CN201152168Y - 自动抽吸采油装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自动抽吸采油装置，包括绞车(12)、与绞车(12)连接的减速器(12－1)、电控柜(14)、滑轮支座(10)、钢丝绳(7)、以及钢丝绳(7)通过的井口密封装置(6)，其特征在于：在所述绞车(12)上增设有载荷传感器(19)和转速、转数传感器(25)，所述载荷传感器(19)和所述转速、转数传感器(25)经信号传输电缆与所述电控柜(14)的控制电路连接。本实用新型提供的适用于中浅层、中低产、结蜡、出砂油井的自动抽吸采油装置可实现长时间自动控制的连续作业、防渗漏性好、运行可靠、使用寿命长且原油产量高。

Description

自动抽吸采油装置

技术领域

本实用新型涉及一种油井的机械采油设备，具体涉及一种适用于中浅层、中低产、结蜡、出砂油井的抽吸采油装置。

背景技术

目前，我国采油井大多数以机械采油为主，绝大多数都是游梁式的有杆抽油装置，游梁式有杆抽油装置存在的缺点是：体积重量大，冲程越长该问题越突出，以至于很难进一步提高其冲程，一般用于贮存量大的深油井；而对于中浅层、中低产、结蜡、出砂油井，通常采用绞车式的抽吸采油装置，该种装置的地面部分包括电机带动的绞车，控制电机正、反转的电控柜，一端与绞车的滚筒连接的钢丝绳，支撑钢丝绳的支架、滑轮支座和井口滑轮，其井口及井下部分包括油管，油管内的井下抽子，与井下抽子下端连接的抽子配重，油管上端部连接的井口密封装置及在井口处连接的出油口；钢丝绳的另一端通过井口密封装置与井下抽子的上端部连接；在钢丝绳上行过程中需要人工经进油孔向井口密封装置打入高压油，推动活塞下行，从而带动顶杆将环形密封件压紧来实现对钢丝绳的密封，当钢丝绳下行过程中则人为控制泄压，活塞经弹簧弹力复位，密封件压力减小，从而降低密封件与钢丝绳之间的摩擦；绞车式的抽吸采油装置的抽油冲程长，且可进行调节；但其不足之处在于：1、需要人工现场边观察边操作，通过电控柜上的按钮控制井下抽子的上升和下降，因此不能长时间的连续作业，且控制不太准确，影响原油产量。2、由于绞车与减速器之间采用直接固定连接，钢丝绳上、下运行时电机都必须运转，而井下抽子和抽子配重向下运动时电机的负荷则相对较低，甚至是负值载荷，因而造成能量的浪费。3、井口密封装置控制复杂，需要人工根据绞车的正、反转来控制压油；且环形密封件压不能旋转，在密封件与钢丝绳压紧时，由于钢丝绳带有螺旋槽，降低了密封效果而增加了钢丝绳与密封件之间的摩擦，使密封件的磨损大，使用寿命短。4、在下行过程中钢丝绳在井口滑轮处常出现跳绳现象，而影响整个装置的正常使用。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种可实现长时间自动控制的连续作业、防渗漏性好、运行可靠的适用于中浅层、中低产、结蜡、出砂油井的抽吸采油装置。

本实用新型的目的是这样实现的：一种自动抽吸采油装置，包括绞车、与绞车连接的减速器、电控柜、滑轮支座、钢丝绳、以及钢丝绳通过的井口密封装置，其特征在于：在所述绞车上增设有载荷传感器和转速、转数传感器，所述载荷传感器和所述转速、转数传感器经信号传输电缆与所述电控柜的控制电路连接；电控柜内为常规的电路和电子器件及设定的常用控制程序。

上述载荷传感器连接在所述绞车的滚筒一侧的外端面上增设的、并与该外端面固定连接的L形的挡板的轴向平面上；所述绞车的滚筒轴为空心轴，在靠所述挡板外侧的所述滚筒轴上增设经键固定连接的轴套，在所述轴套的外侧端面上增设固定连接的压板，所述压板上的轴向平面与所述挡板的轴向平面相配合；所述滚筒通过轴承杯、轴承及压盖与所述滚筒轴活动连接；所述压板的轴向平面转向所述挡板的轴向平面上的所述载荷传感器、并与之接触的旋转方向为所述滚筒收回所述钢丝绳的转动方向；所述转速、转数传感器连接在所述滚筒轴的外端部，并与增设的集流环连接；所述载荷传感器连接的信号传输电缆通过所述滚筒轴的中心通孔与所述转速、转数传感器、所述集流环连通，所述集流环经信号传输电缆与所述电控柜的控制电路连接。

可在上述减速器的输出轴与所述绞车的滚筒轴内端的连接部增设固定连接的电磁离合器。

上述井口密封装置包括上密封套，与所述上密封套上口部内螺紋连接的压环，位于所述压环内的上密封圈，与所述压环上口部内螺紋连接的压套，与所述上密封套下口部内螺紋连接的下密封套，在所述下密封套内间隙配合的锥形压套，位于所述锥形压套内的双锥形的旋转密封圈，与所述锥形压套的下端部经台阶配合的下轴承定位套，定位于所述下密封套下端内侧台阶内的下挡圈；其中，所述上密封圈的外侧圆周面和中部通孔分别与所述压环的内孔和所述钢丝绳相配合，而其下端面和上端面分别与所述压环的内侧端面和所述压套的下端面相接触；在所述上密封套的中部圆周上开有与引流管固定连接的通孔；在所述锥形压套上端部的外侧台阶与所对应的所述上密封套的内侧台阶之间经推力轴承活动连接，所述推力轴承的内圈和外圈分别与所述锥形压套和所述上密封套的台阶端面接触；在所述下轴承定位套下部的外侧台阶与所述下密封套的内侧面之间经下轴承活动连接，所述下轴承的内圈和外圈分别与所述下轴承定位套的台阶端面和所述下挡圈的上部端面相接触；在所述下轴承定位套的上端部外侧圆周上开有环形槽及相配合的上O型密封圈，在所述下挡圈的内侧和外侧圆周上开有环形槽及相配合的下O型密封圈；所述旋转密封圈的上部和下部的锥面斜度分别与所述锥形压套内侧上部的锥面斜度和所述下轴承定位套内侧上部的锥面斜度相配合，而其中部的通孔与所述钢丝绳相配合；在所述下密封套的圆周上开有与油杯固定连接的通孔，油杯的作用是定期往下密封套内加注润滑脂，润滑推力轴承、下轴承。

还可在所述滑轮支座的井口滑轮上增设固定连接的压绳轮，所述钢丝绳应位于所述井口滑轮和所述压绳轮之间，钢丝绳为常规的密封钢丝绳。

本实用新型提供的自动抽吸采油装置的绞车通过压板带动滚筒作正向、反向转动，经转速、转数传感器来检测绞车滚筒的转速、转数，经载荷传感器来检测钢丝绳在提吊井下抽子上升时的载荷，可计算井下抽子的下入深度、上下行速度及载荷，并可利用电控柜内的常规电路和电子器件设定的常用控制程序来判断、控制电机的启停、转速和换向时间，从而控制了井下抽子的下放深度、运行速度，实现自动抽吸原油和故障处理。在绞车与减速器之间采用电磁离合器后，在钢丝绳下行时，电磁离合器受电控柜控制自动松开，抽子在自重及配重作用下向下运行，电机不运转，减少了能耗和延长电机的使用寿命。井口密封装置采用双密封结构，上密封圈起刮油作用，下部的密封件为可旋转密封机构；在井下抽子上行过程中，井内高压原油进入旋转密封件与锥形套与形成的环形空间，液体压力作用在旋转密封件的下面锥形部分对旋转密封套产生向上和向内的压力，向上的压力使得旋转密封件与上面的锥形压套压紧，使得旋转密封件上部产生向内收缩，从而与钢丝绳接触形成密封；同样旋转密封件的下锥面在液体压力的直接作用下收缩与钢丝绳压紧产生密封作用；由于钢丝绳外缘呈螺旋形的沟槽，当钢丝绳与旋转密封件压紧以后，在钢丝绳上行过程中对旋转密封件产生一个较大的旋转扭矩，使锥形压套、旋转密封件及下轴承定位套沿着钢丝绳的螺旋槽一起旋转；在井下抽子下行过程中，锥形压套，旋转密封件，下轴承定位套也沿着钢丝绳的螺旋槽一起反向旋转，从而降低了旋转密封件与钢丝绳的磨擦阻力，提高了密封效果；为了提高旋转密封件的使用寿命，可允许钢丝绳与旋转密封件之间存在一定的泄漏，泄漏的原油经引流管排出到收油池，不会产生无法回收的渗漏；在井口滑轮上安装压绳轮后，将钢丝绳限位于两轮之间，彻底消除了跳绳现象。

综上所述，本实用新型提供的适用于中浅层、中低产、结蜡、出砂油井的自动抽吸采油装置可实现长时间自动控制的连续作业、防渗漏性好、运行可靠、使用寿命长且原油产量高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型的实施例的侧面结构示意图；

图2为图1中绞车的侧面半剖的结构示意图；

图3为图2中的A-A向剖视结构示意图；

图4为图1中井口密封装置的剖视结构示意图。

具体实施方式

一种自动抽吸采油装置，包括电机13、减速器12-1、绞车12、电控柜14、支架11、滑轮支座10、钢丝绳7、以及钢丝绳7通过的井口密封装置6，其特征在于：在所述绞车12上增设有载荷传感器19和转速、转数传感器25，所述载荷传感器19和所述转速、转数传感器25经信号传输电缆与所述电控柜14的控制电路连接。

所述载荷传感器19连接在所述绞车12的滚筒21内侧的外端面上增设的、并与该外端面固定连接的L形的挡板20的轴向平面上；所述绞车12的滚筒轴27为空心轴，在靠所述挡板20外侧的所述滚筒轴27上增设经键28固定连接的轴套18，在所述轴套18的外侧端面上增设固定连接的压板17，所述压板17上的轴向平面与所述挡板20的轴向平面相配合；所述滚筒21通过轴承杯22、轴承23及压盖24与所述滚筒轴27活动连接；所述压板17的轴向平面转向所述挡板20的轴向平面上的所述载荷传感器19、并与之接触的旋转方向为所述滚筒21收回所述钢丝绳7的转动方向；所述转速、转数传感器25连接在所述滚筒轴27的外端部，并与增设的集流环25-1连接；所述载荷传感器19连接的信号传输电缆26通过所述滚筒轴27的中心通孔与所述转速、转数传感器25、所述集流环25-1连通，所述集流环25-1经信号传输电缆与所述电控柜14的控制电路连接。

在所述减速器12-1的输出轴29与所述绞车12的滚筒轴27内端的连接部增设固定连接的电磁离合器15。

所述井口密封装置6包括上密封套35，与所述上密封套35上口部内螺紋连接的压环33，位于所述压环33内的上密封圈32，与所述压环33上口部内螺紋连接的压套31，与所述上密封套35下口部内螺紋连接的下密封套38，在所述下密封套38内间隙配合的锥形压套37，位于所述锥形压套37内的双锥形的旋转密封圈39，与所述锥形压套37的下端部经台阶配合的下轴承定位套42，定位于所述下密封套38下端内侧台阶内的下挡圈44；其中，所述上密封圈32的外侧圆周面和中部通孔分别与所述压环33的内孔和所述钢丝绳7相配合，而其下端面和上端面分别与所述压环33的内侧端面和所述压套31的下端面相接触；在所述上密封套35的中部圆周上开有与引流管34固定连接的通孔；在所述锥形压套37上端部的外侧台阶与所对应的所述上密封套35的内侧台阶之间经推力轴承36活动连接，所述推力轴承36的内圈和外圈分别与所述锥形压套37和所述上密封套35的台阶端面接触；在所述下轴承定位套42下部的外侧台阶与所述下密封套38的内侧面之间经下轴承43活动连接，所述下轴承43的内圈和外圈分别与所述下轴承定位套42的台阶端面和所述下挡圈44的上部端面相接触；在所述下轴承定位套42的上端部外侧圆周上开有环形槽及相配合的上O型密封圈41，在所述下挡圈44的内侧和外侧圆周上开有环形槽及相配合的下O型密封圈45；所述旋转密封圈39的上部和下部的锥面斜度分别与所述锥形压套37内侧上部的锥面斜度和所述下轴承定位套42内侧上部的锥面斜度相配合，而其中部的通孔与所述钢丝绳7相配合；在所述下密封套38的圆周上开有与油杯40固定连接的通孔。

在所述滑轮支座10的井口滑轮8上增设有固定连接的压绳轮9，所述钢丝绳7位于所述井口滑轮8和所述压绳轮9之间。

在本实施例中，自动抽吸采油装置的井口及井下部分包括位于油井的套管1内的油管2，油管2内的井下抽子4，与井下抽子4下端连接的抽子配重3，油管2上部在井口处连接的出油口5及上口部连接的所述井口密封装置6；油管2上口部与所述井口密封装置6的所述下密封套38为螺紋连接；所述钢丝绳7为常规的密封钢丝绳，其一端与所述绞车12的所述滚筒21连接，另一端通过所述井口密封装置6所述井下抽子4的上端部连接；所述绞车12的滚筒轴27的两端部分别经滚筒轴承座16支撑定位；电控柜内为常规的电路和电子器件及设定的常用控制程序。

Claims (8)

1、一种自动抽吸采油装置，包括绞车(12)、与绞车(12)连接的减速器(12-1)、电控柜(14)、滑轮支座(10)、钢丝绳(7)、以及钢丝绳(7)通过的井口密封装置(6)，其特征在于：在所述绞车(12)上增设有载荷传感器(19)和转速、转数传感器(25)，所述载荷传感器(19)和所述转速、转数传感器(25)经信号传输电缆与所述电控柜(14)的控制电路连接。

2、如权利要求1所述的自动抽吸采油装置，其特征在于：所述载荷传感器(19)连接在所述绞车(12)的滚筒(21)一侧的外端面上增设的、并与该外端面固定连接的L形的挡板(20)的轴向平面上；所述绞车(12)的滚筒轴(27)为空心轴，在靠所述挡板(20)外侧的所述滚筒轴(27)上增设经键(28)固定连接的轴套(18)，在所述轴套(18)的外侧端面上增设固定连接的压板(17)，所述压板(17)上的轴向平面与所述挡板(20)的轴向平面相配合；所述滚筒(21)通过轴承杯(22)、轴承(23)及压盖(24)与所述滚筒轴(27)活动连接；所述压板(17)的轴向平面转向所述挡板(20)的轴向平面上的所述载荷传感器(19)、并与之接触的旋转方向为所述滚筒(21)收回所述钢丝绳(7)的转动方向；所述转速、转数传感器(25)连接在所述滚筒轴(27)的外端部，并与增设的集流环(25-1)连接；所述载荷传感器(19)连接的信号传输电缆(26)通过所述滚筒轴(27)的中心通孔与所述转速、转数传感器(25)、所述集流环(25-1)连通，所述集流环(25-1)经信号传输电缆与所述电控柜(14)的控制电路连接。

3、如权利要求1或2所述的自动抽吸采油装置，其特征在于：在所述减速器(12-1)的输出轴(29)与所述绞车(12)的滚筒轴(27)内端的连接部增设固定连接的电磁离合器(15)。

4、如权利要求1或2所述的自动抽吸采油装置，其特征在于：所述井口密封装置(6)包括上密封套(35)，与所述上密封套(35)上口部内螺紋连接的压环(33)，位于所述压环(33)内的上密封圈(32)，与所述压环(33)上口部内螺紋连接的压套(31)，与所述上密封套(35)下口部内螺紋连接的下密封套(38)，在所述下密封套(38)内间隙配合的锥形压套(37)，位于所述锥形压套(37)内的双锥形的旋转密封圈(39)，与所述锥形压套(37)的下端部经台阶配合的下轴承定位套(42)，定位于所述下密封套(38)下端内侧台阶内的下挡圈(44)；其中，所述上密封圈(32)的外侧圆周面和中部通孔分别与所述压环(33)的内孔和所述钢丝绳(7)相配合，而其下端面和上端面分别与所述压环(33)的内侧端面和所述压套(31)的下端面相接触；在所述上密封套(35)的中部圆周上开有与引流管(34)固定连接的通孔；在所述锥形压套(37)上端部的外侧台阶与所对应的所述上密封套(35)的内侧台阶之间经推力轴承(36)活动连接，所述推力轴承(36)的内圈和外圈分别与所述锥形压套(37)和所述上密封套(35)的台阶端面接触；在所述下轴承定位套(42)下部的外侧台阶与所述下密封套(38)的内侧面之间经下轴承(43)活动连接，所述下轴承(43)的内圈和外圈分别与所述下轴承定位套(42)的台阶端面和所述下挡圈(44)的上部端面相接触；在所述下轴承定位套(42)的上端部外侧圆周上开有环形槽及相配合的上O型密封圈(41)，在所述下挡圈(44)的内侧和外侧圆周上开有环形槽及相配合的下O型密封圈(45)；所述旋转密封圈(39)的上部和下部的锥面斜度分别与所述锥形压套(37)内侧上部的锥面斜度和所述下轴承定位套(42)内侧上部的锥面斜度相配合，而其中部的通孔与所述钢丝绳(7)相配合；在所述下密封套(38)的圆周上开有与油杯(40)固定连接的通孔。

5、如权利要求3所述的自动抽吸采油装置，其特征在于：所述井口密封装置(6)包括上密封套(35)，与所述上密封套(35)上口部内螺紋连接的压环(33)，位于所述压环(33)内的上密封圈(32)，与所述压环(33)上口部内螺紋连接的压套(31)，与所述上密封套(35)下口部内螺紋连接的下密封套(38)，在所述下密封套(38)内间隙配合的锥形压套(37)，位于所述锥形压套(37)内的双锥形的旋转密封圈(39)，与所述锥形压套(37)的下端部经台阶配合的下轴承定位套(42)，定位于所述下密封套(38)下端内侧台阶内的下挡圈(44)；其中，所述上密封圈(32)的外侧圆周面和中部通孔分别与所述压环(33)的内孔和所述钢丝绳(7)相配合，而其下端面和上端面分别与所述压环(33)的内侧端面和所述压套(31)的下端面相接触；在所述上密封套(35)的中部圆周上开有与引流管(34)固定连接的通孔；在所述锥形压套(37)上端部的外侧台阶与所对应的所述上密封套(35)的内侧台阶之间经推力轴承(36)活动连接，所述推力轴承(36)的内圈和外圈分别与所述锥形压套(37)和所述上密封套(35)的台阶端面接触；在所述下轴承定位套(42)下部的外侧台阶与所述下密封套(38)的内侧面之间经下轴承(43)活动连接，所述下轴承(43)的内圈和外圈分别与所述下轴承定位套(42)的台阶端面和所述下挡圈(44)的上部端面相接触；在所述下轴承定位套(42)的上端部外侧圆周上开有环形槽及相配合的上O型密封圈(41)，在所述下挡圈(44)的内侧和外侧圆周上开有环形槽及相配合的下O型密封圈(45)；所述旋转密封圈(39)的上部和下部的锥面斜度分别与所述锥形压套(37)内侧上部的锥面斜度和所述下轴承定位套(42)内侧上部的锥面斜度相配合，而其中部的通孔与所述钢丝绳(7)相配合；在所述下密封套(38)的圆周上开有与油杯(40)固定连接的通孔。

6、如权利要求1或2所述的自动抽吸采油装置，其特征在于：在所述滑轮支座(10)的井口滑轮(8)上增设有固定连接的压绳轮(9)，所述钢丝绳(7)位于所述井口滑轮(8)和所述压绳轮(9)之间。

7、如权利要求3所述的自动抽吸采油装置，其特征在于：在所述滑轮支座(10)的井口滑轮(8)上增设有固定连接的压绳轮(9)，所述钢丝绳(7)位于所述井口滑轮(8)和所述压绳轮(9)之间。

8、如权利要求5所述的自动抽吸采油装置，其特征在于：在所述滑轮支座(10)的井口滑轮(8)上增设有固定连接的压绳轮(9)，所述钢丝绳(7)位于所述井口滑轮(8)和所述压绳轮(9)之间。

Images