CN101545364A - 单机多井卧式柔性节能抽油机 - Google Patents

Abstract

本发明的单机多井卧式柔性节能抽油机包括驱动机组和井口组件，驱动机组包括动力机构和传动机构，动力机构由电机通过皮带轮带动减速箱；减速箱的输出轴由两侧伸出，两侧分别连接左动力曲柄和右动力曲柄，左动力曲柄与右动力曲柄之间的夹角为零；左动力曲柄的上端和右动力曲柄的下端分别通过左换向钢索和右换向钢索绕于平衡滚筒上并固定，左换向钢索与右换向钢索的绕向相反；平衡滚筒上绕N根顺时针拉力钢索和N根逆时针拉力钢索，N根顺时针拉力钢索和N根逆时针拉力钢索分别通过各自的导向滑轮导向与2N个柔性光杆连接，2N个柔性光杆通过井口滑轮导向通过井口组件中的井口密封器。该结构使作用在平衡滚筒上的总力矩降到最小，从而取得平衡。

Description

单机多井卧式柔性节能抽油机

技术领域

本发明涉及一种单机多井卧式柔性节能抽油机，属于油田抽油设备，特别适用于丛式多井(多井在一个相对近距离的井场上)往复式抽油机。

背景技术

据有关资料统计，目前的油田开发中，全国生产油井总数达12-15万口，而有杆泵抽油机井占油井总数90％左右，基本上都是一台电动机带动一台抽油泵，而丛式抽油机井在很多油田存在着，特别是长庆油田及延长油矿等一些大油田近70～80％都为丛式井，每个井场集中有几口或十几口不等的油井，并且也都是一台电动机带动一台抽油泵，这一能源的消耗是非常惊人的。这就给单机驱动多井提供了有利的先决条件。

发明内容

本发明的目的：

1、解决单机多井的传动和平衡问题。

2、解决动力机构和传动机构由传统的立式变为卧式，使采油的野外作业有望变为室内作业，工作环境的改善使得各种新型技术、高端自动控制等的应用提供先决条件，大大改善采油队的工作环境，减轻劳动强度。

本发明的技术方案：本发明的单机多井卧式柔性节能抽油机包括驱动机组和井口组件，驱动机组包括动力机构和传动机构，动力机构由电机通过皮带轮带动减速箱；减速箱的输出轴由两侧伸出，两侧分别连接左动力曲柄和右动力曲柄，左动力曲柄与右动力曲柄之间的夹角为零；左动力曲柄的上端和右动力曲柄的下端分别通过左换向钢索和右换向钢索绕于平衡滚筒上并固定，左换向钢索与右换向钢索的绕向相反；平衡滚筒上绕N根顺时针拉力钢索和N根逆时针拉力钢索，N根顺时针拉力钢索和N根逆时针拉力钢索分别通过各自的导向滑轮导向与2N个柔性光杆连接，2N个柔性光杆通过井口滑轮导向通过井口组件中的井口密封器。

所述的单机多井卧式柔性节能抽油机，N根顺时针拉力钢索和N根逆时针拉力钢索分别通过各自的导向滑轮倒向后，通过钢索连接器与2N个柔性光杆连接。

所述的单机多井卧式柔性节能抽油机，井口组件中的井口密封器是一种无功耗免维护井口密封器，它由井口连接器、可伸缩主体、光杆连接器相互连接而成，主体是可伸缩耐压管，可伸缩耐压管套在柔性光杆与油管之间，将油管内腔分成中空腔和外油腔，可伸缩耐压管的下端与光杆连接器连接，光杆连接器内侧是与柔性光杆固定密封相连结构，光杆连接器外侧与油管之间是外油腔；可伸缩耐压管的上端与井口连接器连接，井口连接器的中孔与柔性光杆间滑动配合，井口连接器与油管固定连接。

所述的单机多井卧式柔性节能抽油机，可伸缩主体由多个结构尺寸一样的可伸缩耐压管相互连接而成。

所述的单机多井卧式柔性节能抽油机，N＝1～5。

所述的单机多井卧式柔性节能抽油机，：N＝2～7。

所述的单机多井卧式柔性节能抽油机，其导向滑轮前后、拉力钢索的下面有钢索定位辊子。

本发明的优点：

1、解决了单机多井的传动和平衡问题。滚筒平衡技术的应用不仅大幅度减少能耗，亦使单机带多井呈几何倍减少设备用量，对人力及物力是极大的解放。通过平衡滚筒上不同绕向的钢索相互平衡(偶数)达到理论上电机“零”负载的目的，对奇数多井也可实现，理论上电机只带一口井的负载，从而达到负载最小化。

N根顺时针拉力钢索和N根逆时针拉力钢索，使作用在平衡滚筒上的总力矩降到最小，从而取得平衡。

2、解决动力机构和传动机构由传统的立式变为卧式，便于放在标准集装箱式房内，使采油的野外作业变为室内作业，工作环境的改善使得各种新型技术、高端自动控制等的应用提供先决条件，大大改善采油队的工作环境，减轻劳动强度。

3、使采油露天作业对防盗、防冻、防腐等难题得以解决，解决丛式井单机单井变为单机多井，达到空前节能效果。

4、大大提高了油井生产效率，减轻了采油工的劳动强度。利用柔性光杆免去了高大的井架。

5、该实用性还采用无功耗免维护井口密封器密封井口，即消除因摩擦密封发生的无功损耗，同时又可使用柔性光杆而降低井口支架高度，使得抽油机体积发生根本变化，

附图说明

图1是本发明单机多井卧式柔性节能抽油机的俯视结构示意图。

图2是本发明单机多井卧式柔性节能抽油机的侧视结构示意图。

图3是无功耗免维护井口密封器结构示意图。

具体实施方式

图中所示：电机1、皮带轮2、减速箱3、左动力曲柄4、右动力曲柄5、左换向钢索6、右换向钢索7、平衡滚筒8、顺时针拉力钢索9、逆时针拉力钢索10、导向滑轮11、定位辊子12、自动控制柜13、底座14、钢索连接器15、井口滑轮16、柔性光杆17、无功耗免维护井口密封器18、井口支架19、活动房罩20、固定房罩21、油管22。

如图1、图2所示：

本发明可放在标准集装箱式房内，标准集装箱式房由活动房罩20和固定房罩21组成。活动房罩20用联接件与底座14相连，并将驱动机组罩于房内，必要时可以拆掉。固定房罩21与底座14固定连接，房内安置自动控制柜13和其它设施，自动控制柜13可实现标准集装箱式柔性节能抽油机的自动监测和自动保护功能。如：流量监测、运行监测、异常报警等等。

单机多井卧式柔性节能抽油机包括驱动机组和井口组件，驱动机组包括动力机构和传动机构，动力机构由电机1通过皮带轮2带动减速箱3；减速箱3的输出轴由两侧伸出，两侧分别连接左动力曲柄4和右动力曲柄5，左动力曲柄4与右动力曲柄5之间的夹角为零；左动力曲柄4的上端和右动力曲柄5的下端分别通过左换向钢索6和右换向钢索7绕于平衡滚筒8上并固定，左换向钢索6与右换向钢索7的绕向相反；平衡滚筒8上绕N根顺时针拉力钢索9和N根逆时针拉力钢索10，N根顺时针拉力钢索9和N根逆时针拉力钢索10分别通过各自的导向滑轮11导向与2N个柔性光杆17连接，2N个柔性光杆17通过井口滑轮16导向通过井口组件中的井口密封器18。导向滑轮11前后、顺时针拉力钢索9和逆时针10的下面有钢索定位辊子12，防止拉力钢索9和10从导向滑轮中跳出。

N根顺时针拉力钢索9和N根逆时针拉力钢索10分别通过各自的导向滑轮倒向后，通过钢索连接器15与2N个柔性光杆17连接。

N＝1～5或N＝2～7。

偶数井，平衡最好。对于奇数多井也可以实现平衡，理论上电机只带一口井的负载，从而达到负载最小化。

图3是无功耗免维护井口密封器结构示意图：

井口组件中的井口密封器18是一种无功耗免维护井口密封器，它由井口连接器、可伸缩主体、光杆连接器相互连接而成，主体是可伸缩耐压管18-2，可伸缩耐压管18-2套在柔性光杆17与油管22之间，将油管22内腔分成中空腔18-5和外油腔18-6，可伸缩耐压管18-2的下端与光杆连接器18-7连接，光杆连接器18-7内侧与柔性光杆17固定密封相连，光杆连接器18-7外侧与油管22之间是外油腔18-6；可伸缩耐压管18-2的上端与井口连接器18-1连接，井口连接器18-1的中孔与柔性光杆17间滑动配合，井口连接器18-1与油管22固定连接。靠静态隔离密封实现无功耗密封井口，可适用于钢性或柔性不同的杆状密封，无密封件摩擦损耗。

可伸缩主体由多个结构尺寸一样的可伸缩耐压管18-2相互连接而成。18-3和18—4是可伸缩耐压管连接头。

工作过程：

减速箱3输出轴旋转一周，在三、四相位左动力曲柄4旋转半周，平衡滚筒8将正转若干周(转动圈数取决于平衡滚筒8的直径)；在一、二相位右动力曲柄5旋转半周，由于左换向钢索6与右换向钢索7的绕向相反，平衡滚筒8将反转若干周，从而达到平衡滚筒8不间断换向转动。

随着平衡滚筒8的正反转，平衡滚筒8上的顺时针拉力钢索9和逆时针拉力钢索10发生正、反方向的牵拉，通过导向滑轮组11和钢索连接器15牵引多口井的柔性光杆17(一根拉力钢索通过一根柔性光杆17带一口井)进行上、下运动，达到抽油目的。实现平衡滚筒8在理论上的平衡，从而使平衡滚筒8无论正转或反转力量均衡。

井口组件由钢索连接器15、井口滑轮16、柔性光杆17、无功耗免维护井口密封器18、井口支架19组成。钢索连接器15将顺时拉力钢索9和逆时拉力钢索10与柔性光杆17的连接，井口滑轮16固定在井口支架19上，其轮缘与井口对中，柔性光杆17通过井口滑轮16实现转向，并与无功耗免维护井口密封器18连接。

各部件的作用：

电机1：动力源；

皮带轮2：连接电机1和减速箱3；

减速箱3：减速至要求转速；

左动力曲柄4：装在减速箱3输出轴左侧；

右动力曲柄5：装在减速箱3输出轴右侧；

左换向钢索6：一头是滑套与左动力曲柄4的曲柄销连接，构成曲柄机构，变左动力曲柄4的旋转运动为左换向钢索6的直线运动。

右换向钢索7：一头是滑套与左动力曲柄5的曲柄销连接，构成曲柄机构，变右动力曲柄5的旋转运动为右换向钢索7的直线运动。

平衡滚筒8：左换向钢索6和右换向钢索7的另一头分别正、反绕在平衡滚筒8上，变左换向钢索6和右换向钢索7的相反方向的直线运动为平衡滚筒8的正反旋转运动；

顺时针拉力钢索9：多根(与控制井数相配)顺时针拉力钢索9一头顺时针绕在平衡滚筒8上，另一头经钢索连接器15与柔性光杆17连接，变平衡滚筒8的正反旋转运动为柔性光杆17的往复直线运动；

逆时针拉力钢索10：多根(与控制井数相配)逆时针拉力钢索10一头逆时针绕在平衡滚筒8上，另一头经钢索连接器15与柔性光杆17连接，变平衡滚筒8的正反旋转运动为柔性光杆17的往复直线运动；

导向滑轮11：为一组，用于对各顺时针拉力钢索9和逆时针拉力钢索10的导向；

定位辊子12：共四个，用于对顺时针拉力钢索9和逆时针拉力钢索10的定位；

自动控制柜13：对抽油机实现自动控制；自动控制柜13可实现对抽油机的自动监测和自动保护功能。如：流量监测、运行监测、异常报警等等。

底座14：整台抽油机的基础；

钢索连接器15：用于顺时针拉力钢索9或逆时针拉力钢索10与柔性光杆17的连接，

井口滑轮16：变柔性光杆17的水平往复运动为垂直往复运动；

柔性光杆17：一头经钢索连接器15与顺时针拉力钢索9或逆时针拉力钢索10连接，另一头带动抽油泵进行抽油；

无功耗免维护井口密封器18：密封井口；

井口支架19：支撑井口滑轮16；

活动房罩20：保护抽油机主体，使抽油机主体实现室内运转；

固定房罩21：作控制室。

Claims (7)

1.一种单机多井卧式柔性节能抽油机，包括驱动机组和井口组件，驱动机组包括动力机构和传动机构，其特征在于：动力机构由电机(1)通过皮带轮(2)带动减速箱(3)；减速箱(3)的输出轴由两侧伸出，两侧分别连接左动力曲柄(4)和右动力曲柄(5)，左动力曲柄(4)与右动力曲柄(5)之间的夹角为零；左动力曲柄(4)的上端和右动力曲柄(5)的下端分别通过左换向钢索(6)和右换向钢索(7)绕于平衡滚筒(8)上并固定，左换向钢索(6)与右换向钢索(7)的绕向相反；平衡滚筒(8)上绕N根顺时针拉力钢索(9)和N根逆时针拉力钢索(10)，N根顺时针拉力钢索(9)和N根逆时针拉力钢索(10)分别通过各自的导向滑轮(11)导向与2N个柔性光杆(17)连接，2N个柔性光杆(17)通过井口滑轮(16)导向通过井口组件中的井口密封器(18)。

2.根据权利要求1所述的单机多井卧式柔性节能抽油机，其特征在于：N根顺时针拉力钢索(9)和N根逆时针拉力钢索(10)分别通过各自的导向滑轮(11)导向后，通过钢索连接器(15)与2N个柔性光杆(17)连接。

3.根据权利要求1或2所述的单机多井卧式柔性节能抽油机，其特征在于：井口组件中的井口密封器(18)是一种无功耗免维护井口密封器，它由井口连接器、可伸缩主体、光杆连接器相互连接而成，主体是可伸缩耐压管(18-2)，可伸缩耐压管(18-2)套在柔性光杆(17)与油管之间，将油管内腔分成中空腔(18-5)和外油腔(18-6)，可伸缩耐压管(18-2)的下端与光杆连接器(18-7)连接，光杆连接器(18-7)内侧是与柔性光杆(17)密封固定连接，光杆连接器(18-7)的外侧与油管之间是外油腔(18-6)；可伸缩耐压管(18-2)的上端与井口连接器(18-1)连接，井口连接器(18-1)的中孔与柔性光杆(17)间滑动配合，井口连接器(18-1)与油管固定连接。

4.根据权利要求3所述的单机多井卧式柔性节能抽油机，其特征在于：可伸缩主体由多个结构尺寸一样的可伸缩耐压管(18-2)相互连接而成。

5.根据权利要求1或2所述的单机多井卧式柔性节能抽油机，其特征在于：N＝1～5。

6.根据权利要求1或2所述的单机多井卧式柔性节能抽油机，其特征在于：N＝2～7。

7.根据权利要求1或2所述的单机多井卧式柔性节能抽油机，其特征在于：导向滑轮(11)前后、顺时针拉力钢索(9)和逆时针拉力钢索(10)的下面有钢索定位辊子(12)。

Images