CN2061218U - 长冲程液压式抽油机 - Google Patents

Abstract

长冲程液压式抽油机，以汽油、柴油发动机或电动机为动力。驱动液压泵，产生具有一定压力的工作油，通过电磁滑阀使油管油缸和抽油杆油缸相对移动，抽吸提升原油。双缸重叠布置，二者下腔由油路相连，起到变平衡作用。上部抽油杆油缸为单作用缸，柱塞与抽油杆和抽油泵柱塞连接；下部为双作用缸，活塞下部与油管和抽油泵泵筒连接，活塞上部油腔用来调整平衡力。该机用于油田采油作业。

Description

本实用新型徒及油田采油机械，是一种利用汽油、柴油发动机或电动机为动力，通过由油泵、液压缸、控制装置等组成的液压系统和金属支架，带动抽油泵的泵筒和泵杆作相对运动，完成抽吸原油动作。

在我国现有的采油机械中，机械式抽油机效率低，自重重、冲程短、成品高。现普遍在各油田应用的游梁式抽油机就属于这种机械。近来投入使用的链式抽油机，虽然具有六米冲程，但是自重重，效率低、成品高，可靠性差等缺点还没解决。

本实用新型的目的是在于提供一种结构简单，加工制做容易、自重轻、冲程长（8～12米），造价低，不用大基础的液压式抽油机。

本机结构和工作原理见图1。由图1可见，该长冲程液压式抽油机为双油缸液压系统（或称主液压系统），其长油缸为单作用缸，双缸重叠布置。上面油缸（或称抽油杆油缸）1中的柱塞和光杆相连，上面油缸的工作使抽油杆柱和抽油泵柱塞作上下往复运动，起抽吸原油作用。下面油缸（或称为油管油缸）2中的活塞通过活塞杆接头和油管柱相连，下面油缸活塞的工作使油管柱和抽油泵泵筒作上下往复运动，用油管柱重量作为抽油机的平衡重。上下两个油缸中活塞运动的配合，洽好使抽油泵柱塞相对于泵筒的冲程长度等于抽油杆柱和抽油管柱位移的总和（此时忽略抽油杆柱和油管柱的变形）。而且抽油杆柱的冲程长度比油管柱的冲程长度大2～4倍。

液压系统采用闭合回路，並带有自动补油装置。两个油缸工作腔的工作油是由电动机驱动的动力油泵交递传送的。为了调整平衡效果，以适应不同的井况，在油管油缸的上腔加一储能器及调压阀，用以调整和补偿压力。更好地平衡抽油杆和油管柱重。为了补偿系统工作腔工作油渗漏损失，系统内设有补压补油液装置。上述两种功能均由一个独立的、有二个压力继电器控制的油泵供工作油分系统实现的。为了防止油温过高和过低，系统内设有降温和升温装置。为了使抽油泵的启动和油缸换向减少冲击，系统中设有缓冲结构。

长冲程液压式抽油机工作过程是：见图1所示。由电动机或发动机10驱动的油泵8将工作油经滤油器6，送入电磁滑阀4，通过滑阀4将工作油送入抽油杆缸1的工作腔，使柱塞杆向上移动，与它一起的抽油杆柱19和抽油泵柱塞17也随之向上冲程。这时，油管油缸2下腔的工作油在活塞上方压力和油管柱重量、油环重量作用下，以及动力油泵抽吸作用下经滑润4、冷却器7加热器9到动力油泵吸油口。油管油缸2的活塞22向下移动，与它一起的油管柱20和抽油泵泵筒18也随之向下冲程。这样一来，抽油泵柱塞向上冲程，而泵简向下冲程，抽油泵进行排油过程。原油是经过油管20、固定套管3排到地面上的。

当电磁滑阀4换向后，工作油由油泵8压到油管油缸2的工作腔，油缸2的活塞22以及与它一起的油管柱20和泵筒18都向上冲程。此时，抽油杆油缸1工作腔的工作油在油杆柱重作用下，以及动力油泵的抽吸作用下，流到油泵吸油口，抽油杆油缸柱塞向下移动，带动抽油杆柱19和泵柱塞17向下冲程。这时，泵柱塞向下冲程，而泵筒向上冲程，抽油泵进行吸油过程。

当泵8出口压力超过溢流阀5的标定压力时，工作油不经滑阀和二个油缸而经溢流阀溢流到泵的吸油口，保护了抽油机的各部件安全进行。

当液压系统工作油因渗漏等原因有损失时，系统油压会降低，当降到压力继电器21的标定压力时，由另一台电动机驱动的供油分系统的油泵15运转，油泵15是不经常运转的补油泵，它运转送出的高压油经滤油器14、电磁滑阀13进入主液压系统，以补充油液不足。

储能器24是用来调整油管油缸2上腔的平衡压力，以更好地平衡油管油缸和抽油杆油缸。当液体渗漏等原因造成油缸2上腔压力变化，不能很好起平衡作用时，电磁继电器23和电磁滑阀13动作，起动分系统油泵，按溢流阀11的标定压力往储能器24和油缸工的上腔充压。恢复原平衡效果。

上述充压达到溢流阀11和12的标定压力时，溢流阀溢流，工作油回到油箱16，压力继电器21、23恢复原工况。

金属支架25起着稳定油杆油缸柱塞作用，当油杆油缸柱塞伸出时，柱塞上部滑套移定器依托在全属支架导柱上。

计算原理是：此长冲程液压式抽油机用变平衡重进行平衡，其机械相似体相当于一个双臂杠杆，抽油杆柱（动态时包括上端油柱）为一端，油管及油管上端油柱为一端，其机械相似体如图2所示。臀长分别为a、b，它与二油缸下腔的作用面积和油缸冲程长度有关。如果抽油杆油缸和油管柱油缸的缸径和冲程长度批配合理，而在不同情况下应用时，油管柱油缸上腔油压pk又调整的合理，即抽油机静平衡力应为p杆·a＝（p管＋p油＋p环油＋pk）·b

※静态和抽油杆下降降时，因抽油泵上凡尔关闭，p油和p环油金部加在油管油缸上。

式中p杆为抽油杆柱重；

p管为油管柱重；

p环油为油管与泵柱塞间隙上端的环状油柱重；

pK为油管油缸在储能器调整压力下的平衡力。

当抽油机工作时，液压系统的动力油泵在抽油杆上、下冲程时作功应相等，即：

A上（p上）＝A下（p下）

此时，动力油泵在抽油杆上升或下降时p上和p下作的功应该是抽油杆和油管上升和下降时的磨擦功，换向功，抽吸原油的液柱功，以及因油井液面变化带来的不平衡能量。

当抽油杆上升时，作用在杠杆上的力矩平衡条件是

（p杆＋p油）·a－p上·a－（p管＋p环油＋pK）·

b＝0

当抽油杆下降时，作用在杠杆上的力矩平衡条件是

p杆·a＋p下·a－（p管＋p油＋p环油＋pK）·b＝0

利用上述原理即可作抽油机的设计计算和抽油机的调整。

Claims (6)

1、一种长冲程液压式抽油机，其特征在于所说的抽油机是由闭路液压系统、补油补压液压分系统、油管油缸、抽油杆油缸和金属支架组成的。

2、根据权利要求1所说的长冲程液压式抽油机，其特征在于所说的闭路液压系统是由动力油泵、滤油器、溢流阀、二位四通电磁滑阀、加热器、冷却器组成。

3、根据权利要求1所说的长冲程液压式抽油机，其特征在于所说的补油补压液压分系统是由油泵、滤油器、二位三通电磁滑阀、二个溢流阀、二个单向阀、二个压力继电器和储能器组成的。

4、根据权利要求1所说的长冲程液压式抽油机，其特征在于所说的油管油缸和抽油杆油缸为重叠布置，抽油杆柱油缸在上部。

5、根据权利要求1所说的长冲程液压式抽油机，其特征在于所说的抽油杆柱油缸为单向柱塞油缸，抽由杆接于柱塞下部。

6、根据权利要求1所说的长冲程液压式抽油机，其特征在于所说的油管柱油缸为双向作用缸，在油缸的活塞中间有一固定的套管，在固定套管中间，抽油光杆通过其间。