CN105804700A - 机械自动控制换向液压传动抽油机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机械自动控制换向液压传动抽油机，在基础上安装着可水平移动底座，在底座上固接着上平台，在立架上固装着倒置的立式油缸和机动换向阀，在立式油缸活塞杆端部安装着与机动换向阀相配合的冲程控制器，冲程控制杆的上、下部分别设置着上、下弹性挡杆，上、下弹性挡杆与机动换向阀上设置的弹性拨杆相配合，液压回路中的变量泵连接着液控集成体的压力油进口，液控集成体的两个控制油口通过第1、第2控制油路连接着立式油缸，液控集成体的第3控制油路连接着机动换向阀，机动换向阀通过控制油路连接着液控换向阀。本发明结构合理，操作方便，滿足各种性质油井的开采作业，尤其是稠油开采作业，节能效果好，性能安全可靠，维修成本低。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采设备，属于机械自控液压传动抽油机结构的改进，特别是一种机械自动控制换向液压传动抽油机。
背景技术
目前用于油田开采的抽油设备，普遍采用传统游梁式机械传动抽油机。但其结构庞大、重量大，调整冲程和调整平衡都比较困难。目前，油田为了提高效率，普遍采用长冲程抽油泵。传统游梁式机械传动抽油机由于结构问题，实现长冲程较为困难，因此设计出现了各种类型的长冲程直线抽油机。目前各种类型的抽油机在稀油开采中运行还可以，但在稠油开采中问题就比较多，稠油开采过程中，如果遇到向油层里下注的高温、高压的干汽跟不上，稠油粘度就会増大，抽油杆下冲程受阻，速度变慢，失去了原有的平衡，平衡负载加重，此时，传统游梁式抽油机因是机械传动，就会出现没等抽油杆下冲程完成，又将抽油杆上提，传统游梁抽油机普遍电动机装机功率都比较大，大功率电动机将平衡载重强行提起，耗电量大大增加，目前运行的各种类直线抽油机遇到此问题，就会出现电动机功率不足，提不动平衡箱的现象，同样该机此时耗电量增大。目前各类直线抽油机为了方便调整冲次和冲程，普遍采用了变频调速控制系统，该系统造价高.维修难度大，在恶劣环境中会出现参数漂移的现象，也给操作者和维俢增加了较高的技术难度，绝大部分直线抽油机的动力传动部分都在抽油机顶部，高空作业维修难度较大，部件更换修理需吊車配合作业，另外采用变频调速控制的抽油机，在运行过程中的变频谐波会对油区供电线产生成干扰，影响到整片区电网稳定性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种机械自动控制换向液压传动抽油机，其结构合理，不仅体积小，操作方便，可以滿足各种性质油井的开采作业，尤其是稠油开采作业，液压控制随动系统，可以控制因稠油粘度较大，抽油杆随下冲程速度的变化而变化，节能效果好，而且性能安全可靠，维修成本低，修井时利用液压系统控制移动主机，便可方便地解决修井空间。
本发明的目的是这样实现的：一种机械自动控制换向液压传动抽油机,包括在底座上通过立架固接的上平台，在液压回路上安装着油泵、控制阀和立式油缸，在立式油缸活塞杆端部安装着动滑轮组，绳索张紧器连接的上、下托动绳索通过动滑轮组、定滑轮连接平衡箱上、下部，平衡箱上部连接的传动绳索经过定滑轮连接着悬绳器，在基础上安装着可水平移动底座，在底座上通过立架固接着上平台，在立架上固装着倒置的立式油缸和机动换向阀，在立式油缸活塞杆端部安装着与机动换向阀相配合的冲程控制器，冲程控制器的结构为在立式油缸活塞杆端部固接的横向悬臂杆上设置着直立的冲程控制杆，在冲程控制杆的上、下部分别设置着上、下弹性挡杆，上、下弹性挡杆与机动换向阀上设置的弹性拨杆相配合，液压回路中的变量泵通过软管连接着液控集成体的压力油进口，液控集成体的两个控制油口通过第1、第2控制油路连接着立式油缸，液控集成块体的第3控制油路连接着机动换向阀，机动换向阀通过控制油路连接着液控换向阀。
本发明在机器在立式油缸活塞杆端部装冲程控制器，冲程控制器上装有上下冲程调节的弹性档杆。机动换向阀安装在立架上，机动换向阀的拨杆为弹性拨杆，机动换向阀的弹性拨杆由冲程控制器上的弹性调节档杆拨动，由机动换向阀来控制液压控制系统换向，实现油缸活塞杆上下运动，通过动力传动托动绳索，托动平衡箱沿导轨上下运动。停机时液控单向阀关闭立式油缸活塞杆静止，安全可靠。
通过液压油泵排量控制可实现冲次最大至最小任意调节，通过冲程控制器可进行冲程最大至最小任意调节。通过液压系统控制可实现油缸活塞杆上、下做变速运动，更主要的是抽油杆下冲程自由下行，解决了在稠油开采过程中所遇到的由于粘度过大，抽油杆下冲程变慢或停顿等问题，节能效果明显，性能可靠。停机时液控单向阀关闭立式油缸活塞杆静止，抽油杆也静止不动，安全可靠。
本发明结构合理，不仅体积小，操作方便，滿足了各种性质油井的开采作业，尤其是稠油开采作业，通过液压控制随动系统，实现了控制因稠油粘度较大、抽油杆随下冲程速度的变化而变化，节能效果好，而且性能安全可靠，维修成本低，修井时利用液压系统控制移动主机，便可方便地解决修井空间。
附图说明
下面将结合附图对本发明做进一步的描述，图1为本发明的结构示意图，图2为立式油缸活塞杆漏油防护结构示意图。
具体实施方式
一种机械自动控制换向液压传动抽油机，如图1、图2所示，包括在底座3上通过立架5固接的上平台19，在液压回路上安装着油泵24、控制阀和立式油缸，在立式油缸活塞杆端部安装着动滑轮组8，绳索张紧器17、18连接的上、下托动绳索通过动滑轮组8、定滑轮连接平衡箱7上、下部，平衡箱7上部连接的传动绳索经过定滑轮连接着悬绳器22，在基础1上安装着可水平移动底座3，在底座3上通过立架5固接着上平台19，在立架5上固装着倒置的立式油缸10和机动换向阀16，在立式油缸10活塞杆端部安装着与机动换向阀16相配合的冲程控制器，冲程控制器的结构为在立式油缸活塞杆端部固接的横向悬臂杆上设置着直立的冲程控制杆12，在冲程控制杆12的上、下部分别设置着上、下弹性挡杆13、15，上、下弹性挡杆13、15与机动换向阀16上设置的弹性拨杆14相配合，液压回路中的变量泵24通过软管连接着液控集成体23的压力油进口，液控集成体23的两个控制油口通过第1、第2控制油路25、26连接着立式油缸10，液控集成块体23的第3控制油路30连接着机动换向阀16，机动换向阀16通过控制油路连接着液控换向阀32。可水平移动底座的结构为在基础1的平台上配合安装着底部带有滚轮,可水平左右移动的底座3，在底座3上的右端铰接着水平油缸2，水平油缸2的活塞杆端与基础1上的固定支座铰接。在第1、第2控制油路25、26上分别安装着三通转阀27，两只三通转阀27的另一控制口分别通过第4、第5控制油路28、29连接着水平油缸2。上、下弹性挡杆13、15和弹性拨杆14均由弹簧或橡胶构成。液控集成体23的结构为压力油进口的压力通道通过单向阀31连接着液控换向阀32压力油进口，液控换向阀32接出的两条控制油道分别连接着第1、第2控制油路25、26，在液控换向阀32的两条控制油道上分别连接着第1、第2回油道33、34，在第1回油道33上安装着调速阀35，在第2回油道34上安装着截止阀36,在液控换向阀32的回油口上连接着第3回油道41，在压力油道四通的一个接口连接的油道上通过节流阀37、减压阀38连接着机动换向阀16，压力通道四通的另一个接口连接的油道通过安装的超压断电器39和溢流阀40连接着第3回油道41。第1、第2、第3回油道33、34、41连接着回油管，在回油管上安装着过滤器42、回油三通转阀43,回油三通转阀43的其余两个接口连接的回油管分别通向油箱44的大小箱体。液控换向阀32的两条控制油道分别通过液控单向阀46连接着手动换向阀45，手动换向阀45的两个控制口分别连接着第1、第2控制油路25、26，在第一控制油路25上安装着单向节流阀47。通过单向节流阀47来控制抽油杆下冲程速度。在上平台19上安装着传动绳索定滑轮20和拖动绳索定滑轮21，上绳索张紧器18连接的上拖动绳索9经立式油缸活塞杆前端动滑轮组8，向上经托动绳索定滑轮21，向下连接在平衡箱7的上部，下绳索张紧器17连接的下拖动绳索6经立式油缸活塞杆前端动滑轮组8的后滑轮向下经定滑轮传动箱4向上连接在平衡箱7的下部，连接在平衡箱7上部的传动绳索11向上经传动绳索定滑轮20向下连接着悬绳器22。在立架5上设置着机动换向阀16，在立式油缸10活塞杆端部安装着与机动换向阀16相配合的冲程控制器，冲程控制器上装有调节上下冲程的上、下弹性挡杆13、15，机动换向阀16的拨杆设计为弹性拨杆14，由冲程控制器上的调节上下冲程的上、下弹性挡杆13、15来拨动，控制液控换向阀32换向，实现立式油缸10活塞杆上下运动，同时也实现了机械自动控制换向。通过机动换向阀16来控制液控换向阀32换向，是为了仅可能消除换向带来的冲击，所以机动换向阀16的工作压力和流量是可控的，是来控制液控换向阀32的换向时间，又利用液控换向阀32的中位“H”机能，可消除由于两端载荷不同时带来的换向冲击，同时也会出现由于液压油在不同的环境和不同温度条件下出现换向滞后的现象，如果采用钢性挡杆和拨杆，滞后就会造成机动换向阀16的损坏。所以经过长时间的试验，所以设计采用了机动换向阀16的弹性拨杆14和冲程控制器的上、下弹性档杆13、15。最大程度的解决了换向冲击和冲程控制器过冲的矛盾，有效的解决了这一难题。上、下拖动绳索9、6、传动绳索11均由钢丝绳芯橡胶带或板式链条或钢丝绳或高强度尼龙绳或高强度纤维带构成。为了防止油缸10活塞杆伸出口漏油污染环境，在立式油缸缸筒48下端的缸盖49上配合安装着具有存储泄油空腔的防护盖50，在防护盖50活塞杆配合孔内安装的油封51与活塞杆相配合，在防护盖50的侧壁上设置着泄油口52，泄油口52与油箱44接通。
平衡箱7下行:变量泵24输出的液动力经单向阀31、液控换向阀32、液控单向阀46、手动换向阀45、单向节流阀47、三通转阀27，进入油缸10有杆腔，油缸10活塞杆向上运行，此时，平衡箱7下部托动绳索6，一端连接在立架5下部固装的下绳索张紧器17上，另一端向上，经过油缸10活塞杆端部的动滑轮组8向下，经定滑轮传动箱4向上，与平衡箱7底部相连接，托动平衡箱7下行，与平衡箱7的上部连接的传动绳索11向上，经过上平台19上的定滑轮20向下与悬绳器22连接，悬绳器22与油井抽油杆相连，实现了抽油杆上冲程工况。抽油杆上冲程的速度是由变量泵24和调速阀35控制，液压系统工作压力是由溢流阀40控制，当油井出现异常如抽油杆被卡此时超压断电器39断电停机，使设备得到有效保护。
平衡箱7上行:当油缸10活塞杆向上运行到冲程控制器上的下弹性档杆13踫到机动换向阀16的弹性拨杆14时机动换向阀16换向，来自变量泵24液动力受节流阀37、减压阀38控制，使液控换向阀32的阀蕊换向速度受到控制从而仅可能消除由于换向带来的冲击。当机器正常工作时，设定悬绳器22及抽油杆载荷大于平衡箱7的载荷，截止阀36完全打开，来自变量泵24液动力经单向阀31、液控换向阀32、截止阀36、回油精细过滤器42、三通转阀43回油箱44。当液控换向阀32换向后，由于悬绳器22及抽油杆载荷大于平衡箱7载荷，所以悬绳器22及抽油杆自行下行，在下行过程中与悬绳器22相连的传动绳索11托动平衡箱7上行，与平衡箱7下部相连的平衡箱下部下托动绳索6，托动油缸10活塞杆向下运行，油缸10无杆腔进油，有杆腔排油，悬绳器22及抽油杆自由下行的速度，受单向节流阀47调控，无论油缸10活塞杆向上或向下运行，用手推动手动换向阀45随时改变液动力方向。压力油通道上都装有液控单向阀46，随时停机液控单向阀46关闭，油井抽油杆都会静止不动，安全可靠。如果要进行修井作业，就将截止阀36完全关闭，油缸10无杆腔进油，将平衡箱7提起，将悬绳器22及抽油杆脫开，将油缸10进、排管路上的三通转阀27切换成整机水平油缸2工作状态，根据工况，整机随水平油缸2左右移动。油箱44的容积分冬、夏两季，冬季回油经三通转阀43转入1/4升的油箱44，此时油箱只有四分之一的油进行循环，夏季经回油三通转阀43转入油箱44，油箱的油进行全循环。
Claims (10)
1.一种机械自动控制换向液压传动抽油机,包括在底座（3）上通过立架（5）固接的上平台（19），在液压回路上安装着油泵（24）、控制阀和立式油缸，在立式油缸活塞杆端部安装着动滑轮组（8），绳索张紧器（17）、（18）连接的上、下托动绳索通过动滑轮组（8）、定滑轮连接平衡箱（7）上、下部，平衡箱（7）上部连接的传动绳索经过定滑轮连接着悬绳器(22)，其特征是：在基础(1)上安装着可水平移动底座(3)，在底座(3)上通过立架(5)固接着上平台(19)，在立架(5)上固装着倒置的立式油缸(10)和机动换向阀(16)，在立式油缸(10)活塞杆端部安装着与机动换向阀(16)相配合的冲程控制器，冲程控制器的结构为在立式油缸活塞杆端部固接的横向悬臂杆上设置着直立的冲程控制杆(12)，在冲程控制杆(12)的上、下部分别设置着上、下弹性挡杆(13、15)，上、下弹性挡杆(13、15)与机动换向阀(16)上设置的弹性拨杆(14)相配合，液压回路中的变量泵(24)通过软管连接着液控集成体(23)的压力油进口，液控集成体(23)的两个控制油口通过第1、第2控制油路(25、26)连接着立式油缸(10)，液控集成块体(23)的第3控制油路(30)连接着机动换向阀(16)，机动换向阀(16)通过控制油路连接着液控换向阀(32)。
2.根据权利要求1所述的机械自动控制换向液压传动抽油机,其特征是：可水平移动底座的结构为在基础(1)的平台上配合安装着底部带有滚轮,可水平左右移动的底座(3)，在底座(3)上的右端铰接着水平油缸(2)，水平油缸(2)的活塞杆端与基础(1)上的固定支座铰接。
3.根据权利要求1所述的机械自动控制换向液压传动抽油机,其特征是：在第1、第2控制油路(25、26)上分别安装着三通转阀(27)，两只三通转阀(27)的另一控制口分别通过第4、第5控制油路(28、29)连接着水平油缸(2)。
4.根据权利要求1所述的机械自动控制换向液压传动抽油机,其特征是：上、下弹性挡杆(13、15)和弹性拨杆(14)均由弹簧或橡胶构成。
5.根据权利要求1所述的机械自动控制换向液压传动抽油机,其特征是：液控集成体(23)的结构为压力油进口的压力通道通过单向阀(31)连接着液控换向阀(32)压力油进口，液控换向阀(32)接出的两条控制油道分别连接着第1、第2控制油路(25、26)，在液控换向阀(32)的两条控制油道上分别连接着第1、第2回油道(33、34)，在第1回油道(33)上安装着调速阀(35)，在第2回油道(34)上安装着截止阀(36),在液控换向阀(32)的回油口上连接着第3回油道（41），在压力油道四通的一个接口连接的油道上通过节流阀(37)、减压阀(38)连接着机动换向阀(16)，压力通道四通的另一个接口连接的油道通过安装的超压断电器(39)和溢流阀(40)连接着第3回油道(41)。
6.根据权利要求1所述的机械自动控制换向液压传动抽油机,其特征是：第1、第2、第3回油道(33、34、41)连接着回油管，在回油管上安装着过滤器(42)、回油三通转阀(43),回油三通转阀(43)的其余两个接口连接的回油管分别通向油箱(44)的大小箱体。
7.根据权利要求1所述的机械自动控制换向液压传动抽油机,其特征是：液控换向阀(32)的两条控制油道分别通过液控单向阀(46)连接着手动换向阀(45)，手动换向阀(45)的两个控制口分别连接着第1、第2控制油路(25、26)，在第一控制油路(25)上安装着单向节流阀(47)。
8.根据权利要求1所述的机械自动控制换向液压传动抽油机,其特征是：在上平台(19)上安装着传动绳索定滑轮(20)和拖动绳索定滑轮(21)，上绳索张紧器(18)连接的上拖动绳索(9)经立式油缸活塞杆前端动滑轮组(8)，向上经托动绳索定滑轮(21)，向下连接在平衡箱(7)的上部，下绳索张紧器(17)连接的下拖动绳索(6)经立式油缸活塞杆前端动滑轮组(8)的后滑轮向下经定滑轮传动箱(4)向上连接在平衡箱(7)的下部，连接在平衡箱(7)上部的传动绳索(11)向上经传动绳索定滑轮(20)向下连接着悬绳器(22)。
9.根据权利要求1所述的机械自动控制换向液压传动抽油机,其特征是：上、下拖动绳索(9、6)、传动绳索(11)均由钢丝绳芯橡胶带或板式链条或钢丝绳或高强度尼龙绳或高强度纤维带构成。
10.根据权利要求1所述的机械自动控制换向液压传动抽油机,其特征是：在立式油缸缸筒(48)下端的缸盖(49)上配合安装着具有存储泄油空腔的防护盖(50)，在防护盖(50)活塞杆配合孔内安装的油封(51)与活塞杆相配合，在防护盖(50)的侧壁上设置着泄油口(52)，泄油口(52)与油箱(44)接通。
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