CN103306642B - 数控节能无杆式抽油机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种数控节能无杆式抽油机，属于石油、煤层气抽采设备技术领域，所要解决的技术问题是提供了一种体积小、重量轻，安装使用方便、能耗小、生产成本低的数控节能无杆式抽油机，采用的技术方案为包括：动力源、水介质液压缸和抽油泵，所述水介质液压缸的活塞杆与抽油泵的抽油泵杆连接，动力源为水介质液压缸提供动力；本发明主要用于石油、煤层气的抽采。
Description
技术领域
本发明涉及一种数控节能无杆式抽油机，属于石油、煤层气抽采设备技术领域。
背景技术
随着我国现代化进程的加快，对石油、天然气、煤层气的依赖程度也日益加大。而石油、天然气、煤层气的地面抽取，仍使用老式游梁式机械设备，不但体积大，耗能高，重量大，易损件多，卡杆、断杆现象频繁发生。而且在运输安装方面也不方便。且冲程长短，频率（次/分）均不可适时在线调整，机型从小到大十多种规格。实用性差，全国总装机数量约在十万台左右。
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题是提供了一种体积小、重量轻，安装使用方便、能耗小、生产成本低的数控节能无杆式抽油机。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：数控节能无杆式抽油机，包括：动力源、水介质液压缸和抽油泵，所述水介质液压缸的活塞杆与抽油泵的抽油泵杆连接，动力源为水介质液压缸提供动力；
所述动力源主要由油箱、高压油泵、电磁换向阀、油水能量转换器，水用电磁阀和水箱，所述高压油泵与变频电机连接，所述油箱管路连接高压油泵的进油口，所述高压油泵的出油口通过第一单向阀与电磁换向阀管路连接，所述油水能量转换器的第一油口和第二油口分别通过单向节流阀与电磁换向阀管路连接，油水能量转换器的出水口通过第二单向阀与水介质液压缸的有杆腔管路连接，油水能量转换器的进水口通过第三单向阀与水箱管路连接，所述第二单向阀与水介质油缸之间设置有与水箱连通的第一管路，所述第一管路上设置有水用电磁阀。
所述第一管路上设置有涡轮流量变送器，所述涡轮流量变送器位于水用电磁阀和水箱之间，所述油水能量转换器上还设置有位移传感器。
所述电磁换向阀和第一单向阀之间设置有与蓄能器相连通的第三管路，所述第三管路上设置有压力变送器。
所述第一单向阀和高压油泵之间设置有与油箱相连通的第二管路，所述第二管路上设置有电磁溢流阀。
所述电磁换向阀、水用电磁阀、变频电机、电磁溢流阀、涡轮流量变送器和位移传感器均与电控PLC连接进行控制。
本发明与现有技术相比所具有的有益效果为：本发明利用液压系统驱动抽油泵抽油代替游梁式抽油机，大大降低了能耗，节省能耗50%以上，并且无卡杆、磨杆等现象，使用更加方便，同时整个系统体积小、重量轻，安装运输更为简便，采用数字化控制，有效降低了运转成本，提高设备使用效益。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1为本发明的结构示意图。
图中：1为动力源，2为水介质液压缸，3为抽油泵，4为油箱，5为高压油泵，6为电磁换向阀，7为油水能量转换器，8为水用电磁阀，9为水箱，10为第一单向阀，11为单向节流阀，12为第二单向阀，13为第三单向阀，14为变频电机，15为第一管路，16为第二管路，17为电磁溢流阀，18为涡轮流量变送器，19为位移传感器，20为第三管路，21为蓄能器，22为压力变送器。
具体实施方式
如图1所示，数控节能无杆式抽油机，包括：动力源1、水介质液压缸2和抽油泵3，其特征在于：所述水介质液压缸2的活塞杆与抽油泵3的抽油杆连接，动力源1为水介质液压缸2提供动力；
所述动力源1主要由油箱4、高压油泵5、电磁换向阀6、油水能量转换器7，水用电磁阀8和水箱9，所述油箱4管路连接高压油泵5的进油口，所述高压油泵5的出油口通过第一单向阀10与电磁换向阀6管路连接，所述油水能量转换器7的第一油口和第二油口分别通过单向节流阀11与电磁换向阀6管路连接，油水能量转换器7的出水口通过第二单向阀12与水介质液压缸2的有杆腔管路连接，油水能量转换器7的进水口通过第三单向阀13与水箱9管路连接，所述第二单向阀12与水介质油缸2之间设置有与水箱9连通的第一管路15，所述第一管路15上设置有水用电磁阀14。
所述第一管路15上设置有涡轮流量变送器18，所述涡轮流量变送器18位于水用电磁阀14和水箱9之间，所述油水能量转换器7上还设置有位移传感器19。
所述电磁换向阀6和第一单向阀10之间设置有与蓄能器21相连通的第三管路20。
所述第一单向阀10和高压油泵5之间设置有与油箱4相连通的第二管路16，所述第二管路16上设置有电磁溢流阀17。
所述高压油泵5、电磁换向阀6、水用电磁阀8、变频电机14、电磁溢流阀17、涡轮流量变送器18和位移传感器19均与电控PLC连接进行控制。
本发明具体使用时，油水能量转换器7中水腔的无杆腔和与水介质液压缸2的连接管路中充满水，电磁换向阀6关闭，变频电机14驱动高压油泵5空载启动1.5s后，油箱4中的液压油经第一单向阀10进入蓄能器21，当蓄能器21达到压力上限后，电磁溢流阀17打开进行卸荷。当电磁换向阀6的右侧得电时，液压油经单向节流阀11进入油水能量转换器7中油腔的无杆腔中，油水能量转换器7活塞杆向水腔的方向移动，使油水能量转换器7中水腔的水进入水介质液压缸2的有杆腔，使水介质液压缸2的活塞杆向上移动，带动抽油泵3进行抽油。当水介质液压缸2的活塞升至高位上限时，油水能量转换器7上的位移传感器19检测到冲程上限，发讯至电控PLC，电控PLC控制电磁换向阀6左侧得电，液压油进入油水能量转换器7油腔的有杆腔中，活塞向右移动，无杆腔中油液回到油箱4中，水箱9为油水能量转换器7的水腔补水，同时蓄能器21继续蓄能，水用电磁阀8得电，水介质液压缸2的活塞靠自重下落，水介质液压缸2内的水经输水管、水用电磁阀8、涡轮流量变送器18进入水箱9，此时涡轮流量变送器18检测水箱9的回水量和油水能量转换器7的排水量是否正常，当检测到回水量和排水量相比，偏差在10%以内时，表示井下水介质液压缸、输水管无泄漏、工作正常，系统继续抽油工作；当回水量和排水量相比，偏差大于10%时，表明系统工作不正常，需进行检测维修。
其中蓄能器21主要起平衡系统压力冲击和提供动力，平衡系统压力冲击是当电磁换向阀6换向时，水介质液压缸2的活塞回落对系统产生压力冲击，蓄能器21主要平衡这种压力冲击，保护系统及液压元件的正常工作，同时由于蓄能器21充有一定液压油，具有一定压力，在为油水能量转换器7供油时，可提供部分动力。
同时采用变频电机驱动定量输出的高压油泵，根据抽油泵的冲程长短，冲程次数反馈至PLC可编程序控制器内适时调节高压油泵泵的转速，即高压油泵的输出流量达到无极调整抽油泵的冲程次数，使用更加方便，工作效率更高。
上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (1)
1.数控节能无杆式抽油机，包括：动力源（1）、水介质液压缸（2）和抽油泵（3），其特征在于：所述水介质液压缸（2）的活塞杆与抽油泵（3）的抽油泵杆连接，动力源（1）为水介质液压缸（2）提供动力；
所述动力源（1）主要由油箱（4）、高压油泵（5）、电磁换向阀（6）、油水能量转换器（7）、水用电磁阀（8）和水箱（9）构成，所述高压油泵（5）与变频电机（14）连接，所述油箱（4）管路连接高压油泵（5）的进油口，所述高压油泵（5）的出油口通过第一单向阀（10）与电磁换向阀（6）管路连接，所述油水能量转换器（7）的第一油口和第二油口分别通过单向节流阀（11）与电磁换向阀（6）管路连接，油水能量转换器（7）的出水口通过第二单向阀（12）与水介质液压缸（2）的有杆腔管路连接，油水能量转换器（7）的进水口通过第三单向阀（13）与水箱（9）管路连接，所述第二单向阀（12）与水介质油缸（2）之间设置有与水箱（9）连通的第一管路（15），所述第一管路（15）上设置有水用电磁阀（8），所述电磁换向阀（6）和第一单向阀（10）之间设置有与蓄能器（21）相连通的第三管路（20），所述第三管路（20）上设置有压力变送器（22），所述第一管路（15）上设置有涡轮流量变送器（18），所述涡轮流量变送器（18）位于水用电磁阀（14）和水箱（9）之间，所述油水能量转换器（7）上还设置有位移传感器（19），所述第一单向阀（10）和高压油泵（5）之间设置有与油箱（4）相连通的第二管路（16），所述第二管路（16）上设置有电磁溢流阀（17），所述电磁换向阀（6）、水用电磁阀（8）、变频电机（14）、电磁溢流阀（17）、涡轮流量变送器（18）和位移传感器（19）均与电控PLC连接进行控制。
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