CN111411921A - 一种储能式螺杆举升直线采油机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种储能式螺杆举升直线采油机构，包括有井口装置，还包括有动力机构、举升螺杆、支撑润滑总成、总控，动力机构包括有电机、限位块、举升螺母、电机空心轴；井口装置的井口上安装有支撑筒，支撑润滑总成固定在支撑筒的上端，电机设在支撑润滑总成上，举升螺杆的下端依次穿过电机、支撑润滑总成、支撑筒并与井口装置的井口内设有的抽油杆固定连接；支撑润滑总成用于支撑电机并用于润滑举升螺杆的下端；总控包括有电缆、控制柜以及位于控制柜内部的变频器、储能电容，电机上设有电机接线盒，电机接线盒通过电缆与变频器电性连接，变频器与储能电容电性连接。本发明能够代替现有的机械举升设备或采油井抽油设备实现直线往复举升运动。
Description
技术领域
本发明涉及机械采油技术领域，具体是一种储能式螺杆举升直线采油机构。
背景技术
机械采油法是目前最主要的采油方法，而游梁式抽油机是使用最早，最普遍的抽油机，在我国的石油发展史上发挥了非常重要的作用。其工作原理是电动机通过四连杆机构，将旋转运动转化为往复运动，从而带动光杆和抽油杆上下往复的直线运动，再通过抽油杆将这个运动传递给井下的抽油泵，实现举升采油，而游梁式抽油机存在以下问题：
1、传动效率低的问题。游梁式抽油机传动环节多，这是导致游梁式抽油机效率低的原因之一。
2、游梁式抽油机增大冲程后带来的问题。游梁式抽油机增大冲程时减速箱扭矩成比例增大。另外，增大冲程后，因受游梁摆角限制，曲柄摇杆机构尺寸必然增大，从而引起抽油机外型尺寸和重量大幅度增加，因此该机型不容易实现长冲程、低冲次的要求，难以满足稠油井、深抽井和含气井采油作业的需要。
3、惯性的载荷不能有效地利用，浪费资源。
4、功率不匹配问题。在用工频直接启动的场合，游梁式抽油机所需启动力矩大约是正常工作的一倍以上，因而在设计的时候采用的电动机的功率都比较大。在正常抽油时，负载变轻，所需的力矩又比较小，出现了抽油杆的负荷特性与电动机的机械特性不匹配的问题，因此电机功率利用率低的现象很严重。
发明内容
本发明提供一种储能式螺杆举升直线采油机构，能够有效的解决上述背景中存在的技术问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种储能式螺杆举升直线采油机构，包括有井口装置，还包括有动力机构、举升螺杆、支撑润滑总成、总控，所述动力机构包括有电机、限位块、举升螺母、电机空心轴，所述电机空心轴内置于电机的内部并由电机控制转动，所述举升螺母内置于电机空心轴的上端并与电机空心轴之间可同步转动，所述举升螺杆与举升螺母之间螺纹传动连接，所述限位块的上端插入举升螺杆上设有的槽型滑道内并用于限制举升螺杆轴向旋转，限位块的下端固定在电机上，所述井口装置的井口上安装有支撑筒，所述支撑润滑总成固定在支撑筒的上端，所述电机设在支撑润滑总成上，所述举升螺杆的下端依次穿过电机、支撑润滑总成、支撑筒并与井口装置的井口内设有的抽油杆固定连接；所述支撑润滑总成用于支撑电机并用于润滑举升螺杆的下端；所述总控包括有电缆、控制柜以及位于控制柜内部的变频器、储能电容，所述电机上设有电机接线盒，所述电机接线盒通过电缆与变频器电性连接，所述变频器与储能电容电性连接。
优选的，所述电机上还设有包裹举升螺杆上端的外壳体。
优选的，所述限位块位于外壳体的内部。
优选的，所述支撑筒与井口装置的井口之间通过井口法兰盘固定。
优选的，所述支撑润滑总成上开设有润滑口。
优选的，所述限位块为L型形状。
本发明的有益效果在于：
本发明设置的限位块限制举升螺杆的转动，再通过举升螺杆与举升螺母的配合，使得举升螺杆能做直线的上下运动，从而使得举升螺杆向上移动时，整个采油设备进行采油这种采油方式较为简单，且传动效率高，使抽油杆的负荷特性通过举升螺杆的作用与电动机的机械特性相匹配，而在举升螺杆向下移动时，举升螺母反转，从而使电机能发电后储存起来。本发明能够代替现有的机械举升设备或采油井抽油设备实现直线往复举升运动，行程与速度可按需要调整，结构简单、传动效率高、投资成本低，适合机械采油系统、工程举升设备应用。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1：本发明结构示意图。
图中：1、电机，2、电机空心轴，3、举升螺母，4、举升螺杆，5、限位块，6、外壳体，7、支撑润滑总成，8、支撑筒，9、井口法兰盘，10、抽油杆，11、井口装置，12、电机接线盒，13、电缆，14、控制柜，15、变频器，16、储能电容。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施：
请参考图1，本发明提供一种储能式螺杆举升直线采油机构，包括有井口装置11，还包括有动力机构、举升螺杆4、支撑润滑总成7、总控。动力机构包括有电机1、限位块5、举升螺母3、电机空心轴2，电机1上还设有包裹举升螺杆4上端的外壳体6，限位块5位于外壳体6的内部。
电机空心轴2内置于电机1的内部并由电机1控制转动，举升螺母3内置于电机空心轴2的上端并与电机空心轴2之间可同步转动，举升螺杆4与举升螺母3之间螺纹传动连接，因此，在电机1转动时，可以使举升螺母3与举升螺杆4之间有相对的转动。但是由于限位块5为L型形状，限位块5的上端插入举升螺杆4上设有的槽型滑道内并用于限制举升螺杆4轴向旋转，限位块5的下端固定在电机1上，因此，在举升螺母3转动的时候，在限位块5插入槽型滑道的部分不动，举升螺杆4是不会轴向主动的，此时，举升螺杆4只会进行上下移动。
由于井口装置11的井口上安装有支撑筒8，支撑筒8与井口装置11的井口之间通过井口法兰盘9固定，支撑润滑总成7固定在支撑筒8的上端，电机1设在支撑润滑总成7上，举升螺杆4的下端依次穿过电机1、支撑润滑总成7、支撑筒8并与井口装置11的井口内设有的抽油杆10固定连接，因此，在举升螺杆4可以上下移动的时候，抽油杆10可以被带动上下移动进行驱动井口装置11下设备实现上、下往复直线运动从而有效的采油。
支撑润滑总成7用于支撑电机1并用于润滑举升螺杆4的下端，支撑润滑总成7上开设有润滑口，润滑口中放入润滑油会对举升螺杆4进行润滑。
总控包括有电缆13、控制柜14以及位于控制柜14内部的变频器15、储能电容16，电机1上设有电机接线盒12，电机接线盒12通过电缆13与变频器15电性连接，变频器15与储能电容16电性连接。
因此，在采油过程可以分为上冲程和下冲程两个过程时，上冲程时，电机1驱动举升螺杆4向上运动，提升井口装置11下从而进行采油，上冲程结束后，电机1减速直到停止转动，在举升螺杆4无电机1驱动时，抽油杆10载荷作用在举升螺杆4上，带动举升螺杆4向下移动，此时电机1开始反方向转动，举升螺母3带动电机空心轴2转动，此时电机1又从电动机变成了发电机，由于变频器15与储能电容16相连，因此，可将电机1产生的电能通过变频器15储存在储能电容16中，待下一个冲程需要供电时再向电机1供电，实现节约电能的目的。
上述结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种储能式螺杆举升直线采油机构，包括有井口装置，其特征在于：还包括有动力机构、举升螺杆、支撑润滑总成、总控，所述动力机构包括有电机、限位块、举升螺母、电机空心轴，所述电机空心轴内置于电机的内部并由电机控制转动，所述举升螺母内置于电机空心轴的上端并与电机空心轴之间可同步转动，所述举升螺杆与举升螺母之间螺纹传动连接，所述限位块的上端插入举升螺杆上设有的槽型滑道内并用于限制举升螺杆轴向旋转，限位块的下端固定在电机上，所述井口装置的井口上安装有支撑筒，所述支撑润滑总成固定在支撑筒的上端，所述电机设在支撑润滑总成上，所述举升螺杆的下端依次穿过电机、支撑润滑总成、支撑筒并与井口装置的井口内设有的抽油杆固定连接；所述支撑润滑总成用于支撑电机并用于润滑举升螺杆的下端；所述总控包括有电缆、控制柜以及位于控制柜内部的变频器、储能电容，所述电机上设有电机接线盒，所述电机接线盒通过电缆与变频器电性连接，所述变频器与储能电容电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种储能式螺杆举升直线采油机构，其特征在于：所述电机上还设有包裹举升螺杆上端的外壳体。
3.根据权利要求2所述的一种储能式螺杆举升直线采油机构，其特征在于：所述限位块位于外壳体的内部。
4.根据权利要求1所述的一种储能式螺杆举升直线采油机构，其特征在于：所述支撑筒与井口装置的井口之间通过井口法兰盘固定。
5.根据权利要求1所述的一种储能式螺杆举升直线采油机构，其特征在于：所述支撑润滑总成上开设有润滑口。
6.根据权利要求1所述的一种储能式螺杆举升直线采油机构，其特征在于：所述限位块为L型形状。
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