CN102041980A - 一种可实现能量全回收的无冲击液压抽油装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可实现能量全回收的无冲击液压抽油装置。液压动力源、冷却过滤系统、比例调速阀、液压换向阀、升降油缸、蓄能器、动滑轮、钢丝绳、悬挂器、抽油杆和冲程调节器组成液压抽油装置。其连接方式为：液压动力源、冷却过滤系统、比例调速阀、液压换向阀、升降油缸和蓄能器通过液压管道相互连接。比例调速阀通过冲程调节器控制升降油缸进出油量，保证抽油杆接近零速到达上下冲程末端，能够消除抽油杆换向冲击，将抽油杆下放的势能直接转换为液压能蓄存起来，提升时释放出来，避免抽油杆疲劳断裂所遭成的毁泵、毁井的重大事故，液压能量转换控制技术能够有效降低抽油装置功率，比例控制技术很方便地实现了冲程和冲次电子化调节。

Description

一种可实现能量全回收的无冲击液压抽油装置

技术领域

本发明专利涉及的是一种用于油气开采的能量全回收无冲击液压抽油装置，属于机械领域。

背景技术

我国的石油开采绝大部分处于低能、低产油田，不像国外的油田有很强的自喷能力，因而抽油机成为目前采油生产中的主要设备，数量达10万台以上，年耗电量达百亿度，用电量约占油田总用电量的40％。虽然抽油机种类很多，但现场运行最多的仍是常规游梁式抽油机，它存在的缺点：一是运行效率低，电能浪费大；二是抽油杆在上、下冲程转化过程中，存有换向冲击，从结构受力分析角度看，仅一天一夜抽油杆就要经受一万多次的换向冲击，很难做到长寿命，易遭成疲劳断裂，一旦断裂，会发生毁泵、毁井的重大事故；三是冲程和冲次调节不方便，因为地下油液渗透速度赶不上抽油杆连续不断的往返抽吸，为避免空抽现象，需要人工进行冲程和冲次调节。现在各个行业都十分重视节能降耗，国家也设立了节能中心，对石油行业来讲，节省电耗就是直接降低石油的开采成本，为此提出了一种可实现能量全回收的无冲击液压抽油装置。

本发明专利正是为实现上述要求而设计的，目的在于消除抽油杆换向冲击，将抽油杆下放的势能直接转换为液压能蓄存起来，提升时释放出来，有效地降低抽油装置功率，实现冲程和冲次电子化调节。

发明专利内容

本发明专利要解决的技术问题是提供一种可实现能量全回收的无冲击液压抽油装置，该装置能够有效地消除抽油杆换向冲击，减小抽油装置功率，实现抽油杆冲程和冲次电子化调节，本发明专利的目的是为石油行业提供一种安全可靠的节能抽油装置。

为解决上述问题，本发明专利是这样实现的：本发明专利主要包括液压动力源、冷却过滤系统、比例调速阀、液压换向阀、升降油缸、蓄能器、动滑轮、钢丝绳、悬挂器、抽油杆和冲程调节器。其特征之一是液压动力源、冷却过滤系统、比例调速阀、液压换向阀、升降油缸和蓄能器通过液压管道相互连接。其特征之二是升降油缸和动滑轮通过升降油缸的活塞杆相连接。其特征之三是钢丝绳和抽油杆通过悬挂器相连接。其特征之四是升降油缸内置有一套位移传感器，位移信号传入冲程调节器。其特征之五是冲程调节器内配有PLC控制器和液晶显示面板。

本液压抽油装置的工作原理是：通过抽油杆的下放和提升两个过程实现原油的抽吸。下放过程中，抽油杆带动钢丝绳、动滑轮，使得升降油缸的活塞杆收缩，升降油缸的活塞腔液压油一部分压回到蓄能器蓄存起来，另一部分通过液压换向阀返回到活塞杆腔，在抽油杆到达下冲程末端之前，比例调速阀通过冲程调节器控制升降油缸活塞腔出油量，保证抽油杆接近零速到达下冲程末端。抽油杆的提升过程中，蓄能器蓄存起来的压力油释放出来，进入升降油缸的活塞腔，推动升降油缸的活塞杆伸出，进而带动钢丝绳、动滑轮，使得抽油杆向上提升，与此同时，升降油缸活塞杆腔的油液通过液压换向阀、冷却过滤系统返回到液压动力源的油箱内，在抽油杆到达上冲程末端之前，比例调速阀通过冲程调节器控制升降油缸活塞腔进油量，保证抽油杆接近零速到达上冲程末端。

本发明专利能够消除抽油杆换向冲击，将抽油杆下放的势能直接转换为液压能蓄存起来，提升时释放出来，避免抽油杆疲劳断裂所遭成的毁泵、毁井的重大事故，装置具有结构简单可靠，操作方便快捷的优点。本发明专利的液压能量转换控制技术能够有效降低抽油装置功率，具有非常高的节能应用价值。

附图说明

附图是一种可实现能量全回收的无冲击液压抽油装置工作原理图。

1液压动力源    2冷却过滤系统    3比例调速阀    4液压换向阀

5升降油缸      6蓄能器          7动滑轮        8钢丝绳    9悬挂器

10抽油杆       11油井           12冲程调节器

具体实施方式

如图所示，本发明专利主要包括液压动力源1、冷却过滤系统2、比例调速阀3、液压换向阀4、升降油缸5、蓄能器6、动滑轮7、钢丝绳8、悬挂器9、抽油杆10和冲程调节器12。其特征之一是液压动力源1、冷却过滤系统2、比例调速阀3、液压换向阀4、升降油缸5和蓄能器6通过液压管道相互连接。其特征之二是升降油缸5和动滑轮7通过升降油缸5的活塞杆相连接。其特征之三是钢丝绳8和抽油杆10通过悬挂器9相连接。其特征之四是升降油缸5内置有一套位移传感器，位移信号传入冲程调节器12。其特征之五是冲程调节器12内配有PLC控制器和液晶显示面板。

如图所示，本液压抽油装置的工作原理是：通过抽油杆10的下放和提升两个过程实现原油的抽吸。下放过程中，抽油杆10带动钢丝绳8、动滑轮7，使得升降油缸5的活塞杆收缩，升降油缸5的活塞腔液压油一部分压回到蓄能器6蓄存起来，另一部分通过液压换向阀4返回到活塞杆腔，在抽油杆10到达下冲程末端之前，比例调速阀3通过冲程调节器12控制升降油缸5活塞腔出油量，保证抽油杆10接近零速到达下冲程末端。抽油杆10的提升过程中，蓄能器6蓄存起来的压力油释放出来，进入升降油缸5的活塞腔，推动升降油缸5的活塞杆伸出，进而带动钢丝绳8、动滑轮7，使得抽油杆10向上提升，与此同时，升降油缸5活塞杆腔的油液通过液压换向阀4、冷却过滤系统2返回到液压动力源1的油箱内，在抽油杆10到达上冲程末端之前，比例调速阀3通过冲程调节器12控制升降油缸5活塞腔进油量，保证抽油杆10接近零速到达上冲程末端。

Claims (5)

1.一种可实现能量全回收的无冲击液压抽油装置，包括液压动力源(1)、冷却过滤系统(2)、比例调速阀(3)、液压换向阀(4)、升降油缸(5)、蓄能器(6)、动滑轮(7)、钢丝绳(8)、悬挂器(9)、抽油杆(10)和冲程调节器(12)；其特征是液压动力源(1)、冷却过滤系统(2)、比例调速阀(3)、液压换向阀(4)、升降油缸(5)和蓄能器(6)通过液压管道相互连接。

2.根据权利要求1所述的一种可实现能量全回收的无冲击液压抽油装置，其特征是升降油缸(5)和动滑轮(7)通过升降油缸(5)的活塞杆相连接。

3.根据权利要求1所述的一种可实现能量全回收的无冲击液压抽油装置，其特征是钢丝绳(8)和抽油杆(10)通过悬挂器(9)相连接。

4.根据权利要求1所述的一种可实现能量全回收的无冲击液压抽油装置，其特征是升降油缸(5)内置有一套位移传感器，位移信号传入冲程调节器(12)。

5.根据权利要求1所述的一种可实现能量全回收的无冲击液压抽油装置，其特征是冲程调节器(12)内配有PLC控制器和液晶显示面板。

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