CN102629779A

CN102629779A - 油田抽油机的不间断动力系统

Info

Publication number: CN102629779A
Application number: CN2012101196388A
Authority: CN
Inventors: 王秋勇
Original assignee: CHONGQING JINCHUAN POWER MACHINERY Co Ltd
Current assignee: CHONGQING JINCHUAN POWER MACHINERY Co Ltd
Priority date: 2012-04-23
Filing date: 2012-04-23
Publication date: 2012-08-08

Abstract

本发明公开了一种油田抽油机的不间断动力系统，包括连接有减速机的抽油机、及电动机，减速机输入端与电动机的输出轴相连接，还包括一自动切换控制器、气压传感器、与伴生气出口端相连接的气体混合装置、发动机、及连接于发动机与电动机之间的发电机；当伴生气充足时，发动机利用伴生气为抽油机提供动力；当伴生气间断或不足时，自动切换为通过市电为电动机供电，以供抽油机不间断运动；当没有市电时，自动切换控制器自动切换为利用伴生气和/或燃油带动发电机发电，以使电动机的输出轴保持不间断转动，确保抽油机连续工作。本发明将伴生气、电能、及燃油作为互补能源为抽油机提供动力，不仅能消除环境污染的隐患，实现抽油机的连续工作，且利用率较高，经济性较好。

Description

油田抽油机的不间断动力系统

技术领域

本发明涉及油田抽油机技术领域，尤其涉及一种用于油田抽油机的动力系统。

背景技术

抽油机是油田最重要的采油设备，它的工作原理是通过电动机经减速后用一曲柄机构带动抽油杆在油井中上下往复运动。油田抽油机的动力通常是由电动机或发动机分别提供的，在具有动力电源供给的条件下，大多采用电动机通过减速机带动抽油机工作，在没有电力供应的偏远地区，则采用发动机通过减速机带动抽油机工作。

在抽油机工作过程中都会有伴生气的产生，这种伴生气的气量大小不稳定，呈现时多时少的现象。为了避免伴生气对周边环境造成污染，绝大多数分散中小油井产生的伴生气都是通过直接燃烧的方式被消耗掉。但燃烧伴生气不仅会造成能源浪费，同时还会造成大气环境污染。因此，可对该伴生气进行收集后综合利用。但若通过管路对各油井的伴生气进行收集的话，由于伴生气总量较小，且油井位置分散，这种集中综合利用方式需要配置大量的输送管道及附属设施，其成本较为高昂，经济性较差；即便有的燃气发电机可用于伴生气发电，但工作极不稳定，无法保证实现对抽油机连续供电、伴生气的转化率不到40％，抽油效率低且需要人工守护。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种油田抽油机的不间断动力系统，其将伴生气、电能、及燃油作为互补能源为抽油机提供动力，不仅能消除环境污染的隐患，实现抽油机的连续工作，且利用率较高，经济性较好。

为实现上述目的，本发明提供一种油田抽油机的不间断动力系统，包括：连接有减速机的抽油机、及电动机，该减速机输入端与电动机的输出轴相连接，其还包括一自动切换控制器、对通过抽油机所在油井伴生气出口端的伴生气进行实时检测的气压传感器、与伴生气出口端相连接的气体混合装置、可利用伴生气和燃油为燃料的发动机、及连接于发动机与电动机之间的发电机；当通过伴生气出口端的伴生气充足时，发动机利用伴生气带动发电机发电，电动机经减速机减速后带动抽油机上下往复运动；当通过伴生气出口端的伴生气间断或不足时，自动切换控制器自动切换为通过市电为电动机提供电力，从而带动抽油机上下往复运动；当没有市电时，自动切换控制器自动切换为利用伴生气和/或燃油带动发电机发电，从而为电动机提供电力，以使电动机的输出轴保持不间断转动，为抽油机提供不间断的动力。

本发明中，所述电动机的接线端可以通过自动切换控制器与一动力电源可切换式连接。

其中，所述自动切换控制器一端与该动力电源电性连接，一端与发电机电性连接，另一端与电动机电性连接。

所述气压传感器一端与自动切换控制器电性连接，另一端连接于伴生气出口端与气体混合装置之间。

当通过伴生气出口端的伴生气充足时，电动机与动力电源断开，发动机利用伴生气带动发电机发电，发电机带动电动机转动，经减速机减速后带动抽油机上下往复运动；当通过伴生气出口端的伴生气间断或不足时，自动切换控制器控制电动机与动力电源相连通，动力电源为电动机提供电力，电动机经减速机减速后带动抽油机上下往复运动。

进一步地，本发明还包括一与气体混合装置并行连接于发动机输入端的供油装置，该气体混合装置和供油装置一端均分别与自动切换控制器电性连接，该自动切换控制器通过气压传感器与伴生气出口端相连接。

所述供油装置一侧连接有一油箱。

当通过伴生气出口端的伴生气充足时，自动切换控制器与气体混合装置相连通，发动机利用伴生气带动发电机发电，发电机带动电动机转动，经减速机减速后带动抽油机上下往复运动；当通过伴生气出口端的伴生气间断或不足时，自动切换控制器与供油装置相连通，发动机利用燃油带动发电机发电，发电机带动电动机转动，经减速机减速后带动抽油机上下往复运动。

本发明中的电动机可以为多台，抽油机的数量与电动机数量相对应。

本发明油田抽油机的不间断动力系统，其可对伴生气进行收集后综合利用，将伴生气、电能、及燃油作为互补能源为抽油机提供动力，当伴生气充足时，利用伴生气为电动机供电，从而为抽油机提供动力，当伴生气间断或不足时，自动切换到市电供电，当无市电时，可实现伴生气与燃油自动切换供电，从而保证抽油机的不间断正常工作，不仅能消除环境污染的隐患，且设施配置较为简单，成本较低，伴生气利用较为充分，发电转换效率达75％以上，具有较好的经济性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明油田抽油机的不间断动力系统第一具体实施例的结构示意图；

图2为本发明油田抽油机的不间断动力系统第二具体实施例的结构示意图；

图3为本发明油田抽油机的不间断动力系统第三具体实施例的结构示意图；

图4为本发明油田抽油机的不间断动力系统第四具体实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供一种油田抽油机的不间断动力系统，其包括连接有减速机10的抽油机20、及电动机30，该减速机10输入端与电动机30的输出轴相连接，其还包括一自动切换控制器40、对通过抽油机20所在油井伴生气出口端22的伴生气进行实时检测的气压传感器42、与伴生气出口端22相连接的气体混合装置50、可利用伴生气和燃油为燃料的发动机60、及连接于发动机60与电动机30之间的发电机70。其中，所述减速机10是一种动力传达机构，其可以将电动机30的高转速减速到所需要的回转数，并得到较大转矩；自动切换控制器40具有自动切换控制功能；气体混合装置50用于收集通过伴生气出口端22的伴生气；发动机60可以将伴生气和燃油作为燃料，从而转化为机械能为抽油机20提供动力。

本发明中的电动机30可以为多台，抽油机20的数量与电动机30数量相对应。抽油机20与电动机30的具体数量主要根据每台抽油机20所需功率、发动机60的功率、及油井分布的集中度来确定，每台抽油机20对应一油井，各油井的伴生气集中供应发动机60。

本发明的油田抽油机的不间断动力系统在具有市电的场合下，电动机30的接线端可以通过自动切换控制器40与一动力电源80可切换式连接。通过该自动切换控制器40的自动控制，从而切换电动机30与动力电源80之间的通断，控制更加智能化，无需人工守护。

作为本发明的第一种具体实施例，所述自动切换控制器40一端与该动力电源80电性连接，一端与发电机70电性连接，另一端与电动机30电性连接；所述气压传感器42一端与自动切换控制器40电性连接，另一端连接于伴生气出口端22与气体混合装置50之间。其中，该气压传感器42对通过伴生气出口端22的伴生气进行实时检测，当感测到伴生气的气压足够时，则电动机30与动力电源80断开，发动机60可利用伴生气带动发电机70发电，发电机70带动电动机30高速转动，减速机10将电动机30的高速转动减速到所要的回转数，从而带动抽油机20上下往复运动。当气压传感器42感测到伴生气间断或气压较小时，则自动切换控制器40控制电动机30与动力电源80相连接，自动切换为通过市电为电动机30提供电力的模式。在该具体实施例中，即自动切换控制器40自动切换为通过动力电源80为电动机30提供电力，使得电动机30高速转动，并经减速机10减速后带动抽油机20上下往复运动。通过该伴生气和市电互补供电的模式，可以确保电动机30的输出轴保持不间断转动，从而为抽油机20提供不间断的动力。

如图2所示，作为本发明的第二种具体实施例，出于降低成本的考虑，其与第一具体实施例的区别在于，可以无需设置自动切换控制器40、气压传感器42、及发电机70。在该具体实施例中，所述减速机10、抽油机20、及电动机30均只有一台。发动机60通过皮带传动电动机30的电机轴32转动，该发动机60的输出轴62与其上的主动皮带轮64之间连接有单向器单向超越装置(未图示)，其通过市电与伴生气相结合的方式，共同为电动机30提供电力，从而为抽油机20提供不间断的动力。

如图3所示，作为本发明的第三种具体实施例，其与第二具体实施例的区别在于，减速机10、抽油机20、及电动机30均有两台，发动机60还连接有一用于发电的从电动机31，发动机60的输出轴62与其上的主动皮带轮64之间连接有一单向超越装置，发动机60的输出轴62通过该单向超越装置与从电动机31的电机轴相连接。该发动机60与从电动机31实质构成一燃气发电机，该发动机60的输出动力与动力电源80并联接入电动机30。作为本发明的一种优选实施例，所述从电动机31可以采用励磁电机，其特殊的励磁方式，可以使得伴生气发电的转换效率达到75％以上。当伴生气间断或不足时，可以通过机械方式切换到市电为电动机30提供电力，从而带动抽油机20做不间断的上下往复运动。

特别的，本发明的油田抽油机的不间断动力系统在没有市电的场合下，同样可以正常工作。如图4所示，在该具体实施例中，还包括一与气体混合装置50并行连接于发动机60输入端的供油装置90，该气体混合装置50和供油装置90一端均分别与自动切换控制器40电性连接，该自动切换控制器40通过气压传感器42与伴生气出口端22相连接。在该实施例中，所述供油装置90一侧还连接有一油箱92。在无市电的边远地区使用时，当通过伴生气出口端22的伴生气充足时，自动切换控制器40与气体混合装置50相连通，发动机60利用伴生气带动发电机70发电，发电机70带动电动机30转动，经减速机10减速后带动抽油机20上下往复运动；当通过伴生气出口端22的伴生气间断或不足时，自动切换控制器40自动切换为与供油装置90相连通，从而通过供油装置90内的燃油供电，即发动机60利用燃油带动发电机70发电，发电机70带动电动机30转动，经减速机10减速后带动抽油机20上下往复运动。

本发明这种将伴生气、电能、及燃油作为互补能源为抽油机20提供动力的方式，在有市电的场合下，当伴生气充足时，可以利用伴生气为电动机30供电，从而为抽油机20提供动力，当伴生气间断或不足时，自动切换到市电供电，以确保抽油机20保持不间断的上下往复运动；在无市电场合下，当伴生气充足时，可以利用伴生气发电为电动机30供电，当伴生气间断或不足时，自动切换到利用燃油发电为电动机30供电的模式，同样可以确保抽油机20的不间断运动。当然，在具体应用中，还可以根据实际情况，选择伴生气与市电供电相结合，或伴生气与燃油供电相结合的方式，共同为抽油机20提供连续不间断的动力，即使伴生气气源在负压-5k～0Pa时，系统也能正常发电工作，不仅能消除环境污染的隐患，且设施配置较为简单，成本较低，伴生气利用较为充分，无需人工守护更具智能化，具有较好的经济性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种油田抽油机的不间断动力系统，包括连接有减速机的抽油机、及电动机，该减速机输入端与电动机的输出轴相连接，其特征在于，还包括一自动切换控制器、对通过抽油机所在油井伴生气出口端的伴生气进行实时检测的气压传感器、与伴生气出口端相连接的气体混合装置、可利用伴生气和燃油为燃料的发动机、及连接于发动机与电动机之间的发电机；当通过伴生气出口端的伴生气充足时，发动机利用伴生气带动发电机发电，电动机经减速机减速后带动抽油机上下往复运动；当通过伴生气出口端的伴生气间断或不足时，自动切换控制器自动切换为通过市电为电动机提供电力，从而带动抽油机上下往复运动；当没有市电时，自动切换控制器自动切换为利用伴生气和/或燃油带动发电机发电，从而为电动机提供电力，以使电动机的输出轴保持不间断转动，为抽油机提供不间断的动力。

2.如权利要求1所述的油田抽油机的不间断动力系统，其特征在于，所述电动机的接线端通过自动切换控制器与一动力电源可切换式连接。

3.如权利要求2所述的油田抽油机的不间断动力系统，其特征在于，所述自动切换控制器一端与该动力电源电性连接，一端与发电机电性连接，另一端与电动机电性连接。

4.如权利要求3所述的油田抽油机的不间断动力系统，其特征在于，所述气压传感器一端与自动切换控制器电性连接，另一端连接于伴生气出口端与气体混合装置之间。

5.如权利要求4所述的油田抽油机的不间断动力系统，其特征在于，当通过伴生气出口端的伴生气充足时，电动机与动力电源断开，发动机利用伴生气带动发电机发电，发电机带动电动机转动，经减速机减速后带动抽油机上下往复运动；当通过伴生气出口端的伴生气间断或不足时，自动切换控制器控制电动机与动力电源相连通，动力电源为电动机提供电力，电动机经减速机减速后带动抽油机上下往复运动。

6.如权利要求1所述的油田抽油机的不间断动力系统，其特征在于，还包括一与气体混合装置并行连接于发动机输入端的供油装置，该气体混合装置和供油装置一端均分别与自动切换控制器电性连接，该自动切换控制器通过气压传感器与伴生气出口端相连接。

7.如权利要求6所述的油田抽油机的不间断动力系统，其特征在于，所述供油装置一侧连接有一油箱。

8.如权利要求7所述的油田抽油机的不间断动力系统，其特征在于，当通过伴生气出口端的伴生气充足时，自动切换控制器与气体混合装置相连通，发动机利用伴生气带动发电机发电，发电机带动电动机转动，经减速机减速后带动抽油机上下往复运动；当通过伴生气出口端的伴生气间断或不足时，自动切换控制器与供油装置相连通，发动机利用燃油带动发电机发电，发电机带动电动机转动，经减速机减速后带动抽油机上下往复运动。

9.如权利要求4或7所述的油田抽油机的不间断动力系统，其特征在于，所述电动机为多台，抽油机的数量与电动机数量相对应。