CN202181882U

CN202181882U - 智能定力矩抽油装置

Info

Publication number: CN202181882U
Application number: CN2011202980824U
Authority: CN
Inventors: 李占生
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-08-16
Filing date: 2011-08-16
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2021-08-16

Abstract

本实用新型涉及一种用于油田采油作业的智能定力矩抽油装置，适用于抽油杆最大与最小载荷相差不超过50000N的油井采油作业，尤其是适用于低渗、超低渗油田的间歇采油作业。至少包括：牵引轮、抽油杆、电机、控制器、小链条轮及平衡块，在主机架上通过连接轴前后连接有大链条轮和牵引轮，牵引轮左边通过载荷牵引绳一端挂抽油杆，载荷牵引绳另一端固定在牵引轮右端的载荷牵引绳挂绳器上，抽油杆连接采油树，牵引轮右边通过平衡块牵引绳一端挂平衡块配重，平衡块牵引绳另一端固定在牵引轮左端的平衡块牵引绳挂绳器上，在副机架上固定有电机，电机的电机轴轴连接小链条轮，小链条轮位于大链条轮重直线下端，小链条轮与大链条轮通过链条连接。

Description

智能定力矩抽油装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于油田采油作业的智能定力矩抽油装置，适用于抽油杆最大与最小载荷相差不超过50000N的油井采油作业，尤其是适用于低渗、超低渗油田的间歇采油作业。

背景技术

目前油田采油作业采用的是游梁式抽油机，该种抽油机体型较大，而且能源消耗较大。例如10型游梁式型抽油机，所用电机为15KW，一年耗电：15×24×335＝120600度(维修、故障天数30天计)，按每度1元的电价计算，一台10型游梁式型抽油机一年用电量需要支付12.06万元人民币。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种在低渗、超低渗油田间歇采油作业的可节省更多电能的智能定力矩抽油装置。

本实用新型的目的是这样实现的，智能定力矩抽油装置，其特征是：至少包括：牵引轮、抽油杆、电机、控制器、小链条轮及平衡块，在主机架上通过连接轴前后连接有大链条轮和牵引轮，牵引轮左边通过载荷牵引绳一端挂抽油杆，载荷牵引绳另一端固定在牵引轮右端的载荷牵引绳挂绳器上，抽油杆连接采油树，牵引轮右边通过平衡块牵引绳一端挂平衡块配重，平衡块牵引绳另一端固定在牵引轮左端的平衡块牵引绳挂绳器上，在副机架上固定有电机，电机的电机轴轴连接小链条轮，小链条轮位于大链条轮重直线下端，小链条轮与大链条轮通过链条连接。

所述的牵引绳通过悬绳器与抽油杆连接固定。

所述的在平衡块上下位置有上限位器和下限位器。

所述的上限位器有第一上限位器和第二上限位器两组，下限位器有第一下限位器和第二下限位器。

所述的抽油杆2的重量是100KN。

本实用新型的优点是：由于利用杠杆原理，采用圆(牵引轮)作为杠杆，一端悬挂载荷(抽油杆)，一端悬挂平衡块。无论杠杆旋转角度如何，抽油杆和平衡块的牵引绳始终在圆的切线上，即两边的力臂为定值(两个力臂均为圆的半径)，如果平衡块重量不变，则平衡端的力矩恒定。10型智能定力矩抽油装置，所用电机为5.5KW，一年耗电：5.5×24×335＝44220度(维修、故障天数30天计)，比10型游梁式抽油机每年节约76380度电，按每度1元的电价计算，一年共节约7.64万元人民币。智能定力矩抽油装置比游梁式型抽油机节能效果非常明显，尤其是低渗、超低渗油田间歇采油作业，利用其冲次可以任意调整，可以节省更多电能，而且抽油机功率越大节能效果也越明显。

附图说明

下面结合实施例附图对本实用新型作进一步说明：

图例说明

图1是本实用新型实施例结构示意图。

图中，1、采油树；2、抽油杆；3、悬绳器；4、载荷牵引绳；5、平衡块牵引绳挂绳器；6、牵引轮；7、大链条轮；8、主机架；9、载荷牵引绳挂绳器；10、平衡块牵引绳；11、小链条轮；12、平衡块；13、副机架；14、电机。

具体实施方式

如图1所示，在主机架8上通过连接轴前后连接有大链条轮7和牵引轮6，牵引轮6左边通过载荷牵引绳4一端挂100KN的抽油杆2，载荷牵引绳4另一端固定在牵引轮6右端的载荷牵引绳挂绳器9上，抽油杆2连接采油树1，牵引绳4通过悬绳器3与抽油杆2连接固定。牵引轮6右边通过平衡块牵引绳10一端挂75KN平衡块12配重，平衡块牵引绳10另一端固定在牵引轮6左端的平衡块牵引绳挂绳器5上。在副机架13上固定有电机14，电机14的电机轴轴连接小链条轮11，小链条轮11位于大链条轮7重直线下端，小链条轮11与大链条轮7通过链条连接，工作时，控制器控制电机14工作，电机轴带动小链条轮11转动，由小链条轮11通过链条带动牵引轮6，牵引轮6带动抽油杆2和平衡块12上下往复移动，完成抽油机上下循环往复运动。

为了节省电能，在平衡块12上下位置有上限位器和下限位器，平衡块12到达上限位器后，由上限位器给控制器上限位信号，平衡块12到达下限位器后，由下限位器给控制器下限位信号。依次控制器完成电机正反转。上限位器按间隔布置第一上限位器和第二上限位器两组，下限位器按间隔布置第一下限位器和第二下限位器，使系统安全可靠。

控制器选用PLC，PLC控制电机启动后，平衡块向上升或者下降，当碰到上限位器后，电机停止转动，PLC记录这段运转时间，并减去3～5秒，得时间t₁；电机停止3～5秒后，PLC给电机信号，驱使其向相反方向运转，碰到下限位器后，电机停止转动，PLC记录这段运转时间，并减去3～5秒，得时间t₂；电机停止3～5秒后，PLC给电机信号，驱使其向相反方向运转，运转时间为t₂+(3～5)，待运转时间t₂+(3～5)完毕，电机停止3～5秒后，PLC给电机信号，驱使其向相反方向运转，并以运转时间为t₂为周期往复运转。

平衡配重块重量依据如下计算公式：

(p_max+p_min)÷2

p_max＝最大载荷，p_min＝最小载荷；

抽油机提升机构载荷确定，最大载荷为100KN，最小载荷50KN，则平衡块重量应为：

(100+50)÷2＝75KN。

抽查5台型抽油机示功图，抽油杆上升与下降载荷差为(KN)：21.81、21.82、19.23、19.18、22.89，最大相差22.89KN。

观察众多抽油机示功图可以发现：不管是几型抽油机，其抽油杆上升与下降载荷最大相差小于30KN。这是由于抽油泵和井底特性决定的，是一个几乎不变的参数。但是，在抽油泵结蜡或其他异常情况下，可以导致抽油杆上升与下降载荷差值增大，为了让抽油机工作能承担较大的不平衡重量，运转更为平稳，因此取抽油杆上升与下降载荷最大相差约50KN进行设计。

根据平衡块的确定方法，配重块重量：p₂＝75KN，则在抽油杆上升时，作用在平衡块上的力应该是：(100-75)＝25KN，则在抽油杆下降时，作用在平衡块上的力应该是：(75-50)＝25KN，KN为千牛。

结论：由于无需考虑动载系数，因此只要抽油机能提升25KN的物重，该10型智能定力矩抽油装置就能平稳运行。

分析油井地面功图可以抽象为平行四边形，如附图2所示，图中可以看出：ABC D是抽油机完成一个冲程所绘制出的示功图，横坐标表示位移(单位：m)，纵坐标表示载荷(单位：KN)，其中A→B→C为抽油杆上升阶段的载荷情况；C→D→A为抽油杆下降阶段的载荷情况；EF为平衡块重量。最大载荷：58.47KN，最小载荷：36.65KN，冲程：3.08m，冲次：2.54。

Claims

1.智能定力矩抽油装置，具特征是：至少包括：牵引轮、抽油杆、电机、控制器、小链条轮及平衡块，在主机架上通过连接轴前后连接有大链条轮和牵引轮，牵引轮左边通过载荷牵引绳一端挂抽油杆，载荷牵引绳另一端固定在牵引轮右端的载荷牵引绳挂绳器上，抽油杆连接采油树，牵引轮右边通过平衡块牵引绳一端挂平衡块配重，平衡块牵引绳另一端固定在牵引轮左端的平衡块牵引绳挂绳器上，在副机架上固定有电机，电机的电机轴轴连接小链条轮，小链条轮位于大链条轮重直线下端，小链条轮与大链条轮通过链条连接。

2.根据权利要求1所述的智能定力矩抽油装置，其特征是：所述的牵引绳通过悬绳器与抽油杆连接固定。

3.根据权利要求1所述的智能定力矩抽油装置，其特征是：所述的在平衡块上下位置有上限位器和下限位器。

4.根据权利要求3所述的智能定力矩抽油装置，其特征是：所述的上限位器有第一上限位器和第二上限位器两组，下限位器有第一下限位器和第二下限位器。

5.根据权利要求1所述的智能定力矩抽油装置，其特征是：所述的抽油杆的重量是100KN。