CN104358544A - 一种游梁式抽油机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种游梁式抽油机，包括底座、游梁、驴头、控制系统、游梁传动系统、支撑系统及抓取系统，底座用于支撑，游梁传动系统连接游梁，游梁架于支撑系统上，游梁连接抓取系统，而抓取系统内抓取有驴头，控制系统上述部件进行调控，从而形成整体。本发明在现有游梁式抽油机的基础上，作出以下调整：第一改变其制动方式，采用液压控制方式，不仅节约了成本，而且制动效果佳，易于控制；第二将驴头结构通过抓取方式安装，实现驴头可安装可拆卸，不仅可对驴头进行定期更换，使得驴头能够长时间保持高效抽油，延长游梁式抽油机的使用寿命。而且方便了驴头的日常维护及维修。

Description

一种游梁式抽油机

技术领域

本发明涉及应用于油田的一种抽油机，尤其是一种游梁式抽油机。

背景技术

油田是单一地质构造(或地层)因素控制下的、同一产油气面积内的油气藏总和。一个油气田可能有一个或多个油气藏。在同一面积内主要为油藏的称油田，主要为气藏的称气田。按控制产油气面积内的地质因素，将油气田分为3类：①构造型油气田。指产油气面积受单一的构造因素控制，如褶皱和断层。②地层型油气田，区域背斜或单斜构造背景上由地层因素控制(如地层的不整合、尖灭和岩性变化等)的含油面积。③复合型油气田。产油气面积内不受单一的构造或地层因素控制，而受多种地质因素控制的油气田。在油田开采中抽油机为常见的机具设备。

抽油机俗称“磕头机”，通过加压的办法使石油出井。当抽油机上冲程时，油管弹性收缩向上运动，带动机械解堵采油器向上运动，撞击滑套产生振动；同时，正向单流阀关闭，变径活塞总成封堵油；当抽油机下冲程时，油管弹性伸长向下运动，带动机械解堵采油器向下运动，撞击滑套产生振动；同时，反向单流阀部分关闭，变径活塞总成仍然封堵油套环形油道，使反向单流阀下方区域形成高压区，这一运动又对地层内的油流通道产生一种反向的冲击力。

游梁式抽油机是较为常见的抽油机，主要由了驴头-游梁-曲柄机构、减速箱、动力设备和辅助装备等四大部分组成。工作时，电动机的传动经变速箱、曲柄连杆机构变成驴头的上下运动，驴头经光杆、抽油杆带动井下抽油泵的柱塞作上下运动，从而不断地把井中的原油抽出井筒。实际使用中发现，现有的游梁式抽油机功能单一，由于自动化程度低对游梁式抽油机的控制度较差，导致故障时有发生。同时，驴头固定安装于游梁式抽油机上，难以更换，使用一段时间后其抽油效果显著下降，进而使其维护维修困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种游梁式抽油机，在现有游梁式抽油机的基础上，作出以下调整：第一改变其制动方式，不仅节约了成本，而且制动效果佳，易于控制；第二将驴头结构通过抓取方式安装，实现驴头可安装可拆卸，不仅可对驴头进行定期更换，使得驴头能够长时间保持高效抽油，延长游梁式抽油机的使用寿命。而且方便了驴头的日常维护及维修。

为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：

一种游梁式抽油机，包括底座、游梁、驴头、控制系统、游梁传动系统、支撑系统及抓取系统，游梁的一端连接游梁传动系统，游梁的另一端连接抓取系统，抓取系统连接驴头，驴头上连接有悬绳器，其特征在于：控制系统包括操作台，操作台安装于底座上，操作台内安装有单片机，单片机内包括有控制模块、监控模块、自动调整模块、油量称重模块、油量识别模块及电源模块，油量称重模块、油量识别模块及自动调整模块相互配合；

游梁传动系统包括传动箱，传动箱内的底部铰接有连杆，连杆的上端铰接游梁，传动箱内包括有上层箱体及下层箱体，下层箱体的底部连接有粗调液压缸，粗调液压缸的另一端连接连杆，上层箱体的底部连接有微调液压缸，微调液压缸的另一端连接连杆；粗调液压缸与控制模块相匹配，微调液压缸与控制模块相匹配；

游梁包括梁体及伸缩连杆，梁体的一端铰接连杆，梁体的另一端形成有凹槽，凹槽内的上端与下端均设有旋转底座，旋转底座与控制模块相匹配，旋转底座之间连接有转轴，转轴连接伸缩连杆，伸缩连杆与控制模块相匹配；

支撑系统包括支撑架及水平输送机构，支撑架连接水平输送机构，支撑架与水平输送机构均安装于底座上；支撑架的上端设有铰接接头，铰接接头连接梁体；支撑架上连接有驴头移送机构，驴头移送机构包括固定导轨、立移导轨及支撑臂，固定导轨竖直设于支撑架上，支撑臂铰接于支撑架上，支撑臂与支撑架相互垂直，支撑臂上连接有第一液压缸，第一液压缸的另一端铰接于支撑架上，第一液压缸与控制模块相匹配；支撑臂之间连接有立移导轨，立移导轨与固定导轨相互配合；立移导轨上滑动连接有滑动小车，滑动小车上设有夹具手，夹具手与驴头相匹配；立移导轨上安装有第一电子探头，第一电子探头与监控模块相匹配；

抓取系统包括驴头抓取机构及伸缩连杆连接机构，伸缩连杆连接机构连接伸缩连杆；驴头抓取机构内的上端连接有第二液压缸，第二液压缸与控制模块相匹配，第二液压缸的下端连接有支撑板，支撑板的下端连接有旋转板，旋转板的下端铰接有卡瓦，卡瓦的下端连接有卡瓦导向座，卡瓦导向座上设有滑动块，滑动块连接卡瓦，卡瓦导向座之间形成有驴头抓取槽，驴头抓取槽与驴头相匹配；驴头抓取机构内安装有第二电子探头，第二电子探头与监控模块相匹配；

驴头包括驴头本体及驴头连杆，驴头本体的上端连接驴头连杆，驴头连杆与夹具手相匹配，驴头连杆与驴头抓取槽相匹配；驴头本体内设有称重传感器，称重传感器与油量称重模块相匹配；驴头本体的上端安装有第三电子探头，第三电子探头与监控模块相匹配；

进一步，底座的下端安装有滚轮，方便移动游梁式抽油机。

进一步，操作台的表面设有液晶显示屏，液晶显示屏与监控模块相匹配，液晶显示屏与油量称重模块相匹配。液晶显示屏能够显示游梁式抽油机每次抽取的油量值及各机构的内部运行工况，一方面有助于工作人员调控游梁式抽油机；另一方面工作人员能够及时发现故障，排出故障。

进一步，滑动小车上连接有缆绳，立移导轨上设有第一导向轮，缆绳连接第一导向轮，支撑架上设有第二导向轮，缆绳连接第二导向轮，支撑架上设有绞车，绞车位于第二导向轮的上方，绞车与控制模块相匹配，绞车上缠绕有缆绳。实现滑动小车在立移导轨上升降，进而带动驴头升降，具有结构简单，设计巧妙，实用性强的特点。

进一步，伸缩连杆连接机构包括导向柱、补偿板及连接板，导向柱的下端连接有补偿板，补偿板连接于驴头抓取机构的上端，导向柱的上端连接有连接板，补偿板贯穿连接板，补偿板的顶部连接有螺母，螺母位于连接板的上端。外形美观，结构牢固。

进一步，伸缩连杆上设有贯通孔，补偿板的上端连接有嵌入件，贯通孔与嵌入件相匹配。实现伸缩连杆带动抓取系统上下运动。

进一步，支撑板与旋转板之间卡置有加强板。提高支撑板及旋转板的稳定性。

进一步，卡瓦导向座的上端设有上夹板，上夹板上连接有支撑座，支撑座上卡置有卡瓦导向座，支撑座上安装有第二电子探头；支撑座的下端连接有下夹板，下夹板的一侧连接有轴承，轴承连接卡瓦导向座的下端。使得卡瓦导向座更稳定，防止其出现滑移。

由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：

本发明为一种游梁式抽油机，在现有游梁式抽油机的基础上，作出以下调整：第一改变其制动方式，不仅节约了成本，而且制动效果佳，易于控制；第二将驴头结构通过抓取方式安装，实现驴头可安装可拆卸，不仅可对驴头进行定期更换，使得驴头能够长时间保持高效抽油，延长游梁式抽油机的使用寿命。而且方便了驴头的日常维护及维修。

工作人员在操作台上便可完成对游梁式抽油机的控制，不仅使得游梁式抽油机的自动化程度显著提高，而且操作方便。监控模块配合第一电子探头、第二电子探头及第三电子探头工作，能够实时监测各部件内部的运行工况，并直观的反映给工作人员，故工作人员可及时发现问题，并采取相应的措施解决，降低故障对整机的伤害。控制模块起主要的控制调配作用，具有以下的控制作用：第一控制游梁传动系统工作，实现即开即用，结构简单，操作简便。游梁传动系统工作后，在连杆的带动作用下，驴头作上下运动，实现抽油功能；第二控制伸缩连杆伸缩，驴头能够伸入油田的不同位置，进而扩大驴头的抽油范围，提高抽油效果；第三控制第一液压缸及第二液压缸工作，实现即开即用，操作简便。第一液压缸控制驴头移送机构作上下运动并带动驴头上下移动，实现对驴头的上下移运。第二液压缸控制驴头抓取机构内的卡瓦，通过卡瓦的运动夹紧驴头，使得驴头能够稳定牢固的安装于驴头抓取机构内，防止驴头脱落；第四控制绞车运动，绞车运动带动滑动小车上下作升降运动，进一步实现对驴头的上下移运。称重传感器检测每次驴头抽取的油量，并将该油量信号传递至油量称重模块，再由油量识别模块判定此次抽油量是否超标，若超标则由自动调整模块释放部分油量直至达到油量标准。如此操作，不仅使得每次抽油值恒定，方便统计，而且使每次抽油对驴头的负担较小，延长其使用寿命，间接减低使用成本。旋转底座配合转轴实现伸缩连杆可旋转，伸缩连杆旋转带动驴头旋转，进一步扩大驴头的抽油范围。水平输送机构实现水平方向上输送驴头。夹具手能够夹紧驴头，进而使得驴头在驴头移送机构上可作上下升降运动。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明一种游梁式抽油机的结构示意图；

图2为伸缩连杆伸长时一种游梁式抽油机的结构示意图；

图3为本发明中驴头移送结构的结构示意图；

图4为本发明中抓取系统的剖面结构示意图；

图5为本发明中单片机的结构框图；

图6为本发明中传动箱的内部结构示意图；

图7为本发明中梁体与伸缩连杆的连接示意图；

图8为本发明中驴头的结构示意图。

具体实施方式

如图1至图8所示，一种游梁式抽油机，由底座3、游梁6、驴头17、控制系统、游梁传动系统、支撑系统及抓取系统组成。底座3支撑上述部件，底座3的下端连接有滚轮4，滚轮4能够带动底座3移动，极大的方便了移动游梁式抽油机，无需借助吊车等运输车输送游梁式抽油机。

控制系统包括操作台1，操作台1设于底座3上，操作台1上配备有相应的操作按钮及液晶显示屏。操作台1内安装有单片机49，单片机49包括有控制模块53、监控模块54、自动调整模块55、油量称重模块51、油量识别模块50及电源模块52。电源模块52提供电能，确保单片机49能够正常工作；控制模块53对整机进行控制，确保整机正常工作；监控模块54负责实时监测游梁式抽油机的运行工况，并将该运行工况通过液晶显示器直观的反映给操作人员；自动调整模块55、油量称重模块51及油量识别模块50则对驴头17的抽油量做出相应的调配。

游梁传动系统包括传动箱2，传动箱2内包括上层箱体56与下层箱体57，下层箱体57的底部铰接有连杆5，连杆5向上贯穿传动箱2并连接游梁6，游梁6与连杆5相互铰接。下层箱体57的底部连接有粗调液压缸59，粗调液压缸59的另一端连接连杆5，粗调液压缸59与连杆5的连接点靠近连杆5底部。当单片机49的控制模块53控制粗调液压缸59工作时，连杆5大幅度摆动，带动游梁6大幅度上下运动，进而实现大额抽油。上层箱体56的底部连接有微调液压缸58，微调液压缸58的另一端连接连杆5，微调液压缸58相对于粗调液压缸59连接于连杆5的上部。当单片机49的控制模块53控制微调液压缸58工作时，连杆5小幅度摆动，带动游梁6小幅度上下运动，进而实现小额抽油。粗调液压缸59与微调液压缸58相互配合作业，能够较为精确的控制抽油量。

游梁6分为梁体7与伸缩连杆8两部分，梁体7的一端铰接连杆5，梁体7的另一端形成有凹槽60，凹槽60内的上端与下端均设有旋转底座61，旋转底座61受控制模块53控制，能够发生旋转。旋转底座61之间连接有转轴62，转轴62连接伸缩连杆8。当控制模块53控制旋转底座61旋转时，转轴62随之旋转，带动伸缩连杆8旋转，可在该水平面上作180°旋转，在旋转过程中，驴头17伸入油田的范围扩大，故抽油面积更大，抽油效果更好。同时，伸缩连杆8是一种可伸缩的结构，当伸缩连杆8伸缩时，能够带动驴头17移动。伸缩连杆8受控制模块53控制，故工作人员可以根据具体抽油要求控制伸缩连杆8。

支撑系统包括支撑架10及水平输送机构11，支撑架10连接水平输送机构11，支撑架10与水平输送机构11均安装于底座3上。水平输送机构11能够将放置于底座3上的驴头17输送至支撑架10的底部，并通过支撑架10将驴头17向上输送。支撑架10的上端设有铰接接头16，支撑架10通过该铰接接头16连接梁体7，故游梁6的两端可绕该铰接接头16作上下逆向运动。支撑架10上连接有驴头移送机构12，驴头移送机构12包括固定导轨18、立移导轨21及支撑臂19。固定导轨18竖直设于支撑架10上，支撑臂19铰接于支撑架10上，支撑臂19与支撑架10相互垂直，支撑臂19有两个，分别位于驴头移送机构12的上端与下端。两个支撑臂19的上端连接有立移导轨21，故立移导轨21与固定导轨18相互平行，在输送驴头17时，立移导轨21与固定导轨18相互配合。两个支撑臂19上均连接有第一液压缸20，第一液压缸20的另一端铰接于支撑架10上，第一液压缸20受控制模块53控制。当控制模块53控制第一液压缸20启动后，第一液压缸20带动支撑臂19摆动，进而带动立移导轨21移动，移动后，第一导轨的水平位置和垂直位置均发生变化。立移导轨21上滑动连接有滑动小车22，故滑动小车22可在立移导轨21上滑动。滑动小车22上设有夹具手23，夹具手23与驴头17相互匹配，能够夹住驴头17。滑动小车22上连接有缆绳24，立移导轨21上设有第一导向轮25，缆绳24连接第一导向轮25，支撑架10上设有第二导向轮26，缆绳24连接第二导向轮26，支撑架10上设有绞车27，绞车27位于第二导向轮26的上方，绞车27上缠绕有缆绳24。绞车27受控制模块53控制，当控制模块53控制绞车27启动后，通过第一导向轮25与第二导向轮26使绞车27拉拽缆绳24。进而带动滑动小车22在立移导轨21上运动。输送驴头17时，首先夹具手23夹住驴头17，工作人员先启动第一液压缸20，将驴头17移动至设计位置。然后启动绞车27，使得滑动小车22带动驴头17向上运动，运动至抓取系统。同时立移导轨21上安装有第一电子探头28，第一电子探头28与监控模块54相匹配，能够实时监测驴头移送机构12的运行工况。

抓取系统包括驴头抓取机构35及伸缩连杆连接机构29，伸缩连杆连接机构29包括导向柱30、补偿板31及连接板32，导向柱30分设于两侧，导向柱30的下端连接有补偿板31，补偿板31的下端连接驴头抓取机构35，导向柱30的上端连接有连接板32，补偿板31贯穿连接板32，补偿板31的顶部连接有螺母33，螺母33位于连接板32的上端。外形美观，结构牢固。同时，伸缩连杆8上设有贯通孔63，补偿板31的上端连接有嵌入件34，贯通孔63与嵌入件34相匹配。嵌入件34嵌入贯通孔63后，伸缩连杆8与伸缩连杆连接机构29固定连接，故伸缩连杆8能够带动伸缩连杆连接机构29作上下升降运动。驴头抓取机构35内的上端连接有第二液压缸36，第二液压缸36分设于驴头抓取机构35内的两侧，第二液压缸36受控制模块53控制。第二液压缸36的下端设有活塞杆37，第二液压缸36通过活塞杆37控制其目标部件。活塞杆37的下端连接有支撑板38，支撑板38的下端连接有加强板39，加强板39能够提高支撑板38的稳定性。加强板39的下端连接有旋转板40，旋转板40能够进行轴向转动，受第二液压缸36控制。旋转板40的下端铰接有卡瓦41，卡瓦41呈上大下小的坡形，卡瓦41有四个，每个卡瓦41匹配有卡瓦导向座42，卡瓦导向座42置于卡瓦41外，所有卡瓦41及卡瓦导向座42之间形成有驴头抓取槽41，驴头抓取槽41与驴头17相匹配。卡瓦导向座42上设有滑动块43，滑动块43连接卡瓦41，使得卡瓦41能够沿卡瓦导向座42上下滑动。工作时，驴头17在驴头移送机构12的作用下被移送至驴头抓取槽41内，此时，工作人员通过控制模块53启动第二液压缸36，使得卡瓦41沿着卡瓦导向座42向下运动，最终将驴头17紧紧卡置于驴头抓取槽41内。卡瓦导向座42的上端设有上夹板44，上夹板44上连接有支撑座45，支撑座45上卡置有卡瓦导向座42，支撑座45的下端连接有下夹板46，下夹板46的一侧连接有轴承47，轴承47连接卡瓦导向座42的下端。使得卡瓦导向座42更稳定，防止其出现滑移。同时，支撑座45上安装有第二电子探头48，第二电子探头48与监控模块54相匹配，借助第二电子探头48能够实时监测驴头抓取机构35的运行工况。

驴头17包括驴头本体14及驴头连杆13，驴头本体14的上端连接驴头连杆13，驴头连杆13与夹具手23相匹配，驴头连杆13与驴头抓取槽41相匹配；驴头本体14内设有称重传感器64，称重传感器64与油量称重模块51相匹配，当驴头17进行抽油作业时，称重传感器64检测每次驴头17抽取的油量，并将该油量信号传递至油量称重模块51，再由油量识别模块50判定此次抽油量是否超标，若超标则由自动调整模块55释放部分油量直至达到油量标准。如此操作，不仅使得每次抽油值恒定，方便统计，而且使每次抽油对驴头17的负担较小，延长其使用寿命，间接减低使用成本。同时，驴头本体14的上端安装有第三电子探头65，第三电子探头65与监控模块54相匹配；

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种游梁式抽油机，包括底座、游梁、驴头、控制系统、游梁传动系统、支撑系统及抓取系统，所述游梁的一端连接所述游梁传动系统，所述游梁的另一端连接所述抓取系统，所述抓取系统连接所述驴头，所述驴头上连接有悬绳器，其特征在于：所述控制系统包括操作台，所述操作台安装于所述底座上，所述操作台内安装有单片机，所述单片机内包括有控制模块、监控模块、自动调整模块、油量称重模块、油量识别模块及电源模块，所述油量称重模块、所述油量识别模块及所述自动调整模块相互配合；所述游梁传动系统包括传动箱，所述传动箱内的底部铰接有连杆，所述连杆的上端铰接所述游梁，所述传动箱内包括有上层箱体及下层箱体，所述下层箱体的底部连接有粗调液压缸，所述粗调液压缸的另一端连接所述连杆，所述上层箱体的底部连接有微调液压缸，所述微调液压缸的另一端连接所述连杆；所述粗调液压缸与所述控制模块相匹配，所述微调液压缸与所述控制模块相匹配；

所述游梁包括梁体及伸缩连杆，所述梁体的一端铰接所述连杆，所述梁体的另一端形成有凹槽，所述凹槽内的上端与下端均设有旋转底座，所述旋转底座与所述控制模块相匹配，所述旋转底座之间连接有转轴，所述转轴连接所述伸缩连杆，所述伸缩连杆与所述控制模块相匹配；

所述支撑系统包括支撑架及水平输送机构，所述支撑架连接所述水平输送机构，所述支撑架与所述水平输送机构均安装于所述底座上；所述支撑架的上端设有铰接接头，所述铰接接头连接所述梁体；所述支撑架上连接有驴头移送机构，所述驴头移送机构包括固定导轨、立移导轨及支撑臂，所述固定导轨竖直设于所述支撑架上，所述支撑臂铰接于所述支撑架上，所述支撑臂与所述支撑架相互垂直，所述支撑臂上连接有第一液压缸，所述第一液压缸的另一端铰接于所述支撑架上，所述第一液压缸与所述控制模块相匹配；所述支撑臂之间连接有立移导轨，所述立移导轨与所述固定导轨相互配合；所述立移导轨上滑动连接有滑动小车，所述滑动小车上设有夹具手，所述夹具手与所述驴头相匹配；所述立移导轨上安装有第一电子探头，所述第一电子探头与所述监控模块相匹配；

所述抓取系统包括驴头抓取机构及伸缩连杆连接机构，所述伸缩连杆连接机构连接所述伸缩连杆；所述驴头抓取机构内的上端连接有第二液压缸，所述第二液压缸与所述控制模块相匹配，所述第二液压缸的下端连接有支撑板；所述支撑板的下端连接有旋转板，所述旋转板的下端铰接有卡瓦，所述卡瓦的下端连接有卡瓦导向座，所述卡瓦导向座上设有滑动块，所述滑动块连接所述卡瓦，所述卡瓦导向座之间形成有驴头抓取槽，所述驴头抓取槽与所述驴头相匹配；所述驴头抓取机构内安装有第二电子探头，所述第二电子探头与所述监控模块相匹配；

所述驴头包括驴头本体及驴头连杆，所述驴头本体的上端连接所述驴头连杆，所述驴头连杆与所述夹具手相匹配，所述驴头连杆与所述驴头抓取槽相匹配；所述驴头本体内设有称重传感器，所述称重传感器与所述油量称重模块相匹配；所述驴头本体的上端安装有第三电子探头，所述第三电子探头与所述监控模块相匹配。

2.根据权利要求1所述一种游梁式抽油机，其特征在于：所述底座的上端安装有滚轮。

3.根据权利要求1所述一种游梁式抽油机，其特征在于：所述操作台的表面设有液晶显示屏，所述液晶显示屏与所述监控模块相匹配，所述液晶显示屏与所述油量称重模块相匹配。

4.根据权利要求1所述一种游梁式抽油机，其特征在于：所述滑动小车上连接有缆绳，所述立移导轨上设有第一导向轮，所述缆绳连接所述第一导向轮，所述支撑架上设有第二导向轮，所述缆绳连接所述第二导向轮，所述支撑架上设有绞车，所述绞车位于所述第二导向轮的上方，所述绞车与所述控制模块相匹配，所述绞车上缠绕有所述缆绳。

5.根据权利要求1所述一种游梁式抽油机，其特征在于：所述伸缩连杆连接机构包括导向柱、补偿板及连接板，所述导向柱的下端连接有补偿板，所述补偿板连接于所述驴头抓取机构的上端，所述导向柱的上端连接有连接板，所述补偿板贯穿所述连接板，所述补偿板的顶部连接有螺母，所述螺母位于所述连接板的上端。

6.根据权利要求5所述一种游梁式抽油机，其特征在于：所述伸缩连杆上设有贯通孔，所述补偿板的上端连接有嵌入件，所述贯通孔与所述嵌入件相匹配。

7.根据权利要求1所述一种游梁式抽油机，其特征在于：所述支撑板与所述旋转板之间卡置有加强板。

8.根据权利要求1所述一种游梁式抽油机，其特征在于：所述卡瓦导向座的上端设有上夹板，所述上夹板上连接有支撑座，所述支撑座上卡置有所述卡瓦导向座，所述支撑座上安装有所述第二电子探头；所述支撑座的下端连接有下夹板，所述下夹板的一侧连接有轴承，所述轴承连接所述卡瓦导向座的下端。