CN211174058U - 一种利用恒功率液压系统的抽油机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种利用恒功率液压系统的抽油机，所述液压系统包括恒功率变量泵、配重油缸和支架油缸，所述恒功率变量泵输入管路接入油箱，输出管路上通过电磁阀连接配重油缸和支架油缸，所述支架油缸一端铰接在底座上，另一端铰接在机架上，通过伸缩改变支架与底座的夹角，所述配重油缸一端固定在支架上，另一端连接配重块，通过伸缩改变配重块的竖直位置，从而带动抽油杆上下往复运动，采用恒功率液压控制技术、并联多个油缸按需工作对液压驱动过程进行改进和调整，根据实际抽油载荷以及冲次匹配至恒功率液压系统的恒流量区间，确保抽油机抽油过程的稳定，从而达到满足无游梁液压抽油机需求的效果。

Description

一种利用恒功率液压系统的抽油机

技术领域

本申请涉及一种利用恒功率液压系统的抽油机。

背景技术

近几年，随着国内外采油技术的发展，无游梁液压抽油机因其节能、设备占地面积小、容易实现设备大冲程、大载荷的特点，市场需求都得到了成倍的增长；而液压系统作为主要驱动机构，配合滑轮组结构实现对抽油杆的驱动，以及实现辅助抽油机支架的支撑。

发明人发现，对于目前用于无游梁液压抽油机的液压系统而言，存在各种问题，这些问题主要集中在液压系统可靠性不高，液压系统适应性较差、节能效果不明显、钢丝绳、链条寿命低上，正是液压系统对无游梁液压抽油机的工作过程配合较差，严重制约了液压抽油机的发展，难以满足现有抽油工作的需求。

实用新型内容

本申请的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种利用恒功率液压系统的抽油机，采用恒功率液压控制技术、并联多个油缸按需工作对液压驱动过程进行改进和调整，根据实际抽油载荷以及冲次匹配至恒功率液压系统的恒流量区间，确保抽油机抽油过程的稳定，从而达到满足无游梁液压抽油机需求的效果。

为了实现上述目的，采用以下技术方案：

一种利用恒功率液压系统的抽油机，其包括底座、液压系统和铰接在底座上的支架，所述支架上安装有滑轮组，滑轮组上配合有钢丝绳，钢丝绳一端连接有抽油杆，另一端连接有配重块，所述液压系统包括恒功率变量泵、配重油缸和支架油缸，所述恒功率变量泵输入管路接入油箱，输出管路上通过电磁阀连接配重油缸和支架油缸，所述支架油缸一端铰接在底座上，另一端铰接在机架上，通过伸缩改变支架与底座的夹角，所述配重油缸一端固定在支架上，另一端连接配重块，通过伸缩改变配重块的竖直位置，从而带动抽油杆上下往复运动。

进一步地，所述恒功率变量泵的输出管路上连接有蓄能器，用于存储液压系统内多余的液压能。

进一步地，所述恒功率变量泵的输入端连接有电动机，所述电动机用于驱动恒功率变量泵。

进一步地，所述恒功率变量泵的输出管路通过电磁溢流阀连通有回流管路，所述支架油缸和配重油缸的输出油管通过电磁阀接入回流管路，所述回流管路接入油箱。

进一步地，所述的回流管路上设有回油过滤器。

进一步地，所述配重油缸有多个，并联后通过第一电磁阀接入恒功率变量泵输出管路，其中一配重油缸的输入油管和输出油管上分别安装有配重控制阀。

进一步地，所述机架油缸通过第二电磁阀接入恒功率变量泵输出管路。

进一步地，所述的第一电磁阀和第二电磁阀均为三位四通电磁换向阀，通过切换三位四通电磁换向阀的工位改变对应油缸的工作状态。

进一步地，所述的配重油缸和支架油缸均为双作用油缸。

进一步地，所述油箱上安装有空滤器和液位计。

与现有技术相比，本申请具有的优点和积极效果是：

(1)根据实际抽油载荷以及冲次匹配至恒功率液压系统的恒流量区间，确保抽油机抽油过程的稳定，可根据实际载荷情况，选择一个配重工作油缸工作、两个配重工作油缸工作、三个配重工作油缸工作完成举升工作的方式，拓展了恒功率变量泵的恒流量适用范围；

(2)增加液压储能装置，将配重下降所释放的势能储存起来，在配重举升时使用，起到节能的作用；

(3)当举升支架、初始挂载配重等不常使用工况，液压系统工作在恒功率区间，这样可以选择小功率电机实现不常用工况的功能要求，可用一套液压系统涵盖多种工况，并起到节能的效果。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本申请实施例1的液压系统的结构示意图；

图2为本申请实施例1的恒功率变量泵的P-Q曲线图。

其中：1、恒功率变量泵，2、配重油缸，3、支架油缸，4、蓄能器，5、电动机，6、输出管路，7、回流管路，8、第二电磁阀，9、第一电磁阀，10、电磁溢流阀。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步地说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本申请中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语解释部分:本申请中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请的具体含义。

正如背景技术中所介绍的，现有技术用于无游梁液压抽油机的液压系统而言，存在各种问题，这些问题主要集中在液压系统可靠性不高，液压系统适应性较差、节能效果不明显、钢丝绳、链条寿命低上，正是液压系统对无游梁液压抽油机的工作过程配合较差，严重制约了液压抽油机的发展，难以满足现有抽油工作的需求，针对上述技术问题，本申请提出了一种利用恒功率液压系统的抽油机。

实施例1

本申请的一种典型的实施方式中，如图1-图2所示，提出了一种利用恒功率液压系统的抽油机。

一种利用恒功率液压系统的抽油机，其包括底座、液压系统和铰接在底座上的支架，所述支架上安装有滑轮组，滑轮组上配合有钢丝绳，钢丝绳一端连接有抽油杆，另一端连接有配重块，所述液压系统包括恒功率变量泵1、配重油缸2和支架油缸3，所述恒功率变量泵输入管路接入油箱，输出管路上通过电磁阀连接配重油缸和支架油缸，所述支架油缸一端铰接在底座上，另一端铰接在机架上，通过伸缩改变支架与底座的夹角，所述配重油缸一端固定在支架上，另一端连接配重块，通过伸缩改变配重块的竖直位置，从而带动抽油杆上下往复运动；

当然，所述液压系统内还安装有多种液压附件，如液压油冷却器、压力表、吸油过滤器、回油过滤器、空滤器、液位计等，其中，所述的吸油过滤器安装在油箱与恒功率变量泵之间的液压管路上，所述的回油过滤器安装在回流管路上，所述的压力表安装在恒功率变量泵的输出管路上，所述的空滤器、液位计安装在油箱上；其他相应的液压附件根据现有液压系统的惯用配置进行安装即可。

进一步地，所述恒功率变量泵的输出管路上连接有蓄能器4，用于存储液压系统内多余的液压能，所述配重油缸有多个，并联后通过第一电磁阀9接入恒功率变量泵输出管路，其中一配重油缸的输入油管和输出油管上分别安装有配重控制阀；所述机架油缸通过第二电磁阀8接入恒功率变量泵输出管路；所述的第一电磁阀和第二电磁阀均为三位四通电磁换向阀，通过切换三位四通电磁换向阀的工位改变对应油缸的工作状态；在本实施例中，所述的配重油缸优选为三个。

所述的液压系统，利用恒功率变量液压系统的特性，根据实际抽油载荷以及冲次匹配至恒功率液压系统的恒流量区间，确保抽油机抽油过程的稳定，同时增加液压储能装置，将配重下降所释放的势能储存起来，在配重举升时使用，起到节能的作用；可根据实际载荷情况，选择一个配重工作油缸工作、两个配重工作油缸工作、三个配重工作油缸工作完成举升工作的方式，拓展了恒功率变量泵的恒流量适用范围。

当举升支架、初始挂载配重等不常使用工况，液压系统工作在恒功率区间，这样可以选择小功率电机实现不常用工况的功能要求，可用一套液压系统涵盖多种工况，并起到节能的效果。

进一步地，所述恒功率变量泵的输入端连接有电动机5，所述电动机用于驱动恒功率变量泵；所述恒功率变量泵的输出管路6通过电磁溢流阀10连通回流管路7，所述支架油缸和配重油缸的输出油管通过电磁阀接入回流管路，所述回流管路接入油箱；

恒功率变量泵通过吸油滤从油箱内吸油，液压油通过恒功率变量泵将压力油经液压管路通往液压控制阀组，液压控制阀组通过换向阀、液压管路将压力油通往配重油缸、支架油缸，实现机架举升、配重举升的功能。

电动机带动恒功率变量泵工作，恒功率变量泵将压力油输出，当所有阀都不工作时，液压油通过电磁溢流阀零载荷卸油，这样保证了电机与泵不会带载启动，保护了电机和泵，当需要工作油缸工作时自动启动，工作油缸可按设定的行程实现自动举升、回位。要调整工作油缸上下频次时，可通过恒功率变量泵的排量调节，也可通过会有调速阀进行调节。当载荷发生较大变化时，抽油机还可以在恒流量、恒功率区间工作，确保了抽油机在较小功率情况下正常工作。如果抽油机工作载荷突然增加太大，则液压系统流量将快速降为零，系统停机报警，保护抽油杆不被拉断。

对于恒功率的工作流程，结合附图2所示，图中，P：液压系统压力，Q：液压系统流量：

恒流量特性：P≤P1、Q＝Q1，此阶段无论负荷如何变化，可以保证抽油机抽油频次恒定，稳定的抽油。

恒功率特性：P1<P≤P2、Q按双曲线减少保持输出功率恒定，此阶段可应用于抽油负荷突然变化，但未超过P≤P2时，系统自动进行抽油频次降速的方式满足抽油正常工作。此阶段还可应用于实现使用频率较低的支架举升、初始挂配重等工作。

恒压特性：P>P2、Q2<Q≤0,此阶段抽油机负荷超过P2时，泵的流量快速降至0，这样包含抽油杆不至于拉断，并报警提示。

充分利用恒功率液压泵的三阶段特性，恒功率液压系统在恒流量区间工作时，泵输出的流量基本保持不变，压力随着载荷的增大而增加，功率也逐步增加到设定值；载荷继续增大，系统压力增加值至泵的恒功率设定点后，液压系统进入到恒功率区间工作，这时随着载荷的增大，泵输出的流量按双曲线规律下降，但液压系统消耗功率保持不变，通过合理的设计匹配，就可以用较小能耗满足抽油机载荷变化较大的工况。载荷再继续增大，超过抽油杆所能承受的极限时，液压系统压力基本不变，泵的排量就接近零，整个系统就停止工作并报警，起到了保护抽油杆的功能。

液压系统的执行元件配重油缸，可以根据举升载荷差值进行实时切换，一个油缸工作，还可以两个油缸工作、三个油缸工作，只需根据所需电动机功率调整泵的排量以及配重控制阀即可。

液压工作油缸大腔进油，配重举升，抽油杆放杆，系统做功；工作油缸小腔进油，配重自由落体下行，抽油杆提杆抽油，系统压力为零，并将配重多余势能储存至液压储能罐中，待配重提升时释放节能。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用恒功率液压系统的抽油机，其包括底座、液压系统和铰接在底座上的支架，所述支架上安装有滑轮组，滑轮组上配合有钢丝绳，钢丝绳一端连接有抽油杆，另一端连接有配重块，其特征在于，所述液压系统包括恒功率变量泵、配重油缸和支架油缸，所述恒功率变量泵输入管路接入油箱，输出管路上通过电磁阀连接配重油缸和支架油缸，所述支架油缸一端铰接在底座上，另一端铰接在机架上，通过伸缩改变支架与底座的夹角，所述配重油缸一端固定在支架上，另一端连接配重块，通过伸缩改变配重块的竖直位置，从而带动抽油杆上下往复运动。

2.如权利要求1所述的利用恒功率液压系统的抽油机，其特征在于，所述恒功率变量泵的输出管路上连接有蓄能器，用于存储液压系统内多余的液压能。

3.如权利要求1所述的利用恒功率液压系统的抽油机，其特征在于，所述恒功率变量泵的输入端连接有电动机，所述电动机用于驱动恒功率变量泵。

4.如权利要求1所述的利用恒功率液压系统的抽油机，其特征在于，所述恒功率变量泵的输出管路通过电磁溢流阀连通有回流管路，所述支架油缸和配重油缸的输出油管通过电磁阀接入回流管路，所述回流管路接入油箱。

5.如权利要求4所述的利用恒功率液压系统的抽油机，其特征在于，所述的回流管路上设有回油过滤器。

6.如权利要求1所述的利用恒功率液压系统的抽油机，其特征在于，所述配重油缸有多个，并联后通过第一电磁阀接入恒功率变量泵输出管路，其中一配重油缸的输入油管和输出油管上分别安装有配重控制阀。

7.如权利要求6所述的利用恒功率液压系统的抽油机，其特征在于，所述支架油缸通过第二电磁阀接入恒功率变量泵输出管路。

8.如权利要求7所述的利用恒功率液压系统的抽油机，其特征在于，所述的第一电磁阀和第二电磁阀均为三位四通电磁换向阀，通过切换三位四通电磁换向阀的工位改变对应油缸的工作状态。

9.如权利要求8所述的利用恒功率液压系统的抽油机，其特征在于，所述的配重油缸和支架油缸均为双作用油缸。

10.如权利要求1所述的利用恒功率液压系统的抽油机，其特征在于，所述油箱上安装有空滤器和液位计。

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