CN115653545A - 智能电动缸往复游梁式抽油系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能电动缸往复游梁式抽油系统，包括底座和支架，支架的顶部通过游梁支承铰接有游梁，游梁的一端设置有驴头，驴头通过吊绳连接有悬绳器，游梁的另一端连接有配重容器，配重容器内部填充有重物颗粒，在配重容器的底部设置有减重口，该减重口处设置有阀门；在配重容器的顶部设置有加重口，加重口通过加重管道与收集容器连接，收集容器内填充有重物颗粒，加重管道上设置有驱动单元，用于将收集容器内的重物颗粒运送至加重口处；支架上设置有电动缸，该电动缸的杆端铰接有拉压传感器，拉压传感器的另一端与游梁铰接，且电动缸位于所述游梁支承和所述配重容器之间。本发明便于调节冲次、冲程，可以在较短时间内完成调平衡动作。
Description
技术领域
本发明涉及游梁式抽油机技术领域，具体涉及一种智能电动缸往复游梁式抽油系统。
背景技术
目前石油开采行业主要采用游梁式抽油机设备，由于其结构简单、安装方便、成本低廉而被广泛应用；但同时也存在着不能随时调冲程，所以功率消耗大、工作范围窄，调平衡步骤非常烦琐、平衡效果差，带来机组运行时，出现轻载、重载等诸多弊端。
现有的游梁式抽油机设备通常采用曲柄连杆机构将电机的转动转换为驴头的上下运动，并在曲柄连杆机构上配置配重块以使得抽油机的运动更加平稳，其在调平衡时，需要长时间停机，由工人手动调整配重块，调平衡过程非常繁琐、耗时，且具有安全隐患。再者，由于曲柄连杆机构的限制，驴头的冲程固定无法调节，无法根据油井的情况实时调整冲次、冲程。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种智能电动缸往复游梁式抽油系统，其便于调节冲次、冲程，同时可以在较短时间内完成调平衡动作。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种智能电动缸往复游梁式抽油系统，包括底座，固定在该底座上的支架，该支架的顶部通过游梁支承铰接有游梁，该游梁的一端设置有驴头，该驴头通过吊绳连接有悬绳器，所述游梁的另一端连接有配重容器，该配重容器内部填充有重物颗粒，在所述配重容器的底部设置有减重口，该减重口处设置有阀门；在所述配重容器的顶部设置有加重口，该加重口通过加重管道与一收集容器连接，该收集容器内填充有所述重物颗粒，所述加重管道上设置有驱动单元，该驱动单元用于将所述收集容器内的重物颗粒运送至所述加重口处；所述支架上设置有电动缸，该电动缸的杆端铰接有拉压传感器，该拉压传感器的另一端与所述游梁铰接，且所述电动缸位于所述游梁支承和所述配重容器之间；还包括控制器，该控制器与所述拉压传感器、所述阀门、所述电动缸和所述驱动单元电连接。
本发明摒弃了传统的曲柄连杆驱动机构，采用电动缸驱动游梁运动，电动缸杆端的伸缩可以直接转换为驴头的下降和上升，则控制器可以直接通过控制电动缸杆端的伸缩位移来控制驴头的冲程，使得抽油机的冲程调节更加便捷；其次，控制器还可以通过控制电动缸杆端的伸缩速度来控制抽油机的冲次，使得冲次可调；再者，在冲程固定的情况下，控制器还可以调节电动缸杆端的伸出速度和缩回速度，以此实现驴头下降、上升速度不同，进而实现抽油慢而出油快的功能，提高抽油机效率。此外，本发明还设置有拉压传感器和配重容器，则控制器可以根据拉压传感器反馈的数值来判断配重容器相对于驴头载荷的差值，进而判断是对配重容器进行减重操作还是增重操作，如果需要减重，控制阀门开启，则减重口处可用于排出重物颗粒；如果需要增重，控制驱动单元工作，则驱动单元可以将收集容器内的重物颗粒经加重管道补充到配重容器内。可见，本发明的控制器通过控制阀门或驱动单元实现调平衡操作，无需工人手动调节，消除了安全隐患，且调平衡时间较短，不影响抽油机的抽油工作。
优选地，所述重物颗粒为铁砂。
优选地，所述驱动单元为风机。
优选地，所述收集容器的顶部设置有回收口，且该回收口位于所述阀门的正下方。则需要减重时，配重容器的减重口排出的重物颗粒可以正好落入收集容器内，便于循环使用。
优选地，所述配重容器的顶部开设有与大气压连通的通气口，以使得配重容器内外压力平衡。
优选地，所述底座上围绕所述收集容器设置有护栏。护栏的设置，可以起到保护作用，防止工人被减重口排出的重物颗粒伤害。
优选地，所述配重容器和所述游梁铰接，以确保配重容器的减重口始终竖直向下。
优选地，所述控制器接收所述拉压传感器反馈的数值信息，并将该数值信息与设定阈值范围比对，若超出该阈值范围，所述控制器控制所述阀门开启，或控制所述驱动单元工作。
优选地，在所述驴头的一次往复运动过程中，所述控制器获取所述电动缸的位移和所述拉压传感器反馈的数值信息，并以所述位移为横坐标、所述数值信息为纵坐标，绘制示功图。绘制示功图，可以便于工程师实时判断井下柱塞泵工作情况，实时调节冲次和诊断柱塞泵故障，完成智能电动缸往复游梁式抽油系统的采油工作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明实施例的智能电动缸往复游梁式抽油系统的结构示意图。
附图标记：
1-底座；2-支架；3-游梁支承；4-游梁；5-驴头；6-吊绳；7-悬绳器；8-配重容器；801-通气口；9-阀门；10-加重管道；11-收集容器；1101-回收口；12-驱动单元；13-护栏；14-电动缸；15-拉压传感器；16-控制器。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
如图1所示，本实施例提供了一种智能电动缸往复游梁式抽油系统，包括底座1，固定在该底座1上的支架2，该支架2的顶部通过游梁支承3铰接有游梁4，该游梁4的一端设置有驴头5，该驴头5通过吊绳6连接有悬绳器7，游梁4的另一端铰接有配重容器8，该配重容器8内部填充有重物颗粒，具体地，该重物颗粒为铁砂。
在上述配重容器8的底部设置有减重口，该减重口处设置有阀门9；在配重容器8的顶部设置有加重口，该加重口通过加重管道10与一收集容器11连接，该收集容器11内填充有与配重容器8内一样的重物颗粒，即铁砂。在加重管道10上设置有驱动单元12，该驱动单元12用于将收集容器11内的重物颗粒运送至配重容器的加重口处，具体地，该驱动单元12为风机。在上述配重容器8的顶部开设有与大气压连通的通气口801，以使得配重容器8内外压力平衡。此外，在上述收集容器11的顶部还设置有回收口1101，且该回收口1101位于阀门9的正下方，该回收口1101可用于回收从阀门9处排出的重物颗粒，相应的，为防止工人意外进入风险区内被重物颗粒砸伤，本实施例的底座1上围绕收集容器11设置有护栏13。
上述支架2上设置有电动缸14，该电动缸14的杆端铰接有拉压传感器15，该拉压传感器15的另一端与游梁4铰接，且电动缸14位于游梁支承3和配重容器8之间。本实施例中，配重容器8和驴头5二者与游梁支承3之间的距离相同，且拉压传感器15和游梁4的铰接点位于配重容器8和游梁支承3之间的中点处，即电动缸14伸出(或下降)的位移是驴头5冲程的二分之一。
本实施例的智能电动缸往复游梁式抽油系统还包括控制器16，该控制器16与拉压传感器15、阀门9、电动缸14和驱动单元12电连接。本实施例采用电动缸驱动游梁4运动，电动缸14杆端的伸缩可以直接转换为驴头5的下降和上升，则控制器16可以直接通过控制电动缸14杆端的伸缩位移来控制驴头5的冲程，使得抽油机的冲程调节更加便捷；其次，控制器16还可以通过控制电动缸14杆端的伸缩速度来控制抽油机的冲次，使得冲次可调；再者，在冲程固定的情况下，控制器16还可以调节电动缸14杆端的伸出速度和缩回速度，以此实现驴头下降、上升速度不同，进而实现抽油慢而出油快的功能，提高抽油机效率。
不仅如此，在抽油机工作过程中，拉压传感器15可以实施采集驴头5载荷和配重容器8的配重之间的差值，控制器16接收拉压传感器15的数值信息，并将该数值信息与设定阈值范围比对，若在阈值范围内，则表明抽油机平衡状态良好，若超出该阈值范围，则据此判断是对配重容器8进行减重操作还是增重操。如果需要减重，控制阀门9开启，重物颗粒排出并落入收集容器11内，直至配重容器8的配重达到规定范围，停止排砂操作；如果需要增重，控制驱动单元12工作，则驱动单元12可以将收集容器11内的重物颗粒经加重管道10补充到配重容器8内，直至配重容器8的配重达到规定范围，停止加砂操作。这种通过排砂和加砂的方式，可以实现抽油机的自动调平衡，无需工人手动调节，消除了安全隐患，且调平衡时间较短，不影响抽油机的抽油工作。
此外，在驴头5的一次往复运动过程中，控制器16获取电动缸14的位移和拉压传感器15反馈的数值信息，并以位移为横坐标、数值信息为纵坐标，绘制示功图，以便于工程师实时判断井下柱塞泵工作情况，实时调节冲次和诊断柱塞泵故障，完成智能电动缸往复游梁式抽油系统的采油工作。
本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、系统和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、系统、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、系统、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (9)
1.一种智能电动缸往复游梁式抽油系统，包括底座，固定在该底座上的支架，该支架的顶部通过游梁支承铰接有游梁，该游梁的一端设置有驴头，该驴头通过吊绳连接有悬绳器，其特征在于：
所述游梁的另一端连接有配重容器，该配重容器内部填充有重物颗粒，在所述配重容器的底部设置有减重口，该减重口处设置有阀门；在所述配重容器的顶部设置有加重口，该加重口通过加重管道与一收集容器连接，该收集容器内填充有所述重物颗粒，所述加重管道上设置有驱动单元，该驱动单元用于将所述收集容器内的重物颗粒运送至所述加重口处；
所述支架上设置有电动缸，该电动缸的杆端铰接有拉压传感器，该拉压传感器的另一端与所述游梁铰接，且所述电动缸位于所述游梁支承和所述配重容器之间；
还包括控制器，该控制器与所述拉压传感器、所述阀门、所述电动缸和所述驱动单元电连接。
2.根据权利要求1所述的智能电动缸往复游梁式抽油系统，其特征在于：
所述重物颗粒为铁砂。
3.根据权利要求1所述的智能电动缸往复游梁式抽油系统，其特征在于：
所述驱动单元为风机。
4.根据权利要求1所述的智能电动缸往复游梁式抽油系统，其特征在于：
所述收集容器的顶部设置有回收口，且该回收口位于所述阀门的正下方。
5.根据权利要求1所述的智能电动缸往复游梁式抽油系统，其特征在于：
所述配重容器的顶部开设有与大气压连通的通气口。
6.根据权利要求1所述的智能电动缸往复游梁式抽油系统，其特征在于：
所述底座上围绕所述收集容器设置有护栏。
7.根据权利要求1所述的智能电动缸往复游梁式抽油系统，其特征在于：
所述配重容器和所述游梁铰接。
8.据权利要求1所述的智能电动缸往复游梁式抽油系统，其特征在于：
所述控制器接收所述拉压传感器反馈的数值信息，并将该数值信息与设定阈值范围比对，若超出该阈值范围，所述控制器控制所述阀门开启，或控制所述驱动单元工作。
9.据权利要求1所述的智能电动缸往复游梁式抽油系统，其特征在于：
在所述驴头的一次往复运动过程中，所述控制器获取所述电动缸的位移和所述拉压传感器反馈的数值信息，并以所述位移为横坐标、所述数值信息为纵坐标，绘制示功图。
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