CN113756754A - 储能一体化电平衡立式抽油机 - Google Patents

储能一体化电平衡立式抽油机 Download PDF

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孙成颂
周治江
侯有超
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刘雅楠
王大伟
孙开�
蒋志彤
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Abstract

本发明涉及油田采油技术领域，一种储能一体化电平衡立式抽油机，包括机架、后底座和平台，机架与后底座可拆卸连接，上端设置滚筒，机架在靠近后底座一端与平台转动连接，在平台上设置永磁同步电机，永磁同步电机轴端设有小带轮，在平台上方的机架一侧通过支座连接卷筒，卷筒轴端设有大带轮，大带轮和小带轮之间通过同步带连接，负载皮带绕过滚筒，一端与卷筒固定连接，另一端与与夹板、悬绳器连接，永磁同步电机通过信号线和动力线与控制柜连接，控制柜内设有超级电容，通过设置在控制柜内设置超级电容，在悬绳器下行时将抽油杆的重力势能存储在超级电容中，在悬绳器上行时超级电容供电给永磁同步电机，实现节能环保地采油。

Description

储能一体化电平衡立式抽油机
技术领域
本发明涉及油田采油技术领域，具体涉及一种储能一体化电平衡立式抽油机。
背景技术
油田采油主要采用机械采油装备，其中抽油机主要是游梁抽油机和无游梁抽油机，其中游梁抽油机配套的平衡块在调平衡后，平衡块旋转一周的同时驴头上下往复一次，当驴头上升时提升抽油杆，平衡块由高点旋转到低点，平衡块的势能用以提升抽油杆；当驴头下降时抽油杆在重力作用下加速下午，而平衡块由低点旋转到高点，平衡块抵消、浪费掉部分抽油杆势能，且减速器在使用过程中容易漏油或飞溅，造成采油现场的环境污染，增加油田采油成本。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种储能一体化电平衡立式抽油机，通过设置在控制柜2内设置超级电容21，在悬绳器12下行时将抽油杆的重力势能存储在超级电容21中，在悬绳器12上行时超级电容21供电给永磁同步电机6，实现节能、环保地采油。
本发明采取的技术方案是：一种储能一体化电平衡立式抽油机，包括机架1、后底座4和平台5，所述机架1与后底座4可拆卸连接，上端设置滚筒9，所述机架1在靠近后底座4一端与平台5转动连接，在平台5上设置永磁同步电机6，所述永磁同步电机6轴端设有小带轮15，在平台5上方的机架1一侧通过支座7连接卷筒8，所述卷筒8轴端设有大带轮13，所述大带轮13和小带轮15之间通过同步带14连接，所述负载皮带10绕过滚筒9，一端与卷筒8固定连接，另一端与夹板11、悬绳器12依次连接，所述永磁同步电机6通过信号线和动力线与控制柜2连接，所述控制柜2内设有超级电容21。
上述技术方案可以进一步优化为：
所述控制柜2包括电机控制单元23和变频器24，所述电机控制单元23分别与控制面板22、变频器24和超级电容21电连接，所述变频器24与超级电容21电连接。
所述后底座4和平台5之间设置梯子3。
所述卷筒8包括固定端81和压紧端82，所述固定端81通过螺钉83与压紧端82固定连接，并压紧设置于固定端81和压紧端82之间的负载皮带10端部，在卷筒8外壁沿径向设置挡板84，所述负载皮带10在挡板84之间缠绕在卷筒8外壁上。
所述同步带14为碳纤维聚氨酯同步带；所述负载皮带10为聚氨酯平带或芳纶平带，数量为两条。
本发明提供一种储能一体化电平衡立式抽油机，通过设置在控制柜2内设置超级电容21，在悬绳器12下行时将抽油杆的重力势能存储在超级电容21中，在悬绳器12上行时超级电容21供电给永磁同步电机6，实现节能、环保地采油。
附图说明
图1为抽油机结构图；
图2为卷筒结构图；
图3为控制柜框图；
图4为控制柜主电路图。
图中：1-机架，2-控制柜，21-超级电容，22-控制面板，23-电机控制单元，24-变频器，3-梯子，4-后底座， 5-平台，6-永磁同步电机，7-支座，8-卷筒，81-固定端，82-压紧端，83-螺钉，84-挡板，9-滚筒，10-负载皮带，11-夹板， 12-悬绳器，13-大带轮，14-同步带，15-小带轮器。
具体实施方式
参照图1，一种储能一体化电平衡立式抽油机，包括机架1、后底座4和平台5，所述机架1与后底座4可拆卸连接，上端设置滚筒9，所述机架1在靠近后底座4一端与平台5转动连接，在平台5上设置永磁同步电机6，所述永磁同步电机6轴端设有小带轮15，在平台5上方的机架1一侧通过支座7连接卷筒8，所述卷筒8轴端设有大带轮13，所述大带轮13和小带轮15之间通过同步带14连接，所述负载皮带10绕过滚筒9，一端与卷筒8固定连接，另一端与夹板11、悬绳器12依次连接，所述永磁同步电机6通过信号线和动力线与控制柜2连接，所述控制柜2内设有超级电容21，当抽油机运行时，悬绳器12与油井光杆连接，永磁同步电机6接收到控制柜2的上行信号时，超电容21释放存储的电能给永磁同步电机6，永磁同步电机6开始顺时针转动，在永磁同步电机6的作用下，动力通过小带轮15、同步带14、大带轮13传递至卷筒8，卷筒8开始顺时针转动，负载皮带10从端部开始缠绕在卷筒8上，带动滚筒9逆时针转动，负载皮带10的悬绳器12一端开始上行带动油井光杆上行，当光杆上行至上死点时，永磁同步电机6、滚筒9、卷筒8的转速为零；永磁同步电机6接收到控制柜2的下行信号开始反转，在油井杆柱的作用下，动力通过悬绳器12、负载皮带10、卷筒8、大带轮13、同步带14和小带轮15传递至永磁同步电机6，永磁同步电机6开始逆时针转动、发电并存储在超电容21中，负载皮带10从卷筒8中脱出，带动滚筒9顺时针转动，当光杆下行至下死点时，永磁同步电机6、滚筒9、卷筒8的转速为零，抽油机的一个采油冲程结束，同时超电容21的一个充放电循环结束。
在优选的实施例中，所述控制柜2包括电机控制单元23和变频器24，所述电机控制单元23分别与控制面板22、变频器24和超级电容21电连接，所述变频器24与超级电容21电连接，电机控制单元23在控制面板22作用下通过程序控制变频器24运行，永磁同步电机6因其工作特性，抽油机杆柱下降时，永磁同步电机6变为发电机产生电能存储至超级电容21里；当抽油机杆柱上升时，电源与超级电容21储存的电能用于永磁同步电机6的驱动，减少电能的损耗。 。
所述后底座4和平台5之间设置梯子3，方便维修人员上下平台5进行设备维修保养，同时加强机架1的稳固性。
所述卷筒8包括固定端81和压紧端82，所述固定端81通过螺钉83与压紧端82固定连接，并压紧设置于固定端81和压紧端82之间的负载皮带11端部，在卷筒8外壁沿径向设置挡板84，所述负载皮带11在挡板84之间缠绕在卷筒8外壁上，有效夹持负载皮带10端部，且保证负载皮带10端部有使用寿命。
所述同步带13为碳纤维聚氨酯同步带；所述负载皮带11为聚氨酯平带或芳纶平带，数量为两条，有效提高同步带14、负载皮带10的寿命及综合性能。

Claims (5)

1.一种储能一体化电平衡立式抽油机，包括机架（1）、后底座（4）和平台（5），所述机架（1）与后底座（4）可拆卸连接，上端设置滚筒（9），其特征在于：所述机架（1）在靠近后底座（4）一端与平台（5）转动连接，在平台（5）上设置永磁同步电机（6），所述永磁同步电机（6）轴端设有小带轮（15），在平台（5）上方的机架（1）一侧通过支座（7）连接卷筒（8），所述卷筒（8）轴端设有大带轮（13），所述大带轮（13）和小带轮（15）之间通过同步带（14）连接，所述负载皮带（10）绕过滚筒（9），一端与卷筒（8）固定连接，另一端与夹板（11）、悬绳器（12）依次连接，所述永磁同步电机（6）通过信号线和动力线与控制柜（2）连接，所述控制柜（2）内设有超级电容（21）。
2.根据权利要求1所述储能一体化电平衡立式抽油机，其特征在于：所述控制柜（2）包括电机控制单元（23）和变频器（24），所述电机控制单元（23）分别与控制面板（22）、变频器（24）和超级电容（21）电连接，所述变频器（24）与超级电容（21）电连接。
3.根据权利要求2所述储能一体化电平衡立式抽油机，其特征在于：所述后底座（4）和平台（5）之间设置梯子（3）。
4.根据权利要求3所述储能一体化电平衡立式抽油机，其特征在于：所述卷筒（8）包括固定端（81）和压紧端（82），所述固定端（81）通过螺钉（83）与压紧端（82）固定连接，并压紧设置于固定端（81）和压紧端（82）之间的负载皮带（10）端部，在卷筒（8）外壁沿径向设置挡板（84），所述负载皮带（10）在挡板（84）之间缠绕在卷筒（8）外壁上。
5.根据权利要求4所述储能一体化电平衡立式抽油机，其特征在于：所述同步带（14）为碳纤维聚氨酯同步带；所述负载皮带（10）为聚氨酯平带或芳纶平带，数量为两条。
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