CN203394456U - 一种利用风能在抽油机上协同电能作业的装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种利用风能在抽油机上协同电能作业的装置，包括风车、液压泵、液压油管、液压油站、液压马达、单向离合器、输出轴和机架，所述的机架固定安装在地面上，所述的风车和液压泵均固定安装在机架的顶端，该风车通过联轴器与液压泵连接，所述的液压泵与液压油站通过液压油管连接，所述的液压油站与液压马达通过液压油管连接，所述的液压马达与单向离合器连接，所述的单向离合器通过输出轴将风能动力传动给抽油机。本实用新型利用油田所在地的风能作为辅助动力，配合抽油机原有的电能及其驱动系统进行抽油，降低抽油机的用电量，从而达到节约电能的目的。本实用新型结构简练，技术成熟，制造、安装成本低，便于推广使用。

Description

一种利用风能在抽油机上协同电能作业的装置
技术领域
本实用新型涉及一种利用风能在抽油机上协同电能作业的装置。
背景技术
目前利用风能进行采油作业的设备中，暂未发现较先进适用的技术。而目前抽油机的能耗问题成为各国纷纷研究而暂时未能取得突破的问题，新型节能型的抽油机往往由于可靠性问题不过关，而未能得到推广和应用。
现行公开的某些抽油技术中也考虑到了能源节约这个问题，且技术方案中主要都是以利用风能、节约电能为主，例如：公布号为CN102261233A，名称为“风力电能直接应用在抽油机上的装置”的专利申请中，就提到利用风能和电能来抽油，但是该技术的主要不足为：电机的转动频率相对固定，且是半刚性连接，难以解决辅助电机与主电机协同工作的关键技术难题。
目前公开的专利文献中，公布号为CN102926947A公开了一种风力、液压动力源装置，该装置由风机、液压油泵、液压马达、油箱之间相互连接组成，该装置的不足之处在于：1、该装置无单向离合器，无法保证在风速较小时的抽油机节电。此时形成了抽油机拖动装置，反而更加耗电，因此此装置无法在抽油机中得到好的应用。2、该装置无液压控制系统，在风速过大时，会出现过载情况，抽油机电机形成发电状态，污染电网。3、该装置无液压控制阀，无法控制抽油机上下冲程不同时期需求的不同扭矩。4、该装置无对多台抽油机进行动力输出的功能。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是：提供一种利用风能在抽油机上协同电能作业的装置，该装置利用油田所在地的风能作为辅助动力，配合抽油机原有的电能及其驱动系统进行抽油，降低抽油机的用电量，从而达到节约电能的目的。
解决上述技术问题的技术方案是：一种利用风能在抽油机上协同电能作业的装置，包括风车、液压泵、液压油管、液压油站、液压马达、单向离合器、输出轴和机架，所述的机架固定安装在地面上，所述的风车和液压泵均固定安装在机架的顶端，该风车通过联轴器与液压泵连接，所述的液压泵与液压油站通过液压油管连接，所述的液压油站与液压马达通过液压油管连接，所述的液压马达与单向离合器连接，所述的单向离合器通过输出轴将风能动力传动给抽油机。 
本实用新型的进一步技术方案是：所述的输出轴将风能动力输出到抽油机电机输出轴至减速机输出轴之间。
所述的液压油站上安装有液压阀。
所述的液压油站与自动控制系统相连接。
所述的单向离合器为超越离合器。
所述的液压马达为1-5台，所述的单向离合器的数量与液压马达的数量相同。
所述的液压马达与单向离合器通过传动轴连接。 
由于采用上述技术方案，本实用新型之一种利用风能在抽油机上协同电能作业的装置具有以下有益效果：
1.本实用新型运行时，风车受到风力作用转动，带动液压泵运转，将风能转换为液压能，经液压油管输出液压能到液压马达，经液压马达输出机械能，经过单向离合器和输出轴后，输出到抽油机上。本实用新型解决了风能与抽油机电能协同工作的关键技术难题，利用油田所在地的风能作为辅助动力，配合抽油机原有的电能及其驱动系统进行抽油，本实用新型通过利用风能，降低电机负载，达到降低电能需求的设计目的。
2.本实用新型可以全部采用机械结构、也可以增加自动化控制，可靠性高。本实用新型不但可以在新设计、投产的磕头机上使用，同时对已经安装使用的抽油机也适合进行改造（特别适用于游梁式抽油机），改造也较易实现，在抽油机上使用本实用新型后，原抽油机仍可以单独作业，且不改变抽油机的原有特性。且本实用新型可实现一套本装置对1台或多台液压马达进行驱动，达到对1台或多台抽油机进行动力输出的目的。
3.本实用新型在风速达到设定风速后，均可利用风能辅助抽油机电能作业。当风力较小时，或本装置其他零部件出现故障时，单向离合器会使得风力的动力系统与抽油机原电力系统分离，不影响抽油机电力系统的正常工作，此时电能动力可以单独作业。当风速过大时，本实用新型中的液压油站的控制阀通过控制液压压力、流量，达到控制液压马达的输出扭矩和转速，防止风速过大时出现的过载。且该液压油站还可以增加自动化控制系统，针对抽油机在上下冲程的不同时期，实现在抽油机上、下冲程的不同工作阶段，从而实现不同的液压马达输出扭矩最高限制。
4.本装置通过风能、液压能、机械能的转换，以及对液压油站的压力控制和限定，通过液压系统压力大小和流量大小的变化，实现在风速变化的情况下，本装置自动适应抽油机电机恒定转速的匹配需求，解决了风能辅助抽油机电机协同作业的关键技术难题，达到实现本装置与抽油机协同作业的目的。且本实用新型结构简单，所需的零部件和控制系统均为工业设备上常用零部件和控制系统。本实用新型结构简练，技术成熟，制造、安装成本低，便于推广使用。
下面，结合说明书附图和具体实施例对本实用新型之一种利用风能在抽油机上协同电能作业的装置的技术特征作进一步的说明。
附图说明
图1：本实用新型之一种利用风能在抽油机上协同电能作业的装置的结构示意图。
在上述附图中，各标号说明如下：
1-风车，2-液压泵，3-液压油管，4-液压油站，5-液压马达，6-单向离合器，7-输出轴，8-机架，9-抽油机电机。
具体实施方式
一种利用风能在抽油机上协同电能作业的装置，包括风车1、液压泵2、液压油管3、液压油站4、1台液压马达5、1个单向离合器6、输出轴7和机架8，所述的液压油站4上安装有液压阀，该液压油站4与自动控制系统相连接。所述的单向离合器6为超越离合器。所述的机架8固定安装在地面上，所述的风车1和液压泵2均固定安装在机架8的顶端，该风车1通过联轴器与液压泵2连接，所述的液压泵2与液压油站4通过液压油管3连接，所述的液压油站4与液压马达5通过液压油管3连接，所述的液压马达5与单向离合器6通过传动轴连接，所述的单向离合器6通过输出轴7将风能动力输出到抽油机电机输出轴至减速机输出轴之间。
本实用新型中主要零部件的功能如下：
风车1：利用风力，形成动力输入源。
液压泵2：主要是将风力动力源，通过液压泵，将风能转换为液压能。
液压油管3：连接液压泵、液压油站和液压马达的元件。
液压油站4：其作用是液压系统的控制。具体作用为：（1）液压油的存贮；（2）起过载保护作用，在风速过大时，能够限定输出到液压马达的液压压力值，达到限定液压马达输出扭矩的最大值；（3）可以增加自动化控制系统，针对抽油机在上下冲程的不同时期，实现不同的液压马达输出扭矩最高限制。
液压马达5：其作用是将液压能转换机械能的。
单向离合器6：当风力较小，本实用新型装置输出转速小于抽油机需求输入转速时，或本装置其他零部件出现故障时，本实用新型动力系统与抽油机电力系统分离，不影响抽油机电力系统的正常工作。
液压阀：其作用是对液压油站的液压压力、流量的控制。通过液压阀的压力限制，保证在风速过大时液压马达输出扭矩不会过大，达到防止过载的作用；在抽油机不需要风能的辅助扭矩输入时（此时可能为抽油机上下冲程的需求风能输入扭矩不同或抽油机检修时不需要输入扭矩），通过压力及流量的控制，达到液压马达不再对抽油机输出扭矩的目的。
作为本实施例的一种变换：所述的液压马达5可以与单向离合器6直接连接。
作为本实施例的又一种变换：所述的液压马达5可为一台、两台或多台，所述的单向离合器6的数量与液压马达5的数量相同。

Claims (7)

1.一种利用风能在抽油机上协同电能作业的装置，其特征在于：包括风车（1）、液压泵（2）、液压油管（3）、液压油站（4）、液压马达（5）、单向离合器（6）、输出轴（7）和机架（8），所述的机架（8）固定安装在地面上，所述的风车（1）和液压泵（2）均固定安装在机架（8）的顶端，该风车（1）通过联轴器与液压泵（2）连接，所述的液压泵（2）与液压油站（4）通过液压油管（3）连接，所述的液压油站（4）与液压马达（5）通过液压油管（3）连接，所述的液压马达（5）与单向离合器（6）连接，所述的单向离合器（6）通过输出轴（7）将风能动力传动给抽油机。
2.根据权利要求1所述的一种利用风能在抽油机上协同电能作业的装置，其特征在于：所述的输出轴（7）将风能动力输出到抽油机电机输出轴至减速机输出轴之间。
3.根据权利要求1所述的一种利用风能在抽油机上协同电能作业的装置，其特征在于：所述的液压油站（4）上安装有液压阀。
4.根据权利要求3所述的一种利用风能在抽油机上协同电能作业的装置，其特征在于：所述的液压油站（4）与自动控制系统相连接。
5.根据权利要求1所述的一种利用风能在抽油机上协同电能作业的装置，其特征在于：所述的单向离合器（6）为超越离合器。
6.根据权利要求1-5任一权利要求所述的一种利用风能在抽油机上协同电能作业的装置，其特征在于：所述的液压马达（5）为1-5台，所述的单向离合器（6）的数量与液压马达（5）的数量相同。
7.根据权利要求6所述的一种利用风能在抽油机上协同电能作业的装置，其特征在于：所述的液压马达（5）与单向离合器（6）通过传动轴连接。
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