CN101776066A

CN101776066A - 一种风电互补液压式抽油装置

Info

Publication number: CN101776066A
Application number: CN 201010105518
Authority: CN
Inventors: 齐保良; 杨宝昆; 齐天
Original assignee: Shandong Jianzhu University
Current assignee: Shandong Jianzhu University
Priority date: 2010-02-04
Filing date: 2010-02-04
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2030-02-04
Also published as: CN101776066B

Abstract

本发明涉及一种风电互补液压式抽油装置。它主要由机械采油系统、液压系统、风电双动力系统及相应的控制系统组成，其中机械采油系统包括支架，在支架上部铰接游梁的一端，驴头安装在游梁的另一端；风电双动力系统包括风机装置和电动机装置两部分；液压系统包括液压缸，液压缸与游梁连接；液压缸还通过电磁换向阀与蓄能装置连接，蓄能装置则与液压泵I和液压泵II连接，液压泵I和液压泵II与油箱连接；控制系统包括与液压缸相配合的一组行程开关，行程开关与控制器连接，控制器与电动机装置连接；同时控制器还与设置在液压系统中的压力检测装置连接，控制器与电磁换向阀连接。本发明具有节能环保、效率高、可自动调节冲程冲次及具有抗强风等优点。

Description

一种风电互补液压式抽油装置

技术领域

本发明涉及石油开采中的动力驱动装置，特别涉及一种有杆抽油机的风电互补液压式抽油装置。

背景技术

风能是一种可再生、无污染而且储量巨大的能源。目前风能的利用主要是以风能作动力和风力发电两种形式。据气象资料显示，我国的东北、华北、西北以及东部近海地区风力资源丰富，而我国主要的油田均处在上述地区，因此可以将风能充分利用到石油开采领域中。

抽油机节能是全世界关注的事情，对于我国来讲，节能具有更大的现实意义。我国每年机械采油耗电量达42亿千瓦小时，但抽油系统的效率只有16％-23％，有的甚至还低。常规的有杆抽油机带有巨大的配重块，当抽油机工作时配重块也在持续的旋转，从而需要消耗一部分能量转化成配重块的动能。液压式抽油机虽已问世20多年，但多数寿命低，且不节能，因此均未正式投入使用。

发明内容

本发明的目的就是为解决上述问题，提出一种风电互补液压式抽油装置，它具有节能环保、效率高、可以自动调节冲程冲次，以及具有抗强风等优点，并且没有巨大的配重块仍能保持平衡。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种风电互补液压式抽油装置，它主要由机械采油系统、液压系统、风电双动力系统及相应的控制系统组成，其中机械采油系统包括支架，在支架上部铰接游梁的一端，驴头安装在游梁的另一端；风电双动力系统包括风机装置和电动机装置两部分；液压系统包括液压缸，液压缸与游梁连接；液压缸还通过电磁换向阀与蓄能装置连接，蓄能装置则与液压泵I和液压泵II连接，液压泵I和液压泵II与油箱连接；控制系统包括与液压缸相配合的一组行程开关，行程开关与控制器连接，控制器与电动机装置连接；同时控制器还与设置在液压系统中的压力检测装置连接，控制器与电磁换向阀连接。

所述驴头上设有悬绳，悬绳与光杆连接，光杆置于抽油管内。

所述风机装置包括风力机，它安装在塔架上，风力机与液压泵I连接；电动机装置为电动机，它与液压泵II连接。

所述蓄能装置包括蓄能器I和蓄能器II，液压缸通过单向阀IV与蓄能器I相通。

所述液压系统设有主油路，主油路由液压泵I和液压泵II产生的高压油支路分别经过单向阀II和单向阀III汇聚而成，在汇聚处还设有蓄能器II和压力检测装置；液压泵I和液压泵II的低压油路同时经滤油器I与油箱连接。

所述液压系统设有回油路，回油路由调速阀、滤油器II散热器和油箱串联而成的，在油箱上设有液面计、过滤器和温度计。

所述液压泵I产生的高压油支路设有溢流阀，液压泵II产生的高压油支路设有外控顺序阀。

所述风力机为垂直轴或水平轴升力型风力机。

所述行程开关组包括行程开关I、行程开关II，两者分别安置在支架与游梁铰接处的前侧和后侧，并与控制器连接。

本发明的有益效果：

1、由于液压泵具有良好的调速范围，所以可采用风力机或电动机直接带动液压装置，从而传动效率高，能耗低；

2、蓄能器II具有缓冲作用，使系统可以吸收和利用能量较大的阵风；

3、具有安全的保护功能，当风力较大时，可以通过溢流阀降低系统压力，以保证液压系统的正常运行；

4、用蓄能器代替巨大的配重，从而节约了驱使配重转动的动能；

5、由于该装置属于前置式有杆抽油机，与后置式相比，在相同冲程的前提下，降低了抽油装置支架的高度；

6、通过压力传感器把液压系统的压力反馈给控制器，再由控制器来控制电动机的输出功率，在风速较大时电动机不工作，当风速较小时电动机输出功率相应增大，既使风能得到了充分的利用，又节省了一部分的电能。

附图说明

图1为本发明实施例的主要部件结构示意图；

图2为本发明实施例系统的液压原理图；

图3为本发明实施例的伺服系统原理图。

其中，1风力机、2液压泵I、3塔架、4液压泵II、5电动机、6行程开关I、7油箱、8支架、9游梁、10驴头、11蓄能器I、12蓄能器II、13液压缸、14控制器、15行程开关II、16基台、17悬绳、18光杆、19三通、20单向阀IV、21电磁换向阀、22单向阀I、23单向阀II、24单向阀III、25溢流阀、26液面计、27过滤器、28滤油器I、29温度计、30顺序阀II、31压力传感器、32调速阀、33滤油器II、34散热器、35抽油管。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。

如图1所示，液压泵I2直接与风力机相连，并水平安置在塔架3顶端(为了维修方便也可放到基台上)，控制器14安置在塔架3上；游梁9的一端与支架8铰接另一端安置驴头10，下方与液压缸13铰接；在支架8与游梁9铰接处下方附近固定行程开关I6和行程开关II15；悬绳17的顶端连接驴头10，底端连接光杆18，光杆18置于带有三通19的抽油管35内；液压缸13、蓄能器I11、蓄能器II12、支架8、液压泵II4、电动机5、油箱7都直接或间接地固定在水平的基台16上。

如图2所示，液面计26、过滤器27、温度计29与油箱7直接相连，液压泵I2、液压泵II4的低压油路汇聚后经过滤油器I 28与油箱7相通；经溢流阀25和单向阀23的液压泵I2产生的高压油支路与经顺序阀II30和单向阀24的液压泵II4产生的高压油支路汇合，再与压力传感器31、单向阀22和蓄能器II12相连；二位四通电磁换向阀21的P端接单向阀22，A端接液压缸13和单向阀IV20相连，B端接单向阀IV20的另一端和蓄能器I11，T端接调速阀。

如图1所示，风力机1捕捉风能，驱动液压泵I2运转为液压系统提供能量。

如图1所示，电动机5带动液压泵II4运转，为液压系统提供能量。

如图2所示，溢流阀25的一端接液压泵I2，另一端接油箱7。溢流阀25的作用是防止风速过快时，液压泵I2的输出功率过高，使液压系统压力超过允许范围。

如图2所示，顺序阀30一端接液压泵II4，另两端分别接主油路和油箱7。顺序阀30的作用是当系统压力超过允许范围时使液压泵II4卸荷，从而减少电动机5消耗的电能。

如图1、图2、图3所示，下冲程时，控制器14控制二位四通电磁换向阀21停在右位。此时，液压缸13与蓄能器I11相通。光杆18所受的重力克服在石油中所受的浮力与摩擦力做功，带动游梁9对液压缸13施加竖直向下的压力，把液压缸13中的液压油压入蓄能器I11中；同时，液压泵I2与液压泵II4互补运转产生的压力能充入蓄能器II12中。

如图1、图2、图3所示，上冲程时，控制器14控制二位四通电磁换向阀21停在左位。此时，主油路与液压缸13相通，互补运转的液压泵I2和液压泵II4产生的压力与蓄能器II12储存的压力经过单向阀I22共同向液压缸13供能，使液压缸13顶起游梁9，再带动光杆18克服自身的重力和石油的重力做功，将光杆18和石油共同提起，使石油从三通19排出；同时，蓄能器I11储存的能量一部分通过单向阀IV20向液压缸13辅助供能，另一部分通过限速阀32、滤油器II33、散热器34最终流入油箱7中。

如图2、图3所示，压力传感器31安置在主油路中，且与控制器14相连。使控制器14分析压力传感器31传递的信号，从而调节电动机的输出功率，达到节能的目的。

如图1、图2、图3所示，下冲程时，游梁9逆时针摆动，直到接触到行程开关II15，行程开关II15反馈给控制器14，控制器14控制二位四通电磁换向阀在停留左位，使系统变为上冲程；上冲程时，游梁9顺时针摆动，直到接触到行程开关I6，行程开关I6反馈给控制器14，控制器14控制二位四通电磁换向阀停留在右位，使系统变为下冲程。

Claims

1.一种风电互补液压式抽油装置，其特征是，它主要由机械采油系统、液压系统、风电双动力系统及相应的控制系统组成，其中机械采油系统包括支架，在支架上部铰接游梁的一端，驴头安装在游梁的另一端；风电双动力系统包括风机装置和电动机装置两部分；液压系统包括液压缸，液压缸与游梁连接；液压缸还通过电磁换向阀与蓄能装置连接，蓄能装置则与液压泵I和液压泵II连接，液压泵I和液压泵II与油箱连接；控制系统包括与液压缸相配合的一组行程开关，行程开关与控制器连接，控制器与电动机装置连接；同时控制器还与设置在液压系统中的压力检测装置连接，控制器与电磁换向阀连接。

2.如权利要求1所述的风电互补液压式抽油装置，其特征是，所述驴头上设有悬绳，悬绳与光杆连接，光杆置于抽油管内。

3.如权利要求1所述的风电互补液压式抽油装置，其特征是，所述风机装置包括风力机，它安装在塔架上，风力机与液压泵I连接；电动机装置为电动机，它与液压泵II连接。

4.如权利要求1所述的风电互补液压式抽油装置，其特征是，所述蓄能装置包括蓄能器I和蓄能器II，液压缸通过单向阀IV与蓄能器I相通。

5.如权利要求1所述的风电互补液压式抽油装置，其特征是，所述液压系统设有主油路，主油路由液压泵I和液压泵II产生的高压油支路分别经过单向阀II和单向阀III汇聚而成，在汇聚处还设有蓄能器II和压力检测装置；液压泵I和液压泵II的低压油路同时经滤油器I与油箱连接。

6.如权利要求1所述的风电互补液压式抽油装置，其特征是，所述液压系统设有回油路，回油路由调速阀、滤油器II散热器和油箱串联而成的，在油箱上设有液面计、过滤器和温度计。

7.如权利要求5所述的风电互补液压式抽油装置，其特征是，所述液压泵I产生的高压油支路设有溢流阀，液压泵II产生的高压油支路设有外控顺序阀。

8.如权利要求3所述的风电互补液压式抽油装置，其特征是，所述风力机为垂直轴或水平轴升力型风力机。

9.如权利要求1所述的风电互补液压式抽油装置，其特征是，所述行程开关组包括行程开关I、行程开关II，两者分别安置在支架与游梁铰接处的前侧和后侧，并与控制器连接。