CN207131381U - 自平衡智能抽油机 - Google Patents

Abstract

自平衡智能抽油机，包括：底座总成、支架、减速器曲柄连杆系统、游梁、驴头、悬绳器，所述支架的底部、顶部分别与所述底座总成、所述游梁连接，所述减速器曲柄连杆系统设置于所述底座总成上，且位于所述支架一侧；所述驴头设置于所述游梁前端，所述悬绳器悬挂于所述驴头；其优点是：抽油机上自平衡控制机构以及变频控制系统等的结构设计，使得此抽油机可随着油井工况变化而自动调节抽油机的平衡度，冲次数，且在“空抽”的工况下停机，或自恢复气动，通过控制柜的调节，可实现远程控制抽油机的平衡等，降低了一线员工的劳动强度，改善了工作环境，提高了工作效率。

Description

自平衡智能抽油机

技术领域

本实用新型涉及石油开采机械技术领域，具体地说是一种自平衡智能抽油机。

背景技术

调径变矩型抽油机具有结构简单、重量轻、能耗低及皮实耐用等优点，在人工举升采油设备中占有重要地位。但是，目前油田上广泛使用的调径变矩型抽油机不具备随油井工况变化而自动调节抽油机的平衡度、冲次数、在“空抽”工况下自动停机及自恢复启动、抽汲参数远程控制等功能。并且平衡中的调整工作强度大、时间长，且不安全。随着我国各油田勘探开发的逐步深入以及油井数量的逐年增加，大多数油田有几千口乃至上万口油井。由于地层条件、井下工作状况以及油井作业、工作制度等动态因素变化的影响，抽油机的光杆载荷发生变化，使其平衡状态随之改变，导致抽油机在不平衡状态下工作、抽汲冲次数与井况不相匹配，甚至“空抽”等现象发生。这不仅对有杆泵系统效率有显著影响，造成能源的浪费，还影响减速器和电机的使用寿命。因此，根据井况变化自动调参的新型智能抽油机成为现代化油田发展的必然趋势。

实用新型内容

为了解决上述技术缺陷，本实用新型研制一种自平衡智能抽油机，使其可根据抽油机荷载的变化情况，自动调整平衡箱在吊臂上的位置，以产生相应的平衡力矩，实现抽油机的精确平衡，以使抽油机的平衡的达到98％以上。

自平衡智能抽油机，包括：底座总成、支架、减速器曲柄连杆系统、游梁、驴头、悬绳器，所述支架的底部、顶部分别与所述底座总成、所述游梁连接，所述减速器曲柄连杆系统设置于所述底座总成上，且位于所述支架一侧；所述驴头设置于所述游梁前端，所述悬绳器悬挂于所述驴头；

抽油机还包括，一端与所述游梁后端销轴连接的吊臂、导轨、传动丝杆、自平衡控制机构、四个限位传感器，所述导轨设置与所述吊臂上端面，所述传动丝杆通过固定支座固定于所述导轨上方，且所述自平衡控制机构位于所述传动丝杆之间，将所述传动丝杆分隔为两部分，使得所述自平衡控制机构在所述导轨上滑动；且四个所述限位传感器顺次设置于所述传动丝杆上，其中两个所述限位传感器位于所述自平衡控制机构两端，用于连接所述传动丝杆与所述自平衡控制机构。

自平衡智能抽油机，其优点是：

1、抽油机上自平衡控制机构以及变频控制系统等的结构设计，使得此抽油机可随着油井工况变化而自动调节抽油机的平衡度，冲次数，且在“空抽”的工况下停机，或自恢复气动，通过控制柜的调节，可实现远程控制抽油机的平衡等，降低了一线员工的劳动强度，改善了工作环境，提高了工作效率；

2、结构设计合理，安全可靠，智能、高效、节能；同时平衡调节方便易行，可任意调节冲次、解决了停机调节而影响产量、以及皮带轮调速和拆卸平衡块调平衡造成停车影响的问题；

3、调节平衡的第二电动机安装于平衡箱中的位置设计，使第二电动机即可以成为动力机，又可以充当平衡块，同时减少外界恶劣环境对第二电动机的损害，增加了使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为控制柜结构示意图；

图3为自平衡控制机结构示意图；

图4为平衡箱内部结构示意图；

图5为变频控制系统模块图；

其中：

1、底座总成，1a、底座本体，1b、围栏，

2、支架；

3、减速器曲柄连杆系统，3a、刹车装置，3b、第一电动机，3c、减速器，3d、曲柄，3e、连杆装置；

4、游梁，5、驴头，6、悬绳器，7、吊臂，8、导轨，9、传动丝杆；

10、自平衡控制机构，10a、平衡箱，10b、第一齿轮，10c、第二齿轮，10d、联轴器，10e、第二电动机，10f、滚轮；

11、限位传感器；

12、变频控制系统，12a、主控制器，12b、操作面板，12c、显示屏，12d、语音报警器，12e、变频器，12f、限位开关，12g、电参数采集模块，12h、功能参数采集模块，12i、流体参数采集模块；

13、控制柜，14、转角传感器，15、位移传感器，16、固定装置，17、井口出油管线，18、流体传感器。

具体实施方式

根据图1所示：自平衡智能抽油机，底座总成1、支架2、减速器曲柄连杆系统3、游梁4、驴头5、悬绳器6，所述支架2的底部、顶部分别与所述底座总成1、所述游梁4连接，所述减速器曲柄连杆系统3设置于所述底座总成1上，且位于所述支架2一侧；所述驴头5设置于所述游梁4前端，所述悬绳器6悬挂于所述驴头5；

抽油机还包括，一端与所述游梁4后端销轴连接的吊臂7、导轨8、传动丝杆9、自平衡控制机构10、四个限位传感器11，所述导轨8设置与所述吊臂7上端面，所述传动丝杆9通过固定支座固定于所述导轨8上方，且所述自平衡控制机构10位于所述传动丝杆9之间，将所述传动丝杆9分隔为两部分，使得所述自平衡控制机构10在所述导轨8上滑动；且四个所述限位传感器11顺次设置于所述传动丝杆9上，其中两个所述限位传感器11位于所述自平衡控制机构10两端，用于防止所述传动丝杆9与所述自平衡控制机构10的碰撞。

进一步地，所述底座总成1包括：用于承载所述支架2的底座本体1a、以及设置与所述底座本体1a上的围栏1b。

如图2所示：优选地，所述抽油机还包括一设置有变频控制系统12，以及用于承载所述变频控制系统12的控制柜13，使得所述变频控制系统12控制所述自平衡控制机构10的运动。

优选地，所述游梁4与所述支架2的接触处设置有转角传感器14，且所述转角传感器14与所述变频控制系统12电连接，用于将所述游梁4运动的转角信号传递于所述变频控制系统12；

优选地，所述悬绳器6上设置有一位移传感器15，且所述位移传感器15与所述变频控制系统12电连接，用于将所述游梁4运动的距离传递于所述变频控制系统12；

进一步地，所述减速器曲柄连杆系统3包括：刹车装置3a、与所述控制柜13电连接的第一电动机3b、减速器3c、曲柄3d、一端与所述游梁4底部活动连接的连杆装置3e，所述刹车装置3a、所述第一电动机3b、所述减速器3c均固定于所述底座总成1(即所述底座总成1的所述底座本体1a上)上，且所述刹车装置3a与所述减速器3c转轴连接，用于控制所述减速器3c；所述第一电动机3b与所述减速器3c的输入端传动连接，所述曲柄3d的输出端与所述连杆装置3e活动连接，使得所述第一电动机3b向所述减速器3c传递动力，带动所述曲柄3d、所述连杆装置3e、所述游梁4运动，用于调节冲程；

优选地，所述游梁4与所述支架2之间通过游梁支座连接，且所述支架2上设置有一固定装置16，用于固定游梁支座；

优选地，如图3、图4所示：自平衡控制机构10包括：两端各连接一个所述限位传感器11的平衡箱10a、通过梯形螺纹与所述传动丝杆9连接的第一齿轮10b、依次连接的第二齿轮10c、联轴器10d、第二电动机10e，以及设置于所述平衡箱10a底部、并与所述导轨8滚动连接的滚轮10f，所述第一齿轮10b、所述第二齿轮10c、所述联轴器10d、所述第二电动机10e均设置于所述平衡箱10a内，且所述第一齿轮10b与所述第二齿轮10c齿轮连接，使得所述第二电动机10e接收所述变频控制系统12发射的指令后，将动力依次传递给所述联轴器10d、所述第二齿轮10c、所述第一齿轮10b，使得所述第一齿轮10b在运动过程中同时沿所述传动丝杆9的轴线作上、下直线运动，从而带动所述平衡箱10a作上、下直线运动，完成平衡的自动调整。

优选地，如图5所示：所述变频控制系统12包括：主控制器12a、操作面板12b、显示屏12c、语音报警器12d、变频器12e、与所述限位传感器11电连接的限位开关12f、与所述第一电动机3b电连接的电参数采集模块12g、与所述转角传感器14电连接的功能参数采集模块12h、与所述悬绳器6上设置的位移传感器15、井口出油管线17上设置的流体传感器18均电连接的流体参数采集模块12i，所述操作面板12b、所述电参数采集模块12g、所述功能参数采集模块12h、所述流体参数采集模块12i、所述限位开关12f、所述第一电动机3b的信号输出端均与所述主控制器12a的信号输入端电连接，所述显示屏12c、所述语音报警器12d、所述第二电动机10e、所述变频器12e的信号输入端均与所述主控制器12a的信号输出端电连接，且所述变频器12e的信号输出端与所述第一电动机3b的信号输入端电连接。

进一步地，所述电参数采集模块12g的信号输入端与所述第一电动机3b的信号输出端连接，用于测量所述第一电动机3b的电流、电压、有功功率，并将其获得的信号传递于所述主控制器12a；

所述功能参数采集模块12h的信号输入端与所述转角传感器14的信号输出端连接，用于测量所述游梁4转动的角度；

所述位移传感器15用于测量所述悬绳器6运动的角位移；

所述流体传感器18用于测量所述井口出油管线17内油的流量。

本实用性是这样实现的：

抽油机正常工作时，所述主控制器12a根据所述电参数采集模块12g、所述功能参数采集模块12h、所述流体参数采集模块12i所采集的数据进行运算，并实时通过操作面板12b显示检测参数的安全状态；

当所述主控制器12a所采集的参数与设定参数值不同时，所述主控制器12a通过所述变频器12e调节所述第一电动机3b的工作参数，例如冲次数、空抽停机等，同时，所述第一电动机3b的工作信号反馈于所述主控制器12a。

当抽油机运行不平衡时，所述主控制器12a启动所述第二电动机10e，所述第二电动机10e带动所述联轴器10d运动，继而带动所述第二齿轮10c、所述第一齿轮10b、所述传动丝杆9运动，最后使得所述平衡箱10a于所述导轨8上滑动；同时，所述限位传感器11将信号传递于所述限位开关12f，所述限位开关12f接收信号后反馈于所述主控制器12a，从而调节所述平衡箱10a的位移，以完成调节平衡；

另外，当抽油机发生事故时，所述主控制器12a发出指令于所述语音报警器12d，使得所述语音报警器12d报警，通知工作人员。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.自平衡智能抽油机，底座总成(1)、支架(2)、减速器曲柄连杆系统(3)、游梁(4)、驴头(5)、悬绳器(6)，所述支架(2)的底部、顶部分别与所述底座总成(1)、所述游梁(4)连接，所述减速器曲柄连杆系统(3)设置于所述底座总成(1)上，且位于所述支架(2)一侧；所述驴头(5)设置于所述游梁(4)前端，所述悬绳器(6)悬挂于所述驴头(5)；

其特征在于：抽油机还包括，一端与所述游梁(4)后端销轴连接的吊臂(7)、导轨(8)、传动丝杆(9)、自平衡控制机构(10)、四个限位传感(11)，所述导轨(8)设置与所述吊臂(7)上端面，所述传动丝杆(9)通过固定支座固定于所述导轨(8)上方，且所述自平衡控制机构(10)位于所述传动丝杆(9)之间，将所述传动丝杆(9)分隔为两部分，使得所述自平衡控制机构(10)在所述导轨(8)上滑动；且四个所述限位传感(11)顺次设置于所述传动丝杆(9)上，其中两个所述限位传感(11)位于所述自平衡控制机构(10)两端。

2.根据权利要求1所述自平衡智能抽油机，其特征在于：所述抽油机还包括一设置有变频控制系统(12)，以及用于承载所述变频控制系统(12)的控制柜(13)，使得所述变频控制系统(12)控制所述自平衡控制机构(10)的运动。

3.根据权利要求2所述自平衡智能抽油机，其特征在于：所述游梁(4)与所述支架(2)的接触处设置有转角传感器(14)，且所述转角传感器(14)与所述变频控制系统(12)电连接，用于将所述游梁(4)运动的转角信号传递于所述变频控制系统(12)。

4.根据权利要求3所述自平衡智能抽油机，其特征在于：所述悬绳器(6)上设置有一位移传感器(15)，且所述位移传感器(15)与所述变频控制系统(12)电连接，用于将所述游梁(4)运动的距离传递于所述变频控制系统(12)。

5.根据权利要求4所述自平衡智能抽油机，其特征在于：所述减速器曲柄连杆系统(3)包括：刹车装置(3a)、与所述控制柜(13)电连接的第一电动机(3b)、减速器(3c)、曲柄(3d)、一端与所述游梁(4)底部活动连接的连杆装置(3e)，所述刹车装置(3a)、所述第一电动机(3b)、所述减速器(3c)均固定于所述底座总成(1)上，且所述刹车装置(3a)与所述减速器(3c)转轴连接，用于控制所述减速器(3c)；所述第一电动机(3b)与所述减速器(3c)的输入端传动连接，所述曲柄(3d)的输出端与所述连杆装置(3e)活动连接，使得所述第一电动机(3b)向所述减速器(3c)传递动力，带动所述曲柄(3d)、所述连杆装置(3e)、所述游梁(4)运动，用于调节冲程。

6.根据权利要求5所述自平衡智能抽油机，其特征在于：自平衡控制机构(10)包括：两端各连接一个所述限位传感(11)的平衡箱(10a)、通过梯形螺纹与所述传动丝杆(9)连接的第一齿轮(10b)、依次连接的第二齿轮(10c)、联轴器(10d)、第二电动机(10e)，以及设置于所述平衡箱(10a)底部、并与所述导轨(8)滚动连接的滚轮(10f)，所述第一齿轮(10b)、所述第二齿轮(10c)、所述联轴器(10d)、所述第二电动机(10e)均设置于所述平衡箱(10a)内，且所述第一齿轮(10b)与所述第二齿轮(10c)齿轮连接，使得所述第二电动机(10e)接收所述变频控制系统(12)发射的指令后，将动力依次传递给所述联轴器(10d)、所述第二齿轮(10c)、所述第一齿轮(10b)，使得所述第一齿轮(10b)在运动过程中同时沿所述传动丝杆(9)的轴线作上、下直线运动，从而带动所述平衡箱(10a)作上、下直线运动，完成平衡的自动调整。

7.根据权利要求6所述自平衡智能抽油机，其特征在于：所述变频控制系统(12)包括：主控制器(12a)、操作面板(12b)、显示屏(12c)、语音报警器(12d)、变频器(12e)、与所述限位传感(11)电连接的限位开关(12f)、与所述第一电动机(3b)电连接的电参数采集模块(12g)、与所述转角传感器(14)电连接的功能参数采集模块(12h)、与所述悬绳器(6)上设置的位移传感器(15)、井口出油管线(17)上设置的流体传感器(18)均电连接的流体参数采集模块(12i)，所述操作面板(12b)、所述电参数采集模块(12g)、所述功能参数采集模块(12h)、所述流体参数采集模块(12i)、所述限位开关(12f)、所述第一电动机(3b)的信号输出端均与所述主控制器(12a)的信号输入端电连接，所述显示屏(12c)、所述语音报警器(12d)、所述变频器(12e)的信号输入端均与所述主控制器(12a)的信号输出端电连接，且所述变频器(12e)的信号输出端与所述第一电动机(3b)的信号输入端电连接。

8.根据权利要求7所述自平衡智能抽油机，其特征在于：所述第二电动机(10e)的信号输入端均与所述主控制器(12a)的信号输出端电连接。

9.根据权利要求7所述自平衡智能抽油机，其特征在于：所述电参数采集模块(12g)的信号输入端与所述第一电动机(3b)的信号输出端连接。

10.根据权利要求7所述自平衡智能抽油机，其特征在于：所述位移传感器(15)用于测量所述悬绳器(6)运动的角位移；

所述流体传感器(18)用于测量所述井口出油管线(17)内油的流量。