CN114123715A - 抽油机冲次调节装置和油田生产系统 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种抽油机冲次调节装置和油田生产系统，属于抽油机领域。抽油机冲次调节装置包括控制机构和磁耦合机构。控制机构包括：输出轴、传动构件和微调构件。输出轴用于与抽油机连接。传动构件具有相连的固定部和活动部，固定部具有供输出轴穿过的通道，活动部沿第一方向可移动地设置在输出轴上。微调构件用于控制活动部在输出轴的延伸方向上的位置。磁耦合机构包括：输入轴、第一磁铁和环形的第二磁铁。输入轴用于在电机驱动下转动，且与输出轴相对设置。第一磁铁固定在输入轴上。第二磁铁沿第一方向可移动地设置在输出轴上，第二磁铁与第一磁铁相对设置，且第二磁铁与传动构件的活动部连接。可以更加精确地调整抽油机的冲次。

Description

抽油机冲次调节装置和油田生产系统

技术领域

本公开涉及抽油机领域，特别涉及一种抽油机冲次调节装置和油田生产系统。

背景技术

油田生产系统包括电动机和抽油机，电动机给抽油机提供动力，带动抽油机的抽油杆在油井中上下往复运动，将油井中的石油抽出。抽油机的冲次指抽油杆每分钟上下往复运动的次数。油田的产量与抽油机的冲次有关，抽油机的冲次越高，油田的产量越高。

在油田生产过程中，随着采油深度的增加，地层中的石油储量会发生变化，当遇到地层中的石油的储量也会发生变化，此时需要调整抽油机的冲次，以适应石油的储量，避免出现抽空的现象。

相关技术中，是通过更换电动机的磁极对数调整电动机的转速，从而调节抽油机的冲次。但该调节方法只能根据现场的磁极对数调节电动机的转速，对抽油机的冲次实现粗略调节，不能实现精细调节。调节后的抽油机的冲次大多数情况下与所需的抽油机的冲次并不能够完全一致，造成抽油机抽空的现象。

发明内容

本公开实施例提供了一种抽油机冲次调节装置和油田生产系统，能够更加精确地调节抽油机的冲次。所述技术方案如下：

本公开提供了一种抽油机冲次调节装置，所述抽油机冲次调节装置包括控制机构和磁耦合机构；

所述控制机构包括：

输出轴，用于与抽油机连接；

传动构件，具有相连的固定部和活动部，所述固定部具有供所述输出轴穿过的通道，所述活动部沿第一方向可移动地设置在所述输出轴上，所述第一方向为所述输出轴的延伸方向；

微调构件，用于控制所述活动部在所述输出轴的延伸方向上的位置；

所述磁耦合机构包括：

输入轴，用于在电机驱动下转动，且与所述输出轴相对设置；

第一磁铁，固定在所述输入轴上；

环形的第二磁铁，沿第一方向可移动地设置在所述输出轴上，所述第二磁铁与所述第一磁铁相对设置，且所述第二磁铁与所述传动构件的活动部连接；

其中，所述第二磁铁被配置为带动所述输出轴绕中心线转动，当所述传动构件移动至距离所述第一磁铁最近的位置时，所述第二磁铁包裹所述第一磁铁，所述第一磁铁的磁极方向与所述第二磁铁的磁极方向垂直。

在本公开实施例的一种实现方式中，所述微调构件与所述输出轴枢接，所述微调构件的侧壁上具有条形通孔，所述条形通孔的长度方向与所述第一方向相交不垂直；

所述固定部为固定套筒，所述固定套筒套设在所述输出轴上，所述固定套筒的一端位于所述微调构件的内侧壁和所述输出轴的外侧壁之间，所述固定套筒的另一端的外侧壁具有第一条形凸起，所述第一条形凸起沿所述第一方向延伸；

所述活动部包括：

滑动轴承，套设在所述输出轴上，所述滑动轴承的一端的内侧壁上具有第一条形凹槽，所述第一条形凹槽贯穿所述滑动轴承朝向所述固定套筒的端面，所述第一条形凸起可移动地位于所述第一条形凹槽内，所述第一条形凹槽的长度方向与所述第一方向平行，所述滑动轴承的另一端可绕所述输出轴转动，且所述滑动轴承的另一端与所述第二磁铁连接；

限位杆，穿过所述条形通孔与所述滑动轴承的一端固定连接。

在本公开实施例的一种实现方式中，所述微调构件包括：

第一微调齿轮，与所述输出轴枢接；

微调套筒，与所述输出轴枢接，所述微调套筒的一端与所述第一微调齿轮的一端固定连接，所述微调套筒套设在所述固定套筒外；

其中，所述条形通孔位于所述微调套筒上。

在本公开实施例的一种实现方式中，所述第二磁铁的内侧壁上具有沿第一方向延伸的键槽，所述键槽穿过所述第二磁铁朝向所述传动构件的端面；

所述输出轴的外侧壁上具有键，所述键位于所述键槽内。

在本公开实施例的一种实现方式中，所述磁耦合机构还包括：

内筒，与所述输入轴固定连接；

外筒，与所述输入轴固定连接，所述外筒与所述内筒形成第一环形空间；

其中，所述第一磁铁位于所述内筒和所述输入轴之间，所述第二磁铁的移动路径经过所述第一环形空间。

在本公开实施例的一种实现方式中，所述磁耦合机构还包括：

安装板，一端面与所述传动构件连接；

所述第二磁铁包括：

多个隔板，与所述安装板的另一端面连接，所述多个隔板沿所述安装圆筒外筒的圆周方向间隔布置；

磁体，嵌设在相邻的两个所述隔板之间。

在本公开实施例的一种实现方式中，所述抽油机冲次调节装置还包括缓冲机构，所述缓冲机构包括：

第一弹簧，一端与所述活动部连接；

缓冲球，与所述第一弹簧的另一端连接；

第二弹簧，一端与所述缓冲球连接，另一端与所述第二磁铁连接。

在本公开实施例的一种实现方式中，所述缓冲机构还包括多个万向节，所述第一弹簧与所述传动构件、所述第二弹簧和所述磁耦合机构均通过不同的所述万向节连接。

在本公开实施例的一种实现方式中，所述抽油机冲次调节装置还包括外壳，所述外壳具有腔体；

所述传动构件、所述微调构件、所述第一磁铁和所述第二磁铁均位于所述外壳的腔体内，所述固定部与所述外壳固定连接；

所述输入轴的一端位于所述外壳内，另一端位于所述外壳外，所述输出轴的一端位于所述外壳内，另一端位于所述外壳外；

所述微调构件还包括：

第二微调齿轮，与所述外壳的其中一个内端面连接，且所述第二微调齿轮可转动地设置在所述外壳的腔体内，所述第二微调齿轮与所述第一微调齿轮相互齿合；

其中，所述外壳的侧壁具有调节窗口，所述调节窗口与所述第二微调齿轮相对设置。

另一方面，在本公开实施例提供了一种油田生产系统，所述油田生产系统包括上述任一方面所述的抽油机冲次调节装置。

本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

输入轴与电机连接，在电机的带动下转动，从而带动输入轴上的第一磁铁转动。由于第一磁铁和第二磁铁相对设置，且第一磁铁的磁极方向与第二磁铁的磁极方向垂直。第一磁铁和第二磁铁之间具有磁耦合力，在该磁耦合力作用下带动第二磁铁转动，由于第二磁铁被配置为带动输出轴绕中心线转动，也即第二磁铁转动的同时可以带动输出轴转动，从而给抽油机输出动力，使抽油机的抽油杆上下移动。微调构件可以控制传动构件的活动部在输出轴上的位置，由于活动部与第二磁铁连接，从而控制第一磁铁和第二磁铁之间的距离。第一磁铁和第二磁铁之间的距离改变，第一磁铁和第二磁铁之间的磁耦合力的大小改变，作用在第二磁铁上的磁耦合力改变，改变第二磁铁的转速，从而改变输出轴的转速，达到调节抽油机冲次的目的。由于微调构件是通过控制传动构件的活动部在输出轴的延伸方向上的位置来调节抽油机冲次，可以更加精确地调整传动构件在输出轴的延伸方向上的位置从而调节抽油机的冲次。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本公开实施例提供的一种油田生产系统的部分结构示意图；

图2是本公开实施例提供的一种抽油机冲次调节装置的结构示意图；

图3是图2中A-A面的截面示意图；

图4是本公开实施例提供的一种控制机构的结构示意图；

图5是图4中B-B面的截面图；

图6是图4中C-C面的截面图；

图7是本公开实施例提供的一种固定套筒的结构示意图；

图8是本公开实施例提供的一种滑动轴承的结构示意图；

图9是本公开实施例提供的一种磁耦合机构的结构示意图；

图10是图9中D-D面的截面图；

图11是本公开实施例提供的一种磁耦合机构的结构示意图；

图12是本公开实施例提供的一种缓冲机构的结构示意图；

图13是本公开实施例提供的一种抽油机冲次调节装置的结构示意图；

图14是本公开实施例提供的一种外壳的结构示意图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。

图1是本公开实施例提供的一种油田生产系统的部分结构示意图。参见图1，油田生产系统包括抽油机冲次调节装置1、拖动装置2和粗调装置3。拖动装置2包括电机和电机控制器，抽油机冲次调节装置1的一端与电机连接，电机给抽油机冲次调节装置1提供动力，抽油机冲次调节装置1的另一端与粗调装置3连接，粗调装置3与减速箱连接，减速箱与曲柄连接。曲柄与抽油机连接，粗调装置3用于粗略调节输出给抽油机的冲次。粗调装置3将动力传递给减速箱，减速箱对粗调装置3输出的动力进行调整，更加平缓地输出给曲柄，曲柄将转动转化为直线运动，使抽油机的抽油杆上下移动。

图2是本公开实施例提供的一种抽油机冲次调节装置的结构示意图。图3是图2中A-A面的截面示意图。参见图2和图3，抽油机冲次调节装置包括控制机构10和磁耦合机构20。

参见图2，控制机构10包括：输出轴101、传动构件102和微调构件103。输出轴101用于与抽油机连接。输出轴101穿过传动构件102，传动构件102具有相连的固定部和活动部，固定部具有供输出轴穿过的通道，活动部沿第一方向a可移动地设置在输出轴101上，第一方向a为输出轴101的延伸方向。微调构件103用于调节传动构件102的活动部在输出轴101的延伸方向上的位置。参见图3，磁耦合机构20包括：输入轴201、第一磁铁202和第二磁铁203。输入轴201用于在电机驱动下转动，且与输出轴101相对设置。第一磁铁202固定在输入轴201上。第二磁铁203为环形，第二磁铁203与第一磁铁202相对设置，第二磁铁203可移动地设置在输出轴101上，第二磁铁203的移动方向与的第一方向a相同，且第二磁铁203与传动构件102的活动部连接。

其中，第二磁铁203被配置为带动输出轴101绕中心线转动，当传动构件102移动至距离第一磁铁202最近的位置时，第二磁铁203包裹第一磁铁202，第一磁铁202的磁极方向与第二磁铁203的磁极方向垂直，第一方向a为输出轴101的延伸方向。

在本公开实施例中，输入轴与电机连接，在电机的带动下转动，从而带动输入轴上的第一磁铁转动。由于第一磁铁和第二磁铁相对设置，且第一磁铁的磁极方向与第二磁铁的磁极方向垂直。第一磁铁和第二磁铁之间具有磁耦合力，在该磁耦合力作用下带动第二磁铁转动，由于第二磁铁被配置为带动输出轴绕中心线转动，也即第二磁铁转动的同时可以带动输出轴转动，从而给抽油机输出动力，使抽油机的抽油杆上下移动。微调构件可以控制传动构件的活动部在输出轴上的位置，由于活动部与第二磁铁连接，从而控制第一磁铁和第二磁铁之间的距离。第一磁铁和第二磁铁之间的距离改变，第一磁铁和第二磁铁之间的磁耦合力的大小改变，作用在第二磁铁上的磁耦合力改变，改变第二磁铁的转速，从而改变输出轴的转速，达到调节抽油机冲次的目的。由于微调构件是通过控制传动构件的活动部在输出轴的延伸方向上的位置来调节抽油机冲次，可以更加精确地调整传动构件在输出轴的延伸方向上的位置从而调节抽油机的冲次。

第一磁铁202的磁极方向与第二磁铁203的磁极方向垂直表示：第一磁铁202的N极和S极的连线与第二磁铁203的N极和S极的连线垂直。

例如，第二磁铁203的N极和S极的连线与第一方向a平行，第二磁铁203的N极和S极的连线与第一方向a垂直。

本公开实施例提供的抽油机冲次调节装置能够更加精准地调节抽油机的冲次，也即对抽油机的冲次进行微调，所以本公开实施例提供的抽油机冲次调节装置可以称为抽油机冲次微调装置。

图4是本公开实施例提供的一种控制机构的结构示意图。图5是图4中B-B面的截面图。图6是图4中C-C面的截面图。参见图4、图5和图6，微调构件103与输出轴101枢接，微调构件103的侧壁上具有条形通孔131，条形通孔131的长度方向与第一方向a相交不垂直。条形通孔131的长度方向指条形通孔131在微调构件103侧壁上的延伸方向。

固定部为固定套筒121，固定套筒121套设在输出轴101上，固定套筒121的一端位于微调构件103的内侧壁和输出轴101的外侧壁之间。滑动轴承123套设在输出轴101上，滑动轴承123的另一端可绕输出轴101转动，且滑动轴承123的另一端与第二磁铁203连接。限位杆122穿过条形通孔131与滑动轴承123的一端固定连接。

图7是本公开实施例提供的一种固定套筒的结构示意图，参见图7，固定套筒121的另一端的外侧壁具有第一条形凸起1211，第一条形凸起1211的长度方向与第一方向a平行。

图8是本公开实施例提供的一种滑动轴承的结构示意图，参见图8，滑动轴承123的一端的内侧壁上具有第一条形凹槽124，第一条形凹槽124贯穿滑动轴承123朝向固定套筒121的端面。

其中，第一条形凸起1211可移动地位于第一条形凹槽124内，第一条形凸起1211的移动方向与第一方向a平行。

微调构件103与输出轴101枢接，微调构件103可围绕输出轴101转动，微调构件103并未与输出轴101固定连接，所以微调构件103只在调节的时候转动，输出轴101并不能带动微调构件103转动。在需要调节抽油机的冲次时，手动转动微调构件103，在微调构件103转动的过程中，微调构件103上的条形通孔131也会转动。由于限位杆122穿过条形通孔131与滑动轴承123连接，且条形通孔131长度方向与第一方向a相交不垂直，使限位杆122在条形通孔131中移动，使滑动轴承123移动，固定套筒121上的第一条形凸起1211位于滑动轴承123的内侧壁上的第一条形凹槽124中，使滑动轴承123的一端只能够沿着第一方向a移动而不能转动。也即在微调构件103转动的过程中带动滑动轴承123沿着第一方向a移动，滑动轴承123与第二磁铁203连接，从而带动第二磁铁203沿着第一方向a移动，也即调节了第一磁铁202和第二磁铁203之间的距离，从而改变了作用在输出轴101上的磁耦合力的大小，从而改变输出轴101的转速，达到调节抽油机冲次的目的。

如图4所示，输出轴101的外侧壁上具有键111。其中，第二磁铁203的内侧壁上具有沿第一方向a延伸的键槽，键槽穿过第二磁铁203朝向传动构件102的一面，键111位于键槽内。

由于键111位于键槽内，使得第二磁铁203能够沿着第一方向a移动，当第二磁铁203转动时，键111和键槽的作用，使得第二磁铁203能够带动输出轴101转动。

在本公开实施例中，可将微调构件103通过螺栓与冲次调节装置的外壳连接，保证微调构件103可转动即可，微调构件103水平布置，微调构件103、固定套筒121和滑动轴承123依次连接，也即可以保证固定套筒121和滑动轴承123的稳定。

在本公开实施例中，固定套筒121和限位杆122均不与输出轴101固定连接，直接套设在输出轴101，并通过与微调构件103连接实现不随着输出轴转动，也即在输出轴101转动的过程中，不会带动固定套筒121和限位杆122转动。

如图4和图5所示，限位杆122可以通过连接板127与滑动轴承123连接。

如图4、图5和图8所示，滑动轴承123的包括两个相对布置的左轴承圈1231、右轴承圈1232以及位于两个轴承圈之间的滚珠1233。左轴承圈1231和右轴承圈1232分别与限位杆122和第二磁铁203连接。其中，左轴承圈1231和右轴承圈1232的转动是相互独立的，在右轴承圈1232围绕输出轴101转动时，不会带动左轴承圈1231转动。其中，左轴承圈1231为滑动轴承123的一端，右轴承圈1232为滑动轴承123的另一端。

其中，左轴承圈1231上具有环形的轴承凸台1236，轴承凸台1236的侧壁上具有螺纹孔1237，连接板127上具有通孔。螺栓穿过连接板127上的通孔与轴承凸台1236上的螺纹孔1237螺纹连接，将连接板127和滑动轴承123连接起来。限位杆122穿过条形通孔131与连接板127固定连接，从而通过连接板127将限位杆122与滑动轴承123连接。

再次参见图4和图5，微调构件103包括：第一微调齿轮132和微调套筒133。第一微调齿轮132与输出轴101枢接。微调套筒133与输出轴101枢接，微调套筒133的一端与第一微调齿轮132的一端固定连接，微调套筒133套设在固定套筒121外。其中，条形通孔131位于微调套筒133上。

布置第一微调齿轮132和微调套筒133，在需要调节抽油机的冲次时，通过转动第一微调齿轮132使微调套筒133转动，从而使微调套筒133上的条形通孔131转动，进而带动滑动轴承123移动，调节了第一磁铁202和第二磁铁203之间的距离，最终达到调节抽油机冲次的目的。通过转动第一微调齿轮132，调节抽油机的冲次，更加方便。

再次参见图5，第一微调齿轮132的侧壁上布置有第一螺栓135，微调套筒133的侧壁上布置有与第一螺栓135对应的第一螺纹孔，第一螺栓135穿过第一螺纹孔与微调套筒133连接。

在本公开实施例中，第一微调齿轮132的侧壁上布置有多个第一螺栓135，微调套筒133的侧壁上布置有多个与第一螺栓135一一对应的第一螺纹孔。通过多个第一螺栓135连接第一微调齿轮132和微调套筒133，保证连接的牢固性。

再次参见图5，限位杆122的一端露出微调套筒133的侧壁，限位杆122露出的一端具有外螺纹，限位杆122露出的一端与螺母125连接，避免限位杆122从条形通孔131中脱出。

再次参见图5，限位杆122的另一端具有螺帽，螺帽与连接板127之间布置有垫片126，避免限位杆122对连接板127的挤压力过大造成连接板127损坏。

如图4、与5和图6所示，微调构件103还包括：第二微调齿轮134，第二微调齿轮134与第一微调齿轮132相互齿合，可以通过第二微调齿轮134来进行冲次微调。

图9是本公开实施例提供的一种磁耦合机构的结构示意图。图10是图9中D-D面的截面图。再次参见图9和图10，磁耦合机构20还包括：内筒204和外筒205。内筒204与输入轴201固定连接。外筒205与输入轴201固定连接，外筒205与内筒204形成第一环形空间b。其中，第一磁铁202位于内筒204和输入轴201之间，第二磁铁203的移动路径经过第一环形空间b。

内筒204和输入轴201之间形成第二环形空间c，方便布置第一磁铁202。外筒205与内筒204形成第一环形空间b，也即第一环形空间b包裹二环形空间c，第二磁铁203的移动路径经过第一环形空间b，所以在第二磁铁203移动的过程中，第二磁铁203始终包裹第一磁铁202，使第二磁铁203的一端始终位于第一环形空间b内，保证第二磁铁203在移动过程中的稳定性。

在本公开实施例中，内筒204为铜制内筒，以便形成良好的耦合效果。外筒205为不锈钢，以防止材质磁化形成额外的耦合力，影响调节的准确性。

如图9所示，输入轴201的一端具有一圈环形挡板211，内筒204和外筒205均与环形挡板211的一端面连接。布置环形挡板211，方便安装内筒204和外筒205。

如图10所示，磁耦合机构20还包括：挡板208。挡板208外直径与内筒204的外直径相等，挡板208覆盖在内筒204和输入轴201的一端面上，输入轴201朝向挡板208的一端面具有螺纹孔，挡板208上具有通孔，螺栓209穿过挡板208上的通孔与输入轴201上的螺纹孔螺纹连接。通过挡板208将第二环形空间c封闭，保证第二环形空间c中的第一磁铁202的稳定性。

图11是本公开实施例提供的一种磁耦合机构的结构示意图。参见图11，磁耦合机构20还包括：安装板206。安装板206的一端面与传动构件102连接。

第二磁铁203包括：多个隔板231和磁体232。多个隔板231与安装板206的另一端面连接，多个隔板231沿外筒205的圆周方向间隔布置。磁体232嵌设在相邻的两个隔板231之间。

布置安装板206方便安装第二磁铁203。磁体232嵌设在相邻的两个隔板231之间，通过多个隔板231和磁体232形成环状的第二磁铁203，更加方便。

如图11所示，多个磁体232绕外筒205(图11未示出)的圆周方向间隔布置，相邻两个隔板231之间的间隙中布置两个叠置的磁体232。相邻两个间隙中两个叠置的磁体232的叠置方向不同，其中一个间隙中的两个磁体232相对的面与环状的第二磁铁203所在的外圆的切线平行，相邻的间隙中的两个磁体232相对的面与环状的第二磁铁203所在的外圆的切线垂直。使得多个磁体232与第一磁铁202之间能够获得更加均匀的磁耦合力。

第一磁铁202和磁体232均布置有偶数对，两对第一磁铁202对称布置，两对磁体232对称布置，相对的两个间隙中的两个叠置的第二磁铁203的叠置方向相同。使磁耦合力在各个方向上大小一样，使输出轴101的转速平稳。

如图2所示，抽油机冲次调节装置还包括缓冲机构30，缓冲机构30连接控制机构10和磁耦合机构20。

图12是本公开实施例提供的一种缓冲机构的结构示意图。参见图2和图12，缓冲机构30包括：第一弹簧301、缓冲球302和第二弹簧303。第一弹簧301的一端与传动构件102的活动部(也即滑动轴承123)连接。缓冲球302与第一弹簧301的另一端连接。第二弹簧303的一端与缓冲球302连接，第二弹簧303的另一端与第二磁铁203连接。

通过缓冲机构30连接控制机构10和磁耦合机构20，在控制机构10控制磁耦合机构20时起到一个缓冲的作用，使控制机构10的力缓慢传递至磁耦合机构20，避免磁耦合机构20瞬间受力，造成磁耦合机构20损坏。

如图2所示，第二弹簧303与第二磁铁203连接。

第一弹簧301和第二弹簧303均具有缓冲的作用，在传动构件102移动时，带动第一弹簧301移动，第一弹簧301具有弹性，会缓慢拽动缓冲球302移动，缓冲球302带动第二弹簧303移动，第二弹簧303具有弹性，会缓慢拽动第二磁铁203移动，调节了第一磁铁202和第二磁铁203之间的距离，避免第二磁铁203移动过快，产生较大的冲力，使第二磁铁203磕碰损坏。

如图2所示，抽油机的负载较小时，需要的转速较小，转动微调套筒133，通过缓冲机构30将安装板206向左拽动，第二磁铁203也会向左移动，第一磁铁202和第二磁铁203之间的距离变大，磁耦合力减小，输出轴101的转速变小。抽油机的负载较大时，需要的转速较大，转动微调套筒133，通过缓冲机构30将安装板206向右推动，第二磁铁203也会向右移动，第一磁铁202和第二磁铁203之间的距离变小，磁耦合力减大，输出轴101的转速变大。

其中，在输出轴101转动时会带动缓冲机构30转动，使缓冲机构30中的缓冲球302产生离心力。离心力越大，缓冲球302的中心离输出轴101的距离越大，离心力越小，缓冲球302的中心离输出轴101的距离越小。当采油量少量增加时，井下的负载增加，会使输出轴101的转速减小，缓冲机构30的转速也会减小，缓冲球302的转速减小，缓冲球302的离心力也会减小，从而使得缓冲球302的中心与输出轴101的距离减小，第二弹簧303会推动第二磁铁203向第一磁铁202移动，使第一磁铁202和第二磁铁203之间的距离减小，从而增大第一磁铁202和第二磁铁203之间的磁耦合力，使第二磁铁203的转速增加，从而增大输出轴101的转速。当采油量少量减少时，井下的负载减小，会使输出轴101的转速增大，缓冲机构30的转速也会增大，缓冲球302的转速增大，缓冲球302的离心力也会增大，从而使得缓冲球302的中心与输出轴101的距离增大，第二弹簧303会拉动第二磁铁203向第一磁铁202远离，使第一磁铁202和第二磁铁203之间的距离增大，从而减小第一磁铁202和第二磁铁203之间的磁耦合力，使第二磁铁203的转速减小，从而减小输出轴101的转速。也即缓冲机构30具有自动补偿的作用，在井下采油量少量变化时，可以通过缓冲机构30自动调整输出轴101的转速，达到所需的转速。

在本公开实施例中，抽油机冲次调节装置包括多个缓冲机构30，多个缓冲机构30均匀间隔布置，缓冲机构30的数量大于或等于3，以保证力的平衡，加强缓冲效果。

例如，抽油机冲次调节装置包括3个缓冲机构30。

在本公开实施例中，缓冲机构30的材质可以为不锈钢，以防止材质磁化额外的耦合力，影响调节精度。

再次参见图4和图5，滑动轴承123的另一端布置有第一连接凸台1234，第一连接凸台1234与第一弹簧301连接。

布置第一连接凸台1234，方便与第一弹簧301连接。

再次参见图12，第一弹簧301的一端布置与万向节304，第一弹簧301与传动构件102通过万向节304连接，也即第一连接凸台1234通过万向节304与第一弹簧301连接。

通过万向节304连接第一连接凸台1234和第一弹簧301，在工作过程中，第一连接凸台1234和第一弹簧301的连接角度可以改变，更加方便。

如图12所示，万向节304包括万向节固定柄341、球面凸台342、球头343和连接螺栓344，球面凸台342与万向节固定柄341的一端连接，万向节固定柄341的另一端具有第一连接通孔345，球面凸台342具有球面腔体，球头343位于球面凸台342的球面腔体内，球头343通过连接螺栓344与第一弹簧301连接。当球头343在球面腔体内转动时，就可以调整第一连接凸台1234和第一弹簧301的连接角度。

如图4和图5所示，第一连接凸台1234上具有与第一连接通孔345对应的第二连接通孔1235，第一连接通孔345与第二连接通孔1235相对布置，通过螺栓和螺母将第一连接凸台1234和万向节固定柄341连接。

如图12所示，第一弹簧301和缓冲球302也可以采用同样的方式连接，即球头343位于缓冲球302的腔体里，球头343通过连接螺栓344与第一弹簧301连接。

如图12所示，第二弹簧303和缓冲球302也可以采用同样的方式连接，即球头343位于缓冲球302的腔体里，球头343通过连接螺栓344与第二弹簧303连接。

再次参见图11，安装板206朝向固定套筒121的一端面具有第二连接凸台261，第二连接凸台261与第二弹簧303连接。

布置第二连接凸台261方便与第二弹簧303连接。

在本公开实施例中，第二连接凸台261和第二弹簧303同样通过万向节304连接。

第二连接凸台261上具有与第一连接通孔345对应的第三连接通孔262，第一连接通孔345与第三连接通孔262相对布置，通过螺栓和螺母将第二连接凸台261和万向节固定柄341连接。

图13是本公开实施例提供的一种抽油机冲次调节装置的结构示意图。参见图13，抽油机冲次调节装置还包括外壳40，外壳40具有腔体。传动构件102、微调构件103、第一磁铁202和第二磁铁203均位于外壳40的腔体内。输入轴201的一端位于外壳40内，输入轴201的另一端位于外壳40外，输出轴101的一端位于外壳40内，输出轴101的另一端位于外壳40外。

布置外壳对传动构件102、微调构件103、第一磁铁202和第二磁铁203进行保护，避免传动构件102、微调构件103、第一磁铁202和第二磁铁203由于磕碰损坏。

如图12所示，第二微调齿轮134与外壳40的其中一个内端面连接，且第二微调齿轮134可转动地设置在外壳40的腔体内。

图14是本公开实施例提供的一种外壳的结构示意图。参见图14，外壳40的侧壁具有调节窗口401，调节窗口401与第二微调齿轮134相对设置。

布置第二微调齿轮134和调节窗口401，可以在调节窗口401处转动第二微调齿轮134，由于第二微调齿轮134与第一微调齿轮132相互齿合，所以第一微调齿轮132也会转动，从而带动微调套筒133转动，进而改变第一磁铁202和第二磁铁203之间的距离，改变磁耦合力，调节抽油机的冲次。

在本公开实施例中，第二微调齿轮134的中心具有第一方向a布置的通孔，外壳40的其中一个内端面具有与通孔对应的圆柱状的第一限位凸台，第一限位凸台具有内螺纹，第一限位凸台穿过通孔，螺栓与螺纹孔连接，第一限位凸台的外直径小于通孔的内直径，使第二微调齿轮134可转动地设置在外壳40的腔体内。

在本公开实施例中，传动构件102的一端与外壳40固定连接，也即固定套筒121与外壳40固定连接。

如图7所示，固定套筒121的一端1212具有外螺纹，外壳40的其中一个内端面具有第二限位凸台，第二限位凸台具有内螺纹，固定套筒121与第二限位凸台螺纹连接，将固定套筒121固定在外壳40的腔体内。

在本公开实施例中，第二限位凸台穿过第一微调齿轮132的内圆，对第一微调齿轮132进行支撑。固定套筒121具有一圈环形凸起1213，环形凸起1213对第一微调齿轮132抵挡，避免第一微调齿轮132从第二限位凸台中脱出。

如图14所示，外壳40还包括第一法兰402、第二左法兰403、观察孔404、标度尺405和检修窗口406。

第一法兰402与粗调装置连接，第二左法兰403与拖动装置连接，标度尺405位于观察孔404上方，观察孔404与固定套筒121相对，标度尺405用于显示连接板127的位置，检修窗口406在检修时使用。

在本公开实施例中，外壳4为不锈钢外壳，以防止材质磁化额外的耦合力，影响调节精度。

本公开实施例中，可以根据检测抽油机工况如泵效、日产液量、泵径、冲程或者电动机负载率、自然功率因数等参数，确定抽油机的冲次。

本公开实施例提供的冲次调节装置，可在粗调的档位内进行微调，冲次精度达到0.1冲次，适应不同抽油井的需要，以达到抽油井的井下吸液量与电动机电参数匹配来满足节能降耗要求，从而实现节能精细化管理。

本公开实施例还提供了一种油田生产系统，油田生产系统包括上述任一幅图所示的抽油机冲次调节装置。

以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抽油机冲次调节装置，其特征在于，所述抽油机冲次调节装置包括控制机构(10)和磁耦合机构(20)；

所述控制机构(10)包括：

输出轴(101)，用于与抽油机连接；

传动构件(102)，具有相连的固定部和活动部，所述固定部具有供所述输出轴(101)穿过的通道，所述活动部沿第一方向可移动地设置在所述输出轴(101)上，所述第一方向为所述输出轴(101)的延伸方向；

微调构件(103)，用于控制所述活动部在所述输出轴(101)的延伸方向上的位置；

所述磁耦合机构(20)包括：

输入轴(201)，用于在电机驱动下转动，且与所述输出轴(101)相对设置；

第一磁铁(202)，固定在所述输入轴(201)上；

环形的第二磁铁(203)，沿第一方向可移动地设置在所述输出轴(101)上，所述第二磁铁(203)与所述第一磁铁(202)相对设置，且所述第二磁铁(203)与所述传动构件(102)的活动部连接；

其中，所述第二磁铁(203)被配置为带动所述输出轴(101)绕中心线转动，当所述传动构件(102)移动至距离所述第一磁铁(202)最近的位置时，所述第二磁铁(203)包裹所述第一磁铁(202)，所述第一磁铁(202)的磁极方向与所述第二磁铁(203)的磁极方向垂直。

2.根据权利要求1所述的抽油机冲次调节装置，其特征在于，所述微调构件(103)与所述输出轴(101)枢接，所述微调构件(103)的侧壁上具有条形通孔(131)，所述条形通孔(131)的长度方向与所述第一方向相交不垂直；

所述固定部为固定套筒(121)，所述固定套筒(121)套设在所述输出轴(101)上，所述固定套筒(121)的一端位于所述微调构件(103)的内侧壁和所述输出轴(101)的外侧壁之间，所述固定套筒(121)的另一端的外侧壁具有第一条形凸起(1211)，所述第一条形凸起(1211)沿所述第一方向延伸；

所述活动部包括：

滑动轴承(123)，套设在所述输出轴(101)上，所述滑动轴承(123)的一端的内侧壁上具有第一条形凹槽(124)，所述第一条形凹槽(124)贯穿所述滑动轴承(123)朝向所述固定套筒(121)的端面，所述第一条形凸起(1211)可移动地位于所述第一条形凹槽(124)内，所述第一条形凹槽(124)的长度方向与所述第一方向平行，所述滑动轴承(123)的另一端可绕所述输出轴(101)转动，且所述滑动轴承(123)的另一端与所述第二磁铁(203)连接；

限位杆(122)，穿过所述条形通孔(131)与所述滑动轴承(123)的一端固定连接。

3.根据权利要求2所述的抽油机冲次调节装置，其特征在于，所述微调构件(103)包括：

第一微调齿轮(132)，与所述输出轴(101)枢接；

微调套筒(133)，与所述输出轴(101)枢接，所述微调套筒(133)的一端与所述第一微调齿轮(132)的一端固定连接，所述微调套筒(133)套设在所述固定套筒(121)外；

其中，所述条形通孔(131)位于所述微调套筒(133)上。

4.根据权利要求1至3任一项所述的抽油机冲次调节装置，其特征在于，所述第二磁铁(203)的内侧壁上具有沿第一方向延伸的键槽，所述键槽穿过所述第二磁铁(203)朝向所述传动构件(102)的端面；

所述输出轴(101)的外侧壁上具有键(111)，所述键(111)位于所述键槽内。

5.根据权利要求1至3任一项所述的抽油机冲次调节装置，其特征在于，所述磁耦合机构(20)还包括：

内筒(204)，与所述输入轴(201)固定连接；

外筒(205)，与所述输入轴(201)固定连接，所述外筒(205)与所述内筒(204)形成第一环形空间；

其中，所述第一磁铁(202)位于所述内筒(204)和所述输入轴(201)之间，所述第二磁铁(203)的移动路径经过所述第一环形空间。

6.根据权利要求5所述的抽油机冲次调节装置，其特征在于，所述磁耦合机构(20)还包括：

安装板(206)，一端面与所述传动构件(102)连接；

所述第二磁铁(203)包括：

多个隔板(231)，与所述安装板(206)的另一端面连接，所述多个隔板(231)沿所述外筒(205)的圆周方向间隔布置；

磁体(232)，嵌设在相邻的两个所述隔板(231)之间。

7.根据权利要求1至3任一项所述的抽油机冲次调节装置，其特征在于，所述抽油机冲次调节装置还包括缓冲机构(30)，所述缓冲机构(30)包括：

第一弹簧(301)，一端与所述活动部连接；

缓冲球(302)，与所述第一弹簧(301)的另一端连接；

第二弹簧(303)，一端与所述缓冲球(302)连接，另一端与所述第二磁铁(203)连接。

8.根据权利要求7所述的抽油机冲次调节装置，其特征在于，所述缓冲机构(30)还包括多个万向节(304)，所述第一弹簧(301)与所述传动构件(102)、所述第二弹簧(303)和所述磁耦合机构(20)均通过不同的所述万向节(304)连接。

9.根据权利要求3所述的抽油机冲次调节装置，其特征在于，所述抽油机冲次调节装置还包括外壳(40)，所述外壳(40)具有腔体；

所述传动构件(102)、所述微调构件(103)、所述第一磁铁(202)和所述第二磁铁(203)均位于所述外壳(40)的腔体内，所述固定部与所述外壳(40)固定连接；

所述输入轴(201)的一端位于所述外壳(40)内，另一端位于所述外壳(40)外，所述输出轴(101)的一端位于所述外壳(40)内，另一端位于所述外壳(40)外；

所述微调构件(103)还包括：

第二微调齿轮(134)，与所述外壳(40)的其中一个内端面连接，且所述第二微调齿轮(134)可转动地设置在所述外壳(40)的腔体内，所述第二微调齿轮(134)与所述第一微调齿轮(132)相互齿合；

其中，所述外壳(40)的侧壁具有调节窗口(401)，所述调节窗口(401)与所述第二微调齿轮(134)相对设置。

10.一种油田生产系统，其特征在于，所述油田生产系统包括如权利要求1至9任一项所述的抽油机冲次调节装置。

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