CN203702096U

CN203702096U - 一种新型无梁式液压抽油机

Info

Publication number: CN203702096U
Application number: CN201320685822.9U
Authority: CN
Inventors: 刘长年
Original assignee: Individual
Current assignee: Liu Changnian
Priority date: 2013-11-04
Filing date: 2013-11-04
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2023-11-04

Abstract

本实用新型涉及一种新型无梁式液压抽油机，它由一种液压系统构成。其中包括适用于长短冲程的两类复合式四腔油缸、主蓄能器、换向系统、油源和补油系统、消振系统、刹车系统及超、断载、液位、温度等停机报警系统。该机冲程、冲次可连续调节，又可做到上快、下慢，并且去掉配重块可做到完全平衡。由于去掉游梁、驴头、支架、地盘、减速器等机械部分，可使整机重量减少80％，因此效率高、寿命长，可在40℃环境温度下，不用加温和冷却能正常运行。

Description

一种新型无梁式液压抽油机

所属技术领域

本实用新型涉及到一种无梁式液压抽油机，该机属于有杆液压抽油机类，是油田采油工艺中一种新式采油机械。该机主要由液压系统组成。

背景技术

常规有杆抽油机多为机械式，其缺点是效率低、笨重、带有巨大的配重块，且平衡不佳，此外，冲程、冲次均不能连续调节，而且缺少超、断载的保护装置。液压抽油机虽已问世30多年，但多数寿命低，不节能，而且解决不了液压系统无水冷却问题，因此均未能正式投入使用。

发明内容

本实用新型的目的在于提出一种新型无梁式液压抽油机，使其具有效率高、重量轻、冲程、冲次可以连续调节、抽油时可以上快下慢和超、断载能自动停机报警等优点，而且节省钢材80％，使重量仅有原机的20％。并能做到无配重块式完全平衡。本机的另一个特点是可以工作在40℃的环境中而不需要加温和冷却。

实施本实用新型的技术措施是，该机仅由一套液压系统组成，它由第一复合油缸和第二复合油缸、皮囊式蓄能器、换向系统、油源和辅助系统组成。第一复合油缸及第二复合油缸均由两个相连接的活塞和一个中间隔离壁组成4个腔，其中间两腔的两个活塞受力面积相等，并通过一个二位四通电液换向阀与中间两腔交替通入高压油和回油，以带动抽油杆上下运动。油缸下腔与主蓄能器相连，油缸上腔回油。第一复合油缸与第二复合油缸之不同点在于前者有油缸杆与抽油杆相连，并在油缸杆上设有一挡环，旁边装有两个接近开关，以作活塞杆上下运动时反向用，后者无伸出之油缸杆，乃是将抽油杆从油缸下端盖之中心孔中插入，并将抽油杆上端固定在油缸上活塞之中心孔中，其中间活塞杆为中空型。在油缸下端盖上固连一个上下开口之圆筒，其外圆与下活塞之间采用滑动密封，油缸上端盖装有一个可调整长度的接近开关，抽油杆上装一挡环，旁边设置一接近开关，以便到下死点时反向用。

换向系统，由一个二位四通电液换向阀和第一复合油缸下边的两个非接触式接近开关及油缸杆上的一个挡环组成。使用第二复合油缸时则换向系统由上、下两个接近开关和一挡环及二位四通电液换向阀组成。

油源由电机、手动变量柱塞泵、粗、精油虑、单向阀、电磁泄荷溢流阀、远程调压阀和油箱组成。

辅助系统由补油系统、消振系统、刹车系统、超、断载停机报警系统、液位停机报警系统和温度停机报警系统组成。其中补油系统由皮囊式小蓄能器、外泄式溢流阀、单向阀、调速阀和二位二通电磁换向阀组成；消振系统由一个节流阀与一个二位两通电磁换向阀并联组成，并将其串联在主回油路上；刹车系统由二个液控单向阀和一个二位三通电磁换向阀组成；超、断载停机报警系统由带有高、低压电接点开关的压力表构成。液位停机报警系统由液位传感器构成；同理温度停机报警系统由温度传感器组成。另外，第一复合油缸的两个接近开关的位置是连续可调的，第二复合油缸上面的接近开关的长短也是可调的，皆用以连续改变冲程的大小。

附图说明

下面结合附图所示的实施例，对本实用新型作进一步说明。其中：

图1是本实用新型的整机示意图；

图2是本实用新型的液压系统图。

具体实施方式

由图I可知本实用新型的油缸12为前述的第一种类型，即伸出的油缸杆61与井下的抽油杆60相连，两个活塞之间的两腔依次与高、低压油相连，以带动抽油杆上下运动，达到抽油的目的。蓄能器20与油缸的下腔13A相通，用以代替原配重块来完成液压抽油机的平衡功能和节能的目的。图中53为液压系统的控制部分和油源部分。油缸上腔54通回油，可随时将上活塞渗出的油送走。55为采油树，可随时将抽出之原油送走。图12A为前述第二种复合油缸，其与液压系统之连接方式及各种功能全同第一种油缸，只其内部结构与前不同。其中井下之抽油杆60直接固定在上活塞56的中心孔上。其中间活塞杆58为中空型，在油缸下端盖上固连一个上下开口的圆筒57，其外圆与下活塞62采用滑动密封，以使通向蓄能器之下腔13A不会漏油。油缸上端盖装有一个可调整长度的接近开关59，用以调整冲程。抽油杆60上装有一个挡环63，旁边设置一个接近开关64，以便到下死点时反向。由于与外部连接及内部特征尺寸全同第一种类型，因此具有互换性，可使同一台抽油机适应各种井况。

图2为本实用新型所述的液压系统。当二位四通电液换向阀18通过液控单向阀17进入油缸中上腔14时便产生向上推动力，但尚不够提起最大悬点载荷，与此同时主蓄能器20沿管13通入油缸下腔13A的高压油也对下活塞产生一个向上的推动力，两者之和大于等于最大悬点载荷，这便是节能的体现。当到上死点时接近开关G₂与挡环E靠近，于是换向阀18换向，高压油又通过液控单向阀17A进入油缸中下腔15，腔14回油。于是腔15的高压油又对下活塞产生一个向下的作用力，使下活塞向下运动，将下腔油压回蓄能器，使其又具有足够的高压油，为下次提升作好准备。因下降不需要能量，便将油泵打出的高压油转换成蓄能器之能量。当活塞杆向下到下死点时，接近开关G₁靠近挡环E，于是换向阀18又换向，开始第二个周期。如果改变接近开关G₁的位置即可改变冲程。

图2中所示的油源由电机29、手动变量柱塞泵30、粗油虑31、精油虑32、单向阀26、电磁泄荷溢流阀23、远程调压阀25和油箱33等部件组成。油泵打出的高压油主要供给换向阀18。改变油泵斜盘可改变抽油机的冲次。

图2中所示的辅助系统包括补油系统、消振系统、刹车系统、超、断载停机报警系统、液位停机和温度停机报警系统等七部分。其中补油系统48由皮囊式小蓄能器21、单向阀28、调速阀50、二位两通电磁换向阀49和外泄式溢流阀24组成。补油系统的功能之一是节省能源。提高系统的效率，因为这里将溢流阀24的开启压力调到微大于系统工作时的最大负载压力，而溢流阀23和远程调压阀25的开启压力调到远大于溢流阀24的开启压力，当换向瞬间，油缸杆的瞬时速度大大减小乃至瞬间为零，因而油源压力被憋高，迫使其溢流阀24开启，使高压油进入蓄能器21存储起来。当换向完毕后进人正常工作状态时负载压力远小于蓄能器21中的压力，于是蓄能器21中的液体便经过单向阀28、调速阀50和换向阀49流入油缸，从而增大油缸的运动速度。这里引用调速阀50是使油缸的速度均恒。补油系统的作用之二是使抽油运行产生上快下慢的运动效果，即令换向阀49与换向阀18联动，使其只有在抽油杆上行时导通，放出蓄能器21中的高压油，抽油杆下行时换向阀49关闭。其中截止阀44是在调整参数时使用。

图2中的消振系统由节流阀52、二位两通电磁换向阀51并联而成，并将其串于主回油路中，其原理是对于稠油井和聚注井，当油缸杆运行到由上死点反向时，最大悬点载荷并不立即消火，因而蓄能器20在油缸12或12A的下腔产生的作用力不足以顶住最大载荷力，因此油缸杆下行。最大悬点载荷瞬间消失并改变成最小载荷时，蓄能器20在油缸下腔产生的作用力又大于最小悬点载荷，因而油缸杆又会微微上行，这便是振动。一般这种微小振动只有1、2次，若引用上述消振系统，当反向时换向阀51与换向阀18联动，瞬间关闭其过流通道，使回油全部由节流阀52通过，因而在油缸15腔中产生一个很大的背压，蓄能器20中的高压油在油缸12或12A的下腔13A产生的作用力无法克服回油产生的背压，因此阻止了振动发生。由于振动只持续1秒钟左右，换向阀51在延时继电器作用下也只关闭1秒针，因此对油温及效率无影响。

图2中所示的刹车系统由液控单向阀17、17A和二位三通电磁换向阀19组成。抽油机工作时油源有足够压力打开两个液控单向阀17和17A；当需要刹车时换向阀19将液控单向阀的控制口接到回油路中，使抽油杆停在需要的位置。

图2中所示的超载、断载停机报警系统是由带有高、低压电接点开关K_G和K_D的压力表45组成，两个接点的压力启动值可以随意设置。当抽油杆断掉时，负载压力必然很低，因而低压电接点开关K_D闭合，使系统立即断电停机报警；同理当井下出现故障抽油杆被卡住时，悬点最大载荷必然超过设定值，因而高压电接点开关K_G接通，迫使系统停机报警。

图2中的液位停机报警系统是由液位传感器36构成，而温度停机报警系统是由温度传感器38构成。当液位低于危险值或温度高于危险值时，液位停机报警系统或温度停机报警系统起动，使抽油机停机报警。

图2中截止阀40、41、42、43分别在主蓄能器20充气、充液、放液等调压时使用。抽油机工作时40和41打开，其余关死。压力表46、47分别用来观测两蓄能器20、21的瞬时压力。

Claims

1.一种新型无梁式液压抽油机，由第一复合油缸(12)和第二复合油缸(12A)、皮囊式蓄能器(20)、换向系统、油源和辅助系统组成，其特征在于第一复合油缸(12)和第二复合油缸(12A)均由两个相连的活塞和一个中间隔离壁组成4个腔，其中间两腔(14、15)的两个活塞受力面积相等，并通过一个二位四通电液换向阀(18)与中间两腔(14、15)交替通入高压油和回油，以带动抽油杆(60)上下运动，油缸下腔(13A)与主蓄能器(20)相连，油缸上腔(54)回油，第一复合油缸(12)与第二复合油缸(12A)之不同点在于前者有油缸杆(61)与抽油杆(60)相连，并在油缸杆上设有一挡环(E)，旁边装有两个接近开关(G₁、G₂)，以作活塞杆(61)上下运行时反向用，后者无伸出之油缸杆，乃是将抽油杆(60)从第二复合油缸(12A)下端盖之中心孔中插入，并将抽油杆(60)上端固定在上活塞(56)之中心孔中，其中间活塞杆(58)为中空型，在油缸下端盖上固连一个上下开口之圆筒(57)，其外圆与下活塞(62)之间采用滑动密封，油缸上端盖装有一个可调整长度的接近开关体(59)，抽油杆(60)上装一挡环(63)，旁边设置一接近开关(64)，以便到下死点时反向用；

换向系统由一个二位四通电液换向阀(18)和第一复合油缸(12)下边的二个非接触式接近开关(G₁、G₂)及油缸杆(61)上的一个挡环(E)组成，使用第二复合油缸(12A)时则换向系统由两个接近开关(59、64)和挡环(63)及二位四通电液换向阀(18)组成；

油源由电机(29)、手动变量柱塞泵(30)、粗、精油滤(31、32)、单向阀(26)、电磁泄荷溢流阀(23)、远程调压阀(25)和油箱(33)组成；

辅助系统由补油系统、消振系统、刹车系统、超、断载停机报警系统、液位停机报警系统和温度停机报警系统组成。

2.按权利要求1所述的一种新型无梁式液压抽油机，其特征在于补油系统(48)由皮囊式小蓄能器(21)、外泄式溢流阀(24)、单向阀(28)、调速阀(50)和二位两通电磁换向阀(49)组成；

消振系统由节流阀(52)和二位两通电磁换向阀(51)并联而成，并将其串联在主回油路上；

刹车系统由二个液控单向阀(17、17A)和一个二位三通电磁换向阀(19)组成；

超、断载停机报警系统由带有高、低压电接点开关(K_D、K_G)的压力表(45)组成。

3.按权利要求1所述的一种新型无梁式液压抽油机，其特征在于：液位停机报警系统由液位传感器(36)组成；温度停机报警系统由温度传感器(38)组成。

4.按权利要求1所述的一种新型无梁式液压抽油机，其特征在于第一复合油缸(12)的接近开关(G₁、G₂)的位置是连续可调的，第二复合油缸(12A)上边的接近开关(59)的长短也是可调的，皆用以连续改变冲程的大小。