CN1087059C - 抽油机及抽油方法 - Google Patents

Abstract

本发明为抽油机抽油方法。与井下泵相连的抽油杆用卡座固定在中空结构的直线电机动子上。动子上的定位块靠在限位柱上，保持电磁气隙及扶正井管。在井架上，钢丝绳通过滑轮，两端各连接卡座和配重块，平衡抽油杆重量和抽油阻力。由于直线电机固定于井口，动力直接作用在抽油杆上，所以附属设施少，占地面积小，重量轻，调节各种参数简便易行，消耗功率少，井口操作方便，适用于中、浅油层和海上采油。

Description

抽油机及抽油方法

技术领域：

本发明涉及一种以直线电机为动力的油井抽油机及抽油方法。

背景技术：

现在油井抽油都是将井下泵放在油井中，通过抽油杆与抽油机相连，动力电机通过减速装置，变旋转运动为直线上下运动，带动抽油杆和井下泵抽取地下原油。该方法所用抽油机及抽油方法，因为运动形式的转变使得功率消耗较大，均采用功率较大的动力电机，且装置繁杂，占地面积大，使用钢材多，影响检修和改变操作参数等井口的正常操作。该抽油机配重块比较沉重，装置移动困难，且不断地摆动也消耗大量动力，需要加以改进。中国专利申请号为94108326.8公开了一种“控制井底机动泵的直流直线电机的方法”，是在抽油井管内装置井下泵和直线电机，以井管底座用作一个支轴进行抽油运动。修理、更换机动泵套筒部件时必须将井管提出地面。其实施例指出直线电机定子用3个脉冲线圈，动子采用多个等距离堆积的分隔的永久磁铁。可以看出，直线电机用做油井抽油机的抽油方法是可行的。但由于井管空间的限制，提高电机功率，增大抽油能力是困难的，加工、安装无疑也是很麻烦的，维修和更换部件需同井管一起提到地面才行，给操作带来极大不便，其电机控制部件也一同配置于井管内，更增加了不利因素。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种以直线电机为动力的，耗损动力小，操作方便，移动、调节简便的置于井上的抽油机及抽油方法。

本发明可以用如下方法来实现，一种抽油机，具有井下泵、抽油杆和动力装置、井架、配重块。在井口处安装井架，井架上安有配重块。动力装置使用直线电机，直线电机定子连同纵向限位柱固定在井口装置上，动子为条状纵向布置，上下端固定有定位块，滑动地靠在侧立的限位柱上。井口装置和限位柱上分别固定有缓冲弹簧。直线电机动子为中空结构，中心通过抽油杆，抽油杆连同卡座固定在直线电机动子上。井架上设有重量平衡装置滑轮，钢丝绳两端通过滑轮分别连接卡座和配重块。

一种上述抽油机的抽油方法，将电力加载到抽油机中的直线电机后，直线电机动子将带动抽油杆上下滑动，进行抽油操作。

本发明还具有如下附属技术特征，所述抽油机的直线电机定子和动子的断面可为圆形或方形结构。动子长度应大于或等于3倍定子长度，可为4条纵向结构。

井架上平衡装置还可使用气动平衡或电磁平衡装置。

在定子里侧的定子上固定有铜制环状气隙维持块。

所述井架上面采用悬臂结构，支点在两个滑轮中部。

分别有两条钢丝绳连接在卡座的顶端，滑轮用2组4个。

本发明相比现有技术具有如下优点，使用直线电机，且动子(即一般电机所谓的转子)直接连接抽油杆，所以动力消耗小、效率高，附件少，重量轻，占地少，直线电机放在井口上，电机可以用较大功率，且控制装置部件易调节、检修，改变直线电机参数就可以迅速无极调节冲程和冲数及其他工作参数，给井口操作带来方便。井管中只有抽油的井下泵，使用维修方便，非常符合中国国情。本抽油机及抽油方法适用于中、浅油层特别是适用于海上采油。

附图说明：

本发明附图图面说明如下：图1为本发明抽油机抽油方法结构示意图，1-井口装置，2-限位柱，3-抽油杆，4-直线电机定子，5-气隙维持块，6-直线电机动子，7-定位块，8-卡座，9-钢丝绳，10-弹簧，11-滑轮，12-配重块，13-井架。

具体实施方式：

下面结合附图作进一步说明：该发明的抽油方法中，由抽油杆3带动井下泵抽取地下原油的方法，与现有原油抽油方法相同，为公知技术不再赘述。本发明由动力装置带动抽油杆3和井下泵抽油，直线电机定子4上固定有限位柱2，定子4与限位柱2一起再固定在井口装置1，动子6上下固定有定位块7，紧靠限位柱2上下滑动，用以保持定子4与动子6间的电磁气隙间距，其间距越小越好，但不能相互接触，同时也保证了抽油杆的中心位置，使抽油操作顺利。直线电机动子6为中空结构，抽油杆3通过动子中心空腔固定在直线电机动子上，随直线电机上下运动。本发明直线电机的安装，是使抽油杆对准油井井管中心后，连同限位柱2一起固定于井口装置1上。

井口装置1和限位柱2上固定的缓冲弹簧10，除防止动子在工作时冲撞上下平面外，在动力改变运动方向之时，还有反弹作用力，有利于直线电机的运行。

定子4和动子6可以设计成方形或圆形的中空结构，其动子4采用对称设计，可为2～8组纵向配置的条状结构，如采用4条结构。抽油杆3由中空结构的中心伸出来，固定在直线电机动子的上端，为充分发挥直线电机的作用，动子6长度应大于或等于3倍定子4的长度。

井架13放于地面，为了减轻抽油动力消耗，平衡抽油杆及抽油阻力，本发明井架上装置有平衡装置，可以用气动平衡、电磁平衡也可以用简易的重量平衡。所用配重块12应根据油井抽油压力、井深和抽油杆重量来确定。

直线电机的动力直接作用在井下泵上，动力消耗少移开井架及直线电机就可以进行井口的其他作业。改变直线电机参数可以迅速调节操作条件。该直线电机可根据油压力、原油流量、井下泵型号选用现有产品或单独订制。

本发明的抽油机，直线电机定子4连同纵向限位柱2固定在井口装置1上，动子上下端固定有定位块7，滑动地靠在侧立的限位柱2上，井口装置和限位柱上分别固定有缓冲弹簧10，直线电机动子6为中空结构，中心通过抽油杆3，抽油杆3连同卡座8固定在直线电机动子上。

为了消除材料、制造、运动、温度等因素对定子与动子之间的电磁气隙的影响，在定子4上，定子与动子之间装有铜制的气隙维持块5，可以为环状，可以在不同高度上多安装几块。

其重量平衡装置为井架13上部，可为横梁跨在油井两边，也可以放在油井一侧采取悬臂式结构，支点放在两个滑轮的中间应力平衡部位。在井架13上部安有滑轮11或滑轮组，钢丝绳9通过滑轮11两端分别系在抽油杆的卡座8上和配重块12上，为安全起见，可用两根或多根钢丝绳，一端都连在卡座上，另一端通过多组滑轮各连一个配重块。例如分别用两条钢丝绳9连接在卡座8的顶端，滑轮11用2组4个。

Claims (8)

1、一种抽油机，具有井下泵、抽油杆(3)和动力装置、井架、配重块(12)，井口安装井架，井架上安有配重块(12)，其特征在于动力装置使用直线电机，直线电机定子(4)连同纵向限位柱(2)固定在井口装置(1)上，动子(6)为条状纵向布置，上下端固定有定位块(7)，滑动地靠在侧立的限位柱(2)上，井口装置(1)和限位柱(2)上分别固定有缓冲弹簧(10)，直线电机动子(6)为中空结构，中心通过抽油杆(3)，抽油杆(3)连同卡座(8)固定在直线电机动子(6)上，井架(13)上设有重量平衡装置滑轮(11)，钢丝绳(9)两端通过滑轮(11)分别连接卡座(8)和配重块(12)。

2、如权利要求1所述之抽油机，其特征在于定子(4)和动子(6)断面为圆形或方形结构。

3、如权利要求1所述之抽油机，其特征在于动子(6)长度大于或等于3倍定子(4)长度，可为4条结构。

4、如权利要求1所述之抽油机，其特征在于井架(13)上平衡装置为气动平衡或电磁平衡装置。

5、如权利要求1所述之抽油机，其特征在于在定子(4)里侧定子(4)上固定铜制环状气隙维持块(5)。

6、如权利要求1所述之抽油机，其特征在于井架(13)上面采用悬臂结构，支点在两个滑轮(11)中部。

7、如权利要求1所述之抽油机，其特征在于分别有两条钢丝绳(9)连接在卡座(8)的顶端，滑轮(11)用2组4个。

8、一种抽油机的抽油方法，其特征在于采用权利要求1～7所述的任意一个抽油机，将电力加载到抽油机中的直线电机后，直线电机动子(6)将带动抽油杆(3)上下滑动，进行抽油操作。

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