CN115898771A - 一种基于风能和太阳能发电的抽油机示功器供电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了示功器供电领域的一种基于风能和太阳能发电的抽油机示功器供电装置，包括抽油机和控制器，控制器位于抽油机上，抽油机上设置有驴头，驴头上设置有钢丝绳；钢丝绳上设置有示功装置和支架，示功装置和支架均与钢丝绳固定连接；支架上设置有连接杆，连接杆与支架固定连接，连接杆上设置有风机，风机与连接杆转动配合；风机与示功装置同轴固定连接；支架上还设置有示功器和发电机，示功器和发电机均与支架固定连接，发电机与示功装置固定连接，示功器与发电机电连接。当在阴天且无风的情况下，示功装置转动时带动发电机转动，通过发电机缓慢的将机械能转化为电能。

Description

一种基于风能和太阳能发电的抽油机示功器供电装置

技术领域

本发明属于示功器供电领域，具体是一种基于风能和太阳能发电的抽油机示功器供电装置。

背景技术

在如今的采油工程中，有着各式各样的采油方式，但是最主要的是有杆采油的方式。有杆采油使用细长抽油杆连接着地下数千米的抽油泵，通过固定在地面的抽油机带动抽油杆上下运动达到抽油的目的。为了满足人们生产生活的需要，油田采油机日益增多，但油井之油并非取之不尽的能源，同时抽油过程中会出现不同的情况如卡杆、稠油等，因此在油田的抽油机的悬绳器与抽油杆间往往会安装一个示功器，用于检测抽油杆的受力与做功情况。抽油机是有杆抽油系统中最主要举升设备。工作时，电动机的传动经变速箱、曲柄连杆机构变成驴头的上下运动，驴头经光杆、抽油杆带动井下抽油泵的柱塞作上下运动，从而不断地把井中的原油抽出井筒。在抽油机的工作中，需要判断抽油机井深井泵的工作状态，这时就需要示功仪进行辅助检测和监督。通过示功仪可以测出示功图，示功图是判断抽油机井深井泵工作状态的重要手段。

中国专利公告号CN 216277727 U提出一种抽油机用光杆，杆体上设有多组磁环，该多组等距设置在杆体的外周并与杆体外周平齐或略低于杆体的外周；示功仪供电装置包含储能组件和发电组件，储能组件与示功仪相连，该储能组件包含可充电储能单元和数据接口A，发电组件可设置于示功仪运动的下死点位置并可套设在上述光杆上，发电组件包含壳体，壳体内设有金属线圈和蓄电池组件，同时，该壳体上设有数据接口B，所金属线圈与光杆上的磁环的磁感线之间预设有角度；抽油机包含机架和悬绳器，悬绳器上连接有上述光杆以及所机架上安装有上述示功仪供电装置。

但是，上述技术方案中，采用的是电池进行供电，电池供电避免不了要经常更换，在更换时抽油机必须停机，这极大的降低了生产效率，因此有必要提出一种基于风能和太阳能发电的抽油机示功器供电装置。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种在阴天且无风的情况下，也可以对示功器供电的抽油机示功器供电装置。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种基于风能和太阳能发电的抽油机示功器供电装置，包括抽油机和控制器，控制器位于抽油机上，抽油机上设置有驴头，驴头上设置有钢丝绳；钢丝绳上设置有示功装置和支架，示功装置和支架均与钢丝绳固定连接；支架上设置有连接杆，连接杆与支架固定连接，连接杆上设置有风机，风机与连接杆转动配合；风机与示功装置同轴固定连接；支架上还设置有示功器和发电机，示功器和发电机均与支架固定连接，示功器与发电机电连接。

采用上述方案后实现了以下有益效果：

当在阴天且无风的情况下，抽油机工作时，驴头带动钢丝绳上下往复运动，从而带动风机上下移动，在上下移动过程中，空气流动速度加快，从而带动风机旋转，由于风机与示功装置同轴固定连接，风机再转动时带动示功装置转动，将吸收的风能缓慢的转化为机械能，并且示功装置与发电机固定连接，示功装置转动时带动发电机转动，通过发电机缓慢的将机械能转化为电能，解决了现有技术中采用电池供电，当电池没电更换电池时，抽油机必须停机，极大的降低了生产效率的问题。

进一步，示功装置包括摆轮、擒纵叉和擒纵轮，摆轮、擒纵叉和擒纵轮均位于支架上，擒纵叉位于摆轮和擒纵轮之间；摆轮与支架转动配合，摆轮与风机同轴固定连接；摆轮上设置有圆盘和凸起，圆盘上设置有凹槽；摆轮上套设有游丝，游丝的一端与摆轮固定连接；擒纵叉与支架铰接，擒纵叉的一侧设置有推杆，推杆的一端与擒纵叉固定连接，推杆的另一端位于位于凸起的转动行程中；擒纵叉的另一侧设置有若干限位块，限位块均与擒纵叉固定连接；擒纵轮与支架固定连接，擒纵轮上设置有若干与限位块配合的凸块，凸块均与擒纵轮固定连接。

有益效果：风机在转动的同时带动摆轮转动，摆轮在转动时将套设在摆轮上的游丝收紧；摆轮在转动时带动圆盘和凸起转动，由于推杆位于凸起的转动行程中，当推杆触碰到凸起时，凸起带动推杆移动，由于推杆与擒纵叉固定连接，推杆移动时再带动擒纵叉上下移动，擒纵叉在上下移动的同时，擒纵叉上的凸块拨动擒纵轮转动；由于凸起随摆轮周向运动，当凸起远离推杆时，擒纵叉停止上下运动，从而使擒纵轮停止转动，如此反复间歇的带动擒纵轮转动。

进一步，连接杆上还设置有风力检测器，风力检测器与连接杆固定连接，风力检测器与控制器电连接。

有益效果：风力检测器可以对风力进行检测，并将检测结果传输给控制器。

进一步，风机上设置有若干第一叶片，第一叶片的一端与风机固定连接，第一叶片的另一端设置有第二叶片，第二叶片与第一叶片铰接。

有益效果：通过设置有第一叶片和第二叶片，可以根据实际情况调节第一叶片和第二叶片的张开情况，从而增大风与风机的接触面积。

进一步，连接杆上还设置有电控缸和滑块，电控缸与控制器电连接；滑块与连接杆滑动配合，滑块上设置有若干支撑杆，支撑杆的一端与滑块固定连接，支撑杆的另一端与第一叶片和第二叶片连接处固定连接。

有益效果：当风力检测器检测到风速较大时，使用者可以通过控制器启动电控缸，电控缸的输出轴向滑块的方向移动，并向右推动滑块，从而推动滑块上的支撑杆，支撑杆再推动第一叶片和第二叶片的铰接处，直至第一叶片与第二叶片处于同一垂直面上；此时，风与风机的接触面积变大。

进一步，支架顶部设置有太阳能电池板，太阳能电池板上设置有半导体光电二极管。

有益效果：当太阳光照到光电二极管上时，太阳能电池上的半导体光电二极管将太阳的光能变成电能，产生电流。

进一步，发电机上设置有转子，转子与擒纵轮同轴固定连接。

有益效果：擒纵轮与发电机的转子同轴固定连接，当擒纵轮转动时，擒纵轮带动转子转动；当擒纵轮停止转动时，转子停止转动。

进一步，支架上设置有储丝箱，游丝的另一端位于储丝箱内。

有益效果：在支架上设置有储丝箱，摆轮在持续转动时，储丝箱内的游丝持续缩紧在摆轮上。

附图说明

图1为本发明实施例抽油机的示意图。

图2为本发明实施例的电路图。

图3为本发明实施例示功装置的正视图。

图4为本发明实施例擒纵轮与发电机的连接示意图。

图5为本发明实施例摆轮的正视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：驴头1、钢丝绳2、示功装置3、支架4、连接杆5、电控缸6、滑块7、支撑杆8、第二叶片9、风机10、太阳能电池板11、摆轮12、擒纵叉13、推杆14、擒纵轮15、发电机16、转子17、储丝箱18、游丝19、示功器20、凸起21、限位块22、凸块23。

实施例基本如附图1-5所示：

一种基于风能和太阳能发电的抽油机示功器供电装置，包括抽油机和控制器，控制器与抽油机固定连接，抽油机上设置有驴头1，驴头1与抽油机固定连接，驴头1上设置有钢丝绳2，钢丝绳2与驴头1固定连接；钢丝绳2上设置有示功装置3和支架4，示功装置3和支架4均与钢丝绳2固定连接；支架4上设置有连接杆5，连接杆5与支架4固定连接，连接杆5上设置有风机10，风机10与连接杆5转动配合；风机10上设置有若干第一叶片，第一叶片的一端与风机10固定连接，第一叶片的另一端设置有第二叶片9，第二叶片9与第一叶片铰接；连接杆5上还设置有电控缸6和滑块7，电控缸6与连接杆5固定连接，电控缸6与控制器电连接；滑块7与连接杆5滑动配合，滑块7上设置有若干支撑杆8，支撑杆8的一端与滑块7固定连接，支撑杆8的另一端与第一叶片和第二叶片9连接处固定连接；连接杆5上还设置有风力检测器，风力检测器与连接杆5固定连接，风力检测器的型号为YOUNG05103；支架4顶部设置有太阳能电池板11，太阳能电池板11与支架4固定连接，太阳能电池板11上设置有半导体光电二极管，半导体光电二极管与太阳能电池板11固定连接；支架4上设置有储丝箱18，储丝箱18与支架4固定连接。

示功装置3包括摆轮12、擒纵叉13和擒纵轮15，摆轮12、擒纵叉13和擒纵轮15均位于支架4上，擒纵叉13位于摆轮12和擒纵轮15之间；摆轮12与支架4转动配合，摆轮12与风机10同轴固定连接；摆轮12上设置有圆盘和凸起21，圆盘和凸起21均与摆轮12固定连接，圆盘上设置有凹槽；摆轮12上套设有游丝19，游丝19的一端与摆轮12固定连接，游丝19的另一端位于储丝箱18内；擒纵叉13与支架4铰接，擒纵叉13的一侧设置有推杆14，推杆14的一端与擒纵叉13固定连接，推杆14的另一端位于位于凸起21的转动行程中；擒纵叉13的另一侧设置有若干限位块22，限位块22均与擒纵叉13固定连接；擒纵轮15与支架4固定连接，擒纵轮15上设置有若干与限位块22配合的凸块23，凸块23均与擒纵轮15固定连接。

支架4上还设置有发电机16，发电机16与支架4固定连接，发电机16上设置有转子17，转子17与擒纵轮15同轴固定连接；示功装置3还包括示功器20，示功器20与支架4固定连接，示功器20与发电机16电连接。

具体实施过程如下：

当在阴天且无风的情况下，抽油机工作时，驴头1带动钢丝绳2上下往复运动，从而带动风机10上下移动，在上下移动过程中，空气流动速度加快，从而带动风机10旋转，使用者可以根据实际情况调节第一叶片和第二叶片9，如：当风力检测器检测到风速较大时，使用者可以通过控制器启动电控缸6，电控缸6的输出轴向滑块7的方向移动，并向右推动滑块7，从而推动滑块7上的支撑杆8，支撑杆8再推动第一叶片和第二叶片9的铰接处，直至第一叶片与第二叶片9处于同一垂直面上；此时，风与风机10的接触面积变大，风机10在转动的同时带动摆轮12转动，摆轮12在转动时将套设在摆轮12上的游丝19收紧；并且在支架4上设置有储丝箱18，摆轮12在持续转动时，储丝箱18内的游丝19持续缩紧在摆轮12上。

摆轮12在转动时带动圆盘和凸起21转动，由于推杆14位于凸起21的转动行程中，当推杆14触碰到凸起21时，凸起21带动推杆14移动，由于推杆14与擒纵叉13固定连接，推杆14移动时再带动擒纵叉13上下移动，擒纵叉13在上下移动的同时，擒纵叉13上的凸块23拨动擒纵轮15转动。

由于凸起21随摆轮12周向运动，当凸起21远离推杆14时，擒纵叉13停止上下运动，从而使擒纵轮15停止转动，如此反复间歇的带动擒纵轮15转动；由于擒纵轮15与发电机16的转子17同轴固定连接，当擒纵轮15转动时，擒纵轮15带动转子17转动；当擒纵轮15停止转动时，转子17停止转动，由此将吸收的风能缓慢的转化为机械能，再通过发电机16缓慢的将机械能转化为电能，使电能更加稳定，进而给示功器20进行供电；同时利用太阳能板产生的电能进行补偿，当太阳光照到光电二极管上时，太阳能电池上的半导体光电二极管将太阳的光能变成电能，产生电流。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.一种基于风能和太阳能发电的抽油机示功器供电装置，其特征在于：包括抽油机和控制器，控制器位于抽油机上，抽油机上设置有驴头，驴头上设置有钢丝绳；钢丝绳上设置有示功装置和支架，示功装置和支架均与钢丝绳固定连接；支架上设置有连接杆，连接杆与支架固定连接，连接杆上设置有风机，风机与连接杆转动配合；风机与示功装置同轴固定连接；支架上还设置有示功器和发电机，示功器和发电机均与支架固定连接，示功器与发电机电连接。

2.根据权利要求1所述的基于风能和太阳能发电的抽油机示功器供电装置，其特征在于：示功装置包括摆轮、擒纵叉和擒纵轮，摆轮、擒纵叉和擒纵轮均位于支架上，擒纵叉位于摆轮和擒纵轮之间；摆轮与支架转动配合，摆轮与风机同轴固定连接；摆轮上设置有圆盘和凸起，圆盘上设置有凹槽；摆轮上套设有游丝，游丝的一端与摆轮固定连接；擒纵叉与支架铰接，擒纵叉的一侧设置有推杆，推杆的一端与擒纵叉固定连接，推杆的另一端位于位于凸起的转动行程中；擒纵叉的另一侧设置有若干限位块，限位块均与擒纵叉固定连接；擒纵轮与支架固定连接，擒纵轮上设置有若干与限位块配合的凸块，凸块均与擒纵轮固定连接。

3.根据权利要求2所述的基于风能和太阳能发电的抽油机示功器供电装置，其特征在于：连接杆上还设置有风力检测器，风力检测器与连接杆固定连接，风力检测器与控制器电连接。

4.根据权利要求3所述的基于风能和太阳能发电的抽油机示功器供电装置，其特征在于：风机上设置有若干第一叶片，第一叶片的一端与风机固定连接，第一叶片的另一端设置有第二叶片，第二叶片与第一叶片铰接。

5.根据权利要求4所述的基于风能和太阳能发电的抽油机示功器供电装置，其特征在于：连接杆上还设置有电控缸和滑块，电控缸与控制器电连接；滑块与连接杆滑动配合，滑块上设置有若干支撑杆，支撑杆的一端与滑块固定连接，支撑杆的另一端与第一叶片和第二叶片连接处固定连接。

6.根据权利要求5所述的基于风能和太阳能发电的抽油机示功器供电装置，其特征在于：支架顶部设置有太阳能电池板，太阳能电池板上设置有半导体光电二极管。

7.根据权利要求6所述的基于风能和太阳能发电的抽油机示功器供电装置，其特征在于：发电机上设置有转子，转子与擒纵轮同轴固定连接。

8.根据权利要求7所述的基于风能和太阳能发电的抽油机示功器供电装置，其特征在于：支架上设置有储丝箱，游丝的另一端位于储丝箱内。

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