CN104329056A - 液压驱动盘形长冲程抽油机 - Google Patents

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    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells

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Abstract

针对现有技术的不足，本发明提供一种液压驱动盘形长冲程抽油机，机架与主盘通过铰轴铰接，主配重钢丝绳一端固定在主盘配重端上，另一端连接主配重，主盘悬载端上面的柔性光杆一端连接悬点载荷，另一端固定在差动被动轮上，个差动主动轮于主盘两侧通过铰轴铰接在机架上，同时与差动被动轮齿部啮合，油缸的输出端与驴头连接，辅配重钢丝绳一端连接驴头，另一端连接辅配重，电动机与泵连接，泵与分流器连接，分流器的一条分路通过换向阀与马达连接，另一条分路与储能罐连接，2个油缸通过换向阀与储能罐连接。本发明性能稳定、工作可靠、故障率低，同时不增加设备成本，是一种可以大幅度节能的新式抽机。

Description

液压驱动盘形长冲程抽油机
技术领域
本发明涉及石油开采设备，具体说是涉及一种液压驱动盘形长冲程抽油机
背景技术
当前油田开采现场使用的抽油设备90％以上仍然是传统的游梁式抽油机，这种抽油机的优点是性能稳定，工作可靠和故障率低。缺点是耗能大。尽管多年来出现过各种各样的节能措施，但大多是在节约百分之几的范围内，没有实质性的突破。另外，由于各类新机种存在着成本和故障率增加过多的问题，所以很不容易在油田站住脚，既使有部分使用，但也无法撼动传统游梁抽油机的地位。
在这种情况下，如果有一种即具有游梁式抽油机的性能稳定、工作可靠和故障率低的优点，同时不增加设备成本，且可以大幅度节能的新式抽机，是油田采油行业的普遍期待。
发明内容
(一)要解决的技术问题
形成游梁式抽油机耗能高的主要原因是：(1)悬点载荷在系统提升和下降时变化较大，系统无法实现精确配重；(2)曲柄连杆机构使得悬点的运动速度不是匀速的，这样影响了系统效率；(3)整个动力系统从发动机、变速器和曲柄连杆距离较长，也影响了系统效率。
现存直线式抽油机虽然在上述问题(2)和(3)上得到了解决，使系统效率有所改善，但仍没有解决上述问题(1)，所以也未能从根本上达到大幅度节能的目的。本发明一种液压驱动盘形长冲程抽油机，可以解决上述问题。
(二)技术方案
一种液压驱动盘形长冲程抽油机，机架与主盘通过铰轴铰接，主配重钢丝绳一端固定在主盘配重端上，另一端连接主配重，主盘悬载端上面的柔性光杆一端连接悬点载荷，另一端固定在差动被动轮上，个差动主动轮于主盘两侧通过铰轴铰接在机架上，同时与差动被动轮齿部啮合，油缸的输出端与驴头连接，辅配重钢丝绳一端连接驴头，另一端连接辅配重，电动机与泵连接，泵与分流器连接，分流器的一条分路通过换向阀与马达连接，另一条分路与储能罐连接，2个油缸通过换向阀与储能罐连接，驱动索一方面与主盘连接，另一方面与驱动轮毂连接，电控箱安装在机架的中间位置，其控制线与电动机连接。
机架底部为空腔结构，作为液压系统的储油箱。
马达安置于机架底部并与液压油隔开的独立空间内，其输出端与驱动轮毂连接。
铰轴为空心结构，2个油缸置于铰轴内，输出端分别连接2个驴头。
差动被动轮可以与差动主动轮脱开并固定在主盘悬载端。
(三)有益效果
1.由于此发明做到了抽油系统的精确平衡，所以使得系统只要克服惯性力矩便可以工作。由此，一个需22KW电动机驱动的抽油载荷变成只需7.5KW便可以驱动。
按每台抽油机节能14.5KW、电费1元/KW.h、采油区块保有1000台抽油机计，每年可节约电费1.25亿元。
2.由于采用了液压驱动和控制，整个抽油机变得结构简单、性能稳定、故障率低、使用寿命长。这样可以大大节约维修和管理费用。
附图说明
图1是本发明装置的结构示意图。
图2是驱动轮索与驱动轮毂示意图
图3是本发明装置的系统图。
具体实施方式：
一种液压驱动盘形长冲程抽油机，机架1与主盘2通过铰轴24铰接，主配重钢丝绳4一端固定在主盘配重端5上，另一端连接主配重3，主盘悬载端6上面的柔性光杆7一端连接悬点载荷10，另一端固定在差动被动轮9上，2个差动主动轮8于主盘2两侧通过铰轴24铰接在机架1上，同时与差动被动轮9齿部啮合，油缸11的输出端与驴头12连接，辅配重钢丝绳14一端连接驴头12，另一端连接辅配重13，电动机15与泵16连接，泵16与分流器20连接，分流器20的一条分路通过换向阀21与马达17连接，另一条分路与储能罐18连接，2个油缸11通过换向阀21与储能罐18连接，驱动索22一方面与主盘2连接，另一方面与驱动轮毂23连接，电控箱安装在机架1的中间位置，其控制线与电动机15连接。
机架1底部为空腔结构，作为液压系统的储油箱。
马达17安置于机架1底部并与液压油隔开的独立空间内，其输出端与驱动轮毂23连接。
铰轴24为空心结构，2个油缸11置于铰轴24内，输出端分别连接2个驴头12。
差动被动轮9可以与差动主动轮8脱开并固定在主盘悬载端。
1.直接驱动
由液压系统提供动力，使马达转动。马达带动驱动轮毂转动。驱动索套在主盘上，同时套在驱动轮毂上。驱动索同时与主盘和驱动轮毂切向固定。驱动轮毂转动可以带动主盘转动。这样可以实现两项优势，一是悬点上下往复运动是匀速的，解决了速度不匀问题；二是马达直接驱动了主盘，解决了传动链过长的问题。
2.精确配重
悬点载荷主要由抽油杆柱在液体中的重量、作用在活塞总截面积上的液柱重量和动载荷组成(包括振动载荷和惯性载荷)。抽油杆上行时，总重量中包括液柱重量。当抽油杆下行时，总重量中不包括液柱的重量。
此发明设置了主配重和辅配重。主配重的重量等于抽油杆在液体中的重量，而辅配重则等于液柱的重量。当系统上行时，主配重加辅配重等于上行悬点载荷。当系统下行时，辅配重不起作用，主配重等于下行悬点载荷。这就可以做到抽油杆上行和下行时的精确平衡，此时所需的动力只剩下系统的动载荷，从而达到大幅度节能的目的。
3.长冲程
传统的游梁式抽油机还有一个不足，就是冲程限制，要想增加冲程长度，必须将抽油机做得足够大，这不是一个理想状况。
此发明采用了差动机构和柔性光杆，可以实现不增加抽油机尺寸的情况下增加冲程长度。其工作过程是：由于柔性光杆接在差动被动轮上，差动主动轮与差动被动轮啮合，当主盘悬载端上行一个速度V1时，差动被动轮出现一个速度V2，此时柔性光杆的上行速度则是V1+V2，也就是说，此时的抽油机摆动一个不大的角度，而柔性光杆且移动了一个较大的长度，由此完成长冲程工作。当不需要长冲程时，可以断开差动系统，改用传统的刚性光杆。调整使用都很方便。
4.工作可靠且性能稳定
由于采用了液压驱动和控制，在实现冲程可调、冲次可调的基础上设备结构简洁、稳定、可靠。

Claims (5)

1.一种液压驱动盘形长冲程抽油机，其特征在于：机架(1)与主盘(2)通过铰轴(24)铰接，主配重钢丝绳(4)一端固定在主盘配重端(5)上，另一端连接主配重(3)，主盘悬载端(6)上面的柔性光杆(7)一端连接悬点载荷(10)，另一端固定在差动被动轮(9)上，2个差动主动轮(8)于主盘(2)两侧通过铰轴(24)铰接在机架(1)上，同时与差动被动轮(9)齿部啮合，油缸(11)的输出端与驴头(12)连接，辅配重钢丝绳(14)一端连接驴头(12)，另一端连接辅配重(13)，电动机(15)与泵(16)连接，泵(16)与分流器(20)连接，分流器(20)的一条分路通过换向阀(21)与马达(17)连接，另一条分路与储能罐(18)连接，2个油缸(11)通过换向阀(21)与储能罐(18)连接，驱动索(22)一方面与主盘(2)连接，另一方面与驱动轮毂(23)连接，电控箱安装在机架(1)的中间位置，其控制线与电动机(15)连接。
2.根据权利要求1所述的液压驱动盘形长冲程抽油机，其特征在于：机架(1)底部为空腔结构，作为液压系统的储油箱。
3.根据权利要求2所述的液压驱动盘形长冲程抽油机，其特征在于：马达(17)安置于机架(1)底部并与液压油隔开的独立空间内，其输出端与驱动轮毂(23)连接。
4.根据权利要求3所述的液压驱动盘形长冲程抽油机，其特征在于：铰轴(24)为空心结构，2个油缸(11)置于铰轴(24)内，输出端分别连接2个驴头(12)。
5.根据权利要求4所述的液压驱动盘形长冲程抽油机，其特征在于：差动被动轮(9)可以与差动主动轮(8)脱开并固定在主盘悬载端。
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