞结构示意图；

图4A为本发明的主视示意图；

图4B为本发明的左视示意图；

图5A为本发明主视局部剖视示意图；

图5B为本发明左视局部剖视示意图；

图6A-图6D为本发明提升抽油杆工作示意图；

图7A-图7D为本发明下落抽油杆工作示意图。

图中，1、支架横梁，2、抽油滑轮，3、机体吊绳，4、抽油绳，5、抽油活塞，6、机体吊环，7、抽油绳保护环，8、机体上固定法兰，9、抽油绳吊环A，10、合力轴，11、抽油杆，12、抽油绳吊环B，13、抽油活塞行程轴，14、机体，15、机体下固定法兰，16、抽油活塞行程槽，17、永磁体A，18、电磁体A，19、永磁体B，20、电磁体B，21、永磁体C，22、电磁体C，23、永磁体D，24、底部永磁体，25、进线行程槽，26、电磁体A电源线，27、电磁体B电源线，28、电磁体C电源线，29、永磁铁，30、多层相互绝缘的矽钢片，31、不绣钢保护套，32、减震橡胶垫，33、电磁铁电源线，34、电磁铁，35、普通结构钢保护套。

(五)具体实施方式

附图为本发明的具体实施例。该实施例主要有永磁体、电磁体、不锈钢抽油活塞5、不锈钢机体14、机体上固定法兰8、机体下固定法兰15和滑轮、支架组成。由图1、图2所示，永磁体是永磁铁29外裹多层相互绝缘的矽钢片30、另加不绣钢保护套31和减震橡胶垫32构成，多层相互绝缘的矽钢片30起到屏蔽磁力线、防止磁辐射的作用；不绣钢保护套31主要是保护永磁铁29，在吸引、相吸、相斥运动时，保护套受力；减震橡胶垫32是在吸引、相吸、相斥运动时减缓震动。电磁体是电磁铁34外裹多层相互绝缘的矽钢片30、另加普通结构钢保护套35，电磁铁34连接有电磁铁电源线33。永磁体在图中加“S”“N”标记，电磁体在图里带电时加S”“N”标记，不带电时则不加“S”“N”标记。永磁体和电磁体同极性排列安装在不锈钢抽油活塞5内，不锈钢抽油活塞5安装在不锈钢机体14中。一个永磁体和一个电磁体同极性排列，组成一个独立工作单元；多个永磁体和电磁体同极性排列组成工作组。每个独立工作单元或工作组底部加一永磁体，使其与上一永磁体相斥。机体固定法兰一是固定不锈钢抽油活塞的行程，二是固定顶部永磁体，三是固定机体。底部永磁体和永磁体D永远处于相斥状态，其作用是增加磁体在不锈钢抽油活塞相互作用时的稳定性。永磁体和电磁体同极性排列安装在不锈钢抽油活塞内，不锈钢抽油活塞安装在不锈钢机体中，不锈钢机体吊装在支架上。不锈钢抽油活塞底部有行程轴，轴两端有抽油吊环，抽油绳系在抽油吊环上，通过滑轮连接抽油杆。

机体14的机身开有单面进线行程槽和双面抽油活塞行程槽，固定法兰内开4个抽油活塞运动槽，上面安装机体吊环6和抽油绳保护环，机体吊环6与支架横梁1之间为机体吊绳3。机身材料用不锈钢方管加工，法兰材料用普通结构钢加工。抽油活塞5套装在机体14内，机体14吊装在支架横梁1上；不锈钢抽油活塞5下有行程轴13，行程轴13上有抽油绳吊环B12，抽油绳4连接抽油绳吊环B12，经抽油绳保护环7、抽油滑轮2、抽油绳吊环A9、合力轴10，连接抽油杆11。抽油活塞内装有永磁体A17、电磁体A18，永磁体B19、电磁体B20、永磁体C21、电磁体C22、永磁体D23、底部永磁体24、进线槽25、电磁体A电源线26、电磁体B电源线27、电磁体C电源线28。永磁体和电磁体均同极性排列。工作时电磁体A电源线26、电磁体B电源线27、电磁体C电源线28在进线行程槽25里运动，抽油活塞行程轴在行程槽16里运动。

图6A-图6D为本发明提升抽油杆工作示意图。图6A中：电磁体A18、电磁体B20、电磁体C22不带电；图6B中：电磁体A18通电，在同性相斥的作用下，永磁体A17推下电磁体A18，推下永磁体B19；图6C中：电磁体B20通电，在同性相斥的作用下，永磁体B19推下电磁体B20，电磁体B20推下永磁体C21；图6D中：电磁体C22通电，在同性相斥的作用下，永磁体C21推下电磁体C22，电磁体C22推下永磁体D23；不锈钢抽油活塞通过电磁体A18、电磁体B20、电磁体C22和永磁体的作用，被推至机底，系在抽油吊环12上的抽油绳4经过滑轮2拉上抽油杆11，完成一次抽油过程。

图7A-图7D为本发明下落抽油杆工作示意图。图7A中：电磁体A18、电磁体B20、电磁体C22带电；图7B中：电磁体C22断电，在抽油杆11下落的作用下，永磁体C21吸上电磁体C22和永磁体D23；图7C中：电磁体B20断电，在抽油杆11下落的作用下，永磁体B19吸上电磁体B20、电磁体C22和永磁体C21、永磁体D23；图7D中：电磁体A18断电，在抽油杆11下落的作用下，永磁体A17吸上电磁体A18、电磁体B20、电磁体C22和永磁体B19、永磁体C20、永磁体D21；不锈钢抽油活塞5通过永磁体的作用，被拉上机顶。系在抽油吊环上抽油绳4经过抽油滑轮2放下抽油杆11，完成下落过程。

Claims

1.一种磁力抽油机，包括吊装在支架横梁(1)上的机体(14)，其特征在于：所述机体(14)内套装有抽油活塞(5)，抽油活塞(5)下有行程轴(13)，行程轴(13)上有连接抽油绳(4)的抽油绳吊环B(12)，抽油绳吊环B(12)经抽油绳保护环(7)、抽油滑轮(2)、抽油绳吊环A(9)、合力轴(10)连接抽油杆(11)。

2.根据权利要求1所述的磁力抽油机，其特征在于：所述抽油活塞(5)内安装有同极性交替排列的永磁体和电磁体；最底部设有一与上一永磁体相斥的底部永磁体(24)。

3.根据权利要求2所述的磁力抽油机，其特征在于：所述永磁体和电磁体分别包括有永磁铁(29)和电磁铁(34)，永磁铁(29)和电磁铁(34)外包裹有多层相互绝缘的矽钢片(30)，矽钢片外设有钢保护套。

4.根据权利要求3所述的磁力抽油机，其特征在于：所述永磁铁(29)钢保护套的顶部和底部固定有减震橡胶垫(32)。