CN110952957A - 一种互平衡双抽油杆液压节能抽油机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了提供一种互平衡双抽油杆液压节能抽油机，包括塔架，所述塔架上安装有驱动机构、第一滑轮组和第二滑轮组，所述第一滑轮组上配合有第一钢丝绳，所述第一钢丝绳一端连接有悬垂的第一抽油杆，另一端连接有配重块，所述第二滑轮组上配合有第三钢丝绳，所述第三钢丝绳一端连接有悬垂的第二抽油杆，另一端连接配重块，所述第一钢丝绳和第三钢丝绳分别连接在配重块竖直方向的两端，所述驱动机构通过第二钢丝绳连接配重块，所述驱动机构通过收放第二钢丝绳带动配重块上下往复运动，通过配重块组合滑轮组结构，配合两个抽油杆结构互为配重，实现一驱动带动两个抽油杆交替抽油，提高了抽油机的工作效率，并利用互平衡结构提高了节能效率。

Description

一种互平衡双抽油杆液压节能抽油机

技术领域

本申请涉及油田机械领域，特别涉及一种互平衡双抽油杆液压节能抽油机。

背景技术

随着中国近几年石油开采装备的快速发展，以及抽油机向长冲程、大载荷、高效能、高智能方向的转变，市场对节能型抽油机的需求将成倍的增长，而抽油机根据有无游梁分为游梁式抽油机和无游梁式抽油机。

发明人发现，目前覆盖率较高的为游梁式抽油机，但其结构庞大、能耗大、智能化程度较低，越来越难以满足现有的石油开采需求；对于无游梁式抽油机，相较于游梁式抽油机拥有更好的运动性能，但是其可靠性较差，难以适用于较为恶劣的环境，导致其普及率较低；而目前游梁式抽油机抽取效率较低，尤其难以实现一机同时进行两口井的抽油，无法满足多样化的需求。

发明内容

本申请的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种互平衡双抽油杆液压节能抽油机，通过配重块组合滑轮组结构，配合两个抽油杆结构互为配重，实现同一驱动带动两个抽油杆交替抽油的方案，提高了抽油机的工作效率，并利用互平衡结构提高了节能效率。

为了实现上述目的，采用以下技术方案：

一种互平衡双抽油杆液压节能抽油机，包括塔架，所述塔架上安装有驱动机构、第一滑轮组和第二滑轮组，所述第一滑轮组上配合有第一钢丝绳，所述第一钢丝绳一端连接有悬垂的第一抽油杆，另一端连接有配重块，所述第二滑轮组上配合有第三钢丝绳，所述第三钢丝绳一端连接有悬垂的第二抽油杆，另一端连接配重块，所述第一钢丝绳和第三钢丝绳分别连接在配重块竖直方向的两端，所述驱动机构通过第二钢丝绳连接配重块，所述驱动机构通过收放第二钢丝绳带动配重块上下往复运动，从而带动第二抽油杆和第一抽油杆上下往复运动，且同一时间第一抽油杆和第二抽油杆的运动方向相反。

进一步地，所述驱动机构包括动滑轮组和固定在塔架上的第一定滑轮，所述第二钢丝绳缠绕在动滑轮组和第一定滑轮上，所述塔架上安装有伸缩杆，所述伸缩杆一端固定在塔架上，另一端配合动滑轮组，通过伸缩改变动滑轮组与第一动滑轮的间距，用于对第二钢丝绳进行收放。

进一步地，所述塔架上安装有导柱，导柱上配合有沿其滑动的支架，所述动滑轮组安装在支架上，所述伸缩杆通过伸缩带动动滑轮组沿导柱往复滑动；所述的第二钢丝绳还配合有第二定滑轮，所述第二定滑轮安装在塔架顶端，第二钢丝绳绕过第二定滑轮后连接配重顶端。

进一步地，所述的导柱有两个，竖直平行安装在塔架上，所述的伸缩杆有多个，均分为两组，分别从支架的两侧对动滑轮组进行驱动。

进一步地，所述的第一滑轮组包括安装在塔架顶端的第三定滑轮和第四定滑轮，所述第一钢丝绳依次绕过第四定滑轮、第三定滑轮后连接配重块顶端。

进一步地，所述第一抽油杆与外部第一油井配合，在第一钢丝绳的驱动下竖直上升实现抽油，或通过自重下降落入第一油井内。

进一步地，所述第二滑轮组包括安装在塔架顶端的第五定滑轮和安装在塔架下端的第六定滑轮，所述第三钢丝绳依次绕过第五定滑轮、第六定滑轮后连接配重块底端。

进一步地，所述第二抽油杆与外部第二油井配合，在第三钢丝绳的驱动下竖直上升实现抽油，或通过自重下降落入第二油井内。

进一步地，所述塔架铰接在底座上，所述底座上连接有支撑油缸，所述支撑油缸一端铰接在底座上，另一端铰接在塔架的侧面，所述支撑油缸通过伸缩改变塔架与底座的夹角。

进一步地，还包括电控系统，所述电控系统电联驱动机构。

与现有技术相比，本申请具有的优点和积极效果是：

(1)通过滑轮组配合两个抽油杆，从两侧分别进行输出，二者互为配重，一机带有两个输出抽油杆，提高了抽油机的工作效率；

(2)增加配重块，通过驱动机构提升配重块，并充分利用配重块下降时的重力势能做工，提升第一抽油杆，下降的抽油杆为上升的抽油杆提供一部分势能，其余的能耗将由驱动机构做功举升配重与抽油杆的重量差，积累势能，实现抽油杆的下降或上升，相较于传统的单一抽油杆，能够更加节能；

(3)所述支架的侧边上设置有导柱，所述动滑轮组沿导柱上下运动，可使动滑轮组运动平稳，同时支架承受了偏载载荷，使得举升油缸不受径向载荷的影响，提高了举升油缸的寿命；

(4)利用动滑轮组配合第一定滑轮构成行程放大系统，通过伸缩杆的上下工作推动动滑轮组，然后通过第二钢丝绳组实现配重块举升，双抽油杆的放杆、抽油工作，在小范围内输出更大的行程对抽油杆进行提升，解决了传统驱动机构占用空间较大的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本申请实施例1中抽油机的整体结构示意图；

图2为本申请实施例1中抽油杆和滑轮组配合传动的结构示意图。

其中，1、驱动机构，2、第一钢丝绳，3、第二钢丝绳，4、第三钢丝绳，5、第一抽油杆，6、第二抽油杆，7、第一定滑轮，8、第二定滑轮，9、第三定滑轮，10、第四定滑轮，11、第五定滑轮，12、第六定滑轮，13、动滑轮组，14、举升油缸，15、导柱，16、电控系统，17、液压供能系统，18、支撑油缸，19、底座，20、第二滑轮组，21、第一滑轮组，22、配重块，23、塔架。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步地说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本申请中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语解释部分:本申请中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

正如背景技术中所介绍的，现有技术中覆盖率较高的为游梁式抽油机，但其结构庞大、能耗大、智能化程度较低，越来越难以满足现有的石油开采需求；对于无游梁式抽油机，相较于游梁式抽油机拥有更好的运动性能，但是其可靠性较差，难以适用于较为恶劣的环境，导致其普及率较低；而目前游梁式抽油机抽取效率较低，尤其难以实现一机同时进行两口井的抽油，无法满足多样化的需求，针对上述技术问题，本申请提出了一种互平衡双抽油杆液压节能抽油机。

实施例1

本申请的一种典型的实施方式中，如图1-图2所示，提出了一种互平衡双抽油杆液压节能抽油机。

包括底座19，所述底座上设有液压供能系统17、电控系统16和塔架23，所述塔架与底座之间连接有支撑油缸18；

所述塔架上安装有驱动机构1、第一滑轮组21和第二滑轮组20，所述第一滑轮组上配合有第一钢丝绳2，所述第一钢丝绳一端连接有悬垂的第一抽油杆5，另一端连接有配重块22，所述第二滑轮组20上配合有第三钢丝绳4，所述第三钢丝绳一端连接有悬垂的第二抽油杆6，另一端连接配重块，所述第一钢丝绳和第三钢丝绳分别连接在配重块竖直方向的两端，所述驱动机构通过第二钢丝绳3连接配重块，所述驱动机构通过收放第二钢丝绳带动配重块上下往复运动，从而带动第二抽油杆和第一抽油杆上下往复运动，且同一时间第一抽油杆和第二抽油杆的运动方向相反；

增加配重块，通过驱动机构提升配重块，并充分利用配重块下降时的重力势能做工，提升第一抽油杆，下降的抽油杆为上升的抽油杆提供一部分势能，其余的能耗将由驱动机构做功举升配重与抽油杆的重量差，积累势能，实现抽油杆的下降或上升，相较于传统的单一抽油杆，能够更加节能。

进一步地，所述驱动机构包括动滑轮组和固定在塔架上的第一定滑轮7，所述第二钢丝绳缠绕在动滑轮组13和第一定滑轮上，所述塔架上安装有伸缩杆，所述伸缩杆一端固定在塔架上，另一端配合动滑轮组，通过伸缩改变动滑轮组与第一动滑轮的间距，用于对第二钢丝绳进行收放；在本实施例中，所述的伸缩杆选用举升油缸14，通过液压驱动；

所述液压供能系统连接举升油缸和支撑油缸，为其提供液压能，所述的液压供能系统可以采用现有的液压系统，包括电机、恒功率泵、液压控制阀、油缸，从而为抽油机提供动力；

上述的第一定滑轮配合动滑轮组构成行程放大系统，利用动滑轮工作过程中，根据动滑轮上缠绕的绳段的数量，钢丝绳末端的变化为其提升重物变化的N倍(N为动滑轮组上缠绕的钢丝绳段数，N为正整数)，在利用举升油缸进行顶升时，直接改变定滑轮组与动滑轮组之间的间距，从而使钢丝绳末端输出N倍的行程，达到放大的目的。

利用动滑轮组配合第一定滑轮构成行程放大系统，通过伸缩杆的上下工作推动动滑轮组，然后通过第二钢丝绳组实现配重块举升，双抽油杆的放杆、抽油工作，在小范围内输出更大的行程对抽油杆进行提升，解决了传统驱动机构占用空间较大的问题。

进一步地，所述塔架上安装有导柱15，导柱上配合有沿其滑动的支架，所述动滑轮组设置于安装支架形成的空间内，所述伸缩杆通过伸缩带动动滑轮组沿导柱往复滑动；所述的第二钢丝绳还配合有第二定滑轮8，所述第二定滑轮安装在塔架顶端，第二钢丝绳绕过第二定滑轮后连接配重顶端；

所述的导柱有两个，竖直平行安装在塔架上，所述的伸缩杆有多个，均分为两组，分别从支架的两侧对动滑轮组进行驱动。

所述动滑轮组沿导柱上下运动，可使动滑轮组运动平稳，同时安装支架承受了偏载载荷，使得举升油缸不受径向载荷的影响，提高了举升油缸的寿命。

对于驱动机构带动两个抽油杆工作的过程，所述第二钢丝绳一端与配重块上端固定，另一端绕过第二定滑轮、第一定滑轮组和动滑轮组，固定于机架下端之上，所述动滑轮组随所述举升油缸的升降进行上下运动；所述行程放大系统将所述油缸的短行程通过所述举升装置带动第二钢丝绳与所述配重块的升降放大为抽油机的长冲程；

所述配重块下降，所述配重块上端带动所述第一钢丝绳和所述第一抽油杆上升抽油，所述配重块下端带动所述第三钢丝绳和第二抽油杆下降，将第二抽油杆放入油井内。

进一步地，所述的第一滑轮组包括安装在塔架顶端的第三定滑轮9和第四定滑轮10，所述第一钢丝绳依次绕过第四定滑轮、第三定滑轮后连接配重块顶端；所述第一抽油杆与外部第一油井配合，在第一钢丝绳的驱动下竖直上升实现抽油，或通过自重下降落入第一油井内。

进一步地，所述第二滑轮组包括安装在塔架顶端的第五定滑轮11和安装在塔架下端的第六定滑轮12，所述第三钢丝绳依次绕过第五定滑轮、第六定滑轮后连接配重块底端；所述第二抽油杆与外部第二油井配合，在第三钢丝绳的驱动下竖直上升实现抽油，或通过自重下降落入第二油井内。

具体的，所述塔架顶端设置有天车，其上安装有第二定滑轮、第三定滑轮、第四定滑轮和第五定滑轮；所述的第六定滑轮安装在塔架的下端。

所述液压动力系统与所述塔式机架之间倾斜设置有支撑油缸，所述支撑油缸的活塞杆上端固定于塔式机架的侧面，另一端固定于塔式机架下方的底座上。

进一步地，作为优选，所述塔式机架下方的底座上安装有电控系统和监控报警系统，所述电控系统主要用于控制液压系统按抽油机的要求工作，并记录相关数据，如消耗电能、液压系统压力、油温、冲次等等。监控系统主要用于远程视频监视抽油机工作状态。

具体的，对本申请的抽油机的具体工作过程，描述如下：

互平衡双抽油杆液压节能抽油机第一抽油杆通过第一钢丝绳绕过第三定滑轮、第四定滑轮与配重上端连接；第二钢丝绳上端与配重上端连接，第二钢丝绳绕过第二定滑轮，再向下绕过第一定滑轮组、动滑轮组，固定于机架下端；第二抽油杆上端与第三钢丝绳相连，第三钢丝绳绕过第五定滑轮、第六定滑轮与配重下端相连。互平衡双抽油杆抽油机主要是由恒功率液压系统提供压力油进举升油缸无杆腔，举升油缸推动动滑轮组上升，绕在动滑轮组上第二钢丝绳拉动配重上升，配重下端第三钢丝绳随着配重上升拉动第二抽油杆提升抽油，配重上端第一钢丝绳放绳，第一抽油杆自重自由落体下降放杆，并为第二抽油杆做一份功。抽油杆到上冲程点液压系统换向，油缸有杆腔进油拉动滑轮组下行，配重自由下行，配重上端第一钢丝绳拉动做第一抽油杆上升抽油，配重下端第三钢丝绳放绳，第二抽油杆自重自由落体下降放杆，并为第一抽油杆做一份功。

在其工作过程中，下降的抽油杆为上升的抽油杆提供一部分势能，其余的能耗将由液压系统做功举升配重与抽油杆的重量差，积累势能，实现抽油杆的下降或上升，互平衡双抽油杆液压节能抽油机比平衡重式液压节能抽油机更加节能。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种互平衡双抽油杆液压节能抽油机，其特征在于，包括塔架，所述塔架上安装有驱动机构、第一滑轮组和第二滑轮组，所述第一滑轮组上配合有第一钢丝绳，所述第一钢丝绳一端连接有悬垂的第一抽油杆，另一端连接有配重块，所述第二滑轮组上配合有第三钢丝绳，所述第三钢丝绳一端连接有悬垂的第二抽油杆，另一端连接配重块，所述第一钢丝绳和第三钢丝绳分别连接在配重块竖直方向的两端，所述驱动机构通过第二钢丝绳连接配重块，所述驱动机构通过收放第二钢丝绳带动配重块上下往复运动，从而带动第二抽油杆和第一抽油杆上下往复运动，且同一时间第一抽油杆和第二抽油杆的运动方向相反。

2.如权利要求1所述的互平衡双抽油杆液压节能抽油机，其特征在于，所述驱动机构包括动滑轮组和固定在塔架上的第一定滑轮，所述第二钢丝绳缠绕在动滑轮组和第一定滑轮上，所述塔架上安装有伸缩杆，所述伸缩杆一端固定在塔架上，另一端配合动滑轮组，通过伸缩改变动滑轮组与第一动滑轮的间距，用于对第二钢丝绳进行收放。

3.如权利要求2所述的互平衡双抽油杆液压节能抽油机，其特征在于，所述塔架上安装有导柱，导柱上配合有沿其滑动的支架，所述动滑轮组安装在支架上，所述伸缩杆通过伸缩带动动滑轮组沿导柱往复滑动；所述的第二钢丝绳还配合有第二定滑轮，所述第二定滑轮安装在塔架顶端，第二钢丝绳绕过第二定滑轮后连接配重顶端。

4.如权利要求3所述的互平衡双抽油杆液压节能抽油机，其特征在于，所述的导柱有两个，竖直平行安装在塔架上，所述的伸缩杆有多个，均分为两组，分别从支架的两侧对动滑轮组进行驱动。

5.如权利要求1所述的互平衡双抽油杆液压节能抽油机，其特征在于，所述的第一滑轮组包括安装在塔架顶端的第三定滑轮和第四定滑轮，所述第一钢丝绳依次绕过第四定滑轮、第三定滑轮后连接配重块顶端。

6.如权利要求5所述的互平衡双抽油杆液压节能抽油机，其特征在于，所述第一抽油杆与外部第一油井配合，在第一钢丝绳的驱动下竖直上升实现抽油，或通过自重下降落入第一油井内。

7.如权利要求1所述的互平衡双抽油杆液压节能抽油机，其特征在于，所述第二滑轮组包括安装在塔架顶端的第五定滑轮和安装在塔架下端的第六定滑轮，所述第三钢丝绳依次绕过第五定滑轮、第六定滑轮后连接配重块底端。

8.如权利要求7所述的互平衡双抽油杆液压节能抽油机，其特征在于，所述第二抽油杆与外部第二油井配合，在第三钢丝绳的驱动下竖直上升实现抽油，或通过自重下降落入第二油井内。

9.如权利要求1所述的互平衡双抽油杆液压节能抽油机，其特征在于，所述塔架铰接在底座上，所述底座上连接有支撑油缸，所述支撑油缸一端铰接在底座上，另一端铰接在塔架的侧面，所述支撑油缸通过伸缩改变塔架与底座的夹角。

10.如权利要求1所述的互平衡双抽油杆液压节能抽油机，其特征在于，还包括电控系统，所述电控系统电联驱动机构。

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