CN103133434A - 蓄能型节能液压抽油机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种蓄能型节能液压抽油机，包括：电机、由电机驱动的液压泵、连接装置、执行单元、建压失压单元、蓄能器、位置检测装置。所述执行单元包括加载单元及蓄能单元，液压泵对加载单元及蓄能单元单向进油，蓄能器对执行单元进行蓄能或放能，建压失压单元用于使加载单元及蓄能单元同时建立压力或者使加载单元失去压力。执行单元在连接装置上升时起作用的面积大于执行单元在连接装置下降时起作用的面积。本发明实现能量有效回收，大大节省了驱动液压泵的电机的能耗。

Description

蓄能型节能液压抽油机

技术领域

本发明涉及一种蓄能型节能液压抽油机。

背景技术

目前各国通常采用传统的游梁式抽油机开采石油。传统的游梁式抽油机在节能效果差,传动效率低,无法更好的实现节能;由于体积大,重量大,导致不方便运输,安装,维修和调参;设备整体投入成本高。游梁式抽油机无法很好的实现抽油机在采油过程中,抽油机下降过程中抽油杆等的重力势能的有效回收,不能达到回收能量的作用。

实用新型内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种蓄能型节能液压抽油机，节约电机的能量消耗。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种蓄能型节能液压抽油机，包括：电机；由所述电机驱动的液压泵；用于与抽油机的抽油杆连接的连接装置；驱动连接装置上升和下降的执行单元；所述执行单元包括加载单元及蓄能单元，所述液压泵对加载单元及蓄能单元单向进油；被触发以设定抽油冲程的位置检测装置；与执行单元的蓄能单元连接的蓄能器；所述蓄能器对执行单元进行蓄能或放能；建压失压单元，用于使加载单元及蓄能单元同时建立压力或者使加载单元失去压力。

所述建压失压单元由位置检测装置的信号控制其得电或失电。

所述执行单元在连接装置上升时为加载单元与蓄能单元的总面积作用，所述执行单元在连接装置下降时为蓄能单元的面积作用；所述执行单元在连接装置上升时起作用的面积大于执行单元在连接装置下降时起作用的面积。

进一步地，初始状态建压失压单元失电时，液压泵输出的液压油同时单向进入加载单元及蓄能单元，加载单元及蓄能单元同时建立压力，加载单元及蓄能单元的面积同时起作用，加载单元及蓄能单元同时带动连接装置上升。所述建压失压单元得电时加载单元失去压力，此时仅有蓄能单元的面积起作用，蓄能单元产生蓄能油液，蓄能油液进入蓄能器蓄能，蓄能单元带动连接装置下降。在下一周期中所述建压失压单元再一次失电时蓄能器所蓄的蓄能油液进入蓄能单元，蓄能单元带动连接装置上升，液压泵输出的液压油进入加载单元带动连接装置上升。

进一步地，所述建压失压单元包括：对加载单元起保护功能的建压失压控制阀、液压油单向导通功能的第一单向阀、液压油单向导通功能的第二单向阀；所述加载单元为一个以上的加载油缸，所述蓄能单元为一个以上的蓄能油缸；所述位置检测装置包括底部开关及顶部开关；所述顶部开关触发时所述建压失压控制阀得电使加载单元失去压力，所述底部开关触发时所述建压失压控制阀失电使加载单元及蓄能单元同时建立压力。

所述加载单元可以为多个共同作用的加载油缸，所述蓄能单元可以为多个共同作用的蓄能油缸。

所述液压泵的出油口连接第一单向阀的进口，所述第一单向阀的出口与加载油缸的油腔相通；所述建压失压控制阀安装在第一单向阀的出口与加载油缸的油腔之间的油路上；所述建压失压控制阀在得电时所述加载油缸的油腔卸油失去压力。所述第二单向阀的进口连接第一单向阀的出口，所述第二单向阀的出口与蓄能油缸的油腔相通，所述蓄能油缸的油腔与蓄能器的进口相通。

进一步地，所述建压失压控制阀为电磁溢流阀。

进一步地，初始时建压失压控制阀失电建压，液压泵提供的液压油经过第一单向阀驱动加载油缸的加载活塞，液压泵提供的液压油经过第一单向阀和第二单向阀给蓄能器进油，液压泵提供的液压油经过第一单向阀和第二单向阀驱动蓄能油缸的蓄能活塞,加载单元及蓄能单元同时建立压力，加载活塞和蓄能活塞上升，与加载活塞连接的加载活塞杆上升、与蓄能活塞连接的蓄能活塞杆上升，加载活塞杆、蓄能活塞杆带动连接装置上升。

上升过程中顶部开关触发，建压失压控制阀得电,加载油缸的油腔卸油，加载活塞失去压力,仅蓄能活塞产生压力，在第一单向阀、第二单向阀单向截止的作用下，蓄能活塞下降的同时将产生的蓄能油液全部进入蓄能器蓄能，加载活塞和蓄能活塞下降，与加载活塞连接的加载活塞杆下降、与蓄能活塞连接的蓄能活塞杆下降，加载活塞杆、蓄能活塞杆带动连接装置下降。

下降过程中底部开关触发，建压失压控制阀失电,液压泵输出的液压油经过第一单向阀驱动加载活塞上升,同时蓄能器将蓄能油液输出至蓄能油缸的油腔进而驱动蓄能活塞上升,在加载活塞和蓄能活塞的共同作用下带动连接装置上升，上升过程中顶部开关触发进而建压失压控制阀得电开始周期性动作。

进一步地，所述加载油缸为推力型油缸或拉力型油缸，所述蓄能油缸为推力型油缸或拉力型油缸，所述的加载油缸与蓄能油缸并联或串联连接，所述的加载油缸与蓄能油缸并联连接的方式为：所述加载油缸与蓄能油缸左右并排设置，所述加载油缸的加载活塞杆、蓄能油缸的蓄能活塞杆同时与连接装置固定连接。

所述的加载油缸与液压油缸串联连接的方式为：所述加载油缸与蓄能油缸上下堆叠设置，所述蓄能油缸位于加载油缸上方，所述蓄能油缸的蓄能活塞杆与加载油缸的加载活塞连接，所述加载油缸的加载活塞杆与连接装置连接。

进一步地，所述抽油机具有对蓄能单元及蓄能器起保护功能的第二溢流阀，所述第二溢流阀安装在蓄能油缸的油腔与蓄能器连通的油路中；防止蓄能单元吸空或者抽油机停机可手动调节及释放蓄能压力的第一单向节流阀，所述第一单向节流阀安装在蓄能油缸的油腔与蓄能器连通的油路中；下降过程中用于调节连接装置的下降速度或者上升过程中用于调节蓄能器蓄能释放速度的节流阀，所述节流阀安装在蓄能油缸的油腔与蓄能器连通的油路中；防止加载单元吸空或者抽油机停机可手动调节的第二单向节流阀，所述第二单向节流阀安装在第一单向阀与加载油缸的油腔连通的油路中。

进一步地，所述液压泵为液压输出电子比例变化流量单元，蓄能单元与蓄能器连通的油路中安装有控制油液流量变化的电子比例阀，加载单元与蓄能单元的位置控制为模拟量的磁尺传感器；液压电子比例变化流量单元根据电信号的大小成比例的输出使液压油流量变化无级可调。

进一步地，所述加载单元为加载用液压马达，所述蓄能单元为蓄能用液压马达，所述加载用液压马达与蓄能用液压马达串联驱动液压绞车，液压绞车与连接装置连接。

进一步地，所述加载单元由上加载油缸、下加载油缸组成，所述蓄能单元由上蓄能油缸、下蓄能油缸组成，上加载油缸、下加载油缸布置在油井井口树的连接法兰上，上蓄能油缸、下蓄能油缸布置在油井井口树的连接法兰上，上加载油缸、下加载油缸、上蓄能油缸、下蓄能油缸各自的活塞杆与连接装置固定连接。

本发明的有益效果是：本发明的执行单元在连接装置上升时起作用的面积大于执行单元在连接装置下降时起作用的面积。初始建压失压单元失电时，液压泵输出的液压油同时单向进入加载单元及蓄能单元，加载单元及蓄能单元的面积同时起作用，加载单元及蓄能单元同时带动连接装置上升。建压失压单元得电时，执行单元的加载单元失去压力，此时仅有蓄能单元的面积起作用，蓄能单元产生蓄能油液，蓄能油液进入蓄能器蓄能，蓄能单元带动连接装置下降。在下一周期中所述建压失压单元再一次失电时蓄能器所蓄的蓄能油液进入蓄能单元，蓄能单元带动连接装置上升，液压泵输出的液压油进入加载单元带动连接装置上升。在下一周期上升时，借助与蓄能器带动蓄能活塞上升的力，液压泵仅需消耗较少的能耗也能使连接装置上升，从而，大大节省了驱动液压泵的电机的能耗。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明的实施例一的连接原理图；

图2是本发明的实施例二的连接原理图；

图3是本发明的实施例三的连接原理图；

图4是本发明的实施例四的连接原理图；

图5是本发明的实施例五的连接原理图；

图6是本发明的实施例六的连接原理图；

图7是本发明安装在井口树的安装布置图；

其中:1、电机，2、液压泵，3.1、电磁溢流阀，3.2、第二溢流阀，4、蓄能器，5.1、第一单向节流阀，5.2、第二单向节流阀，6.1、第一单向阀，6.2、第二单向阀，7、节流阀，8、执行单元，811、加载活塞，812、加载活塞杆，821、蓄能活塞，822、蓄能活塞杆，9.1、顶部开关，9.2、底部开关，10.连接装置，8.1、加载用液压马达，8.2、蓄能用液压马达，211、上加载油缸，212、下加载油缸，213、上蓄能油缸，214、下蓄能油缸，30、井口树。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例一：如图1，图1示出了本发明的动力单元为开关控制型以及执行单元为并联推力型液压缸组合形式的液压抽油机系统。

如图1所示，一种蓄能型节能液压抽油机，包括：电机1；由电机1驱动的液压泵2；用于与抽油机的抽油杆连接的连接装置10；驱动连接装置10上升和下降的执行单元8；执行单元8包括加载单元及蓄能单元，液压泵2对加载单元及蓄能单元单向进油；被触发以设定抽油冲程的位置检测装置；与执行单元8的蓄能单元连接的蓄能器4；蓄能器4对执行单元8进行蓄能或放能；建压失压单元，用于使加载单元及蓄能单元同时建立压力或者使加载单元失去压力；建压失压单元由位置检测装置的信号控制其得电失压或失电建压。建压失压单元得电时使加载单元失去压力，所述建压施压单元失电时使加载单元及蓄能单元同时建立压力。

电机1、液压泵2、建压失压单元以及蓄能器等形成抽油机的动力单元。如图1所示，左侧虚线框内为抽油机的动力单元，动力单元为抽油机提供动力，右侧虚线框为抽油机的执行单元。

执行单元8在连接装置10上升时为加载单元与蓄能单元的总面积作用，执行单元8在连接装置10下降时为蓄能单元的面积作用。执行单元8在连接装置10上升时起作用的面积大于执行单元8在连接装置10下降时起作用的面积。

建压失压单元包括：对加载单元起保护功能的建压失压控制阀、液压油单向导通功能的第一单向阀6.1、液压油单向导通功能的第二单向阀6.2。加载单元为一个以上的加载油缸，蓄能单元为一个以上的蓄能油缸。位置检测装置包括底部开关9.2及顶部开关9.1。顶部开关9.1触发时建压失压控制阀得电，底部开关9.2触发时，建压失压控制阀失电。加载单元可以为多个加载油缸，蓄能单元可以为多个蓄能油缸。建压失压控制阀为电磁溢流阀3.1或者其他类似功能的阀，如电磁换向阀与压力阀的组合或者电磁比例阀来实现。抽油机包括给执行单元8供油的液压油箱。

液压泵2的出油口连接第一单向阀6.1的进口，第一单向阀6.1的出口与加载油缸的油腔相通。建压失压控制阀安装在第一单向阀6.1的出口与加载油缸的油腔之间的油路上。建压失压控制阀在得电时加载油缸的油腔卸油失压。第二单向阀6.2的进口连接第一单向阀6.1的出口，第二单向阀6.2的出口与蓄能油缸的油腔相通，蓄能油缸的油腔与蓄能器4的进口相通。

如图1所示，执行单元为并联推力型：加载油缸为推力型油缸，蓄能油缸为推力型油缸，加载油缸与蓄能油缸并联连接，加载油缸与蓄能油缸左右并排设置，加载油缸的加载活塞杆812位于加载活塞811上方，蓄能油缸的蓄能活塞杆822位于蓄能活塞821的上方，加载活塞杆812、蓄能活塞杆822顶部通过水平连杆连接固定在一起，水平连杆中部与连接装置10固定连接。

加载油缸的加载活塞杆812位于加载活塞811上方，蓄能油缸的蓄能活塞杆822位于蓄能活塞821的上方，这种方案可以降低设备的安装高度，只有在使用过程中加载活塞杆812和蓄能活塞杆822才伸出，这样安装维修高度降低，方便使用。

抽油机具有对蓄能单元及蓄能器起保护功能的第二溢流阀3.2，第二溢流阀3.2安装在蓄能油缸的油腔与蓄能器4连通的油路中。抽油机具有防止蓄能单元吸空或者抽油机停机可手动调节及释放蓄能压力的第一单向节流阀5.1，第一单向节流阀5.1安装在蓄能油缸的油腔与蓄能器4连通的油路中。抽油机具有下降过程中用于调节连接装置的下降速度或者上升过程中用于调节蓄能器4蓄能释放速度的节流阀7，节流阀7安装在蓄能油缸的油腔与蓄能器4连通的油路中。

抽油机具有防止加载单元吸空或者抽油机停机可手动调节的第二单向节流阀5.2，第二单向节流阀5.2安装在第一单向阀6.1与加载油缸的油腔连通的油路中。

电机1可以采用普通电机，也可以采用变频电机。液压泵2优选为变量柱塞泵，蓄能器4优选为性能稳定的皮囊式蓄能器，其包括缸筒、用于隔开气体和液压油的皮囊。蓄能器4也可以为性能稳定的活塞式蓄能器,其包括缸筒、用于隔开气体和液压油的活塞。蓄能器4也可以为性能稳定的隔膜式蓄能器,其包括缸筒、用于隔开气体和液压油的隔膜。液压泵2上方的流量阀来控制液压泵的摆角和排量，从而改变连接抽油杆的连接装置10的上升速度。连接装置10的下降速度是靠节流阀7来调节。

加载单元和蓄能单元组合的执行单元8安装在油缸支架上，加载活塞杆812、蓄能活塞杆822通过连接装置10与井下泵的抽油杆连接在一起，以带动抽油杆上下往复运动。优选地，加载活塞杆812,、蓄能活塞杆822与井下泵的抽油杆布置在平行线上，从而使三者始终没有偏心地共线，保证了井下泵抽油杆可以长时间工作，延长了抽油系统使用寿命，并降低了设备的重量和安装维护高度。

位置检测装置安装在油缸支架上，用来检测加载活塞杆812,、蓄能活塞杆822的位置或者连接装置的位置或者抽油杆的位置。

位置检测装置优选为位移传感器，其可以是开关量传感器，比如分别设置在油缸支架的上、下部的两个开关：顶部开关9.1和底部开关9.2，顶部开关9.1和底部开关9.2可采用接近开关，顶部开关9.1和底部开关9.2可以为常闭型，也可以为常开型，其间的距离决定了抽油机的抽油冲程。位置检测装置也可以是模拟量传感器，从而可以在最大冲程范围内的任意位置调节冲程。

抽油机的抽油杆上下往复运动抽油，其一个工作循环如下：

初始时，加载活塞杆812和蓄能活塞杆822位于其冲程的最底端即下止点，建压失压控制阀得电失压,加载活塞杆812和蓄能活塞杆822静止,电机1启动进入正常原装状态。

建压失压控制阀失电建压，液压泵2提供的液压油经过第一单向阀6.1驱动加载油缸的加载活塞811，液压泵2提供的液压油经过第一单向阀6.1和第二单向阀6.2给蓄能器4进油，液压泵2提供的液压油经过第一单向阀6.1和第二单向阀6.2驱动蓄能油缸的蓄能活塞821,加载单元及蓄能单元同时建立压力，加载活塞811和蓄能活塞821上升，与加载活塞811连接的加载活塞杆812上升、与蓄能活塞811连接的蓄能活塞杆822上升，加载活塞杆812、蓄能活塞杆822带动连接装置10上升。连接装置10带动抽油杆上升，抽油杆上升过程中经过了底部开关9.2但并不触发底部开关9.2然后上升到达顶部时触发顶部开关9.1。

上升过程中顶部开关9.1触发，建压失压控制阀得电,加载油缸的油腔卸油，加载活塞811失去压力，仅蓄能活塞821产生压力，在第一单向阀、第二单向阀单向截止的作用下，蓄能活塞821下降的同时将产生的蓄能油液全部进入蓄能器4蓄能，经过节流阀7调速后能量被蓄进了蓄能器4，加载活塞811和蓄能活塞821下降，与加载活塞811连接的加载活塞杆812下降、与蓄能活塞811连接的蓄能活塞杆822下降，加载活塞杆812、蓄能活塞杆822带动连接装置10下降。第二单向阀6.2截止了液压油进入加载单元,保证了蓄能器4蓄能，然后抽油杆下降到达底部时触发底部开关9.2。

下降过程中底部开关9.2触发，建压失压控制阀失电,液压泵2输出的液压油经过第一单向阀6.1驱动加载活塞811上升,同时蓄能器4已经蓄到了足够的能量,经过节流阀7调节后蓄能器4将蓄能油液输出至蓄能油缸的油腔进而驱动蓄能活塞821上升,在加载活塞811和蓄能活塞821的共同作用下带动连接装置10上升，上升过程中顶部开关9.1触发进而建压失压控制阀得电开始周期性动作。

当建压失压控制阀不得电时，加载活塞811和蓄能活塞821分别都建立压力,则加载活塞杆812和蓄能活塞杆822带动抽油杆上升抽油。当建压失压控制阀得电时，加载活塞811失压，下降重力驱动只有蓄能活塞821面积,则建立蓄能压力,蓄能压力经过节流阀7节流后蓄进蓄能器4,则加载活塞杆812和蓄能活塞杆822带动抽油杆下降。在下一个周期中所蓄的能量将用于驱动下一上升周期中蓄能活塞821的力，因此在下一周期上升时，借助与蓄能器4带动蓄能活塞上升的力，液压泵2仅需消耗较少的能耗也能使连接装置10上升，从而，大大节省了驱动液压泵2的电机1的能耗。

执行单元8在提升过程中为加载活塞811和蓄能活塞821的总面积作用，在下降过程中仅为蓄能活塞821面积作用，加载活塞811油腔由于建压失压控制阀得电泄油失压，液压油接近零压经过建压失压控制阀流回油箱，下降过程中负载传递到液压油缸的作用面积减小，从而提高了抽油机在下降过程中蓄入蓄能器4能量时压力最大，而在上升释放过程中建压失压控制阀失电，液压泵2和加载油缸建压并提供上升流量和动力，上升为加载活塞811和蓄能活塞821的总面积作用，工作压力为蓄能压力和加载压力共同分担作用，让提升抽油杆所需要的工作压力最小，从而做到了高压蓄能，低压释放能量，有效的提高了蓄能器4的工作压差，达到了最高效和最大能力的蓄能。也让整个液压抽油机达到了真正意义上的高效蓄能。在上述循环工作中，抽油杆的下降势能，直接蓄能进了蓄能器4,从而最大程度地节省了能量。另外也做到了体积小、重量轻、运输方便、安装、维修、调参方便等优点。

实施例二：如图2，图2示出了本发明中执行单元为并联拉力型液压缸组合形式的液压抽油机系统。

实施例二与实施例一的区别在于：加载油缸为拉力型油缸，蓄能油缸为拉力型油缸，加载油缸与蓄能油缸并联连接，加载油缸与蓄能油缸左右并排设置，加载油缸的加载活塞杆812位于加载活塞811下方，蓄能油缸的蓄能活塞杆822位于蓄能活塞821的下方，加载活塞杆812、蓄能活塞杆822底部通过水平连杆连接固定在一起，水平连杆中部与连接装置10固定连接。

实施例三：如图3，图3示出了本发明中执行单元为串联拉力型液压缸组合形式的液压抽油机系统。

实施例三与实施例一的区别在于：加载油缸为拉力型油缸，蓄能油缸为拉力型油缸，加载油缸与蓄能油缸串联连接，加载油缸与蓄能油缸上下堆叠设置，蓄能油缸位于加载油缸的上方，加载活塞811与加载活塞杆812串联连接，蓄能活塞821与蓄能活塞杆822串联连接。蓄能油缸的蓄能活塞杆822与加载油缸的加载活塞811串联连接，加载油缸的加载活塞杆812与连接装置10连接。

实施例四：如图4，图4示出了本发明中执行单元为并联推力滑轮型液压缸组合形式的液压抽油机系统。

实施例四与实施例一的区别在于：加载油缸为推力型油缸，蓄能油缸为推力型油缸，加载油缸与蓄能油缸并联连接，加载油缸与蓄能油缸左右并排设置，加载油缸的加载活塞杆812位于加载活塞811上方，蓄能油缸的蓄能活塞杆822位于蓄能活塞821的上方，加载活塞杆812顶部连接有第一滑轮，蓄能活塞杆822顶部连接有第二滑轮，第一滑轮与第二滑轮由皮带连接，第一滑轮与第二滑轮连接的皮带的中部与连接装置10固定连接。推力滑轮型油缸行程为工作行程的一半，更加降低了抽油机的高度。

实施例五：如图5，图5示出了本发明的动力单元为比例控制型以及执行单元为并联推力型液压缸组合形式的液压抽油机系统。

实施例五与实施例一的区别在于：液压泵2为液压输出电子比例变化流量单元，蓄能单元与蓄能器连通的油路中安装有控制油液流量变化的电子比例阀，加载单元与蓄能单元的位置控制为模拟量的磁尺传感器；液压电子比例变化流量单元根据电信号的大小成比例的输出使液压油流量变化无级可调。

液压输出电子比例变化流量单元为电子比例泵或由泵和电子比例阀组成的单元，最终可以输出电子比例变化流量。利用了电子比例变量泵,可以通过电信号的大小成比例的控制泵的摆角的变化,从而改变泵的排量,引起泵输出的流量变化范围可以从0到最大流量范围内无级可调，从而可以控制整个抽油机上升速度无级可调。蓄能器蓄能和释放能量的为电子比例阀来控制流量的变化，优选为电子比例流量阀和流向整流板组合使用。应用了电磁比例流量阀,可以通过电信号的大小成比例的控制流量变化可以从0到最大流量范围内无级可调，从而可以控制整个抽油机下降速度无级可调,能量也被储存进了蓄能器,在上升过程中,通过增加的流向整流板，比例流量阀也可以比例控制蓄能器的能量释放速度。执行单元的位置控制为模拟量的磁尺传感器,可以成比例的输出电信号,准确的判断油缸的位移量,从而可以利用比例泵和比例阀来准确的控制抽油机的位置、速度、加速度。可以使用比例技术,控制抽油机按照最优的控制曲线运动,速度曲线任意可调,方便使用。抽油机的拉力成比例的转换为液压油的压力。增加模拟量的压力传感器,可以成比例反馈控制电流,来控制整个设备的拉力大小,判断抽油机断杆和卡死故障。也可以通过比例技术控制调整运动模式蠕动解卡。另外此比例技术可以经过控制器把模拟量的电信号转换为设备的示功图直接输出。也可以直接增加网络传输装置,直接实现远程控制调参数和数据回传功能。

实施例六：如图6所示，图5示出了执行单元采用液压马达驱动液压绞车提升抽油的液压抽油机系统。

实施例六与实施例一的区别在于：加载单元为加载用液压马达8.1，蓄能单元为蓄能用液压马达8.2，加载用液压马达8.1与蓄能用液压马达8.2串联驱动液压绞车，液压绞车与连接装置10连接。

液压绞车通过皮带或钢丝绳,带动与其连接的连接装置10提升，连接装置10带动抽油杆提升抽油。在初次上升过程中,液压泵同时驱动加载用液压马达以及蓄能用液压马达进而驱动液压绞车提升抽油。当触发上行程开关后开始反向下降,在抽油杆下降过程中,下降的势能推动液压绞车和加载用液压马达、蓄能用液压马达反向旋转,产生压力油,此时加载用液压马达的液压油通过建压失压控制阀溢流,因此所有的能量全部经过蓄能用液压马达蓄能。当触发下行程开关后开始反向上升,在抽油杆上升过程中,所提供的能量为经过液压泵提供的压力油驱动的加载用液压马达和经过蓄能器提供的压力油驱动的蓄能用液压马达共同作用提升抽油杆。在下一个运动周期中,下降的能量蓄进了蓄能器,在下一上升过程中蓄能器又释放出蓄能与液压泵共同作用驱动抽油杆上升,这样反复周期性的运动,达到了设备真正的回收能量再利用的效果，进一步减少液压泵的能源消耗。

实施例七：如图7所示，图7为本发明的执行单元直接安装在井口树的布置图。与实施例一相比，区别在于：加载单元由上加载油缸211、下加载油缸212组成，蓄能单元由上蓄能油缸221、下蓄能油缸222组成，上加载油缸211、下加载油缸212布置在油井井口树30的连接法兰上，上蓄能油缸221、下蓄能油缸222布置在油井井口树30的连接法兰上，上加载油缸211、下加载油缸212、上蓄能油缸221、下蓄能油缸222各自的活塞杆与连接装置固定连接。

上加载油缸211、下加载油缸212、上蓄能油缸221、下蓄能油缸222采用推力型油缸形式，上加载油缸211、下加载油缸212、上蓄能油缸221、下蓄能油缸222并联设置，上加载油缸211、下加载油缸212呈对角线布置，上蓄能油缸221、下蓄能油缸222呈对角线布置。加载单元、蓄能单元对角线布置受力平衡。另外显示出本发明可以安装在井口树上，并且减小了抽油机设备的重量和高度，方便安装维护，费用低。进一步显示本发明布置不局限于只安装在地面上，减少了地面安装时需要制作水泥地基，地面塌陷产生的设备故障，减少了设备投入和维护费用。

本发明的蓄能型节能液压抽油机可以把抽油机在下降过程的抽油杆等的重力势能回收到蓄能器中,在下一个抽油机上升过程中释放出来,达到了真正意义的能量回收。

本发明使得和连接装置相连的抽油杆下降产生的势能被蓄能器存储起来用以随后驱动蓄能活塞杆上升的能量，从而回收了能量降低了用电量，并能使用功率小的电机，另外也减小了抽油机设备的重量，降低了成本。

本发明的同一动力单元可以为多种安装形式的执行单元提供动力,而多种安装形式的执行单元可以使用在各种油田应用工况。对于不同载荷、冲程、冲次的参数均可适用,另外对于应用环境：不同的井口树、不同的天气和环境因素均可适用。执行单元可以安装在井口树上,不需要水泥地基。也可以考虑实际应用要求,让执行单元安装在井口树旁的基础上。因此具有灵活多样,适用性强的特点。对于沙漠,海上,近海区域,滩涂,山区等特殊地形的应用,有着无可替代的优点。

执行单元在提升过程中为两个或多个油缸的总面积作用，在下降过程中为所有油缸总面积的一半面积或者更小面积作用，从而提高了液压抽油机在下降过程中蓄入能量时压力最大，而在上升释放过程中为两个缸或多个缸的总面积作用，让提升所需要的压力最小。从而做到了高压蓄能，低压释放能量，有效的提高了蓄能器的工作压差，达到了最高效和最大能力的蓄能。也让整个液压抽油机达到了真正意义上的高效蓄能。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种蓄能型节能液压抽油机，其特征在于：包括：

电机（1）；

由所述电机（1）驱动的液压泵（2）；

用于与抽油机的抽油杆连接的连接装置（10）；

驱动连接装置（10）上升和下降的执行单元（8）；所述执行单元（8）包括加载单元及蓄能单元，所述液压泵（2）对加载单元及蓄能单元单向进油；

被触发以设定抽油冲程的位置检测装置；

与执行单元（8）的蓄能单元连接的蓄能器（4）；所述蓄能器（4）对执行单元（8）进行蓄能或放能；

建压失压单元，用于使加载单元及蓄能单元同时建立压力或者使加载单元失去压力；

所述建压失压单元由位置检测装置的信号控制其得电或失电；

所述执行单元（8）在连接装置（10）上升时为加载单元与蓄能单元的总面积作用，所述执行单元（8）在连接装置（10）下降时为蓄能单元的面积作用；所述执行单元（8）在连接装置（10）上升时起作用的面积大于执行单元（8）在连接装置（10）下降时起作用的面积。

2.根据权利要求1所述的蓄能型节能液压抽油机，其特征在于：初始状态建压失压单元失电时，液压泵（2）输出的液压油同时单向进入加载单元及蓄能单元，加载单元及蓄能单元同时建立压力，加载单元及蓄能单元的面积同时起作用，加载单元及蓄能单元同时带动连接装置（10）上升；

所述建压失压单元得电时加载单元失去压力，此时仅有蓄能单元的面积起作用，蓄能单元产生蓄能油液，蓄能油液进入蓄能器（4）蓄能，蓄能单元带动连接装置（10）下降；

在下一周期中所述建压失压单元再一次失电时蓄能器（4）所蓄的蓄能油液进入蓄能单元，蓄能单元带动连接装置（10）上升，液压泵（2）输出的液压油进入加载单元带动连接装置（10）上升。

3.根据权利要求1所述的蓄能型节能液压抽油机，其特征在于：所述建压失压单元包括：对加载单元起保护功能的建压失压控制阀、液压油单向导通功能的第一单向阀（6.1）、液压油单向导通功能的第二单向阀（6.2）；

所述加载单元为一个以上的加载油缸，所述蓄能单元为一个以上的蓄能油缸；

所述位置检测装置包括底部开关（9.2）及顶部开关（9.1）；所述顶部开关（9.1）触发时所述建压失压控制阀得电使加载单元失去压力，所述底部开关（9.2）触发时所述建压失压控制阀失电使加载单元及蓄能单元同时建立压力；

所述液压泵（2）的出油口连接第一单向阀（6.1）的进口，所述第一单向阀（6.1）的出口与加载油缸的油腔相通；所述建压失压控制阀安装在第一单向阀（6.1）的出口与加载油缸的油腔之间的油路上；所述建压失压控制阀在得电时所述加载油缸的油腔卸油失去压力；

所述第二单向阀（6.2）的进口连接第一单向阀（6.1）的出口，所述第二单向阀（6.2）的出口与蓄能油缸的油腔相通，所述蓄能油缸的油腔与蓄能器（4）的进口相通。

4.根据权利要求3所述的蓄能型节能液压抽油机，其特征在于：所述建压失压控制阀为电磁溢流阀（3.1）。

5.根据权利要求3所述的蓄能型节能液压抽油机，其特征在于：初始时建压失压控制阀失电建压，液压泵（2）提供的液压油经过第一单向阀（6.1）驱动加载油缸的加载活塞（811），液压泵（2）提供的液压油经过第一单向阀（6.1）和第二单向阀（6.2）给蓄能器（4）进油，液压泵（2）提供的液压油经过第一单向阀（6.1）和第二单向阀（6.2）驱动蓄能油缸的蓄能活塞（821）,加载单元及蓄能单元同时建立压力，加载活塞（811）和蓄能活塞（821）上升，与加载活塞（811）连接的加载活塞杆（812）上升、与蓄能活塞（821）连接的蓄能活塞杆（822）上升，加载活塞杆（812）、蓄能活塞杆（821）带动连接装置（10）上升；

上升过程中顶部开关（9.1）触发，建压失压控制阀得电,加载油缸的油腔卸油，加载活塞（811）失去压力,仅蓄能活塞（821）产生压力，在第一单向阀（6.1）、第二单向阀（6.2）单向截止的作用下，蓄能活塞（821）下降的同时将产生的蓄能油液全部进入蓄能器（4）蓄能，加载活塞（811）和蓄能活塞（821）下降，与加载活塞（811）连接的加载活塞杆（812）下降、与蓄能活塞（821）连接的蓄能活塞杆（822）下降，加载活塞杆（812）、蓄能活塞杆（822）带动连接装置（10）下降；

下降过程中底部开关（9.2）触发，建压失压控制阀失电,液压泵（2）输出的液压油经过第一单向阀（6.1）驱动加载活塞（811）上升,同时蓄能器（4）将蓄能油液输出至蓄能油缸的油腔进而驱动蓄能活塞（821）上升,在加载活塞（811）和蓄能活塞（821）的共同作用下带动连接装置（10）上升，上升过程中顶部开关（9.1）触发进而建压失压控制阀得电开始周期性动作。

6.根据权利要求3所述的蓄能型节能液压抽油机，其特征在于：所述加载油缸为推力型油缸或拉力型油缸，所述蓄能油缸为推力型油缸或拉力型油缸，所述的加载油缸与蓄能油缸并联或串联连接，所述的加载油缸与蓄能油缸并联连接的方式为：所述加载油缸与蓄能油缸左右并排设置，所述加载油缸的加载活塞杆（812）、蓄能油缸的蓄能活塞杆（822）同时与连接装置（10）固定连接；

所述的加载油缸与液压油缸串联连接的方式为：所述加载油缸与蓄能油缸上下堆叠设置，所述蓄能油缸位于加载油缸上方，所述蓄能油缸的蓄能活塞杆（822）与加载油缸的加载活塞（811）连接，所述加载油缸的加载活塞杆（812）与连接装置（10）连接。

7.根据权利要求3所述的蓄能型节能液压抽油机，其特征在于：所述抽油机具有

对蓄能单元及蓄能器起保护功能的第二溢流阀（3.2），所述第二溢流阀（3.2）安装在蓄能油缸的油腔与蓄能器（4）连通的油路中；

防止蓄能单元吸空或者抽油机停机可手动调节及释放蓄能压力的第一单向节流阀（5.1），所述第一单向节流阀（5.1）安装在蓄能油缸的油腔与蓄能器（4）连通的油路中；

下降过程中用于调节连接装置的下降速度或者上升过程中用于调节蓄能器蓄能释放速度的节流阀（7），所述节流阀（7）安装在蓄能油缸的油腔与蓄能器（4）连通的油路中；

防止加载单元吸空或者抽油机停机可手动调节的第二单向节流阀（5.2），所述第二单向节流阀（5.2）安装在第一单向阀（6.1）与加载油缸的油腔连通的油路中。

8.根据权利要求1所述的蓄能型节能液压抽油机，其特征在于：所述液压泵（2）为液压输出电子比例变化流量单元，蓄能单元与蓄能器（4）连通的油路中安装有控制油液流量变化的电子比例阀，加载单元与蓄能单元的位置控制为模拟量的磁尺传感器；液压电子比例变化流量单元根据电信号的大小成比例的输出使液压油流量变化无级可调。

9.根据权利要求1所述的蓄能型节能液压抽油机，其特征在于：所述加载单元为加载用液压马达（8.1），所述蓄能单元为蓄能用液压马达（8.2），所述加载用液压马达（8.1）与蓄能用液压马达（8.2）串联驱动液压绞车，液压绞车与连接装置连接。

10.根据权利要求1所述的蓄能型节能液压抽油机，其特征在于：所述加载单元由上加载油缸（211）、下加载油缸（212）组成，所述蓄能单元由上蓄能油缸（221）、下蓄能油缸（222）组成，上加载油缸（211）、下加载油缸（212）布置在油井井口树（30）的连接法兰上，上蓄能油缸（221）、下蓄能油缸（222）布置在油井井口树（30）的连接法兰上，上加载油缸（211）、下加载油缸（212）、上蓄能油缸（221）、下蓄能油缸（222）各自的活塞杆与连接装置固定连接。

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