CN106593362A - 一种滑轮节能液压试油排液系统 - Google Patents

Abstract

本发明是一种滑轮节能液压试油排液系统，用于石油勘探探井的试油排液施工。本试油排液系统，包括工作液缸和配重块，工作液缸通过液压管路与平衡液缸连接并通过液压管路中的油压平衡控制机构与液压油箱连接，平衡液缸的平衡活塞通过平衡活塞杆与滑轮节能机构的辅助动滑轮连接、滑轮节能机构的工作动滑轮与配重块连接。使用滑轮节能机构运行，能够平稳地实现平衡液缸和工作液缸的往复运动，相比通常采用的液压控制阀件的频繁开关倒换实现执行元件的往复运动方式，其噪音更低、工作更平稳，系统故障率更低，维修更方便，显著提高了试油泵抽的施工效率，大大降低了生产成本。

Description

一种滑轮节能液压试油排液系统

技术领域

本发明涉及石油勘探探井试油泵抽排液系统，特别是一种滑轮节能液压试油排液系统，用于石油勘探探井的试油排液施工。

背景技术

油田勘探试油井抽汲排液目前常用抽油机、通井机、电动绞车和悬挂式泵抽装置进行泵抽排液。抽油机排液能耗低，但投入成本高、安装周期长，排液容易被延误，导致储层改造后被二次污染，影响储层及措施效果的准确评价。通井机泵抽工艺简单，随时可转抽排液，但工作效率低、能耗高、受人为因素影响大，排液质量难以保证，同时频繁的往复提放对作业游动系统磨损较大，存在安全隐患。电动绞车泵抽技术是用自动正反转的电动绞车代替通井机泵抽中的通井机，实现了无人职守和自动化，但游动系统损伤严重和能耗高的问题仍然没有解决。悬挂式泵抽装置也存在安装过程繁琐，导致转抽周期长的问题。

使用往复运动的液压系统进行泵抽，有着现场安装简捷方便的特点，但目前对于液压缸往复运动的控制都是采用液压管路上复杂的液控阀的频繁开关控制，实现对液压缸的往复运动控制。这种控制方式对于液控阀等部件的性能要求较高，造成系统造价高，故障率高，噪音大等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种滑轮节能液压试油排液系统，克服现有液压泵抽系统使用液压控制阀控制液压缸往复运动的缺陷、克服通井机等泵抽装置耗能高、工作效率低等缺陷，使泵抽系统工作平衡、降低泵抽系统对供电设备的损坏，延长泵抽系统的使用寿命，降低生产成本。

为解决上述问题，本发明是这样实现的：一种滑轮节能液压试油排液系统，包括工作液缸和配重块，工作液缸通过液压管路与平衡液缸连接并通过液压管路中的油压平衡控制机构与液压油箱连接，平衡液缸的平衡活塞通过平衡活塞杆与滑轮节能机构的辅助动滑轮连接、滑轮节能机构的工作动滑轮与配重块连接。

所述滑轮节能机构包括辅助滑轮组、驱动轮和工作滑轮组，传动钢丝绳一端固定在辅助滑轮组一侧、从驱动轮的下轮面绕到工作滑轮组后固定，驱动轮能够通过减速机构与驱动电机的输出轴连接或者直接与驱动电机的输出轴连接。

与现有技术相比，本发明的显著效果在于：本发明将工作液缸悬挂在作业井架等可以用做悬挂的悬挂架上，平衡液缸和滑轮节能机构分别悬挂在平衡液缸支架和滑轮悬挂支架上。利用滑轮省力节能的原理、通过驱动电机和驱动轮驱动与辅助滑轮组和工作滑轮组相连的传动钢丝绳往复运动，降低驱动电机的输出扭矩；通过驱动电机正反转动带动驱动轮，使滑轮节能机构平稳运行，实现平衡液缸和工作液缸的往复运动，相比通常采用的液压控制阀件的频繁开关倒换实现执行元件的往复运动方式，其噪音更低、工作更平稳，系统故障率更低，维修更方便，显著提高了试油泵抽的施工效率，大大降低了生产成本。本系统中油压平衡控制机构的液压泵通过安装在工作液缸和平衡液缸顶部的工作液缸位移传感器和平衡液缸位移传感器，感应到工作液缸和平衡液缸中输出位移损失变化或渗漏后液压油量的变化自动对工作液缸和平衡液缸补充液压油，保证了工作液缸和平衡液缸工作的平稳性。通过滑轮节能机构驱动平衡液缸上下往复运动带动工作液缸工作，实现抽汲排液；由配重块配合平衡液缸往复工作、通过调整配重块达到驱动载荷更加均衡、平稳，使整套系统的工作更加平稳稳定，大大降低了对供电电网或供电设备的损坏，并延长了整套系统的使用寿命。提高了工作效率，节省了施工时间，降低了生产成本，具有很好的应用效果和显著的经济效益。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图详述本发明，并非限制本发明的保护范围，凡使用本发明的设计思路得出的改进均属于本发明的保护范畴。

参见图1，一种滑轮节能液压试油排液系统包括工作液缸3和配重块28，工作液缸3通过悬挂架1或支撑架悬挂、其中的工作活塞4通过传动杆5和连接件6与井口8中的光杆7连接，光杆7与井下的抽油泵连接。工作液缸3通过液压管路9与平衡液缸20连接并通过液压管路9中的油压平衡控制机构与液压油箱18连接，平衡液缸20的平衡活塞21通过平衡活塞杆22与滑轮节能机构的辅助动滑轮23连接、滑轮节能机构的工作动滑轮29与配重块28连接。

所述滑轮节能机构包括辅助滑轮组、驱动轮26和工作滑轮组，传动钢丝绳27一端固定在辅助滑轮组一侧、从驱动轮26的下轮面绕到工作滑轮组后固定，驱动轮26能够通过减速机构与驱动电机的输出轴连接或者直接与驱动电机的输出轴连接。通过驱动电机的正反转，带动驱动轮26、辅助滑轮组和工作滑轮组转动，使平衡活塞21带动工作活塞4上、下往复运动带动井下抽油泵工作。

所述辅助滑轮组包括辅助动滑轮23、辅助定滑轮24和固定支架25，辅助动滑轮23通过轮轴与平衡活塞杆22连接、位于辅助定滑轮24的上方，辅助定滑轮24通过轮轴安装在固定支架25中，传动钢丝绳27的一端从辅助动滑轮23和辅助定滑轮24上下两侧的轮面上缠绕后、固定于辅助定滑轮24的外侧，可以固定于地面或其它大型固定物体上面；在辅助滑轮组中，辅助动滑轮23和辅助定滑轮24至少分别设置一个。即：辅助动滑轮23和辅助定滑轮24都能设置多个，如2个、3个、或5个辅助动滑轮23，2个、3个、或5个辅助定滑轮24。

所述工作滑轮组包括工作定滑轮30和工作动滑轮29，工作定滑轮30安装在滑轮悬挂支架中，工作动滑轮29安装在配重块28的配重杆上端，传动钢丝绳27的另一端围绕工作定滑轮30和工作动滑轮29缠绕后固定在滑轮悬挂支架上，工作动滑轮29和配重块28通过传动钢丝绳27悬挂在工作定滑轮30上面；在工作滑轮组中，工作动滑轮29和工作定滑轮30至少分别设置一个。即：工作动滑轮29和工作定滑轮30都能设置多个，如2个、3个、或5个工作动滑轮29，2个、3个、或5个工作定滑轮30。

所述油压平衡控制机构包括泄压管线一11、泄压管线二12和补油管线14，泄压管线一11和泄压管线二12通过补油管线14连通并通过泄压管线二12与液压油箱18的连通，为液压管路9中的液压油泄压所用。

所述泄压管线一11与液压管路9的连通处以及泄压管线二12与补油管线14的连通处均设有泄压控制阀，泄压管线一11、泄压管线二12通过补油管线14与液压管路9和液压油箱18构成泄压回路；液压管路9连接于工作液缸3和平衡液缸20的下部、位于工作活塞4和平衡活塞21的下方。

所述补油管线14设在泄压管线一11与泄压管线二12之间，泄压管线一11和补油管线14均与液压管路9并联，补油管线14的上端装有补油阀10、下端装有上油阀16和上油管线17、该上油管线17的吸入口浸入液压油箱18的液压油中，为工作液缸3和平衡液缸20补充液压油所用。

所述泄压管线一11和泄压管线二12与补油管线14连接处之间的管段中还串连着单流阀13和液压泵15，液压泵15的液压泵控制装置通过电缆与电气控制柜连接、单流阀13的阀座位于液压泵15一端，使液压管路9中的液压油不能沿补油管线14回流。

所述液压泵15的液压泵控制装置还通过信号线缆分别与固定于工作液缸3和平衡液缸20顶部的工作液缸位移传感器2和平衡液缸位移传感器连接。

所述配重块28、液压油箱18、滑轮节能机构以及滑轮悬挂支架和平衡液缸20的平衡液缸支架均撬装在底座19上面，位于辅助滑轮组外侧的传动钢丝绳27的端头也固定在底座19上面。

现场使用前，将底座19及其撬装上面的设备摆放在生产现场允许摆放的某一位置，并将工作定滑轮30和平衡液缸20安装到位。将工作液缸3固定在井口上方的悬挂架1或支撑架上，将平衡液缸20与工作液缸3通过液压管路9连接。

工作液缸3的传动杆5通过连接件6与油井的光杆7悬挂连接时，将泄压管线一11和泄压管线二12上的泄压控制阀关闭；补油管线14上的补油阀10及上油管线17上的上油阀16打开，通过液压泵15向液压管路9泵入液压油，实现工作活塞4的上移并通过工作液缸3上部的排气阀门排除缸体内的空气，从而带动传动杆5及其连接件6上移；将补油管线14和上油管线17上的补油阀10和上油阀16均关闭，将泄压管线一11和泄压管线二12上的泄压控制阀打开，将液压管路9中的液压油吸入液压油箱18，工作液缸3内的工作活塞4带动传动杆5和连接件6下移，实现对光杆7的悬挂连接。通过调整液压管路9中的油量，以确保工作活塞4位于下死点时、平衡活塞21位于上死点；或工作活塞4位于上死点时，平衡活塞21位于下死点位置。

泵抽时，补油管线14和上油管线17上的补油阀10和上油阀16打开，液压泵15的工作可通过工作液缸位移传感器2和平衡液缸位移传感器控制。

当工作液缸位移传感器2和平衡液缸位移传感器感应到工作活塞4或平衡液缸20的位移量不能达到设定的位移量，或工作液缸3和平衡液缸20漏失的油量超出设定值时，工作液缸位移传感器2或平衡液缸位移传感器可将液压泵15的液压泵控制装置自动开启，向液压管路9内泵入液压油；当工作液缸3和平衡液缸20的油量补足后，液压泵15自动停泵。由于滑轮节能机构的省力作用，从而使整个系统达到了节省动力抽汲的目的和效果。

上面叙述的实施例仅仅为典型实施例，但本发明不仅限于这些实施例，本领域的技术人员可以在不偏离本发明的精神和启示下做出修改。本文所公开的方案可能存在很多变更、组合和修改，且都在本发明的范围内，因此，保护范围不仅限于上文的说明。

Claims (10)

1.一种滑轮节能液压试油排液系统，包括工作液缸（3）和配重块（28），其特征是，工作液缸（3）通过液压管路（9）与平衡液缸（20）连接并通过液压管路（9）中的油压平衡控制机构与液压油箱（18）连接，平衡液缸（20）的平衡活塞（21）通过平衡活塞杆（22）与滑轮节能机构的辅助动滑轮（23）连接、滑轮节能机构的工作动滑轮（29）与配重块（28）连接。

2.如权利要求1所述的一种滑轮节能液压试油排液系统，其特征是，所述滑轮节能机构包括辅助滑轮组、驱动轮（26）和工作滑轮组，传动钢丝绳（27）一端固定在辅助滑轮组一侧、从驱动轮（26）的下轮面绕到工作滑轮组后固定，驱动轮（26）能够通过减速机构与驱动电机的输出轴连接或者直接与驱动电机的输出轴连接。

3.如权利要求2所述的一种滑轮节能液压试油排液系统，其特征是，所述辅助滑轮组包括辅助动滑轮（23）、辅助定滑轮（24）和固定支架（25），辅助动滑轮（23）通过轮轴与平衡活塞杆（22）连接、位于辅助定滑轮（24）的上方，辅助定滑轮（24）通过轮轴安装在固定支架（25）中，传动钢丝绳（27）的一端从辅助动滑轮（23）和辅助定滑轮（24）上下两侧的轮面上缠绕后、固定于辅助定滑轮（24）的外侧；在辅助滑轮组中，辅助动滑轮（23）和辅助定滑轮（24）至少分别设置一个。

4.如权利要求3所述的一种滑轮节能液压试油排液系统，其特征是，所述工作滑轮组包括工作定滑轮（30）和工作动滑轮（29），工作定滑轮（30）安装在滑轮悬挂支架中，工作动滑轮（29）安装在配重块（28）的配重杆上端，传动钢丝绳（27）的另一端围绕工作定滑轮（30）和工作动滑轮（29）缠绕后固定在滑轮悬挂支架上，工作动滑轮（29）和配重块（28）通过传动钢丝绳（27）悬挂在工作定滑轮（30）上面；在工作滑轮组中，工作动滑轮（29）和工作定滑轮（30）至少分别设置一个。

5.如权利要求2所述的一种滑轮节能液压试油排液系统，其特征是，所述油压平衡控制机构包括泄压管线一（11）、泄压管线二（12）和补油管线（14），泄压管线一（11）和泄压管线二（12）通过补油管线（14）连通并通过泄压管线二（12）与液压油箱（18）的连通。

6.如权利要求5所述的一种滑轮节能液压试油排液系统，其特征是，所述泄压管线一（11）与液压管路（9）的连通处以及泄压管线二（12）与补油管线（14）的连通处均设有泄压控制阀，泄压管线一（11）、泄压管线二（12）通过补油管线（14）与液压管路（9）和液压油箱（18）构成泄压回路；液压管路（9）连接于工作液缸（3）和平衡液缸（20）的下部、位于工作活塞（4）和平衡活塞（21）的下方。

7.如权利要求5或6所述的一种滑轮节能液压试油排液系统，其特征是，所述补油管线（14）设在泄压管线一（11）与泄压管线二（12）之间，泄压管线一（11）和补油管线（14）均与液压管路（9）并联，补油管线（14）的上端装有补油阀（10）、下端装有上油阀（16）和上油管线（17）、该上油管线（17）的吸入口浸入液压油箱（18）的液压油中。

8.如权利要求7所述的一种滑轮节能液压试油排液系统，其特征是，所述泄压管线一（11）和泄压管线二（12）与补油管线（14）连接处之间的管段中还串连着单流阀（13）和液压泵（15），液压泵（15）的液压泵控制装置通过电缆与电气控制柜连接、单流阀（13）的阀座位于液压泵（15）一端，使液压管路（9）中的液压油不能沿补油管线（14）回流。

9.如权利要求8所述的一种滑轮节能液压试油排液系统，其特征是，所述液压泵（15）的液压泵控制装置还通过信号线缆分别与固定于工作液缸（3）和平衡液缸（20）顶部的工作液缸位移传感器（2）和平衡液缸位移传感器连接。

10.如权利要求4所述的一种滑轮节能液压试油排液系统，其特征是，所述配重块（28）、液压油箱（18）、滑轮节能机构以及滑轮悬挂支架和平衡液缸（20）的平衡液缸支架均撬装在底座（19）上面，位于辅助滑轮组外侧的传动钢丝绳（27）的端头也固定在底座（19）上面。