CN105952711B - 一种节能液压式抽油装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种节能液压式抽油装置，所述抽油机包括两个液压缸，该两个液压缸均竖直设置且二者的无杆腔端部连接，位于上方的液压缸的活塞杆连接所述支架上端，位于下方的液压缸的活塞杆下端部用于连接支架下方井筒内的抽油杆，两个液压缸的有杆腔均通过液压站中的开关阀组和油泵连接液压站中的油箱，位于下方的液压缸的活塞杆运行到最上方或最下方时分别触发上限位开关和下限位开关。本发明，取消了现有技术中的驴头、游梁、连杆、平衡重等部件，大大的简化了抽油机自身的结构，避免了现有技术中电机在驱动配重时的能量浪费，也就是说，抽油机自身和驱动部分均进行了改进，使整体的体积缩小，能量利用更加合理，工作效率更高。
Description
技术领域
本发明属于抽油机结构改进技术领域，尤其是一种节能液压式抽油装置。
背景技术
游梁式抽油机也被称为梁式抽油机、游梁式曲柄平衡抽油机，指含有游梁，通过连杆机构换向，曲柄重块平衡的抽油机，其结构中的驴头经光杆、抽油杆带动井下抽油泵的柱塞作上下运动，从而不断的把井中的原油抽出井筒。上述结构中，抽油机由普通交流异步电机直接拖动，其存在严重的能量浪费，首先，抽油机仅在抽油杆上升抽油时需要电机提供动能，而在抽油杆下降时，其动力来源于地压和抽油杆的自重，而此时电机依然在工作，电机产生的动能实际上是被浪费了，另外游梁式抽油机上为了消减不对称结构带来的不平衡性，抽油机上通常会装有质量较大的配重，电机为了驱动这些配重的所消耗的能量并没有用于采油，这些能量也被浪费了。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供利用蓄能器在抽油机肥抽油状态下蓄能，在抽优势释放能量且将抽油机受地压负载作用下降时产生的能量储存的一种节能液压式抽油装置。
本发明采取的技术方案是：
一种节能液压式抽油装置，其特征在于：包括液压站、支架和抽油机，所述抽油机包括两个液压缸，该两个液压缸均竖直设置且二者的无杆腔端部连接，位于上方的液压缸的活塞杆连接所述支架上端，位于下方的液压缸的活塞杆下端部用于连接支架下方井筒内的抽油杆，两个液压缸的有杆腔均通过液压站中的开关阀组和油泵连接液压站中的油箱，位于下方的液压缸的活塞杆运行到最上方或最下方时分别触发上限位开关和下限位开关；
所述开关阀组连接液压站中的两个蓄能器；
所述液压站包括双向泵、电机、油箱、蓄能器、框架和电磁阀，所述双向泵、电机、油箱、蓄能器和电磁阀安装在框架内，电机驱动双向泵旋转，双向泵的进油口连接油箱，双向泵的一个出油口连接一个蓄能器和一个电磁阀的一端，双向泵的另一个出油口连接另一个蓄能器和另一个电磁阀的一端，两个电磁阀的另一端通过油管连接两个液压缸的有杆腔；
一个蓄能器和双向泵的一个出油口之间的油管上并联一个压力传感器，另一个蓄能器和双向泵的另一个出油口之间的油管上串联一个单向节流阀；
所述双向泵的一个出油口与一个电磁阀之间的油管上并联第三个电磁阀；
所述电磁阀均为二位二通阀；
所述装置的工作过程是:
⑴初始状态下抽油机受到负载作用，两个活塞杆完全伸出，电机(M3)启动，双向泵(4)运转从油箱(1)内吸油，由于此时仅电磁铁DT3得电，第三个二位二通阀(7.3)状态转为截止，油液只能充入一个蓄能器(Q1)内；
⑵当一个蓄能器(Q1)内油液充满时，压力传感器(P10)发送信号，加上之前抽油机完全伸出时触发下限位开关(JD2)发送信号，经过两个信号确认，抽油机进入抽油提升状态：电磁铁DT1得电，一个二位二通阀(7.1)状态转为连通，双向泵⑷和一个蓄能器(Q1)共同为抽油机⑿供油，抽油机活塞杆缩回，抽油机提升抽油；
⑶当抽油机活塞杆完全缩回时，触发上限位开关(JD1)发送信号，抽油机进入负载下降状态：电磁铁DT1不得电，DT2得电，一个二位二通阀(7.1)状态转为截止，另一个二位二通阀(7.2)状态转为连通，抽油机⑿卸压，抽油机⑿内油液在外部负载的作用下，一部分流入另一个蓄能器(Q2)内，一部分通过溢流阀(5.1)流回油箱(1)，而与此同时双向泵⑷依然在吸油，油液充入一个蓄能器(Q1)中；
⑷当抽油机活塞杆完全伸出时，并且一个蓄能器(Q1)内油液充满时，抽油机⑿再次进入抽油提升状态，其工作状态与步骤⑴相同，此时双向泵⑷从另一个蓄能器(Q2)内吸油，另一个蓄能器(Q2)内的油液带压。
本发明的优点和积极效果是：
本发明，将两个液压缸的无杆腔相互连接，然后整体竖直设置在支架内，取消了现有技术中的驴头、游梁、连杆、平衡重等部件，大大的简化了抽油机自身的结构，另外，抽油机的驱动由液压站完成，非抽油状态时蓄能器进行储能，抽油状态时蓄能器释放能量，而且抽油机受地压负载作用下降时产生的能量储存，避免了现有技术中电机在驱动配重时的能量浪费，也就是说，抽油机自身和驱动部分均进行了改进，使整体的体积缩小，能量利用更加合理，工作效率更高。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的液压站的结构示意图；
图3是图1的工作原理图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
一种节能液压式抽油装置，如图1、2、3所示，本发明的创新在于：包括液压站、支架9和抽油机，所述抽油机包括两个液压缸7、8(图3中的⑿)，该两个液压缸均竖直设置且二者的无杆腔端部连接，位于上方的液压缸的活塞杆5连接所述支架上端4，位于下方的液压缸的活塞杆19下端部10用于连接支架下方井筒内的抽油杆，两个液压缸的有杆腔17均通过液压站中的开关阀组12和油泵13连接液压站中的油箱1，两个液压缸的无杆腔18相互连通，位于下方的液压缸的活塞杆运行到最上方或最下方时分别触发上限位开关和下限位开关(图3中的⒀.1和⒀.2)。
本实施例中，所述开关阀组连接液压站中的两个蓄能器3(包括图2中的3.1和3.2)。所述液压站包括双向泵13、电机2、油箱1、蓄能器3、框架16和电磁阀(图3中的⑺.1、⑺.2和⑺.3)，所述双向泵、电机、油箱、蓄能器和电磁阀安装在框架内，电机驱动双向泵旋转，双向泵的进油口连接油箱，双向泵的一个出油口连接一个蓄能器3.1(图3中的⑼.1)和一个电磁阀(图3中的⑺.1)的一端，双泵的另一个出油口连接另一个蓄能器(图3中的⑼.2)和另一个电磁阀(图3中的⑺.2)的一端，两个电磁阀的另一端15通过油管6连接两个液压缸的有杆腔。
一个蓄能器3.1(图3中的⑼.1)和双向泵的一个出油口之间的油管上并联一个压力传感器(图3中的⑽)，另一个蓄能器和双向泵的另一个出油口之间的油管上并联一个单向节流阀(图3中的⑻)。
抽油机的工作状态主要由两部分组成：负载下降和抽油提升。在负载下降阶段，抽油机液压缸无压力，液压缸的活塞杆受到负载作用被拉出。当抽油机油缸被完全拉出时，触发下限位开关，负载下降阶段结束，抽油机进入抽油提升阶段。在抽油提升阶段，在双向泵和蓄能器双重供油作用下，抽油机液压缸压力上升至额定压力，克服负载力，活塞杆缩回，拉动抽油杆抽油。当抽油机液压缸完全缩回时，触发上限位开关，抽油提升阶段结束，抽油机卸压，再次进入负载下降阶段。
电机、DT1、DT2和DT3在上述两个过程中的打开(+)和关闭(-)的状态见表1：
表1：不同过程的状态图
具体的工作过程如图3所示:
1.初始状态下抽油机受到负载作用，两个活塞杆完全伸出，电机⑶启动，双向泵⑷运转从油箱⑴内吸油，由于此时仅电磁铁DT3得电，第三个二位二通阀⑺.3状态转为截止，油液只能充入一个蓄能器⑼.1内；
2.当一个蓄能器⑼.1内油液充满时，压力传感器⑽发送信号，加上之前抽油机完全伸出时触发下限位开关⒀.2发送信号，经过两个信号确认，抽油机进入抽油提升状态：电磁铁DT1得电，一个二位二通阀⑺.1状态转为连通，双向泵⑷和一个蓄能器⑼.1共同为抽油机⑿供油，抽油机活塞杆缩回，抽油机提升抽油；
3.当抽油机活塞杆完全缩回时，触发上限位开关⒀.1发送信号，抽油机进入负载下降状态：电磁铁DT1不得电，DT2得电，一个二位二通阀⑺.1状态转为截止，另一个⑺.2状态转为连通，抽油机卸压，抽油机内油液在外部负载的作用下，一部分流入另一个蓄能器⑼.2内，一部分通过溢流阀⑸.1流回油箱，而与此同时双向泵⑷依然在吸油，油液充入一个蓄能器⑼.1中；
4.当抽油机活塞杆完全伸出时，并且一个蓄能器⑼.1内油液充满时，抽油机再次进入抽油提升状态，其工作状态与1相同，但需要注意的是，此时，双向泵⑷会从另一个蓄能器⑼.2内吸油，由于另一个蓄能器⑼.2内的油液带压，双向泵⑷吸油的功率可大大降低。
图3中其它标号的含义：⑵.1为单向阀，⑹.1和⑹.2为测压接头，⑾为压力表。
上述的上限位开关和下限位开关可以安装在支撑架11的上端和下端，支撑架上竖直滑动安装一触发件，该触发件通过滑轮组、拉线与液压缸连接，液压缸的竖直方向上的位置变化通过拉线、滑轮组传递到支撑架上的触发件，由其触发支撑架上安装的位于上方和下方的两个限位开关。在框架上还安装一电控箱14。
本发明，将两个液压缸的无杆腔相互连接，然后整体竖直设置在支架内，取消了现有技术中的驴头、游梁、连杆、平衡重等部件，大大的简化了抽油机自身的结构，另外，抽油机的驱动由液压站完成，非抽油状态时蓄能器进行储能，抽油状态时蓄能器释放能量，而且抽油机受地压负载作用下降时产生的能量储存，避免了现有技术中电机在驱动配重时的能量浪费，也就是说，抽油机自身和驱动部分均进行了改进，使整体的体积缩小，能量利用更加合理，工作效率更高。
Claims (1)
1.一种节能液压式抽油装置，其特征在于：包括液压站、支架和抽油机，所述抽油机包括两个液压缸，该两个液压缸均竖直设置且二者的无杆腔端部连接，位于上方的液压缸的活塞杆连接所述支架上端，位于下方的液压缸的活塞杆下端部用于连接支架下方井筒内的抽油杆，两个液压缸的有杆腔均通过液压站中的开关阀组和油泵连接液压站中的油箱，位于下方的液压缸的活塞杆运行到最上方或最下方时分别触发上限位开关和下限位开关；
所述开关阀组连接液压站中的两个蓄能器；
所述液压站包括双向泵、电机、油箱、蓄能器、框架和电磁阀，所述双向泵、电机、油箱、蓄能器和电磁阀安装在框架内，电机驱动双向泵旋转，双向泵的进油口连接油箱，双向泵的一个出油口连接一个蓄能器和一个电磁阀的一端，双向泵的另一个出油口连接另一个蓄能器和另一个电磁阀的一端，两个电磁阀的另一端通过油管连接两个液压缸的有杆腔；
一个蓄能器和双向泵的一个出油口之间的油管上并联一个压力传感器，另一个蓄能器和双向泵的另一个出油口之间的油管上串联一个单向节流阀；
所述双向泵的一个出油口与一个电磁阀之间的油管上并联第三个电磁阀；
所述电磁阀均为二位二通阀；
所述装置的工作过程是:
⑴初始状态下抽油机受到负载作用，两个活塞杆完全伸出，电机(M3)启动，双向泵(4)运转从油箱(1)内吸油，由于此时仅电磁铁DT3得电，第三个二位二通阀(7.3)状态转为截止，油液只能充入一个蓄能器(Q1)内；
⑵当一个蓄能器(Q1)内油液充满时，压力传感器(P10)发送信号，加上之前抽油机完全伸出时触发下限位开关(JD2)发送信号，经过两个信号确认，抽油机进入抽油提升状态：电磁铁DT1得电，一个二位二通阀(7.1)状态转为连通，双向泵⑷和一个蓄能器(Q1)共同为抽油机⑿供油，抽油机活塞杆缩回，抽油机提升抽油；
⑶当抽油机活塞杆完全缩回时，触发上限位开关(JD1)发送信号，抽油机进入负载下降状态：电磁铁DT1不得电，DT2得电，一个二位二通阀(7.1)状态转为截止，另一个二位二通阀(7.2)状态转为连通，抽油机⑿卸压，抽油机⑿内油液在外部负载的作用下，一部分流入另一个蓄能器(Q2)内，一部分通过溢流阀(5.1)流回油箱(1)，而与此同时双向泵⑷依然在吸油，油液充入一个蓄能器(Q1)中；
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