CN106522891B - 再生发电平衡抽油机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的再生发电平衡抽油机，包括设置于支撑底座上的第一导向机构、超级电容器、控制电柜、电机动力控制机构、减速传动机构及第二导向机构，且电机动力控制机构和减速传动机构位于第一导向机构、第二导向机构之间，超级电容器及控制电柜均靠近第一导向机构设置；减速传动机构分别与第一导向机构、第二导向机构、电机动力控制机构连接；电机动力控制机构分别与超级电容和控制电柜连接；第一导向机构配设有配重箱，第二导向机构配设有光杆，且光杆的质量大于配重箱的质量，光杆的下方正对着油井的井口，光杆的下端通过光杆卡子连接抽油杆，抽油杆伸入油井内部。本发明再生发电平衡抽油机在运行中利用开关磁阻电机进行再生发电，运行能耗低。

Description

再生发电平衡抽油机
技术领域
本发明属于抽油设备技术领域，具体涉及一种再生发电平衡抽油机。
背景技术
就现有技术而言，一般应用开关磁阻电机的抽油机虽然具有控制系统电路简单、工作可靠性高、性能稳定可靠、耐环境能力强以及抽油机启动时对电网无冲击的优势，同时还能实现上、下冲程运行自动识别，能改变抽油机上、下冲程的运行速度。但是，应用开关磁阻电机的抽油机在实际运行中也具有明显的缺陷，主要表现在电动机耗能大，开关磁阻电机只是作为电动机来工作，其在抽油机上下冲程需要的动力全部来自于电机耗能，而其中一部分耗能是不必要的，非常容易造成能源的浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种再生发电平衡抽油机，在运行中具有利用开关磁阻电机进行再生发电的特点且运行能耗低。
本发明所采用的技术方案是，再生发电平衡抽油机，包括有设置于支撑底座上的第一导向机构、超级电容器、控制电柜、电机动力控制机构、减速传动机构及第二导向机构，且电机动力控制机构和减速传动机构位于第一导向机构、第二导向机构之间，电机动力控制机构、超级电容器及控制电柜均靠近第一导向机构，减速传动机构靠近第二导向机构；电机动力控制机构分别与超级电容和控制电柜连接；减速传动机构分别与第一导向机构、第二导向机构、电机动力控制机构连接；第一导向机构配设有配重箱，第二导向机构配设有光杆，且光杆的质量大于配重箱的质量，光杆的下方正对着油井的井口，光杆的下端通过光杆卡子连接抽油杆，且抽油杆伸入油井内部。
本发明的特点还在于：
减速传动机构，包括有减速器底座，减速器底座的底部设置有固定部件，减速器底座的顶部设置有减速箱，减速箱的一侧壁上分别连接有导向轮d、减速轮，与该侧壁相对的减速箱的另一侧壁上连接有导向轮c，且导向轮d与导向轮c同轴连接，导向轮d与第二导向机构连接，减速轮与电机动力控制机构连接，导向轮c与第一导向机构连接。
第一导向机构，包括有机架a，机架a的底部设置有固定部件，机架a的顶部设置有轴承座a，轴承座a连接导向轮a，导向轮a通过柔性拉绳a与导向轮c缠绕连接，且柔性拉绳a上通过导向轮a垂直悬挂配重箱，在使用时要使导向轮a和导向轮c位于同一平面内。
第二导向机构，包括有机架b，且在机架b上呈上下设置有上限位传感器、下限位传感器，能在机架b上调整上限位传感器和下限位传感器之间的距离，并且上限位传感器和下限位传感器都能对电机动力控制机构内的开关磁阻电机发出信号，控制开关磁阻电机的转速；机架b的底部设置有固定部件；机架b的顶部设置有轴承座b，轴承座b上连接有导向轮b，导向轮b通过柔性拉绳b与导向轮d缠绕连接，光杆通过悬绳器悬挂于柔性拉绳b上，在使用时要使导向轮b和导向轮d位于同一平面内。
电机动力控制机构，包括有电机底座，电机底座的底部设置有固定部件，电机底座的顶部设置有开关磁阻电机，开关磁阻电机通过皮带与减速轮连接，用于进行动力传送；开关磁阻电机还通过控制电柜分别连接超级电容器、上限位传感器、下限位传感器以及外接电源连接。
控制电柜，包括有不控整流电路，不控整流电路连接感应开关，不控整流电路还连接三相全桥逆变电路，不控整流电路与三相全桥逆变电路之间分别连接有电容器升压模块、电容器降压模块、电容量检测模块，且电容器升压模块、电容器降压模块、电容量检测模块均与超级电容器连接；三相全桥逆变电路连接位移传感器信号识别模块。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明再生发电平衡抽油机，节省了在光杆运行下冲程中开关磁阻电机消耗的电能。
(2)在本发明再生发电平衡抽油机中，光杆运行在下冲程时，能有效避免对开关磁阻电机的损害。
(3)在本发明再生发电平衡抽油机中，开关磁阻电机在光杆运行下冲程时充当发电机，利用其发的电能作为光杆运行上冲程中的一部分能量。
(4)本发明再生发电平衡抽油机能实现抽油机的二次平衡。
(5)在本发明再生发电平衡抽油机中，限位传感器安装的距离可以进行调整，从而改变抽油机的冲程以适应不同情况需求。
附图说明
图1是本发明再生发电平衡抽油机的结构示意图；
图2是本发明再生发电平衡抽油机的主视图；
图3是本发明再生发电平衡抽油机的右视图；
图4是本发明再生发电平衡抽油机的俯视图；
图5是本发明再生发电平衡抽油机的电路控制原理图。
图中，1.导向轮a，2.导向轮b，3.导向轮c，4.导向轮d，5.减速轮，6.开关磁阻电机，7.超级电容器，8.控制电柜，9.光杆，10.配重箱，11.减速器底座，12.机架a，13.机架b，14.减速箱，15.柔性拉绳a，16.柔性拉绳b，17.皮带，18.轴承座a，19.悬绳器，20.上限位传感器，21.下限位传感器，22.电机底座，23.轴承座b，24.油井，25.不控整流电路，26.升压模块，27.降压模块，28.感应开关，29.三相全桥逆变电路，30.位置传感器信号识别模块，31.电容量检测模块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明再生发电平衡抽油机，其结构如图1、图2、图3及图4所示，包括有设置于支撑底座上的第一导向机构、超级电容器7、控制电柜8、电机动力控制机构、减速传动机构及第二导向机构，且电机动力控制机构和减速传动机构位于第一导向机构、第二导向机构之间，电机动力控制机构、超级电容器7及控制电柜8均靠近第一导向机构，减速传动机构靠近第二导向机构；电机动力控制机构分别与超级电容7和控制电柜8连接；减速传动机构分别与第一导向机构、第二导向机构、电机动力控制机构连接；第一导向机构配设有配重箱10，第二导向机构配设有光杆9，且光杆9的质量大于配重箱10的质量，光杆9的下方正对着油井24的井口，光杆9的下端通过光杆卡子连接抽油杆，且抽油杆伸入油井24内部。
减速传动机构，如图1所示，包括有减速器底座11，减速器底座11的底部设置有固定部件，减速器底座11的顶部设置有减速箱14，减速箱14的一侧壁上分别连接有导向轮d4、减速轮5，与该侧壁相对的减速箱14的另一侧壁上连接有导向轮c3，且导向轮d4与导向轮c3同轴连接，导向轮d4与第二导向机构连接，减速轮5与电机动力控制机构连接，导向轮c3与第一导向机构连接。
第一导向机构，如图1、图2及图3所示，包括有机架a12，机架a12的底部设置有固定部件，机架a12的顶部设置有轴承座a18，轴承座a18连接导向轮a1，导向轮a1通过柔性拉绳a15与导向轮c3缠绕连接，且柔性拉绳a15上通过导向轮a1垂直悬挂配重箱10，在使用时要使导向轮a1和导向轮c3位于同一平面内。
第二导向机构，如图1及图2所示，包括有机架b13，且在机架b13上呈上下设置有上限位传感器20、下限位传感器21，能在机架b13上调整上限位传感器20和下限位传感器21之间的距离，并且上限位传感器20和下限位传感器21都能对电机动力控制机构内的开关磁阻电机6发出信号，控制开关磁阻电机6的转速；机架b13的底部设置有固定部件；机架b13的顶部设置有轴承座b23，轴承座b23上连接有导向轮b2，导向轮b2通过柔性拉绳b16与导向轮d4缠绕连接，光杆9通过悬绳器悬挂于柔性拉绳b16上，在使用时要使导向轮b2和导向轮d4位于同一平面内。
电机动力控制机构，如图1、图2、图4及图5所示，包括有电机底座22，电机底座22的底部设置有固定部件，电机底座22的顶部设置有开关磁阻电机6，开关磁阻电机6通过皮带17与减速轮5连接，用于进行动力传送；如图4所示，开关磁阻电机6还通过控制电柜8分别连接超级电容器7、上限位传感器20、下限位传感器21以及外接电源连接。
控制电柜8，如图5所示，包括有不控整流电路25，不控整流电路25连接感应开关28，不控整流电路25还连接三相全桥逆变电路29，不控整流电路25与三相全桥逆变电路29之间分别连接有电容器升压模块26、电容器降压模块27、电容量检测模块31，且电容器升压模块26、电容器降压模块27、电容量检测模块31均与超级电容器7连接；三相全桥逆变电路29连接位移传感器信号识别模块30。
在本发明再生发电平衡抽油机中：开关磁阻电机6通过控制电柜8与超级电容器7连接，而该超级电容器7的容值要远大于光杆9运行下冲程时开关磁阻电机6所产生的电量；此外，超级电容器7通过控制电柜8与外接电源连接；超级电容器7在使用过程中，经过控制电柜8中电容量检测模块要实时的进行监测：超级电容器7在充电时，其电容量最高时要不超过其容值的80％，当达到80％时，外接电源就会断开；在超级电容器7进行升压放电时，当其电容量降低到其容值的20％时，外接电源对超级电容器7进行降压充电，同时在充电过程中，由外接电源提供光杆9上冲程的动力。当开关磁阻电机6在光杆9进行下冲程时作为发电机使用，将开关磁阻电机6与超级电容器7连接，该超级电容器7的电容量要大于光杆9运行下冲程时开关磁阻电机6产生的电量，将其在光杆9下冲程中发的电能存储于超级电容器7中；当光杆9运行上冲程时，超级电容器7进行升压放电，给开关磁阻电机6提供电能。
上限位传感器20和下限位传感器21均通过控制电柜8与开关磁阻电机6相连，当悬绳器19运行到上限位传感器20时，控制电柜8开始控制开关磁阻电机6转速，以及超级电容器7停止放电，使开关磁阻电机6马上切换到发电机状态进行工作，上冲程结束下冲程开始。当悬绳器19进行下冲程至下限位传感器21时，控制电柜8控制超级电容器7开始放电，使开关磁阻电机6切换到电动机模式工作，下冲程结束上形成开始。
本发明再生发电平衡抽油机在实际应用中，要根据油井24的深度、抽油泵的型号、抽油杆、光杆9的重量以及抽油杆内部液柱的重量选用开关磁阻电机6和相应的控制电柜8、减速箱14，按最大冲程高度确定机架a12和机架b13的高度，根据机架b13与油井24的井口设计距离确定导向轮b2的尺寸大小、轴承座b23的型号以及轴承座b23在机架b13上的安装位置，利用悬绳器19把柔性拉绳b16与光杆9相连，并使柔性拉绳b16通过导向轮b2，然后调整机架b13的位置，使光杆9和油井24的井口同心度相同，之后固定住机架b13；将导向轮c3、导向轮d4、减速轮5均设置于减速箱14上，并将减速箱14固定于减速器底座11上，调整减速器底座11使导向轮d4和导向轮b2保证在同一平面内，而减速器底座11距机架b13的水平距离根据实际情况而定，之后固定减速器底座11；用已经连接光杆9的柔性拉绳b16一端通过导向轮b2垂直向下，另一端将其固定并缠绕在导向轮d4上；调整柔性拉绳b16在导向轮d4上的缠绕长度使导向轮d4在转动过程中，光杆9的最下端能满足其到达上冲程的极限位置和下冲程的极限位置，然后转动导向轮d4使光杆9处于上冲程极限位置，并暂时固定导向轮d4；将开关磁阻电机6安装在电机底座22上进行固定，并用皮带17连接减速轮5；固定超级电容器7和控制电柜8；根据实际情况确定机架a12与减速器底座11之间的距离，导向轮a1通过轴承座a18设置于机架a12上，并使导向轮a1和导向轮c3处在同一个平面内，再固定机架a12；根据光杆9下冲程极限位置之间的距离来确定柔性拉绳a15的长度以及缠绕在导向轮c3上的长度，然后将一端固定并缠绕足够的长度于导向轮c3上，将另一端通过导向轮a1连接配重箱10，并使得配重箱10处于光杆9下冲程极限位置的高度；最后在机架b13的位置上分别安装两个限位传感器(上限位传感器20和下限位传感器21)。
本发明再生发电平衡抽油机，在运行中具有利用开关磁阻电机进行再生发电的特点且运行能耗低。

Claims (4)

1.再生发电平衡抽油机，其特征在于，包括有设置于支撑底座上的第一导向机构、超级电容器(7)、控制电柜(8)、电机动力控制机构、减速传动机构及第二导向机构，且所述电机动力控制机构和减速传动机构位于第一导向机构、第二导向机构之间，所述电机动力控制机构、超级电容器(7)及控制电柜(8)均靠近第一导向机构，所述减速传动机构靠近第二导向机构；所述电机动力控制机构分别与超级电容(7)和控制电柜(8)连接；所述减速传动机构分别与第一导向机构、第二导向机构、电机动力控制机构连接；
所述第一导向机构配设有配重箱(10)，所述第二导向机构配设有光杆(9)，且所述光杆(9)的质量大于配重箱(10)的质量，所述光杆(9)的下方正对着油井(24)的井口，所述光杆(9)的下端通过光杆卡子连接抽油杆，且所述抽油杆伸入油井(24)内部；
所述减速传动机构，包括有减速器底座(11)，所述减速器底座(11)的底部设置有固定部件，所述减速器底座(11)的顶部设置有减速箱(14)，所述减速箱(14)的一侧壁上分别连接有导向轮d(4)、减速轮(5)，与该侧壁相对的减速箱(14)的另一侧壁上连接有导向轮c(3)，且所述导向轮d(4)与导向轮c(3)同轴连接，所述导向轮d(4)与第二导向机构连接，所述减速轮(5)与电机动力控制机构连接，所述导向轮c(3)与第一导向机构连接；
所述电机动力控制机构，包括有电机底座(22)，所述电机底座(22)的底部设置有固定部件，所述电机底座(22)的顶部设置有开关磁阻电机(6)，所述开关磁阻电机(6)通过皮带(17)与减速轮(5)连接，用于进行动力传送；所述开关磁阻电机(6)还通过控制电柜(8)分别连接超级电容器(7)、上限位传感器(20)、下限位传感器(21)以及外接电源连接。
2.根据权利要求1所述的再生发电平衡抽油机，其特征在于，所述第一导向机构，包括有机架a(12)，所述机架a(12)的底部设置有固定部件，所述机架a(12)的顶部设置有轴承座a(18)，所述轴承座a(18)连接导向轮a(1)，所述导向轮a(1)通过柔性拉绳a(15)与导向轮c(3)缠绕连接，且所述柔性拉绳a(15)上通过导向轮a(1)垂直悬挂配重箱(10)，在使用时要使导向轮a(1)和导向轮c(3)位于同一平面内。
3.根据权利要求1所述的再生发电平衡抽油机，其特征在于，所述第二导向机构，包括有机架b(13)，且在所述机架b(13)上呈上下设置有上限位传感器(20)、下限位传感器(21)，能在机架b(13)上调整上限位传感器(20)和下限位传感器(21)之间的距离，并且上限位传感器(20)和下限位传感器(21)都能对电机动力控制机构内的开关磁阻电机(6)发出信号，控制开关磁阻电机(6)的转速；
所述机架b(13)的底部设置有固定部件；所述机架b(13)的顶部设置有轴承座b(23)，所述轴承座b(23)上连接有导向轮b(2)，所述导向轮b(2)通过柔性拉绳b(16)与导向轮d(4)缠绕连接，所述光杆(9)通过悬绳器悬挂于柔性拉绳b(16)上，在使用时要使导向轮b(2)和导向轮d(4)位于同一平面内。
4.根据权利要求3所述的再生发电平衡抽油机，其特征在于，所述控制电柜(8)，包括有不控整流电路(25)，所述不控整流电路(25)连接感应开关(28)，所述不控整流电路(25)还连接三相全桥逆变电路(29)，所述不控整流电路(25)与三相全桥逆变电路(29)之间分别连接有电容器升压模块(26)、电容器降压模块(27)、电容量检测模块(31)，且所述电容器升压模块(26)、电容器降压模块(27)、电容量检测模块(31)均与超级电容器(7)连接；所述三相全桥逆变电路(29)连接位移传感器信号识别模块(30)。
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