CN202000976U - 采油采气直线驱动装置 - Google Patents

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张启民
曲鑫
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Abstract

本实用新型的采油采气直线驱动装置属于石油开采、煤层气开采的抽采设备,是由抽油杆、拖动装置和潜油泵构成。在套管的顶端固定了泵架,在泵架的上端同轴竖立固定了滑轨,在滑轨内轴线位的抽油杆上绑定了齿板。拖动装置由电机的输出轴通过齿轮箱联动齿轮盘、齿轮盘与齿板相啮合构成。在泵架的上端的滑轨内座有蓄能弹簧。本实用新型的采油采气直线驱动装置,能有效地节约设备成本、提高系统效率、节省能源耗费、加强环境友好等特点,适合在石油、煤层气开采领域推广使用,是现有抽油机理想的替代品,具有节省能源消耗、制造、运输及安装成本低、易损件少,使用寿命延长;便于维护与维修,降低运行成本的优点。

Description

采油采气直线驱动装置
技术领域
本实用新型属于石油开采、煤层气开采的抽采设备,特别是涉及到一种采油采气直线驱动装置。
背景技术
目前,广泛使用的有杆泵抽油装置,是石油工业传统的采油方式之一,也是采油工程中一直占主导地位的人工举升方式,这种装置也应用在煤层气开采中。有杆泵采油包括常规的有杆泵抽油和螺杆泵采油,两者都是由抽油机将地面动力传递给井下泵;前者是将抽油机悬点的往复运动通过抽油杆传递给井下柱塞泵,后者是将井口驱动头的旋转运动通过抽油杆传递给井下螺杆泵。常规的有杆泵抽油装置包括抽油机、抽油杆和抽油泵所组成的抽油系统。它利用抽油机的曲柄连杆机构,把电动机的旋转运动变为光杆的上下往复运动,用抽油杆带动深井的柱塞进行抽油。在石油开采和煤层气开采方面,游梁式抽油机仍然是抽采的主要设备,占抽油机总量的90%以上。但技术成熟的游梁式抽油机也有其自身难以克服的较为严重的缺陷:第一,抽油机本身体积大导致金属消耗量大、制造成本高、运输及安装不便以及安装所需空间大;第二,由于需要比较长的曲柄半径,曲柄半径与选神奇的往复行程成正比,而游梁的驴头一端一般小于横梁轴一端,加上曲柄平衡块和游梁平衡块消耗自身运动的惯性力,惯性力矩、连杆运动分力,杠杆作用力和自身传动过程中消耗的功率,占电机功率的50%以上,这就导致了抽油机系统效率低、耗电量大,采油成本高;第三,游梁抽油机的调适、维护和维修都比较困难。
发明内容
本实用新型旨在于克服现有技术的不足,提供了一种采油采气直线驱动装置。
本实用新型的采油采气直线驱动装置,是由抽油杆、拖动装置和潜油泵构成。在套管的顶端固定了泵架,在泵架的上端同轴竖立固定了滑轨,在滑轨内轴线位的抽油杆上绑定了齿板。拖动装置由电机的输出轴通过齿轮箱联动齿轮盘、齿轮盘与齿板相啮合构成。
作为本实用新型的进一步改进,在泵架的上端的滑轨内座有蓄能弹簧。
作为本实用新型的进一步改进,所述的齿板是通过方卡与抽油杆相固定。
作为本实用新型的进一步改进,齿轮盘和相啮合齿板均浸没于机壳内的润滑油中。
作为本实用新型的进一步改进,套管内潜油泵是由抽油杆拖动。
本实用新型的采油采气直线驱动装置,能有效地节约设备成本、提高系统效率、节省能源耗费、加强环境友好等特点,适合在石油、煤层气开采领域推广使用,是现有抽油机理想的替代品,其优点主要体现在以下方面:
1、节省能源消耗,从电机输入旋转运动的功率,到齿条输出往复运动的功率,只需要进经过一个齿轮与齿条的啮合传动,机械传动路线短、效率高,降低了自身消耗功率,可节省能耗50%以上,提高了机械效率和系统效率,从而节省大量能源;
2、制造、运输及安装成本低。相对于传统的游梁式抽油机外形庞大、笨重,本实用新型大大减少了设备制造的金属耗费量、便于运输并可迅速直接地安装于井口,降低了生产、运输和安装的成本;
3、易损件少,使用寿命延长;便于维护与维修,降低运行成本;
4、本装置可用螺栓直接安装于井口,不需要混凝土及砂砾垫等基础施工,井口作业面积很小降低了对油井周围环境的要求;精巧的机械结构确保运行平稳安静,也降低了对油井周围环境的负面影响。
附图说明
说明书附图是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的采油采气直线驱动装置,是由抽油杆、拖动装置和潜油泵构成。如图所示,在套管1的顶端固定了泵架2,在泵架2的上端同轴竖立固定了滑轨3,泵架2的上端的滑轨3内座有蓄能弹簧9,弹簧底部固定在泵架顶部的环形卡槽内。在滑轨3内轴线位的抽油杆4上绑定了齿板5;拖动装置由电机6的输出轴通过齿轮箱7联动齿轮盘8、齿轮盘8与齿板5相啮合构成,并直接驱动由齿轮盘连接的抽油光杆上下直线运动。齿轮盘8和相啮合齿板5均浸没于机壳11内的润滑油中,使齿轮盘沿齿板运动的整个行程在油缸中得到充分润滑。齿板5是通过方卡10与抽油杆4相固定。其中,在套管1内的潜油泵12是由抽油杆4拖动。
本实用新型的采油采气直线驱动装置,其工作过程(以石油开采为例)如下:预置齿轮盘的上下死点以及电机输入功率、确定电机转速,利用DSP伺服驱动器,根据预设值精确地计算并控制齿轮盘上行时间,减速器通过驱动轴与输出齿轮连接,输出齿轮与固定在抽油光杆上的齿板啮合。上冲程时,电机正向运行,经由减速器减速,输出齿轮也做正向运行,与输出齿轮相啮合的齿轮盘向上做直线运动,此时蓄能弹簧也由收缩状态向上伸展,以其所释放的能量助推齿轮盘向上运动。抽油光杆随齿轮盘做向上运动,并带动地下潜油泵上行,游动阀受管内压力关闭,泵内压力降低,固定阀在沉没压力与泵内压力之差的作用下被打开,液体进入泵内,同时井口排出柱塞让出泵筒体积的液体。当齿轮盘运行到上死点时,电机改变运转方向,开始反向运行,以同样的转速驱动齿轮盘向下运动到下死点,抽油装置进入下冲程。下冲程时,齿轮盘向下运行,使抽油光杆随齿板做向下运动,并带动潜油泵下行,固定阀关闭,柱塞继续下行,泵内压力继续升高,当泵内压力超过油管内压力时,泵内液体即顶开游动阀并进入油管内,抽油装置完成一个冲程运行。这样,由电机的正/反向运行带动齿轮盘及抽油光杆做上下往复运动,在柱塞不断的上下运动中,固定阀及游动阀也不断地交替关闭和打开,使得油管内液面不断上升,一直到井口排入出油管线。

Claims (5)

1. 采油采气直线驱动装置,是由抽油杆、拖动装置和潜油泵构成,其特征是在套管(1)的顶端固定了泵架(2),在泵架(2)的上端同轴竖立固定了滑轨(3),在滑轨(3)内轴线位的抽油杆(4)上绑定了齿板(5);拖动装置由电机(6)的输出轴通过齿轮箱(7)联动齿轮盘(8)、齿轮盘(8)与齿板(5)相啮合构成。
2.如权利要求1所述的采油采气直线驱动装置,其特征在于泵架(2)的上端的滑轨(3)内座有蓄能弹簧(9)。
3.如权利要求1所述的采油采气直线驱动装置,其特征在于齿板(5)是通过方卡(10)与抽油杆(4)相固定。
4.如权利要求1所述的采油采气直线驱动装置,其特征在于齿轮盘(8)和相啮合齿板(5)均浸没于机壳(11)内的润滑油中。
5.如权利要求1或2或3或4所述的采油采气直线驱动装置,其特征在于套管(1)的潜油泵(12)是由抽油杆(4)拖动。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102168541A (zh) * 2011-04-21 2011-08-31 大庆百米马流体控制系统有限公司 采油采气直线驱动装置
CN117231178A (zh) * 2023-11-16 2023-12-15 山东兴达环保科技有限责任公司 一种智慧采油系统拖动装置

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