CN203403865U - 平衡型节能液压抽油机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种平衡型节能液压抽油机，具有电机、第一液压泵、连接装置、液压驱动单元、蓄能器，第一液压泵的出油口连接第一单向阀的进油口，第一单向阀的出油口连接至液压驱动单元的无杆油腔，第二单向阀的进油口与第一单向阀的出油口相连，第二单向阀的出油口连接至液压驱动单元的有杆油腔，蓄能器的油口并联接于第二单向阀的出油口与有杆油腔之间的油路中，第一单向阀的出油口与无杆油腔之间的油路中并联安装有第一电磁溢流阀。本实用新型初始时对蓄能器蓄能，便于蓄能器在液压驱动单元工作时进行平衡，油井的作用力通过蓄能器进行了平衡，然后作有用功运动，大大节省了能量。

Description

平衡型节能液压抽油机

技术领域

本实用新型涉及一种平衡型节能液压抽油机。

背景技术

目前各国通常采用传统的游梁式抽油机开采石油。传统的游梁式抽油机在节能效果差,传动效率低,无法更好的实现节能;由于体积大,重量大,导致不方便运输,安装,维修和调参;设备整体投入成本高。游梁式抽油机无法很好的实现抽油机在采油过程中,抽油机下降过程中抽油杆等的重力势能的有效回收,不能达到回收能量的作用。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种便于平衡蓄能的平衡型节能液压抽油机。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种平衡型节能液压抽油机，具有电机、由所述电机驱动的第一液压泵、用于与外部的抽油杆连接的连接装置、驱动连接装置上升或下降的至少一个液压驱动单元、用于蓄能的蓄能器。

所述第一液压泵的出油口连接第一单向阀的进油口，所述第一单向阀的出油口连接至液压驱动单元的无杆油腔，第二单向阀的进油口与第一单向阀的出油口连接，第二单向阀的出油口连接至液压驱动单元的有杆油腔，蓄能器的油口并联接于第二单向阀的出油口与液压驱动单元的有杆油腔之间的油路中，液压驱动单元的无杆油腔的作用面积大于液压驱动单元的有杆油腔的作用面积。

所述第一单向阀的出油口与液压驱动单元的无杆油腔之间的油路中并联安装有第一电磁溢流阀，所述第一电磁溢流阀得电时对液压驱动单元的无杆油腔泄油失压，所述第一电磁溢流阀失电时对液压驱动单元的无杆油腔进油建压。

进一步地，所述抽油机具有用于被触发以设定抽油冲程的位置检测装置，所述第一电磁溢流阀由人工控制其得电或失电；或者；所述第一电磁溢流阀由位置检测装置控制其得电或失电。

进一步地，所述位置检测装置包括底部开关及顶部开关；连接装置上升过程中触发顶部开关时第一电磁溢流阀失电；连接装置下降过程中触发底部开关时第一电磁溢流阀得电。

进一步地，所述抽油机具有由所述电机驱动的第二液压泵，第二液压泵的输出流量小于第一液压泵的输出流量，所述第二液压泵的出油口连接第三单向阀的进油口，所述第三单向阀的出油口连接至液压驱动单元的有杆油腔；所述第三单向阀的出油口连接第二单向阀的出油口。

进一步地，所述抽油机具有用于控制液压驱动单元停止的电磁阀，所述电磁阀连接在第二单向阀的出油口与液压驱动单元的有杆油腔之间的油路中，电磁阀导通时第二单向阀的出油口与液压驱动单元的有杆油腔的油路导通，电磁阀断开时第二单向阀的出油口与液压驱动单元的有杆油腔的油路断开。

进一步地，所述第三单向阀的出油口与液压驱动单元的有杆油腔之间的油路中安装有用于蓄能器和液压驱动单元的有杆油腔压力保护的第二溢流阀。

进一步地，所述抽油机具有用于防止无杆油腔吸空或者可手动调节无杆油腔释压的第一单向节流阀，第一单向节流阀并联接于第一单向阀的出油口与液压驱动单元的无杆油腔之间的油路中。

抽油机具有防止有杆油腔吸空或手动调节有杆油腔释压或手动调节蓄能器释放蓄能压力的第二单向节流阀，所述第二单向节流阀并联接于蓄能器的油口与液压驱动单元的有杆油腔之间的油路中。

抽油机具有用于蓄能器释放速度调节或连接装置上升速度调节的第三单向节流阀，第三单向节流阀串联接于蓄能器的油口与液压驱动单元的有杆油腔之间的油路中。

进一步地，所述液压驱动单元为液压油缸，液压油缸具有活塞及活塞杆，液压油缸的活塞杆与连接装置连接；所述油缸的上腔为无杆油腔，所述油缸的下腔为有杆油腔。

或者，所述液压驱动单元为液压马达，液压马达驱动液压绞车，液压绞车与连接装置连接。

进一步地，所述第一液压泵为液压输出电子比例变化流量单元，液压电子比例变化流量单元根据电信号的大小成比例的输出使液压油流量变化无级可调。

本实用新型的有益效果是：电机启动，第一电磁溢流阀得电，液压驱动单元的无杆油腔泄油失压，第一电磁溢流阀与第一单向阀出油截止，防止第一液压泵溢流，第一液压泵对蓄能器进油蓄能以及对液压驱动单元的有杆油腔进行进油，即实现在初始时对蓄能器蓄能，便于蓄能器在液压驱动单元工作时进行平衡。第一电磁溢流阀周期性得电与失电，带动抽油杆上下往复运动，抽取石油。油井的作用力通过蓄能器进行了平衡，然后作有用功运动，大大节省了能量。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的实施例一的连接原理示意图；

图2是本实用新型的实施例二的连接原理示意图；

图3是本实用新型的实施例三的连接原理示意图；

图4是本实用新型的实施例四的连接原理示意图；

其中:1、电机，2、第一液压泵，3.第二液压泵，4.1、第一单向阀，4.2、第二单向阀，4.3、第三单向阀，5.1、第一电磁溢流阀，5.2、第二溢流阀，6.1、第一单向节流阀，6.2、第二单向节流阀，6.3、第三单向节流阀，7、蓄能器，8、电磁阀，9.1、底部开关，9.2、顶部开关，10、液压油缸，101、活塞，102、活塞杆，11、连接装置。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1所示，实施例一：一种平衡型节能液压抽油机，具有电机1、由电机1驱动的第一液压泵2、用于与外部的抽油杆连接的连接装置11、驱动连接装置11上升或下降的至少一个液压驱动单元、用于蓄能的蓄能器7。第一液压泵2的出油口连接第一单向阀4.1的进油口，第一单向阀4.1的出油口连接至液压驱动单元的无杆油腔，第二单向阀4.2的进油口与第一单向阀4.1的出油口连接，第二单向阀4.2的出油口连接至液压驱动单元的有杆油腔，蓄能器7的油口并联接于第二单向阀4.2的出油口与液压驱动单元的有杆油腔之间的油路中，液压驱动单元的无杆油腔的作用面积大于液压驱动单元的有杆油腔的作用面积。

第一单向阀4.1的出油口与液压驱动单元的无杆油腔之间的油路中并联安装有第一电磁溢流阀5.1，第一电磁溢流阀5.1得电时对液压驱动单元的无杆油腔泄油失压，第一电磁溢流阀5.1失电时对液压驱动单元的无杆油腔进油建压。

电机启动，第一电磁溢流阀5.1得电，液压驱动单元的无杆油腔泄油失压，第一电磁溢流阀5.1与第一单向阀4.1出油截止，防止第一液压泵2溢流，第一液压泵2对蓄能器7进油蓄能以及对液压驱动单元的有杆油腔进行进油，即实现在初始时对蓄能器7蓄能，便于蓄能器7在液压驱动单元工作时进行平衡。

如图2所示，实施例二：一种平衡型节能液压抽油机，抽油机具有电机1、由电机1驱动的第一液压泵2、由电机1驱动的第二液压泵3、用于与外部的抽油杆连接的连接装置11、驱动连接装置11上升或下降的至少一个液压驱动单元、用于蓄能的蓄能器7。第二液压泵3的输出流量小于第一液压泵2的输出流量，提供小的流量帮助保持蓄能器7蓄能压力和提供油缸内泄等引起的蓄能压力不足。本实施例中液压驱动单元采用液压油缸10，液压油缸10由活塞101分隔成上腔及下腔，液压油缸10的上腔为无杆油腔，液压油缸10的下腔具有活塞杆102，液压油缸10的下腔为有杆油腔，液压油缸10的活塞杆102与连接装置11连接。

第一液压泵2的出油口连接第一单向阀4.1的进油口，第二液压泵3的出油口连接第三单向阀4.3的进油口，第三单向阀4.3的出油口连接第二单向阀4.2的出油口，第二单向阀4.2的进油口连接第一单向阀4.1的出油口。

第一单向阀4.1的出油口连接至液压驱动单元的无杆油腔，第一单向阀4.1的出油口经第二单向阀4.2、第三单向节流阀6.3、电磁阀8连接至液压驱动单元的有杆油腔，蓄能器7的油口并联接于第二单向阀4.2的出油口与液压驱动单元的有杆油腔之间的油路中，液压驱动单元的无杆油腔的作用面积大于液压驱动单元的有杆油腔的作用面积。液压驱动单元的无杆油腔的作用面积为活塞101的作用面积，液压驱动单元的有杆油腔的作用面积为活塞101作用面积减去活塞杆102作用面积后的剩余值。

第三单向阀4.3的出油口经第三单向节流阀6.3、电磁阀8连接至液压驱动单元的有杆油腔。

抽油机具有用于被触发以设定抽油冲程的位置检测装置，第一单向阀4.1的出油口与液压驱动单元的无杆油腔之间的油路中并联安装有第一电磁溢流阀5.1，第一电磁溢流阀5.1得电时对液压驱动单元的无杆油腔泄油失压，第一电磁溢流阀5.1失电时对液压驱动单元的无杆油腔进油建压。

第一电磁溢流阀5.1由人工控制其得电或失电；或者；第一电磁溢流阀5.1由位置检测装置控制其得电或失电。

位置检测装置包括底部开关9.1及顶部开关9.2；连接装置11上升过程中触发顶部开关9.2时第一电磁溢流阀5.1失电；连接装置11下降过程中触发底部开关9.1时第一电磁溢流阀5.1得电。

抽油机具有用于控制液压驱动单元停止的电磁阀8，电磁阀8连接在第一单向阀4.1的出油口与液压驱动单元的有杆油腔之间的油路中，电磁阀8导通时第二单向阀4.2的出油口与液压驱动单元的有杆油腔的油路导通，电磁阀8断开时第二单向阀4.2的出油口与液压驱动单元的有杆油腔的油路断开。

第三单向阀4.3的出油口也与液压驱动单元的有杆油腔之间的油路中并联安装有用于蓄能器7和液压驱动单元的有杆油腔压力保护的第二溢流阀5.2。

抽油机具有用于防止无杆油腔吸空或者可手动调节无杆油腔释压的的第一单向节流阀6.1，第一单向节流阀6.1并联接于第一单向阀4.1的出油口与液压驱动单元的无杆油腔之间的油路中。

抽油机具有用于防止有杆油腔吸空或手动调节有杆油腔释压或手动调节蓄能器7释放蓄能压力的第二单向节流阀6.2，第二单向节流阀6.2并联接于蓄能器7的油口与液压驱动单元的有杆油腔之间的油路中。

抽油机具有用于蓄能器7释放速度调节或连接装置11上升速度调节的第三单向节流阀6.3，第三单向节流阀6.3串联接于蓄能器7的油口与液压驱动单元的有杆油腔之间的油路中。

第一液压泵2提供液压驱动单元的无杆油腔的工作压力；第一液压泵2、第二液压泵3提供液压驱动单元的有杆油腔的工作压力和蓄能器7的平衡压力。

第一单向阀4.1用于第一液压泵2的出口压力油反向截止功能。第二单向阀4.2用于第一液压泵2初始提供低压大流量油液给液压驱动单元的有杆油腔和蓄能器7流量时的反向截止功能。第三单向阀4.3用于第二液压泵3提供蓄能压力保持和补充泄漏油的出口压力油反向截止功能。

第一电磁溢流阀5.1用于控制液压驱动单元的无杆油腔压力加载下降或者失压上升，并且保护液压驱动单元的无杆油腔的工作油路。

第二溢流阀5.2用于蓄能器7和液压驱动单元的有杆油腔的安全保护功能，以及提供液压驱动单元平衡重力并保持液压驱动单元在最顶点的压力设定。

当抽油机需要紧急停止时，只需要电磁阀8失电，第一液压泵2、第二液压泵3与液压驱动单元的油路断开，液压驱动单元及所连接抽油杆停止。然后通过调节第一单向节流阀6.1和第二单向节流阀6.2可以慢速释放液压驱动单元的无杆油腔的压力和液压驱动单元的有杆油腔的压力以及蓄能压力。

在运动过程中通过调节第一液压泵2的排量来调节连接装置11下降的速度；通过调节第三单向节流阀6.3来调节连接装置11上升的速度。

为了防止液压驱动单元的无杆油腔的压力过高，用第一电磁溢流阀5.1作安全保护用；防止蓄能器7和液压驱动单元的有杆油腔的压力过高,配置了第二溢流阀5.2作安全保护用。

为了防止液压驱动单元的无杆油腔吸空，以及在电机停机时可手动调节无杆油腔进行释压,配置了第一单向节流阀6.1；为了防止液压驱动单元的有杆油腔吸空，以及在电机停机时可手动调节液压驱动单元的有杆油腔释压或蓄能器7释放蓄能压力,配置了第二单向节流阀6.2。第三单向节流阀6.3用于蓄能器7释放速度调节及连接装置11上升速度调节。

本实用新型的液压抽油机的连接装置11与井下的抽油杆连接来带动抽油杆上下往复运动抽油，其一个工作循环如下：

初始液压抽油机安装连接后，活塞杆102位于其冲程的最底端即下止点。电机1通电，电磁阀8处于得电导通状态，同时第一电磁溢流阀5.1人工控制其得电，第一液压泵2提供部分低压大流量油液经过第一单向阀4.1、第二单向阀4.2给蓄能器7及液压油缸10的下腔快速加压，第二液压泵3提供高压小流量的油液经过第三单向阀4.3给蓄能器7及液压油缸10的下腔加压，同时最后手动调节第一电磁阀5.1得电失压，液压油缸10上腔失压，则液压油缸10的下腔加压使得活塞杆102提升，连带连接装置11提升，进而使得抽油杆上升，活塞杆102上升到最高点，则抽油机平衡蓄能完成，及准备阶段完成。

设备开始自动运转模式，则位置检测装置控制第一电磁溢流阀5.1失电，第一液压泵2提供的压力油作用在液压油缸10的上腔，液压油缸10的上腔建立压力，由于上腔面积和压力产生的作用力大于液压油缸10下腔的平衡力，液压油缸10上腔的压力油产生推力带动活塞杆102下降，同时蓄能器7被压缩。当下降过程中底部开关9.1被触发后，则第一电磁溢流阀5.1得电，液压油缸10的上腔失去压力，被压缩的蓄能器7将释放提供能量给油缸的下腔作用力，又让活塞杆102上升回复到高位，当上升过程中触发顶部开关9.2，则电磁溢流阀5.1又开始失电建压，推动活塞杆102下降，这样反复触发顶部开关9.2与底部开关9.1，第一电磁溢流阀5.1周期性得电与失电，带动抽油杆上下往复运动，抽取石油。油井的作用力通过蓄能器7进行了平衡，然后作有用功运动，大大节省了能量。

如图3所示，实施例三：与实施例二的区别在于：第一液压泵2为液压输出电子比例变化流量单元，液压电子比例变化流量单元根据电信号的大小成比例的输出使液压油流量变化无级可调。

利用了电子比例变量泵,可以通过电信号的大小成比例的控制泵的摆角的变化,从而改变泵的排量,引起泵输出的流量变化范围可以从0到最大流量范围内无级可调,从而可以控制整个抽油机下降速度无级可调。油缸的位置控制为模拟量的磁尺传感器,可以成比例的输出电型号,准确的判断油缸的位移量,从而可以利用比例泵和比例阀来准确的控制抽油机的位置、速度、加速度。

如图4所示，实施例四，与实施例二的区别在于：液压驱动单元为液压马达，液压马达驱动液压绞车，液压绞车与连接装置11连接。蓄能器7平衡了液压马达受压腔受抽油杆重力等产生的压力上升，另外一个作用腔通过第一液压泵2的加压来控制抽油杆下降。

图1、图2、图3、图4中左侧虚线框中所示部件属于控制部分，图1、图2、图3、图4中右侧虚线框中所示部件属于执行部分。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种平衡型节能液压抽油机，具有电机（1）、由所述电机（1）驱动的第一液压泵（2）、用于与外部的抽油杆连接的连接装置（11）、驱动连接装置（11）上升或下降的至少一个液压驱动单元、用于蓄能的蓄能器（7）， 

其特征在于：所述第一液压泵（2）的出油口连接第一单向阀（4.1）的进油口，所述第一单向阀（4.1）的出油口连接至液压驱动单元的无杆油腔，第二单向阀（4.2）的进油口与第一单向阀（4.1）的出油口连接，第二单向阀（4.2）的出油口连接至液压驱动单元的有杆油腔，蓄能器（7）的油口并联接于第二单向阀（4.2）的出油口与液压驱动单元的有杆油腔之间的油路中，液压驱动单元的无杆油腔的作用面积大于液压驱动单元的有杆油腔的作用面积； 

所述第一单向阀（4.1）的出油口与液压驱动单元的无杆油腔之间的油路中并联安装有第一电磁溢流阀（5.1），所述第一电磁溢流阀（5.1）得电时对液压驱动单元的无杆油腔泄油失压，所述第一电磁溢流阀（5.1）失电时对液压驱动单元的无杆油腔进油建压。 

2.根据权利要求1所述的平衡型节能液压抽油机，其特征在于：所述抽油机具有用于被触发以设定抽油冲程的位置检测装置，所述第一电磁溢流阀（5.1）由人工控制其得电或失电；或者；所述第一电磁溢流阀（5.1）由位置检测装置控制其得电或失电。 

3.根据权利要求2所述的平衡型节能液压抽油机，其特征在于：所述位置检测装置包括底部开关（9.1）及顶部开关（9.2）；连接装置上升过程中触发顶部开关（9.2）时第一电磁溢流阀（5.1）失电；连接装置下降过程中 触发底部开关（9.1）时第一电磁溢流阀（5.1）得电。 

4.根据权利要求1所述的平衡型节能液压抽油机，其特征在于：所述抽油机具有由所述电机（1）驱动的第二液压泵（3），第二液压泵（3）的输出流量小于第一液压泵（2）的输出流量，所述第二液压泵（3）的出油口连接第三单向阀（4.3）的进油口，所述第三单向阀（4.3）的出油口连接至液压驱动单元的有杆油腔；所述第三单向阀（4.3）的出油口连接第二单向阀（4.2）的出油口。 

5.根据权利要求1所述的平衡型节能液压抽油机，其特征在于：所述抽油机具有用于控制液压驱动单元停止的电磁阀（8），所述电磁阀（8）连接在第二单向阀（4.2）的出油口与液压驱动单元的有杆油腔之间的油路中，电磁阀（8）导通时第二单向阀（4.2）的出油口与液压驱动单元的有杆油腔的油路导通，电磁阀（8）断开时第二单向阀（4.2）的出油口与液压驱动单元的有杆油腔的油路断开。 

6.根据权利要求4所述的平衡型节能液压抽油机，其特征在于：所述第三单向阀（4.3）的出油口与液压驱动单元的有杆油腔之间的油路中并联安装有用于蓄能器（7）或液压驱动单元的有杆油腔压力保护的第二溢流阀（5.2）。 

7.根据权利要求1所述的平衡型节能液压抽油机，其特征在于：所述抽油机具有用于防止无杆油腔吸空或者可手动调节无杆油腔释压的第一单向节流阀（6.1），第一单向节流阀（6.1）并联接于第一单向阀（4.1）的出油口与液压驱动单元的无杆油腔之间的油路中；

抽油机具有防止有杆油腔吸空或手动调节有杆油腔释压或手动调节蓄能器（7）释放蓄能压力的第二单向节流阀（6.2），所述第二单向节流阀（6.2）并联接于蓄能器（7）的油口与液压驱动单元的有杆油腔之间的油路中；

抽油机具有用于蓄能器（7）释放速度调节或连接装置上升速度调节的第三单向节流阀（6.3），第三单向节流阀（6.3）串联接于蓄能器（7）的油口与液压驱动单元的有杆油腔之间的油路中。 

8.根据权利要求1所述的平衡型节能液压抽油机，其特征在于：所述液压驱动单元为液压油缸（10），液压油缸（10）具有活塞（101）及活塞杆（102），液压油缸（10）的活塞杆（102）与连接装置连接；所述油缸（10）的上腔为无杆油腔，所述油缸（10）的下腔为有杆油腔。 

9.根据权利要求1所述的平衡型节能液压抽油机，其特征在于：所述液压驱动单元为液压马达，液压马达驱动液压绞车，液压绞车与连接装置连接。 

10.根据权利要求1所述的平衡型节能液压抽油机，其特征在于：所述第一液压泵（2）为液压输出电子比例变化流量单元，液压电子比例变化流量单元根据电信号的大小成比例的输出使液压油流量变化无级可调。 

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