CN203097835U

CN203097835U - 一种风力抽油系统

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Publication number: CN203097835U
Application number: CN2012206895454U
Authority: CN
Inventors: 田育均; 高景轩
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-12-14
Filing date: 2012-12-14
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2022-12-14

Abstract

本实用新型公开了一种风力抽油系统，包括油田磕头式抽油机，还包括支架和设在支架顶部的风能采集装置，风能采集装置通过长轴传动机构将动力传给油田磕头式抽油机。风能采集装置主要由机箱、增速箱、动力输入轴、风叶轮、转向输出装置构成。还设有22kW或37kW的备用电机、风力电力转换离合器、PLC控制器和转速和力矩传感器。由于采用风力抽油为主，电力抽油为辅的工作模式，不仅更加节能环保，而且还保证了连续的生产作业，具有工作性能稳定、生产成本低、制动化程度高的特点；由于增设了偏航装置，使风叶轮能正对风向，以获得最大的风力，当然，如果风力过大，通过偏航装置转动机箱，使风叶轮能相对风向有一个偏角，从而对风力的输入进行调节。

Description

一种风力抽油系统

技术领域

本实用新型涉及一种在油田进行石油开采所用的抽油设备，具体是指一种风力抽油系统。

背景技术

至今，各种环保节能的的政策及措施都已成为我们耳熟能详的文明生活发展趋势，围绕应用面广、节能潜力大的锅炉窑炉、电机系统、余热余压利用等重点领域，通过重大技术和装备产业化示范、规模化应用等，形成10-15个大型流化床锅炉、粉煤气化（15.25,0.14,0.93%）、蓄热式燃烧、高效换热器等以高效燃烧和换热技术为特色的制造基地；15-20个稀土永磁无铁芯电机、高压变频控制、无功补偿等高效电机及其控制系统产业化基地；5-10个低品位余热发电、中低浓度煤层气利用等余热余能利用装备制造基地。到2015年，高效节能技术与装备市场占有率由目前不足5%提高到30%左右，产值达到5000亿元。

然而传统的采油厂所用的抽油系统，都是以电力作为动力源，一般油田都位于偏远地区，在油田的自然风能是很大的，但没有得到充分的利用，如辽河油田欢喜岭采油厂就是以电力为动力源进行抽油，所使用的电机大多数额定功率为22kW或者37kW这两种，油田动力电以0.81元/度计算，22kW的电机耗电量为80000度/年；对于37kW的电机来说，耗电量更大，为104000度/年，上述如此之大的用电量，不符合我国目前所提倡的节能环保的要求。

中国知识产权局于2004年07月28日公开了公开号为CN1515781的专利文献，本实用新型公开了一种石油开采井抽油装置，包括地面平台，安置于井口上，该平台上安设电动机式燃油、燃气发动机和泵，所述泵为真空泵、泵的入口与井口及井下油管柱相连接，井下油管柱上安设单流阀。上述石油开采井抽油装置就是以电动机式燃油、燃气发动机和泵作为动力源。尽管该实用新型结构独特，简单实用的特点，可广泛应用于石油开采的抽油井工艺中，但是不能满足节能环保的要求。

再比如，中国知识产权局于2009年06月10日公开了专利号为CN200710077401.7的实用新型专利，该专利为一种真空和气压双动力多井抽油系统装置，包括多台由井下分级抽油系统、井上管路调控系统组成的真空压力深井抽油机；包括由多个真空获得器、真空制冷器、气水分离器、水泵、输水管路、电器控制箱、循环水池、温度传感器、工作平台组成水柱塞式真空泵和压缩机，将水柱塞式真空泵和压缩机装置在多台真空压力深井抽油机中心位置，通过真空管路和压缩气体管路与多台真空压力深井抽油机连接成一体构成。本实用新型利用多台真空压力深井抽油机、水柱塞式真空泵和压缩机，通过真空管路、压缩气体管路将其连通构成一体组成，利用水柱塞式真空泵和压缩机规模获得的真空能量和压缩气体为动力，使多台真空压力深井抽油机同时完成深井大流量抽油工作，上述实用新型专利尽管具有一定的科技含量，但其动力源为真空压力深井抽油机、水柱塞式真空泵和压缩机，这几个设备都是以电为动力，耗电量同样很大，也不符合我国目前所提倡的节能环保的要求。

发明内容

为了克服上述之不足，本实用新型的目的在于提供一种节能环保、工作性能稳定的风力抽油系统。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种风力抽油系统，包括油田磕头式抽油机，还包括支架和设在支架顶部的风能采集装置，所述风能采集装置通过长轴传动机构将动力传给油田磕头式抽油机。

所述风能采集装置主要由机箱、增速箱、动力输入轴、风叶轮、转向输出装置构成，所述增速箱和转向输出装置设在机箱内，所述转向输出装置设在增速箱的输出轴上，转向输出装置将动力传给长轴传动机构，所述增速箱的动力输入轴的一端从机箱内穿出，位于机箱外的所述风叶轮设在动力输入轴上。

还包括偏航装置，所述偏航装置是由蓄电池、控制器、风速仪、风向仪、伺服电机、减速箱、齿轮、轴承和偏航环状制动盘和内齿圈构成，所述内齿圈固定支撑在支架顶部上，所述机箱固定支撑在偏航环状制动盘上，所述偏航环状制动盘通过轴承安装在内齿圈的外围上，所述齿轮设在减速箱的输出轴上并与内齿圈相啮合，所述蓄电池为控制器提供电源，所述控制器，用以接收风速仪和风向仪传送过来的风速信息和风向信息，控制器依据风速信息和风向信息对伺服电机的启动和转向进行控制，启动后的伺服电机通过减速箱带动齿轮沿着内齿圈滚动，固定在机箱内的减速箱带动机箱和偏航环状制动盘转动。

所述伺服电机、减速箱、齿轮为一组，共设有两组，每组的齿轮与内齿圈相啮合。

所述增速箱的输出轴上还设有液压式制动盘，所述液压式制动盘通过液压油管与设在机箱内的液压站连接，液压站上的液压电磁阀与所述控制器电连接。

所述机箱内设有12V发电机，所述12V发电机与增速箱的输出轴的轴端部联接，所述12V发电机为蓄电池充电。

所述支架的顶部竖向固定有支撑筒，所述内齿圈固定在支撑筒的顶部。

所述增速箱采用的是星形齿轮变速箱。

还设有22kW或37kW的备用电机、风力电力转换离合器、PLC控制器和转速和力矩传感器，所述风力电力转换离合器，用以将油田磕头式抽油机的动力输入端与长轴传动机构联接或与备用电机的输出轴联接，转速和力矩传感器将长轴传动机构的转速和力矩信息传送给PLC控制器，所述PLC控制器依据转速和力矩信息控制风力电力转换离合器的动力源的转换，并对备用电机进行启动控制。

所述长轴传动机构是由竖向传动轴、转向输出器和水平传动轴构成，所述竖向传动轴的上端与所述转向输出装置的轴出轴联接，所述竖向传动轴的下端通过转向输出器与水平传动轴的一端联接，所述水平传动轴的另一端通过所述风力电力转换离合器与油田磕头式抽油机的动力输入端联接。

本实用新型的有益效果在于：由于采用风力抽油为主，电力抽油为辅的工作模式，不仅更加节能环保，而且还保证了连续的生产作业，具有工作性能稳定、生产成本低、制动化程度高的特点；由于增设了偏航装置，使风叶轮能正对风向，以获得最大的风力，当然，如果风力过大，通过偏航装置转动机箱，使风叶轮能相对风向有一个偏角，从而对风力的输入进行调节。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1所示的侧视图；

图3为图1所示风能采集装置的结构示意图；

图4为图3所示的俯视的结构示意图；

图5为图3所示的侧视图。

图中：1、油田磕头式抽油机； 2、支架； 3、风能采集装置； 4、机箱； 5、增速箱；6、动力输入轴；7、风叶轮；8、转向输出装置；9、增速箱的输出轴；10、蓄电池；11、控制器；12、风速仪；13、风向仪；14、伺服电机；15、减速箱；16、齿轮；17、轴承；18、偏航环状制动盘；19、内齿圈；20、支撑筒；21、液压式制动盘；22、液压站；23、12V发电机；24、备用电机；25、风力电力转换离合器；26、PLC控制器；27、转速和力矩传感器；28、竖向传动轴；29、转向输出器；30、水平传动轴。

具体实施方式

如图1、2、3所示，一种风力抽油系统，包括油田磕头式抽油机1，还包括支架2和设在支架2顶部的风能采集装置3，所述风能采集装置3主要由机箱4、增速箱5、动力输入轴6、风叶轮7、转向输出装置8构成，所述增速箱5和转向输出装置8设在机箱4内，所述转向输出装置8设在增速箱的输出轴9上，转向输出装置8将动力传给长轴传动机构，所述增速箱5的动力输入轴的一端从机箱4内穿出，位于机箱4外的所述风叶轮7设在动力输入轴6上。所述增速箱5采用的是星形齿轮变速箱。所述长轴传动机构是由竖向传动轴28、转向输出器29和水平传动轴30构成，所述竖向传动轴28的上端与所述转向输出装置8的轴出轴联接，所述竖向传动轴28的下端通过转向输出器29与水平传动轴30的一端联接，所述水平传动轴30的另一端通过所述风力电力转换离合器25与油田磕头式抽油机1的动力输入端联接。风叶轮7转动，将风的动力通过上述长轴传动机构传递给油田磕头式抽油机1。

如图3、4、5所示，还包括偏航装置，其作用主要使风叶轮能正对风向，以获得最大的风力，当然，如果风力过大，通过偏航装置转动机箱，使风叶轮能相对风向有一个偏角，故偏航装置可以对风力的输入进行调节。所述偏航装置是由蓄电池10、控制器11、风速仪12、风向仪13、伺服电机14、减速箱15、齿轮16、轴承17和偏航环状制动盘18和内齿圈19构成，所述支架2的顶部竖向固定有支撑筒20，所述内齿圈19固定在支撑筒20的顶部，所述机箱4固定支撑在偏航环状制动盘18上，所述偏航环状制动盘18通过轴承17安装在内齿圈19的外围上，所述伺服电机14、减速箱15、齿轮16为一组，共设有两组，每组的齿轮16设在减速箱15的输出轴上并与内齿圈19相啮合，所述蓄电池10为控制器11提供电源，风速仪12和风向仪13设在机箱4的顶部，所述控制器11，用以接收风速仪12和风向仪13传送过来的风速信息和风向信息，控制器11依据风速信息和风向信息对伺服电机14的启动和转向进行控制，启动后的伺服电机14通过减速箱15带动齿轮16沿着内齿圈19滚动，固定在机箱4内的减速箱15带动机箱4和偏航环状制动盘18转动，从而带动风叶轮7转向，从而调节风叶轮7相对风向的偏角。

所述增速箱的输出轴9上还设有液压式制动盘21，用以对风叶轮刹车，所述液压式制动盘21通过液压油管与设在机箱4内的液压站22连接，液压站22上的液压电磁阀与所述控制器11电连接。所述机箱4内设有12V发电机23，所述12V发电机23与增速箱的输出轴9的轴端部联接，所述12V发电机为蓄电池10充电。

如图1所示，还设有22kW或37kW的备用电机24、风力电力转换离合器25、PLC控制器26和转速和力矩传感器27，所述风力电力转换离合器25，用以将油田磕头式抽油机1的动力输入端与长轴传动机构联接或与备用电机24的输出轴联接，转速和力矩传感器27将长轴传动机构的转速和力矩信息传送给PLC控制器，所述PLC控制器26依据转速和力矩信息控制风力电力转换离合器的动力源的转换，并对备用电机24进行启动控制。

工作原理：本实用新型是将风能作为主要的动力源，为了保证油田磕头式抽油机1能正常的工作，将22kW或37kW的备用电机作为电力动力源的补充，在风力很小时，转速和力矩传感器27将该信息传给PLC控制器26，PLC控制器26发出指令给风力电力转换离合器25，风力电力转换离合器25将风能系统中的长轴传动机构与油田磕头式抽油机1的动力输入轴脱开，与此同时，使油田磕头式抽油机1的动力输入轴与备用电机相联接，并启动备用电机，通过备用电机为油田磕头式抽油机1提供动能；另外，通过偏航装置使风叶轮能正对风向，以获得最大的风力，当然，如果风力过大，通过偏航装置转动机箱，使风叶轮能相对风向有一个偏角，实现对偏航装置对风力的输入进行调节。

总之，本实用新型虽然列举了上述优选实施方式，但是应该说明，虽然本领域的技术人员可以进行各种变化和改型，除非这样的变化和改型偏离了本实用新型的范围，否则都应该包括在本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种风力抽油系统，包括油田磕头式抽油机，其特征在于：还包括支架和设在支架顶部的风能采集装置，所述风能采集装置通过长轴传动机构将动力传给油田磕头式抽油机。

2.根据权利要求1所述的风力抽油系统，其特征在于：所述风能采集装置主要由机箱、增速箱、动力输入轴、风叶轮、转向输出装置构成，所述增速箱和转向输出装置设在机箱内，所述转向输出装置设在增速箱的输出轴上，转向输出装置将动力传给长轴传动机构，所述增速箱的动力输入轴的一端从机箱内穿出，位于机箱外的所述风叶轮设在动力输入轴上。

3.根据权利要求2所述的风力抽油系统，其特征在于：还包括偏航装置，所述偏航装置是由蓄电池、控制器、风速仪、风向仪、伺服电机、减速箱、齿轮、轴承和偏航环状制动盘和内齿圈构成，所述内齿圈固定支撑在支架顶部上，所述机箱固定支撑在偏航环状制动盘上，所述偏航环状制动盘通过轴承安装在内齿圈的外围上，所述齿轮设在减速箱的输出轴上并与内齿圈相啮合，所述蓄电池为控制器提供电源，所述控制器，用以接收风速仪和风向仪传送过来的风速信息和风向信息，控制器依据风速信息和风向信息对伺服电机的启动和转向进行控制，启动后的伺服电机通过减速箱带动齿轮沿着内齿圈滚动，固定在机箱内的减速箱带动机箱和偏航环状制动盘转动。

4.根据权利要求3所述的风力抽油系统，其特征在于：所述伺服电机、减速箱、齿轮为一组，共设有两组，每组的齿轮与内齿圈相啮合。

5.根据权利要求4所述的风力抽油系统，其特征在于：所述增速箱的输出轴上还设有液压式制动盘，所述液压式制动盘通过液压油管与设在机箱内的液压站连接，液压站上的液压电磁阀与所述控制器电连接。

6.根据权利要求4所述的风力抽油系统，其特征在于：所述机箱内设有12V发电机，所述12V发电机与增速箱的输出轴的轴端部联接，所述12V发电机为蓄电池充电。

7.根据权利要求4所述的风力抽油系统，其特征在于：所述支架的顶部竖向固定有支撑筒，所述内齿圈固定在支撑筒的顶部。

8.根据权利要求4所述的风力抽油系统，其特征在于：所述增速箱采用的是星形齿轮变速箱。

9.根据权利要求4所述的风力抽油系统，其特征在于：还设有22kW或37kW的备用电机、风力电力转换离合器、PLC控制器和转速和力矩传感器，所述风力电力转换离合器，用以将油田磕头式抽油机的动力输入端与长轴传动机构联接或与备用电机的输出轴联接，转速和力矩传感器将长轴传动机构的转速和力矩信息传送给PLC控制器，所述PLC控制器依据转速和力矩信息控制风力电力转换离合器的动力源的转换，并对备用电机进行启动控制。

10.根据权利要求9所述的风力抽油系统，其特征在于：所述长轴传动机构是由竖向传动轴、转向输出器和水平传动轴构成，所述竖向传动轴的上端与所述转向输出装置的轴出轴联接，所述竖向传动轴的下端通过转向输出器与水平传动轴的一端联接，所述水平传动轴的另一端通过所述风力电力转换离合器与油田磕头式抽油机的动力输入端联接。