CN106761578B - 一种可调控液压式抽油机装置 - Google Patents

Abstract

一种可调控液压式抽油机装置，三相异步电动机与减速箱相连，减速箱连接三连杆结构，导向杆连接在活塞上；活塞缸的B腔体与柱塞缸相连通，柱塞上固定有定滑轮及负载；柱塞缸的A腔体与活塞缸底部的C腔体相连通；C腔体连接到储油罐，在柱塞缸和活塞缸里加满液体油，并将阀门关闭；根据预先设计的排量确定上、下冲程的时间，由此时间设定定时开关，使其在上冲程中处于关闭状态，下冲程处于打开状态；整个工作过程由电动机提供动力，依次通过三连杆结构，带动活塞上下运动，通过液压传动，实现抽油杆的上下运动；最后，通过设置传感器使得电动机的功率随着井口流量的变化而变化；本发明对液压抽油机的现场应用具有一定的借鉴意义。

Description

一种可调控液压式抽油机装置

技术领域

本发明涉及油气田开发过程中的采油设备，特别涉及一种可调控液压式抽油机装置，用于油气井固井结束后，将井下原油举升到地面上来。

技术背景

我国油气资源储量丰富，但大多数油藏能量低，无法自喷或者即使自喷产量也很小，直接利用储层能量来进行采油实践证明是不行的。在我国目前的石油开采中，机械采油是主要的开采方式，而有杆泵抽油机占总的机械采油的90％以上，其能耗占总能耗的45％左右。众所周知，有杆泵采油装备的典型特征就是设备庞大，特别是还必须安装平衡块，因而设备费用昂贵、耗电量大。另外，我国地形复杂，大多数油田都分布在山地，运输如此庞大的设备其运输费用可想而知。

针对上述状况，国内外研究者们从20世纪80年代开始对液压装置抽油机进行研究，并取得了很多成果。液压抽油机具有质量轻、体积小、经济性好、冲程次数及长度可调控等优点。然而国内外目前已有的液压抽油机，发现仍存在的很多问题：装置结构复杂、各部件受力增加、液体密封性不好等。这些问题严重影响了液压抽油机的使用，因而研制即实用又可靠的液压抽油机对于其在石油工业中的广泛应用显得特别有意义。国外液压抽油机技术发展很快，目前已有性能优良的相关产品，但国内由于液压密封、传动等原因，液压抽油机发展比较缓慢。尤其缺少一种经济、有效、环保、可靠的液压抽油装置。

发明内容

针对现有装备和技术的不足，本发明的目的在于提供一种可调控液压式抽油机装置，该装置利用液压来传递电动机的能量，进而带动光杆实现上、下冲程运动，同时还可根据井口流量变化来调节电动机功率，克服以往装备的局限性，推进液压抽油机在石油工业中的应用。

为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种可调控液压式抽油机装置，包括提供动力的三相异步电动机17，三相异步电动机17信号端与井口的传感器输入相连，三相异步电动机17的动力输出通过皮带轮与减速箱26的动力输入相连，减速箱26的动力输出装置上连接曲柄16，曲柄16、连杆15与横梁14依次连接构成三连杆结构，其中横梁14中间部分通过滑套28与导向杆27上端相连，横梁14尾端连接在支架13上；导向杆27下端连接在活塞10上；活塞10在活塞缸8内运动，活塞缸8内壁设置有衬套9，活塞缸8底部设置有吸入阀11，吸入阀11、活塞缸8密封构成B腔体24；B腔体24通过单向阀门7与柱塞缸21相连通，柱塞缸21内部设置有空心的柱塞18，柱塞18上固定有定滑轮19,定滑轮19上连接有负载20；整个柱塞缸21位于底座6之上；柱塞缸21的A腔体23通过管道及定时开关5与活塞缸8底部的C腔体25相连通；C腔体25通过管道4连接到储油罐1上，管道4上安装有阀门3和泵2。

所述的活塞10形状为圆筒状。

本发明的有益效果是：通过电动机带动三连杆的运转，实现活塞缸内活塞的上下运动，挤压液体油进入柱塞缸，进而通过柱塞缸实现光杆的上下运动。整套装置通过电动机提供动力，液压传递动力，唯一的能耗就是各部件之间的摩擦损耗，电能利用率高；通过在柱塞缸和活塞缸的内壁设置衬套，增加了装置的密封性，同时，也减少了摩擦损耗，提高了设备的使用寿命；通过设置传感装置，可实现电动机功率随井口液体排量的自动变化，不需要像传统装置那样人工调控；通过设置补液罐，可定期对活塞缸进行补液。同时，本发明不需要平衡块、驴头等设备，装置简单，减少了传统抽油机由于要带动平衡块和驴头等额外的损耗。

本发明结构简单，密封性能好，***效率高，预计对于改善我国液压抽油机装置的研发很有指导意义。

四、附图说明

图1为整套装置液压抽油机的原理结构图。

图2为传感器控制装置简图。

图3为活塞原理结构图。

五、具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作详细叙述。

一种可调控液压式抽油机装置，包括提供动力的三相异步电动机17，参照图2，三相异步电动机17信号端与井口的传感器信号相连，通过井口的传感器将转换后的信息传递到三相异步电动机，实现对三相异步电动机17的控制；如图1所示，三相异步电动机17的动力输出通过皮带轮与减速箱26的动力输入相连，减速箱26的动力输出装置上连接曲柄16，三相异步电动机17、减速箱26、曲柄16位于底座22之上；曲柄16、连杆15与横梁14依次连接构成三连杆结构，其中横梁14中间部分通过滑套28与导向杆27上端相连，横梁14尾端连接在支架13上；导向杆27下端连接在活塞10上；活塞10在活塞缸8内运动，活塞缸8内壁设置有衬套9，活塞缸8底部设置有吸入阀11，吸入阀11、活塞缸8密封构成B腔体24；B腔体24内有油12，B腔体24通过单向阀门7与柱塞缸21相连通，柱塞缸21内部设置有空心的柱塞18，柱塞18上固定有定滑轮19,定滑轮19上连接有负载20；整个柱塞缸21位于底座6之上；柱塞缸21的A腔体23通过管道及定时开关5与活塞缸8底部的C腔体25相连通；C腔体25通过管道4连接到储油罐1上，管道4上安装有阀门3和泵2。

如图3所示，所述的活塞10形状为圆筒状，主要是为了增加密封性。

本发明的工作原理如下：

正常启动之前，先用泵2将储液罐1中备好的液体油抽到C腔体25中，在此过程中调整开关5，使其处于开放状态，液体油进入C腔体25和A腔体23之中。随着液体的增多，压力会将吸入阀门11顶开，进入B腔体24中，等活塞缸8和柱塞缸21充满液体后，关闭电机，同时拧紧阀门3。

液压式抽油机的抽汲过程：

上冲程：打开电动机17，其通过减速箱26带动曲柄16向下旋转，曲柄16运动轨迹为圆周；曲柄16、连杆15和横梁14是三连杆结构，其中横梁14尾段固定在支架13上，中间部分为滑套28，在三连杆运动过程中，滑套28会迫使其下的导向杆27向下运动。由于压力的作用，吸入阀11此时处于关闭状态，B腔体24内部液体由于压力作用而通过单向阀门7进入A腔体23，即柱塞缸，此过程中，定时开关5处于关闭状态；A腔体23内部增加的压力会使柱塞18向上运动，从而通过其上的定滑轮带动负载20向上运动，实现将井底原油举升到地面。

下冲程：通过设定定时开关5的时间，当柱塞18上升到上死点时，开关5打开；此时，A腔体23中的液体油通过管道流入C腔体25中，A腔体23中的液体压力随之降低，柱塞18下降，负载20也随着柱塞而下降，当下降到上死点时，定时开关5又自动关闭。

定时开关5的时间由实际工作的排量确定，其处于关闭的时间与打开的时间相同，等于上、下冲程的时间。也就是说，上冲程中，定时开关5关闭；下冲程中，定时开关5打开。

井口的传感器起初设定好相关参数值，井口的传感器连接井口的信号，使其实现根据井口流量(井口流量变化值大于某一设定值)的变化而对三相异步电动机17的功率进行调控。

Claims (2)

1.一种可调控液压式抽油机装置，其特征在于，包括提供动力的三相异步电动机(17)，三相异步电动机(17)的信号端与井口的传感器输入相连，三相异步电动机(17)的动力输出通过皮带轮与减速箱(26)的动力输入相连，减速箱(26)的动力输出装置上连接曲柄(16)，曲柄(16)、连杆(15)与横梁(14)依次连接构成三连杆结构，其中横梁(14)中间部分通过滑套(28)与导向杆(27)上端相连，横梁(14)尾端连接在支架(13)上；导向杆(27)下端连接在活塞(10)上；活塞(10)在活塞缸(8)内运动，活塞缸(8)内壁设置有衬套(9)，活塞缸(8)底部设置有吸入阀(11)，吸入阀(11)、活塞缸(8)密封构成B腔体(24)；B腔体(24)通过单向阀门(7)与柱塞缸(21)相连通，柱塞缸(21)内部设置有空心的柱塞(18)，柱塞(18)上固定有定滑轮(19),定滑轮(19)上连接有负载(20)；整个柱塞缸(21)位于底座(6)之上；柱塞缸(21)的A腔体(23)通过管道及定时开关(5)与活塞缸(8)底部的C腔体(25)相连通；C腔体(25)通过管道(4)连接到储油罐(1)上，管道(4)上安装有阀门(3)和泵(2)。

2.根据权利要求1所述的一种可调控液压式抽油机装置，其特征在于，所述的活塞(10)形状为圆筒状。

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