CN115680569A - 长冲程抽油机 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种长冲程抽油机，属于采油设备技术领域。本申请实施例提供的抽油机，通过在井口设置下封头和密封罩组成密封容器，并采用密封软管连接油管与密封容器，滚筒总成设置在密封罩内，用于缠绕钢丝绳，钢丝绳的下端穿过该下封头的中心孔进入油管中，且连接抽油杆，由电机为滚筒总成提供动力，从而释放或回收钢丝绳，进而带动抽油杆上下运动开采油气。上述结构无需使用盘根盒，而是使用密封罩进行密封，也即是将需要往复运动的钢丝绳等零件全部罩在密封罩的内部，在保证了抽油机的密封性能的基础上，避免钢丝绳与密封结构之间的摩擦，从而避免了密封结构的磨损失效，从而避免油气泄漏污染环境，而且，钢丝绳使用寿命长、维护成本低。

Description

长冲程抽油机

技术领域

本申请涉及采油设备技术领域，特别涉及一种长冲程抽油机。

背景技术

随着油田开发进入中后期，地质状况愈加复杂多样，油井深度不断增加，静液面下降，稠油井、低渗透井、含气含水井数量不断增加，开采难度不断提升，为了适应上述开采条件，通常使用长冲程抽油机进行开采。长冲程抽油机具有长冲程、低冲次的特点，使用长冲程抽油机能够减少冲程损失，提高抽油泵充满度，实现更高的采抽效率，降低抽油泵磨损，减少杆管偏磨和疲劳次数，延长使用寿命和检泵周期，达到节能降耗、降低油井维护费用等目的。

上述长冲程抽油机，由支架总成、天轮、电机、减速器、滚筒、控制柜、柔性绳等主要部件组成，其中，控制柜与电机电性耦接，电机的输出轴、减速器、天轮顺次联接，且天轮的转动轴设置在支架总成上，滚筒套装在天轮上，柔性绳缠绕在滚筒上，柔性绳的下端穿过井口的盘根盒下入井筒内，用于连接抽油杆，并拉动抽油杆上下移动，进行抽油。其中，柔性绳是一种涂覆钢丝绳，即在钢丝绳表面覆盖一层高分子涂层，使得钢丝绳表面光滑，确保采抽过程中柔性绳与井口盘根的密封，由于柔性绳可以被弯折缠绕，使该抽油机的冲程能够较长，但这种抽油机存在柔性绳使用寿命短、维护成本高、密封失效后污染环境等问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种长冲程抽油机，能够避免密封结构的磨损失效，从而避免污染环境，而且，钢丝绳使用寿命长、维护成本低。该技术方案如下：

提供了一种长冲程抽油机，该抽油机包括：支架总成、电机、减速器、联轴器、轴封、连接段、密封软管、油管、抽油杆、密封罩、滚筒总成以及钢丝绳；

该电机和该连接段均固定连接在该支架总成上，该连接段包括下封头和连接管，该下封头固定连接在该连接管的顶端，该下封头密封连接该密封罩，该下封头上设有连通该密封罩和该连接管的中心孔；

该连接段、该密封软管和该油管顺次连接，该密封罩与该连接段形成的密封容器、该密封软管的抗压强度范围为2.5MPa-10MPa；

该密封罩的侧面设有通孔，该轴封密封连接在该通孔中，该联轴器穿过该轴封，且该联轴器能够在该轴封中转动；

该滚筒总成位于该密封罩中，该滚筒总成包括：支撑架、滚轴和滚筒，该电机的输出轴、该减速器、该联轴器和该滚轴顺次联接；

该支撑架固定在该下封头上，该滚轴可转动的设置在该支撑架上，该滚筒固定套装在该滚轴上，该钢丝绳缠绕在该滚筒总成的滚筒上，且该钢丝绳的上端固定在该滚筒上，下端穿过该下封头的中心孔以及该连接管进入该油管中，且连接该油管中的抽油杆；

该油管中包括出液三通，该出液三通包括位于侧壁上的出液口。

在一种可能设计中，该下封头通过法兰单元密封连接该密封罩。

在一种可能设计中，该密封罩的材质为Q345R钢板，厚度大于等于14mm。

在一种可能设计中，该密封罩的顶壁上设有充气口。

在一种可能设计中，该密封罩的顶壁上设有安全阀。

在一种可能设计中，该抽油机还包括：制动单元，该制动单元固定于该支架总成上，用于卡止该电机的输出轴。

在一种可能设计中，该抽油机还包括：控制柜，该控制柜与该电机、该制动单元分别电性耦接。

在一种可能设计中，该抽油机还包括：扶正导向器；

该扶正导向器设置在该油管内，用于扶正该钢丝绳。

在一种可能设计中，该扶正导向器包括：两个扶正轮；

该钢丝绳位于两个该扶正轮之间。

在一种可能设计中，该抽油机还包括：连接套，用于连接该钢丝绳和该抽油杆。

本申请实施例提供的抽油机，通过在油管的顶部设置下封头，在下封头上设置密封罩，其中，密封罩内设有滚筒总成，用于缠绕钢丝绳，钢丝绳的下端穿过该下封头的中心孔进入油管中，且连接抽油杆，通过电机、减速器和联轴器向滚筒总成传输动力，滚筒总成能够释放或回收钢丝绳，进而带动抽油杆上下运动开采油气。上述结构无需使用盘根盒，而是使用密封罩进行密封，也即是将需要往复运动的钢丝绳等零件全部罩在密封罩的内部，在保证了抽油机的密封性能的基础上，避免钢丝绳与密封结构之间的摩擦，从而避免了密封结构的磨损失效，从而避免污染环境，而且，钢丝绳使用寿命长、维护成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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是本申请实施例提供的一种长冲程抽油机的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种长冲程抽油机的高压软管连接结构示意图；

图3是本申请实施例提供的一种长冲程抽油机的扶正导向器015的主视结构示意图；

图4是本申请实施例提供的一种长冲程抽油机的扶正导向器015的俯视结构示意图。

附图中的各零件的标号说明如下：

1-支架总成；

2-电机；

3-减速器；

4-联轴器；

5-轴封；

6-连接段；

61-下封头；

62-连接管；

63-中心孔；

7-密封软管；

8-油管；

81-出液三通；

811-出液口；

9-抽油杆；

10-密封罩；

101-通孔；

102-充气口；

103-安全阀；

011-滚筒总成；

0111-支撑架；

0112-滚轴；

0113-滚筒；

012-钢丝绳；

013-制动单元；

014-控制柜；

015-扶正导向器；

0151-扶正轮；

016-连接套。

具体实施方式

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

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，“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，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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申请中的具体含义。

图1是本申请实施例提供的一种长冲程抽油机的结构示意图，请参见图1，该抽油机包括：支架总成1、电机2、减速器3、联轴器4、轴封5、连接段6、密封软管7、油管8、抽油杆9、密封罩10、滚筒总成011以及钢丝绳012；该电机2和该连接段6均固定连接在该支架总成1上，该连接段6包括下封头61和连接管62，该下封头61固定连接在该连接管62的顶端，该下封头61密封连接该密封罩10，该下封头61上设有连通该密封罩10和该连接管62的中心孔63；该连接段6、该密封软管7和该油管8顺次连接，该密封罩10与该连接段6形成的密封容器、该密封软管7的抗压强度范围为2.5MPa-10MPa；该密封罩10的侧面设有通孔101，该轴封5密封连接在该通孔101中，该联轴器4穿过该轴封5，且该联轴器4能够在该轴封5中转动；该滚筒总成011位于该密封罩10中，该滚筒总成011包括：支撑架0111、滚轴0112和滚筒0113，该电机2的输出轴、该减速器3、该联轴器4和该滚轴0112顺次联接；该支撑架0111固定在该下封头61上，该滚轴0112可转动的设置在该支撑架0111上，该滚筒0113固定套装在该滚轴0112上，该钢丝绳012缠绕在该滚筒总成011的滚筒0113上，且该钢丝绳012的上端固定在该滚筒0113上，下端穿过该下封头61的中心孔63以及该连接管62进入该油管8中，且连接该油管8中的抽油杆9；该油管8中包括出液三通81，该出液三通81包括位于侧壁上的出液口811。

下面对该抽油机的工作原理进行详述：

在该抽油机中，支架总成1的底部位于地面上，顶部支撑电机2和连接段6，根据电机2和连接段6高度的需要，支架总成1包括底部支架和分别用于支撑电机2和连接段6的上部支架，从而保证减速器3的输出轴和滚筒总成011中滚轴0112同轴，也即是：减速器3、联轴器4、轴封5、滚轴0112和滚筒0113均同轴设置，从而便于传递转动运动。

在该抽油机中，该电机2具备双向转动功能，能在控制下，沿顺时针或逆时针方向转动，从而为抽油杆9的上下往复运动提供动力。

在该抽油机中，减速器3的作用是将电机2输出的转动运动向后传递，基于减速器3的结构，达到降低转速和增大转矩的目的，该减速器3可以是齿轮减速器3，对应的结构可以是包括多级齿轮，从而逐级降速。

在该抽油机中，联轴器4的作用是连接减速器3和滚轴0112，且用于穿过轴封5。

在该抽油机中，轴封5包括外圈和内圈，内圈和外圈中间在相对密封的基础上可以相对转动，轴封5的外圈安装在密封罩10侧面的通孔101中，内圈固定连接联轴器4，从而使联轴器4既能相对于该通孔101转动，又使该通孔101对应的位置能够具有较好的密封效果。

在该抽油机中，连接段6包括下封头61和连接管62，该下封头61与该连接管62密封连接，且下封头61固定在支架总成1上，该下封头61用于支撑密封罩10以及滚筒总成011等部件，该连接管62穿过该支架总成1的面板，连接下方的密封软管7。

图2是本申请实施例提供的一种长冲程抽油机的高压软管连接结构示意图，请参见图2，在该抽油机中，密封软管7的上下两端分别连接连接管62和油管8，而密封软管7由内部的橡胶管和外部的金属绞线形成，具有密封性好、柔性好、具有一定的强度的特点，能够以柔性方式连接连接管62和油管8，避免两者之间由于同轴性不好或者高度差精度不够而难以连接的情况，而且，密封软管7便于拆装，有利于对连接段6、密封软管7、钢丝绳012、油管8、出液三通81等部件进行检修。进一步的，该金属绞线为钢绞线，具有较高的强度和韧性，且不易磨损。

在该抽油机中，油管8的作用是作为开采的油气的流通通道，油管8的顶端具有井口装置。

在该抽油机中，抽油杆9用于通过上下往复运动来开采并举升油气，油气通过出液三通81中的出液口811流出油管8，进入输送管线。

在该抽油机中，密封罩10用于扣装在下封头61上，也即是说，该密封罩10是通过连接段6和密封软管7连通油管8的，由于密封罩10上的通孔101被轴封5和联轴器4密封，因此，密封罩10可以在连通油管8的同时起到密封作用，防止来自油管8的油气泄漏，同时，由于需要往复运动的钢丝绳012等零件全部罩在密封罩10的内部，在该抽油机运行过程中，该抽油机中密封罩10等密封结构不与上下运动的钢丝绳012摩擦，因此，该密封结构也不易磨损，从而使该密封结构不容易失效，进而避免因油气泄漏而污染环境。

在该抽油机中，滚筒总成011的作用是基于自身的双向转动，收放钢丝绳012，进而带动抽油杆9上下往复运动。

在该抽油机中，钢丝绳012的结构具有较强的韧性和较高的强度，不易磨损，使用寿命长，廉价易得，降低了该抽油机的维护成本。

在该抽油机的使用过程中，通过控制电机2正、反旋转，驱动减速器3，通过联轴器4带动滚轴0112和滚筒0113旋转，缠绕在滚筒0113上的钢丝绳012上下往复移动，同时，不和油管8内壁产生偏磨，钢丝绳012带动抽油杆9在油管8内上下往复运动，实现气液举升，采抽的气液通过出液三通81进入输送管线。

本申请实施例提供的抽油机，通过在油管8的顶部设置下封头61，在下封头61上设置密封罩10，其中，密封罩10内设有滚筒总成011，用于缠绕钢丝绳012，钢丝绳012的下端穿过该下封头61的中心孔63进入油管8中，且连接抽油杆9，通过电机2、减速器3和联轴器4向滚筒总成011传输动力，滚筒总成011能够释放或回收钢丝绳012，进而带动抽油杆9上下运动开采油气。上述结构无需使用盘根盒，而是使用密封罩10进行密封，也即是将需要往复运动的钢丝绳012等零件全部罩在密封罩10的内部，在保证了抽油机的密封性能的基础上，避免钢丝绳012与密封结构之间的摩擦，从而避免了密封结构的磨损失效，从而避免污染环境，而且，钢丝绳012使用寿命长、维护成本低。

下面对该抽油机各部分结构及工作原理进行详述：

在一种可能设计中，该下封头61通过法兰单元密封连接该密封罩10。

在上述结构中，法兰单元包括下法兰和上法兰，下法兰和上法兰之间通过多个螺栓连接，其中，下封头61的截面为圆形，外部边缘上为下法兰，密封罩10的下部边缘为上法兰。进一步的，下法兰和上法兰之间还有密封圈，用于起到进一步的密封作用。

在一种可能设计中，该密封罩10的材质为Q345R钢板，厚度大于等于14mm。

其中，Q345R钢板具有较高的耐压性能，能够承受较高的压强，例如，密封罩10的承压能力和对应的筒体最小壁厚可以是如下表1所示。

表1密封罩10的承压能力和对应的筒体最小壁厚

在一种可能设计中，该密封罩10的顶壁上设有充气口102，用于在密封罩10内气压不足时，通过充气口102向密封罩10内加注气体，平衡密封罩10和油管8这一连通容器内的压力，确保安全有序生产。

在一种可能设计中，该密封罩10的顶壁上设有安全阀103，用于在密封罩10内气压过高时，通过安全阀103释放密封罩10内的气体，平衡密封罩10和油管8这一连通容器内的压力，确保安全有序生产。在容器内压力高于预设压力时，可通过安全阀103泄压，确保安全有序生产，其中，该预设压力可以根据需要设定，本实施例对此不作限定，例如，可以为10MPa。

在一种可能设计中，该抽油机还包括：制动单元013，该制动单元013固定于该支架总成1上，用于卡止该电机2的输出轴，从而起到使电机2停止转动的作用。

在一种可能设计中，该抽油机还包括：控制柜014，该控制柜014与该电机2、该制动单元013分别电性耦接，也即是说，通过控制柜014，能够远程控制电机2的转动以及制动单元013，降低了操作员的劳动强度和劳动危险性。该控制柜014中可以包括可编程控制器或计算机，本实施例对此不作限定。

图3是本申请实施例提供的一种长冲程抽油机的扶正导向器015的主视结构示意图；图4是本申请实施例提供的一种长冲程抽油机的扶正导向器015的俯视结构示意图，请参见图3和图4，在一种可能设计中，该抽油机还包括：扶正导向器015；该扶正导向器015设置在该油管8内，用于扶正该钢丝绳012。

基于上述结构，该钢丝绳012和扶正导向器015均耐磨损，而且，该钢丝绳012和扶正导向器015的摩擦部位位于油管8的内部，两者之间的摩擦过程不会造成该抽油机的泄漏。

在一种可能设计中，滚筒0113的容绳量为100m，即钢丝绳012的长度可以为100m，即抽油机最大冲程为100m。

在一种可能设计中，该扶正导向器015包括：两个扶正轮0151；该钢丝绳012位于两个扶正轮0151之间。

在上述结构中，两个扶正轮0151通过两侧的固定板固定在油管8内壁看，两个扶正轮0151均

在钢丝绳012上下运动的过程中，两个扶正轮0151基于静摩擦而转动，减少磨损，避免失效。

在一种可能设计中，该扶正导向器015位于出液三通81的内壁上，且该扶正导向器015与侧壁上的出液口811不在同一水平面内，由于该出液三通81便于拆卸，因此这种结构便于拆卸和维护。

在一种可能设计中，该抽油机还包括：连接套016，用于连接该钢丝绳012和该抽油杆9，从而能够更好的固定两者，避免由于在上提抽油杆9的过程中拉力过大而使两者分离。

上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本申请的可选实施例，在此不再一一赘述。

该抽油机由电机2、减速器3、制动单元013、联轴器4、滚筒总成011、钢丝绳012、密封罩10、扶正导向器015、支架总成1、控制柜014等主要部件构成。联轴器4一端连接减速器3，另一端连接滚筒总成011，滚筒总成011置于密封罩10内，密封罩10设有充气口102和安全阀103，并在底部设有法兰与井口的油管8连接，侧面设有通孔101，便于穿过联轴器4，而且，在通孔101处填装轴封5，从而实现耐高压密封。

通过控制电机2正、反旋转，驱动减速器3，通过联轴器4带动滚轴0112和滚筒0113旋转，缠绕在滚筒0113上的钢丝绳012在扶正导向器015的扶正导向作用下上下往复移动，同时，不和油管8内壁产生偏磨，钢丝绳012带动抽油杆9在油管8内上下往复运动，实现气液举升，采抽的气液通过出液三通81进入输送管线；并且，在密封罩10内的压力较低时，还可根据需要，通过密封罩10的充气口102加注气体，平衡密封罩10和油管8这一连通容器内的压力，在容器内压力高于预设压力时，可通过安全阀103泄压，确保安全有序生产，其中，该预设压力可以根据需要设定，本实施例对此不作限定，例如，可以为10MPa。

本申请实施例提供的抽油机，通过在油管8的顶部设置下封头61，在下封头61上设置密封罩10，其中，密封罩10内设有滚筒总成011，用于缠绕钢丝绳012，钢丝绳012的下端穿过该下封头61的中心孔63进入油管8中，且连接抽油杆9，通过电机2、减速器3和联轴器4向滚筒总成011传输动力，滚筒总成011能够释放或回收钢丝绳012，进而带动抽油杆9上下运动开采油气。上述结构无需使用盘根盒，而是使用密封罩10进行密封，也即是将需要往复运动的钢丝绳012等零件全部罩在密封罩10的内部，在保证了抽油机的密封性能的基础上，避免钢丝绳012与密封结构之间的摩擦，从而避免了密封结构的磨损失效，从而避免污染环境，而且，钢丝绳012使用寿命长、维护成本低。

由于密封罩10与井口的油管8出口直接连接，不需要井口盘根盒，使得油管8中的气液可进入密封罩10，消除了密封失效，漏油造成环境污染的危害；钢丝绳012与井口装置之间不进行摩擦，也不需要密封，因此可采用普通的钢丝绳012，降低了材料成本，延长了钢丝绳012使用寿命，降低了更换钢丝绳012的频次，减少了维护成本。

上述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，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)

1.一种长冲程抽油机，其特征在于，所述抽油机包括：支架总成(1)、电机(2)、减速器(3)、联轴器(4)、轴封(5)、连接段(6)、密封软管(7)、油管(8)、抽油杆(9)、密封罩(10)、滚筒总成(011)以及钢丝绳(012)；

所述电机(2)和所述连接段(6)均固定连接在所述支架总成(1)上，所述连接段(6)包括下封头(61)和连接管(62)，所述下封头(61)固定连接在所述连接管(62)的顶端，所述下封头(61)密封连接所述密封罩(10)，所述下封头(61)上设有连通所述密封罩(10)和所述连接管(62)的中心孔(63)；

所述连接段(6)、所述密封软管(7)和所述油管(8)顺次连接，所述密封罩(10)与所述连接段(6)形成的密封容器、所述密封软管(7)的抗压强度范围为2.5MPa-10MPa；

所述密封罩(10)的侧面设有通孔(101)，所述轴封(5)密封连接在所述通孔(101)中，所述联轴器(4)穿过所述轴封(5)，且所述联轴器(4)能够在所述轴封(5)中转动；

所述滚筒总成(011)位于所述密封罩(10)中，所述滚筒总成(011)包括：支撑架(0111)、滚轴(0112)和滚筒(0113)，所述电机(2)的输出轴、所述减速器(3)、所述联轴器(4)和所述滚轴(0112)顺次联接；

所述支撑架(0111)固定在所述下封头(61)上，所述滚轴(0112)可转动的设置在所述支撑架(0111)上，所述滚筒(0113)固定套装在所述滚轴(0112)上，所述钢丝绳(012)缠绕在所述滚筒总成(011)的滚筒(0113)上，且所述钢丝绳(012)的上端固定在所述滚筒(0113)上，下端穿过所述下封头(61)的中心孔(63)以及所述连接管(62)进入所述油管(8)中，且连接所述油管(8)中的抽油杆(9)；

所述油管(8)中包括出液三通(81)，所述出液三通(81)包括位于侧壁上的出液口(811)。

2.根据权利要求1所述的抽油机，其特征在于，所述下封头(61)通过法兰单元密封连接所述密封罩(10)。

3.根据权利要求1所述的抽油机，其特征在于，所述密封罩(10)的材质为Q345R钢板，厚度大于等于14mm。

4.根据权利要求1所述的抽油机，其特征在于，所述密封罩(10)的顶壁上设有充气口(102)。

5.根据权利要求1所述的抽油机，其特征在于，所述密封罩(10)的顶壁上设有安全阀(103)。

6.根据权利要求1所述的抽油机，其特征在于，所述抽油机还包括：制动单元(013)，所述制动单元(013)固定于所述支架总成(1)上，用于卡止所述电机(2)的输出轴。

7.根据权利要求6所述的抽油机，其特征在于，所述抽油机还包括：控制柜(014)，所述控制柜(014)与所述电机(2)、所述制动单元(013)分别电性耦接。

8.根据权利要求1所述的抽油机，其特征在于，所述抽油机还包括：扶正导向器(015)；

所述扶正导向器(015)设置在所述油管(8)内，用于扶正所述钢丝绳(012)。

9.根据权利要求8所述的抽油机，其特征在于，所述扶正导向器(015)包括：两个扶正轮(0151)；

所述钢丝绳(012)位于两个所述扶正轮(0151)之间。

10.根据权利要求1所述的抽油机，其特征在于，所述抽油机还包括：连接套(016)，用于连接所述钢丝绳(012)和所述抽油杆(9)。

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