CN108612645A - 井下直线电机抽油机气动助力平衡装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种井下抽油机助力平衡装置，包括气缸套，该气缸套内安装有柱塞杆，及柱塞杆一端装有的缓冲机构分隔成的高压气体腔体，位于缓冲机构两侧的气缸套内分别设置带有通孔的限位块和柱塞杆导向套，该柱塞杆导向套与气缸连接套连接，所述气缸套端部设有充气接口。因此，本发明与直线电机抽油机连接，将直线电机下行时的电能转化为气体的势能储存起来，上行时将能量释放来提高推力，平衡掉直线电机的动子与潜油泵杆的重力，使动子与潜油泵杆的动力势能在上行时释放，实现节电降热效果。同时将直线电机驱动潜油泵下行时未被利用的剩余功，通过井下气动助力平衡装置储存起来，在直线电机驱动潜油泵上行时释放，相对传统技术节电效果显著。
Description
技术领域
本发明属于井下抽油装置，具体说是一种用于井下直线电机抽油机气动助力平衡装置，有效提高和增加了直线电机推送力，满足井下大深度的抽油。
背景技术
目前，直线电机抽油机在井下不加配重的情况下能实现井下1500米深度的采油，最高能达到2000米。由于井下深度的变化，为了满足直线电机抽油机驱动潜油泵具有潜油深度的推力，通常采用增加直线电机节数的方法。即增加直线电机的动子和定子，当直线电机节数增加到17节以上后带来的问题是：由于直线电机增加了长度，超过了油田配置的起吊设备的限制高度，同时也增加了制造成本；由于增加电机节数后直线电机输入电压过高，造成绝缘不良，存在安全隐患；对于增加直线电机节数后，不仅会带来加工精度问题，同时还会增加电磁力的干涉，影响抽油机的使用寿命。所以，仅仅依靠增加电机节数无法满足变化的潜油深度。
发明内容
为了克服现有直线电机驱动潜油泵出力不大、潜油深度不足的现状，本发明提供了一种井下直线电机抽油机气动助力平衡装置。该装置通过配置在已有的直线电机抽油机上，不仅有效提高了直线电机推力，还具有节电能效果。
本发明的一种井下直线电机抽油机气动助力平衡装置的技术解决方案是：该气动助力平衡装置位于直线电机的下部，直接与直线电机连接。因此，通过直线电机驱动潜油泵的下方安装气动助力平衡装置，可以增加直线电机驱动潜油泵的工作推力。
本发明中，所提及的气动助力平衡装置，包括气缸套，该气缸套内安装有柱塞杆，及柱塞杆一端装有的缓冲机构分隔成的高压气体腔体，位于缓冲机构两侧的气缸套内分别设置带有通孔的限位块和柱塞杆导向套，该柱塞杆导向套与气缸连接套连接，所述气缸套端部设有充气接口。
上述中，所述的缓冲机构，包括上缓冲档和下缓冲档，所述上缓冲档和下缓冲档安装在柱塞杆上，位于两个缓冲档之间的柱塞杆上装有弹簧，通过锁紧螺母固定连接。
进一步地，柱塞杆通过螺纹与直线电机的动子连接。
本发明中，所提及的气动助力平衡装置，包括气缸套，该气缸套内安装有柱塞杆，及气缸套内安装的缓冲机构间隔成两个高压气体腔体，位于缓冲机构两侧的气缸套分别设置带有通孔的限位块和柱塞杆导向套，该柱塞杆导向套通过连接过渡连接套与气缸连接套连接，过渡连接套内安装有滑动扶正器，该滑动扶正器固定在球铰的柱塞杆上，所述气缸套端部设有充气接口。
上述中，所提及的缓冲机构，包括上缓冲档和下缓冲档，所述上缓冲档和下缓冲档分别固定在柱塞杆导向套和限位块上，柱塞杆穿过其中的上缓冲档。
本发明中，所涉及高压气体腔体的高压气体选用高压氮气、高压氖气、高压氩气、高压氪气、高压氙气或其他任一高压惰性气体。
本发明的有益效果是：通过配置的气动助力平衡装置，将直线电机下行时的电能转化为气体的势能储存起来，在直线电机上行时将能量释放来提高推力。同时，还能平衡掉直线电机的动子与潜油泵杆的重力，吸收直线电机的动子与潜油泵杆的动力势能在直线电机驱动潜油泵上行时释放，节约电能及降低发热。直线电机驱动潜油泵下行电流大出力大，但没有全部做功，将直线电机驱动潜油泵下行时未被利用的的剩余功通过井下气动助力平衡装置储存起来，在直线电机驱动潜油泵上行时释放，不仅满足了深度方面的推力要求，同时也实现了节电效果。
附图说明
图1是气动助力平衡装置示意图；
图2是图1另一实施例；
图3是图1与抽油机安装示意图。
具体实施方式
如图1所示的井下直线电机抽油机气动助力平衡装置，它具有一个气缸套3，该气缸套3构成的高压气体腔体，及向高压气体腔体内充入的高压气体4，所述气缸套3内安装有柱塞杆7，及柱塞杆7一端装有的缓冲机构6，位于缓冲机构6一侧的气缸套3内设有带有通孔的限位块5，所述气缸套3端部带有连通的充气接口2，以及位于充气接口部位的保护套1，气缸套3一端装有与柱塞杆7固定配合的柱塞杆导向套9，该柱塞杆导向套9上设有多道密封圈8。本实施例所述的缓冲机构6，包括安装在柱塞杆7的台肩部位的上缓冲档11和下缓冲档13，介于两个缓冲档之间的柱塞杆7上装有弹簧12，通过锁紧螺母14固定连接。上述中，充入高压气体腔体的高压气体可以选用高压氖气、高压氩气、高压氪气、高压氙气或其他任一高压惰性气体。
图2给出了与图1不同的实施例。所述的气动助力平衡装置，包括气缸套3，该气缸套3内安装有柱塞杆7，及气缸套3内安装的缓冲机构6分隔成高压气体腔体，位于缓冲机构6两侧的气缸套3上分别设置带有通孔的限位块5和柱塞杆导向套9，所述气缸套端部设有充气接口2，该充气接口2处装有充气接口保护罩1。本实施例所述的缓冲机构6，包括上缓冲档11和下缓冲档13，所述上缓冲档11和下缓冲档13分别固定在柱塞杆导向套9和限位块5上，柱塞杆7穿过其中的上缓冲档11，柱塞导向套9上设有过渡连接套17，通过过渡连接套17连接气缸连接套10，在所述过渡连接套17内安装有滑动扶正器15，该滑动扶正器15与一个通过球铰21连接成一体的柱塞杆7，通过柱塞杆7与之安装配合的直线电机的动子连接。
见图3给出了图1中的气动助力平衡装置与抽油机安装后的整体结构。整体结构包括气动助力平衡装置A、直线电机B和柱塞抽油泵C三部分组成。利用图1中气动助力平衡装置A上的气缸连接套10与直线电机B的定子18连接，所述直线电机B的定子18与潜油泵C的筒体20构成的外部连接。内部连接关系通过柱塞杆7与直线电机B的动子19连接，该动子19与潜油泵C的潜油泵杆21连接。上述中的动子19与柱塞杆7、动子19与潜油泵杆21之间是通过螺纹连接。因此，通过气动助力平衡装置将直线电机下行时的电能转化为气体的势能储存起来，在直线电机上行时将能量释放，提高推力。平衡掉直线电机的动子与潜油泵的重力。直线电机驱动潜油泵下行电流大出力大未能全部做功时，将直线电机驱动潜油泵下行时未被利用的剩余功通过井下气动助力平衡装置储存起来，在直线电机驱动潜油泵上行时得到释放，节约电能。
Claims (6)
1.一种井下直线电机抽油机气动助力平衡装置，其特征是，该气动助力平衡装置，包括气缸套，该气缸套内安装有柱塞杆，及柱塞杆一端装有的缓冲机构分隔成的高压气体腔体，位于缓冲机构两侧的气缸套内分别设置带有通孔的限位块和柱塞杆导向套，该柱塞杆导向套与气缸连接套连接，所述气缸套端部设有充气接口。
2.根据权利要求1所述井下直线电机抽油机气动助力平衡装置，其特征是，所述的缓冲机构，包括上缓冲档和下缓冲档，上缓冲档和下缓冲档安装在柱塞杆上，位于两个缓冲档之间的柱塞杆上装有弹簧，通过锁紧螺母固定连接。
3.根据权利要求2所述井下直线电机抽油机气动助力平衡装置，其特征是，柱塞杆通过螺纹与直线电机的动子连接。
4.根据权利要求1所述井下直线电机抽油机气动助力平衡装置，其特征是，气动助力平衡装置，包括气缸套，该气缸套内安装有柱塞杆，及气缸套内安装的缓冲机构间隔成两个高压气体腔体，位于缓冲机构两侧的气缸套分别设置带有通孔的限位块和柱塞杆导向套，该柱塞杆导向套通过连接过渡连接套与气缸连接套连接，过渡连接套内安装有滑动扶正器，该滑动扶正器固定在球铰的柱塞杆上，所述气缸套端部设有充气接口。
5.根据权利要求1所述井下直线电机抽油机气动助力平衡装置，其特征是，缓冲机构，包括上缓冲档和下缓冲档，所述上缓冲档和下缓冲档分别固定在柱塞杆导向套和限位块上，柱塞杆穿过其中的上缓冲档。
6.根据权利要求1所述井下直线电机抽油机气动助力平衡装置，其特征是，充入高压气体腔体的高压气体选用高压氮气、高压氖气、高压氩气、高压氪气、高压氙气或其他任一高压惰性气体。
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