CN210598936U - 一种新型平衡式抽油机 - Google Patents

Abstract

一种新型平衡式抽油机，包括，抽油机底座、抽油机支架、抽油机横梁、滑轮、皮带，其特征在于：在抽油机底座的上方对称固定有两个抽油机支架，在抽油机支架上固定有抽油机横梁，四个滑轮分别经螺丝固定在抽油机横梁上，皮带A一端与抽油杆连接固定，另一端绕经滑轮A、滑轮B固定在大号卷轴器上，皮带B一端与配重块连接固定，另一端绕经滑轮D、滑轮C固定在小号卷轴器上，小号卷轴器一端通过联轴器B与伺服电机连接，另一端通过联轴器A与大号卷轴器连接，本实用新型结构独特，实现了抽油机全平衡式运行，降低了电力损耗，节能效果显著，可根据现场实际工况任意调整冲程、冲次，根据动液面参数实现进液量(产出量)，达到油井最佳运行状态。

Description

一种新型平衡式抽油机

技术领域

本实用新型涉及一种新型平衡式抽油机，特别是一种应用伺服控制系统的平衡式新型节能抽油机。

背景技术

抽油机是开采石油的一种重要机械设备，目前国内的抽油机种类形式很多，但大多数仍采用传统的游梁式抽油机，这种抽油机也被称之为梁式抽油机或者游梁式曲柄平衡抽油机，指含有游梁，通过连杆机构换向，曲柄重块平衡的抽油机，俗称磕头机，从采油方式上可分为两类，即有杆类采油设备和无杆类采油设备。

传统的游梁式抽油机存在诸多问题，1.传动效率低的问题：游梁式抽油机传动环节多，本身机械传动能量损失达28％，这是游梁式抽油机效率低的原因之一，常规型游梁式抽油机系统的效率在国内一般油田平均只有12％～23％，先进地区最多只能达到30％左右。2.游梁式抽油机增大冲程后带来的问题：游梁式抽油机增大冲程时减速箱扭矩成比例增大，另外，增大冲程后，因受游梁摆角限制，曲柄摇杆机构尺寸必然增大，从而引起抽油机外型尺寸和重量大幅度增加，因此该机型不容易实现长冲程、低冲次的要求，难以满足稠油井、深抽井和含气井采油作业的需要。3.惯性载荷过大的问题：游梁式抽油机的游梁使得驴头的运动规律类似简谐运动，在最高点和最低点加速度很大，造成惯性载荷大，使抽油机承受载荷过大，减速器转矩波动大，加大了齿轮冲击，缩短了减速器和抽油机的使用寿命，在地质情况比较复杂的场合，如油质稠、含沙、结蜡较多的情况下很容易出现断杆、卡井、减速机齿轮损坏、烧毁电机等较严重的故障。4.功率不匹配问题：在用工频直接启动的场合，游梁式抽油机所需启动力矩大约是正常工作的一倍以上，因而在设计的时候采用的电动机的功率都比较大，而在正常抽油时，负载变轻，所需的力矩又比较小，出现了抽油杆的负荷特性与电动机的机械特性不匹配的问题，因此电机功率利用率低的现象很严重，尤其在驴头下放时，负载变轻，电机基本处于自由下放状态，降低了电网的功率因数和电机的效率，增加了无功损耗，导致能源浪费严重。5.调整困难的问题：游梁式抽油机为刚性结构，在油井的中、后期，井液供液不足，需要调节冲次时，就需要更换皮带轮或减速箱，过程繁琐，危险生高，工作量大，使得调整工作比较困难。

发明内容

针对上述技术问题存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种应用伺服控制系统的新型平衡式抽油机。

一种新型平衡式抽油机，包括，抽油机底座(1)、抽油机支架(2)、抽油机横梁(6)、滑轮、皮带A(4)和皮带B(14)，其特征在于：在抽油机底座(1)的上方对称固定有两个抽油机支架(2)，在抽油机支架(2)上固定有抽油机横梁(6)，四个滑轮分别经螺丝固定在抽油机横梁(6)上，皮带A(4)一端与抽油杆连接固定，另一端绕经滑轮A(22)、滑轮B(23) 固定在大号卷轴器(8)上，皮带B(14)一端与配重块(15)连接固定，另一端绕经滑轮D(25)、滑轮C(24)固定在小号卷轴器(10)上。

所述的小号卷轴器(10)一端通过联轴器B(11)与伺服电机(12)连接，另一端通过联轴器A(9)与大号卷轴器(8)连接，大号卷轴器(8)一端的固定架(7)经螺栓与左侧抽油机支架(2)连接固定。

所述的伺服电机(12)固定在电机固定架(13)上，电机固定架(13)一端经螺栓与左侧抽油机支架(2)连接固定，另一端经螺栓与右侧抽油机支架(2)连接固定，根据现场实际工况，对电机固定架(13)进行上下调整，从而改变抽油机冲程。

为防止皮带B(14)突然断裂，造成配重块(15)掉落伤人，所述的配重块(15)置于防护箱(16)内，且在防护箱(16)的底部设有缓冲垫或在防护箱(16)内装有水。

所述伺服电机(12)的动力电源通过动力电缆(20)连接到伺服电机控制器(19)上，伺服电机(12)的控制信号通过信号电缆(21)连接到伺服电机控制器(19)上。

所述的伺服电机控制器(19)与自动控制器(18)通过网线进行逻辑控制。

所述的自动控制器(18)通过动液面传感器(3)或人工输入动液面参数来获取油井动液面信息，并将获取到的动液面信息发送至伺服电机控制器(19)，由伺服电机控制器(19) 控制伺服电机(12)的转速，当油井动液面高时，伺服电机控制器(19)自动提高伺服电机(12) 转速，当油井动液面低时，伺服电机控制器(19)自动降低伺服电机(12)转速。

所述的动液面传感器(3)固定在抽油机井口位置，动液面传感器(3)的信号通过无线传送到自动控制器(18)中。

在滑轮A(22)上经螺丝固定有控制信号采集器(5)，所述的控制信号采集器(5) 采集抽油机上下行程信号，并将采集到的信号通过无线或有线发送到自动控制器(18)，自动控制器(18)发送至伺服电机控制器(19)，由伺服电机控制器(19)控制伺服电机(12)的正反转。

所述的自动控制器(18)和伺服电机控制器(19)都安装在控制箱(17)内部。

本实用新型的有益效果是：结构独特，实现了抽油机全平衡式运行，降低了电力损耗，节能效果显著。可根据现场实际工况任意调整冲程、冲次，根据动液面参数实现进液量(产出量)，达到油井最佳运行状态。

附图说明

图1是本实用新型的主视结构示意图。

图中：抽油机底座1、抽油机支架2、动液面传感器3、皮带A4、控制信号采集器5、抽油机横梁6、固定架7、大号卷轴器8、联轴器A9、小号卷轴器10、联轴器B11、伺服电机 12、电机固定架13、皮带B14、配重块15、防护箱16、控制箱17、自动控制器18、伺服电机控制器19、动力电缆20、信号电缆21、滑轮A22、滑轮B23、滑轮C24、滑轮D25。

具体实施方式

如图1所示，在抽油机底座1的上方对称焊接固定有两个抽油机支架2，在抽油机支架2上焊接固定有抽油机横梁6，滑轮A22、滑轮B23、滑轮C24、滑轮D25分别经螺丝固定在抽油机横梁6上，皮带A4一端与抽油杆连接固定，另一端绕经滑轮A22、滑轮B23固定在大号卷轴器8上。皮带B14一端与配重块15连接固定，另一端绕经滑轮D25、滑轮C24固定在小号卷轴器10上。

小号卷轴器10一端通过联轴器B11与伺服电机12连接，另一端通过联轴器A9与大号卷轴器8连接，大号卷轴器8一端的固定架7经螺栓与左侧抽油机支架2连接固定。

伺服电机12通过螺栓固定在电机固定架13上，电机固定架13一端经螺栓与左侧抽油机支架2连接固定，另一端经螺栓与右侧抽油机支架2连接固定，电机固定架13可根据现场实际工况进行上下调整，从而改变抽油机冲程，也可以通过调整大号卷轴器8直径大小来改变冲程，通过调整小号卷轴器10直径来改变配重块15的上下浮动距离，浮动距离越小，安全系数越高。

配重块15置于防护箱16内，在防护箱16的底部设有缓冲垫或在防护箱16内装有水，其目的是：为了防止皮带B14突然断裂，配重块15掉落伤人。

伺服电机12的动力电源通过动力电缆20连接到伺服电机控制器19上，伺服电机12的控制信号通过信号电缆21连接到伺服电机控制器19上，自动控制器18与伺服电机控制器19通过网线进行逻辑控制，自动控制器18通过动液面传感器3或人工输入动液面参数来获取油井动液面信息，并将获取到的动液面信息发送至伺服电机控制器19，由伺服电机控制器19 控制伺服电机12的转速。

当油井动液面高时，伺服电机控制器19自动提高伺服电机12转速，当油井动液面低时，伺服电机控制器19自动降低伺服电机12转速，从而实现改变抽油机冲次，来调整抽油机抽油的快慢。自动控制器18和伺服电机控制器19都安装在控制箱17内部。

动液面传感器3固定在抽油机井口位置，动液面传感器3的信号通过无线传送到自动控制器18中。

控制信号采集器5通过螺丝固定在滑轮A22上，控制信号采集器5采集抽油机上下行程信号，并将采集到的信号通过无线或有线发送到自动控制器18，自动控制器18发送至伺服电机控制器19，由伺服电机控制器19控制伺服电机12的正反转。

接通伺服电机控制器19的电源，启动伺服电机12运转，控制信号采集器5采集抽油机上下行程信号，将采集到的信号通过无线或有线发送到自动控制器18，自动控制器18发送至伺服电机控制器19，由伺服电机控制器19控制伺服电机12的正反转，伺服电机12带动大号卷轴器8和小号卷轴器10正反转，对皮带A4和皮带B14进行收放操作，从而实现抽油杆和配重块15的上下循环运行，实现开采。自动控制器18通过动液面传感器3或人工输入动液面参数来获取油井动液面信息，并将获取到的油井动液面信息通过网线发送至伺服电机控制器 19，由伺服电机控制器19控制伺服电机12的转速，实现抽油机运行的精准控制，冲程、冲次的任意调整。

本实用新型根据伺服电机运行特性，实现了抽油机运行的精准控制，冲次的任意调整。

Claims (10)

1.一种新型平衡式抽油机，包括，抽油机底座(1)、抽油机支架(2)、抽油机横梁(6)、滑轮、皮带A(4)和皮带B(14)，其特征在于：在抽油机底座(1)的上方对称固定有两个抽油机支架(2)，在抽油机支架(2)上固定有抽油机横梁(6)，四个滑轮分别经螺丝固定在抽油机横梁(6)上，皮带A(4)一端与抽油杆连接固定，另一端绕经滑轮A(22)、滑轮B(23)固定在大号卷轴器(8)上，皮带B(14)一端与配重块(15)连接固定，另一端绕经滑轮D(25)、滑轮C(24)固定在小号卷轴器(10)上。

2.根据权利要求1所述的一种新型平衡式抽油机，其特征在于：所述的小号卷轴器(10)一端通过联轴器B(11)与伺服电机(12)连接，另一端通过联轴器A(9)与大号卷轴器(8)连接，大号卷轴器(8)一端的固定架(7)经螺栓与左侧抽油机支架(2)连接固定。

3.根据权利要求2所述的一种新型平衡式抽油机，其特征在于：所述的伺服电机(12)固定在电机固定架(13)上，电机固定架(13)一端经螺栓与左侧抽油机支架(2)连接固定，另一端经螺栓与右侧抽油机支架(2)连接固定，根据现场实际工况，对电机固定架(13)进行上下调整，从而改变抽油机冲程。

4.根据权利要求1所述的一种新型平衡式抽油机，其特征在于：为防止皮带B(14)突然断裂，造成配重块(15)掉落伤人，所述的配重块(15)置于防护箱(16)内，且在防护箱(16)的底部设有缓冲垫或在防护箱(16)内装有水。

5.根据权利要求3所述的一种新型平衡式抽油机，其特征在于：所述伺服电机(12)的动力电源通过动力电缆(20)连接到伺服电机控制器(19)上，伺服电机(12)的控制信号通过信号电缆(21)连接到伺服电机控制器(19)上。

6.根据权利要求5所述的一种新型平衡式抽油机，其特征在于：所述的伺服电机控制器(19)与自动控制器(18)通过网线进行逻辑控制。

7.根据权利要求6所述的一种新型平衡式抽油机，其特征在于：所述的自动控制器(18)通过动液面传感器(3)或人工输入动液面参数来获取油井动液面信息，并将获取到的动液面信息发送至伺服电机控制器(19)，由伺服电机控制器(19)控制伺服电机(12)的转速，当油井动液面高时，伺服电机控制器(19)自动提高伺服电机(12)转速，当油井动液面低时，伺服电机控制器(19)自动降低伺服电机(12)转速。

8.根据权利要求7所述的一种新型平衡式抽油机，其特征在于：所述的动液面传感器(3)固定在抽油机井口位置，动液面传感器(3)的信号通过无线传送到自动控制器(18)中。

9.根据权利要求1所述的一种新型平衡式抽油机，其特征在于：在滑轮A(22)上经螺丝固定有控制信号采集器(5)，所述的控制信号采集器(5)采集抽油机上下行程信号，并将采集到的信号通过无线或有线发送到自动控制器(18)，自动控制器(18)发送至伺服电机控制器(19)，由伺服电机控制器(19)控制伺服电机(12)的正反转。

10.根据权利要求9所述的一种新型平衡式抽油机，其特征在于：所述的自动控制器(18)和伺服电机控制器(19)都安装在控制箱(17)内部。

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