CN101082334A - 常规游梁式抽油机的二次调节液压节能系统 - Google Patents

常规游梁式抽油机的二次调节液压节能系统 Download PDF

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Abstract

常规游梁式抽油机的二次调节液压节能系统，它涉及游梁式抽油机的节能系统。它能够解决游梁式抽油机节能效果不好，电动机寿命短的问题。液压油箱第二口连供油泵入油口，供油泵连接液压泵/马达上，液压泵/马达、供油泵、电动机的轴固定连接，液压泵/马达的输油口通过液压蓄能器组件连液压蓄能器的输油口，液压泵/马达的出油口连液压油箱的第一口，液压泵/马达的斜盘与电液控制阀组件的传动杆连接，供油泵的出油口通过电液控制阀组件的连液压油箱的第三口，电动机轴连执行机构上，传感器安执行机构上，传感器输出端连控制器输入端，控制器输出端连电液控制阀组件输入端。它结构简单、成本低，减小电动机的工作电能消耗，并延长电动机的使用寿命。

Description

常规游梁式抽油机的二次调节液压节能系统
技术领域
本发明涉及一种游梁式抽油机的节能系统。
背景技术
常规游梁式抽油机自诞生以来，历经百年，经历了各种工况和各种地域油田的生产实践考验，目前在国内外仍普遍使用。常规游梁式抽油机以其结构简单、经久耐用、操作简便、维护费用低等明显优势，一直占据着有杆系采油地面设备的主导地位。
但由于其结构和原理上的限制，使得常规游梁式抽油机无法解决“大马拉小车”能耗高的缺点，不能充分地回收和重新利用抽油杆等重物下降时的重力势能。这是由于常规游梁式抽油机虽然是基于平衡原理设计制造的，但均不能完全平衡，因此，并不能达到最佳的节能效果，而且会减少电动机的使用寿命。
发明内容
本发明为了解决节能效果不好，电动机使得寿命短的问题，而提出了一种常规游梁式抽油机的二次调节液压节能系统。
本发明包括电动机1、液压泵/马达2、液压蓄能器组件4、液压蓄能器5、液压油箱7、常规油梁式抽油机执行机构8、供油泵9、电液控制阀组件13、控制器11和传感器12；液压油箱7的第二输油口B连接在供油泵9的入油口，供油泵9通过机械结构连接液压泵/马达2上，供油泵9和液压泵/马达2同轴，内部油路连接，液压泵/马达2的传动轴与电动机1的输出轴固定连接，液压泵/马达2的第一输油口连接液压蓄能器组件4的一个输油口，液压蓄能器组件4另一个输油口连接于液压蓄能器5的输油口上，液压泵/马达2的第二输油口连接液压油箱7的第一输油口A上，液压泵/马达2的斜盘与电液控制阀组件13的活塞杆固定连接，供油泵9的出油口连接电液控制阀组件13的入油口，电液控制阀组件13的出油口连接液压油箱7的第三入油口C，电动机1的传动轴通过皮带轮连接常规游梁式抽油机执行机构8的减速器输入轴上，传感器12安装在常规游梁式抽油机中的运动部分上，用此来判断常规游梁式抽油机执行机构8的上升或下降，传感器12的信号输出端连接控制器11的信号输入端，控制器11的控制输出端连接电液控制阀组件13的控制输入端。
本发明在于将二次调节静液传动流量耦联技术应用于常规游梁式抽油机，设计出一种液压节能系统，将液压泵/马达和抽油机电动机连接的使其在常规游梁式抽油机抽油杆在上升过程中作为液压马达辅助抽油机电动机做功，在下降过程中作为液压泵利用所回收的重力势能向液压蓄能器内充能。安装了本发明的液压节能系统就会通过液压泵/马达将常规游梁式抽油机抽油杆在下降过程中产生的重力势能储存在液压蓄能器中，然后在上升过程中液压蓄能器驱动工作在液压马达工况的液压泵/马达帮助电动机作功。在保持常规游梁式抽油机现有机械结构不变的情况下，仅在该抽油机上增加液压系统，结构简单、安装方便，成本低。从而来通过该液压系统来实现平衡，减小电动机的工作电能消耗，达到节能效果，使常规游梁式抽油机的生产效率提高，并延长电动机的使用寿命。
选用液压泵/马达型号为A4VSO125，由计算可知电动机装机功率11.221kW。节省功率为 η = 18.5 - 11.221 18.5 × 100 % = 39.3 % .
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式由电动机1、液压泵/马达2、液压蓄能器组件4、液压蓄能器5、液压油箱7、常规油梁式抽油机执行机构8、供油泵9、电液控制阀组件13、控制器11和传感器12组成；液压油箱7的第二输油口B连接在供油泵9的入油口，供油泵9通过机械结构连接液压泵/马达2上，供油泵9和液压泵/马达2同轴，内部油路连接，液压泵/马达2的传动轴与电动机1的输出轴固定连接，液压泵/马达2的第一输油口连接液压蓄能器组件4的一个输油口，液压蓄能器组件4另一个输油口连接于液压蓄能器5的输油口上，液压泵/马达2的第二输油口连接液压油箱7的第一输油口A上，液压泵/马达2的斜盘与电液控制阀组件13的活塞杆固定连接，供油泵9的出油口连接电液控制阀组件13的入油口，电液控制阀组件13的出油口连接液压油箱7的第三入油口C，电动机1的传动轴通过皮带轮连接常规游梁式抽油机执行机构8的减速器输入轴上，传感器12安装在常规游梁式抽油机中的运动部分上，用此来判断常规游梁式抽油机执行机构8的上升或下降，传感器12的信号输出端连接控制器11的信号输入端，控制器11的控制输出端连接电液控制阀组件13的控制输入端。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一不同点在于增加了过滤器6，过滤器6设置在供油泵9的入油口与液压油箱7的第二输油口B之间，达到对油液进行过滤的作用。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一不同点在于液压蓄能器组件4由第一截止阀4-1、第二截止阀4-2、单向阀4-3和安全阀4-5组成；液压蓄能器5的输油口连接第一截止阀4-1的一个输油口、第二截止阀4-2的一个输油口、单向阀4-3的出油口和安全阀4-5的入油口，第一截止阀4-1的另一个输油口连接液压泵/马达2的输油口，第二截止阀4-2的另一个输油口、单向阀4-3的入油口和安全阀4-5的出油口连接液压油箱7的第四输油口D。第一截止阀4-1的作用是负责与系统的连接和断开，第二截止阀4-2的作用是负责与第四液压油箱7-4的连接和断开，避免系统在液压蓄能器5拆装时泄漏油液。单向阀4-3的作用是当液压蓄能器5和液压泵/马达2之一的油量不足时打开单向阀4-3，液压油箱7通过单向阀4-3向其中之一供油。安全阀4-5的作用是当系统或者液压蓄能器5的压力过大时，向第四液压油箱7-4泄油，从而保护系统。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一不同点在于电液控制阀组件13由三位四通换向阀3和变量油缸10组成；变量油缸10的活塞杆与液压泵/马达2的斜盘机械连接，三位四通换向阀3的第三输油口c和第四输油口d分别与变量油箱10的两个输油口连通，三位四通换向阀3的第一输油口a和第二输油口b分别为电液控制阀组件13的入油口和回油口，三位四通换向阀3的控制输入端为电液控制阀组件13的控制输入端。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一不同点在于三位四通换向阀3为电磁换向阀、电液换向阀、电液伺服阀或者电液比例阀。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一不同点在于液压蓄能器5为气囊式液压蓄能器。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式七：结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一不同点在于液压蓄能器5至少由一个组成，多个液压蓄能器5的输油口并联连接后与液压泵/马达2的输油口连通。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。
工作原理：在常规游梁式抽油机执行机构8中的抽油杆上升的抽油过程时，安装在常规游梁式抽油机执行机构8上的传感器12发出一个电信号给控制器11，控制器11接收后发出一个电控信号给三位四通换向阀3，三位四通换向阀3换到一个阀位，通过三位四通换向阀3使供油泵9与变量油缸10处于一种连通状态，由三位四通换向阀3控制变量油缸10来调节液压泵/马达2处于液压马达工况状态，液压蓄能器5释放所存储的液压能，为液压泵/马达2提供压力油，液压泵/马达2和电动机1一起带动常规游梁式抽油机执行机构8运动，节省电动机工作动力。在上升结束、开始下降时，安装在常规游梁式抽油机上的传感器12又发出一个电信号给控制器11，控制器11接受后发出一个反向电控信号给三位四通换向阀3，三位四通换向阀3换到反向阀位，再由三位四通换向阀3控制变量油缸10来调节液压泵/马达2处于液压泵工况状态，同时其重力势能使抽油机的常规游梁式抽油机执行机构8带动液压泵/马达2转动，向液压蓄能器5内充压力油，由液压蓄能器5存储液压能，以便于在后续工作循环中重新使用。

Claims (7)

1、常规游梁式抽油机的二次调节液压节能系统，其特征在于它包括电动机(1)、液压泵/马达(2)、液压蓄能器组件(4)、液压蓄能器(5)、液压油箱(7)、常规油梁式抽油机执行机构(8)、供油泵(9)、电液控制阀组件(13)、控制器(11)和传感器(12)；液压油箱(7)的第二输油口(B)连接在供油泵(9)的入油口，供油泵(9)通过机械结构连接液压泵/马达(2)上，供油泵(9)和液压泵/马达(2)同轴，内部油路连接，液压泵/马达(2)的传动轴与电动机(1)的输出轴固定连接，液压泵/马达(2)的第一输油口连接液压蓄能器组件(4)的一个输油口，液压蓄能器组件(4)另一个输油口连接于液压蓄能器(5)的输油口上，液压泵/马达(2)的第二输油口连接液压油箱(7)的第一输油口(A)上，液压泵/马达(2)的斜盘与电液控制阀组件(13)的活塞杆固定连接，供油泵(9)的出油口连接电液控制阀组件(13)的入油口，电液控制阀组件(13)的出油口连接液压油箱(7)的第三入油口(C)，电动机(1)的传动轴通过皮带轮连接常规游梁式抽油机执行机构8的减速器输入轴上，传感器(12)安装在常规游梁式抽油机中的运动部分上，传感器(12)的信号输出端连接控制器(11)的信号输入端，控制器(11)的控制输出端连接电液控制阀组件(13)的控制输入端。
2、根据权利要求1所述的常规游梁式抽油机的二次调节液压节能系统，其特征在于增加了过滤器(6)，过滤器(6)设置在供油泵(9)的入油口与液压油箱(7)的第二输油口(B)之间。
3、根据权利要求1所述的常规游梁式抽油机的二次调节液压节能系统，其特征在于液压蓄能器组件(4)由第一截止阀(4-1)、第二截止阀(4-2)、单向阀(4-3)和安全阀(4-5)组成；液压蓄能器(5)的输油口连接第一截止阀(4-1)的一个输油口、第二截止阀(4-2)的一个输油口、单向阀(4-3)的出油口和安全阀(4-5)的入油口，第一截止阀(4-1)的另一个输油口连接液压泵/马达(2)的输油口，第二截止阀(4-2)的另一个输油口、单向阀(4-3)的入油口和安全阀(4-5)的出油口连接液压油箱(7)的第四输油口(D)。
4、根据权利要求1所述的常规游梁式抽油机的二次调节液压节能系统，其特征在于电液控制阀组件(13)由三位四通换向阀(3)和变量油缸(10)组成；变量油缸(10)中的活塞杆与液压泵/马达(2)的斜盘机械连接，三位四通换向阀(3)的第三输油口(C)和第四输油口d分别连接变量油缸(10)的两个输油口连通，三位四通换向阀(3)的第一输油口(A)和第二输油口(B)分别为电液控制阀组件(13)的入油口和回油口，三位四通换向阀(3)的控制输入端为电液控制阀组件(13)的控制输入端。
5、根据权利要求1所述的常规游梁式抽油机的二次调节液压节能系统，其特征在于三位四通换向阀(3)为电磁换向阀、电液换向阀、电液伺服阀或者电液比例阀。
6、根据权利要求1所述的常规游梁式抽油机的二次调节液压节能系统，其特征在于液压蓄能器(5)为气囊式液压蓄能器。
7、根据权利要求1所述的常规游梁式抽油机的二次调节液压节能系统，其特征在于液压蓄能器(5)至少由一个组成，多个液压蓄能器(5)的输油口并联连接后与液压泵/马达(2)的输油口连通。
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