CN202866763U - 液压抽油机的动力单元及包括该动力单元的液压抽油机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及液压抽油机的动力单元，包括：电机；由电机驱动的至少一个第一二次调节技术液压马达和至少一个第二二次调节技术液压马达，分别驱动相应的井下泵抽油杆往复移动；被触发以设定井下泵抽油杆冲程的传感器；控制阀，基于传感器的信号分别控制第一和第二二次调节技术液压马达的运转方式；至少一个第一二次调节技术液压马达与至少一个第二二次调节技术液压马达传动连接，并以受控的方式与控制阀连接，以使在二次调节技术液压马达运转的至少部分时段内，其中一个二次调节技术液压马达构成马达，与电机一起驱动构成泵的另一二次调节技术液压马达。本实用新型提供包括至少一个动力单元的液压抽油机。本实用新型减小了电机损耗，降低了成本。

Description

液压抽油机的动力单元及包括该动力单元的液压抽油机

技术领域

本实用新型涉及一种采油设备，特别涉及一种液压抽油机的动力单元及包括该动力单元的液压抽油机。 

背景技术

目前的采油通常利用传统的磕头机驱动。在国内，很多油井所处的位置很近但距离和布置无法固定，导致传统的磕头机无法完成一台设备同时驱动多口油井，这样就无法利用多个井来减小设备重量和设备投入。另外，虽然目前存在利用一个电机驱动多口油井的情况，但是其没有利用抽油杆下降所产生的能量，从而产生巨大的浪费。 

实用新型内容

考虑到现有技术的上述缺陷，本实用新型要解决的技术问题是提供一种减小泵组的占地空间并且能够回收抽油杆下降产生的势能的液压抽油机的动力单元。 

根据本实用新型，提供了一种液压抽油机的动力单元，该动力单元包括：电机；由该电机驱动的至少一个第一二次调节技术液压马达和至少一个第二二次调节技术液压马达，分别驱动相应的井下泵抽油杆往复移动；被触发以设定各个井下泵抽油杆的冲程的传感器；控制阀，其基于所述传感器的信号分别控制各个第一和第二二次调节技术液压马达的运转方式；其中，所述至少一个第一二次调节技术液压马达与所述至少一个第二二次调节技术液压马达传动连接，并且以受控的方式与控制阀连接，以使得在第一和第二二次调节技术液压马达运转的至少部分时段内，其中一个二次调节技术液压马达构成马达，与电机一起驱动构成泵的另一个二次调节技术液压马达。 

优选地，第一和第二二次调节技术液压马达以彼此完全相反的控制方向与控制阀连接，以交替构成液压马达和液压泵。 

优选地，所述动力单元还包括由各个二次调节技术液压马达驱动进而带动井下泵抽油杆往复移动的油缸。 

优选地，所述动力单元还包括由各个二次调节技术液压马达驱动进而带动井下泵抽油杆往复移动的液压绞车。 

优选地，第一和第二二次调节技术液压马达分别是第一和第二双向柱塞泵。 

优选地，所述控制阀是比例减压阀或比例换向阀。 

优选地，所述传感器是位移传感器。 

优选地，所述位移传感器为分别设置在对应的油缸支架上部和下部的上部接近开关和下部接近开关。 

优选地，电机、第一二次调节技术液压马达和第二二次调节技术液压马达同轴布置。 

优选地，所述动力单元还包括通过控制阀向第一和第二二次调节技术液压马达供给控制油的控制泵，所述控制泵与电机、第一二次调节技术液压马达和第二二次调节技术液压马达同轴布置。 

本实用新型还提供了一种液压抽油机，其包括至少一个前述的动力单元。 

与现有技术相比，本实用新型取得的有益效果是：通过利用一个电机驱动成对的二次调节技术液压马达交替用作泵和马达，使得其中一个油缸活塞杆的上升能够利用另一个油缸活塞杆下降产生的势能，从而减小了电机损耗，能够使用功率较小的电机，并且减小了动力单元的重量，不需要安装设备地基,降低了设备成本。另外，本实用新型还能够在较小的空间内安装油缸支架来同时对两个油井采油。 

附图说明

图1示出了本实用新型的液压抽油机的动力单元的控制简化图； 

图2示出了根据本实用新型第一实施例的液压抽油机的部分油路图； 

图3示出了根据本实用新型第二实施例的液压抽油机的部分油路图。 

具体实施方式

现在参照附图描述本实用新型的实施例。其中相同或类似的部件采用 相同的附图标记。 

本实用新型的液压抽油机的动力单元的控制示出在图1中。 

如图1所示，该动力单元100包括：电机1；由该电机1驱动的第一二次调节技术液压马达2；由第一二次调节技术液压马达2控制进而带动第一井下泵的第一抽油杆往复移动的第一油缸3；被触发以设定第一油缸活塞杆31的冲程（即第一抽油杆的冲程）的第一位移传感器4；由该电机1驱动的第二二次调节技术液压马达5；由第二二次调节技术液压马达5控制进而带动第二井下泵的第二抽油杆往复移动的第二油缸6；被触发以设定第二油缸活塞杆61的冲程（即第二抽油杆的冲程）的第二位移传感器7；控制阀8，其分别根据来自第一位移传感器4和第二位移传感器7的信号控制第一二次调节技术液压马达2和第二二次调节技术液压马达5的运转方式；其中，第一二次调节技术液压马达2和第二二次调节技术液压马达5传动连接，并且以彼此完全相反的控制方向与控制阀8连接，在第一油缸活塞杆31和第二油缸活塞杆61中的一个下降的过程中，第一二次调节技术液压马达2和第二二次调节技术液压马达5中的对应一个通过控制阀8改变运转方式用作马达，与电机1一起驱动第一二次调节技术液压马达2和第二二次调节技术液压马达5中的另一个运转，使得第一油缸活塞杆31和第二油缸活塞杆61中的另一个上升。 

通过设置两个既能用作泵又能用作马达的二次调节技术液压马达2、5，使得第一油缸活塞杆31在下降过程中的势能被利用来驱动第二油缸活塞杆61上升。反之，第二油缸活塞杆61下降过程中的势能被利用来驱动第一油缸活塞杆31上升。从而，大大节省了电机的能耗。 

电机1可以采用普通电机，也可以采用滑差电机。 

第一和第二二次调节技术液压马达2、5优选为双向柱塞泵，在控制阀8的作用下可以改变运转方式，在正常运转时，在输入端受驱动用作泵驱动油缸活塞杆上升抽油，而在油缸活塞杆下降产生势能时，二次调节技术液压马达利用该势能在输出端输出旋转动能用作马达，与电机1一起驱动另一个二次调节技术液压马达（此时用作泵）运转带动油缸活塞杆上升抽油。 

第一和第二油缸3、6分别安装在各自的油缸支架上，第一和第二油缸活塞杆31、61分别与第一和第二井下泵的抽油杆连接，以带动抽油杆上下 往复运动。优选地，第一和第二油缸活塞杆31、61分别与第一和第二井下泵的抽油杆布置在一条直线上，从而两者始终没有偏心地共线，保证了井下泵抽油杆可以长时间工作，延长了使用寿命。 

第一和第二位移传感器4、7分别安装在第一和第二油缸3、6的油缸支架上，用来检测第一和第二油缸活塞杆31、61的位置。 

其中，第一和第二位移传感器4、7可以是开关量传感器，比如分别设置在油缸支架的上下部的两个接近开关：上部接近开关41、71和下部接近开关42、72，如图1所示，上部接近开关41、71和下部接近开关42、72之间的距离决定了对应的油缸活塞杆的冲程。第一和第二位移传感器4、7也可以是模拟量传感器，从而可以在最大冲程范围内的任何位置改变冲程。 

控制阀8优选为比例阀，比如比例减压阀、比例换向阀等，其具有两个比例电磁铁8A、8B，根据位移传感器4、7传来的信号对不同的比例电磁铁通电，从而可以切换二次调节技术液压马达的运转方式，比如切换双向柱塞泵的运转方式。并且，根据对比例电磁铁8A、8B通电的电流大小，能够改变双向柱塞泵的排量，从而改变油缸活塞杆的运动速度。控制阀8也可以通过普通电磁换向阀或压力阀来实现，但速度无法电气调节。 

该动力单元用于连接到油箱以给第一和第二二次调节技术液压马达2、5供油。 

另外，该动力单元还包括控制泵9，以通过控制阀8给第一和第二二次调节技术液压马达2、5供给控制油来改变运转方式。第一和第二二次调节技术液压马达2、5以及控制泵9的输出端均连接泄压阀，防止泵内压力过高。优选地，电机1、第一和第二二次调节技术液压马达2、5同轴布置，更优选地，电机1、第一和第二二次调节技术液压马达2、5以及控制泵9同轴布置，使得这些部件均由一个电机供电，从而整个动力单元100的结构紧凑。其中，在电机1、第一和第二二次调节技术液压马达2、5以及控制泵9之间的传动轴始终沿同一方向旋转，如图1中的顺时针方向箭头所示。 

该液压抽油机的动力单元100通过将第一和第二油缸活塞杆31、61分别与第一和第二井下泵的抽油杆连接来带动相应的抽油杆上下往复运动抽油，其一个工作循环如下： 

初始时，第一和第二油缸活塞杆31、61均位于其冲程的最底端即下止 点，第一和第二位移传感器4、7均产生对应的油缸活塞杆位于下止点的信号。此时，控制阀8接收来自第一和第二位移传感器4、7的信号使第一二次调节技术液压马达2运转用作泵，从而使第一油缸活塞杆31向上运动带动抽油杆抽油，而第二二次调节技术液压马达5由于未接收到驱动力处于补油状态，此时，由于各个马达的同轴连接，第二二次调节技术液压马达5旋转，马达5经过补油单向阀吸油然后液压油经过马达S口回到油箱,在整个运动过程中，控制阀8以小的控制量实现小的泵排量,进而活塞杆以慢速运动避免了需要大的电机功率。 

当第一油缸活塞杆31从底部上升到达其冲程的最顶端即上止点时，下一步将向下运动，控制阀8接收来自第一位移传感器4的信号使第一二次调节技术液压马达2用作马达，并使第二二次调节技术液压马达5用作泵，第一二次调节技术液压马达2将活塞杆和抽油杆下降产生的重力势能转化为其输出端产生的旋转动能传输至第二二次调节技术液压马达5，从而第一二次调节技术液压马达2与电机1一起驱动第二二次调节技术液压马达5运转，进而驱动第二油缸活塞杆61上升带动抽油杆抽油。 

当第二油缸活塞杆61从底部上升到达其冲程的最顶端即上止点时，第二位移传感器7的信号产生第二油缸活塞杆61到达上止点的信号，抽油杆下一步将向下运动，此时，第一油缸活塞杆31下降至其冲程的下止点，第一位移传感器4产生活塞杆到达下止点的信号，控制阀8接收来自第一和第二位移传感器4、7的或门信号使第二二次调节技术液压马达5用作马达，并使第一二次调节技术液压马达2用作泵，第二二次调节技术液压马达5将活塞杆和抽油杆下降产生的重力势能转化为其输出端产生的旋转动能传输至第一二次调节技术液压马达2，从而第二二次调节技术液压马达5与电机1一起驱动第一二次调节技术液压马达2运转用作泵，使第一油缸活塞杆31向上运动带动抽油杆抽油。如此周而复始。 

另外，需要说明的是，在上述工作循环中，第一和第二油缸活塞杆31、61完全交替运动，也即，在其中一个活塞杆上升时，另一个活塞杆下降。两个活塞杆的运动方向始终是彼此相反的，这能最大限度地利用活塞杆的下降势能，从而最大程度地节省能量。通过将设定第一和第二油缸活塞杆31、61冲程的第一和第二位移传感器设定为产生或门信号，可以达到上述效果。 

（第一实施例） 

图2示出了根据本实用新型的第一实施例的液压抽油机的部分油路图，在该实施例中，液压抽油机安装了一个上述动力单元，也即，该液压抽油机利用一个电机和两个二次调节技术液压马达对井下泵采油。 

具体来说，在该实施例中，两个二次调节技术液压马达2、5均为双向柱塞泵，优选将电机1以及两个双向柱塞泵同轴布置，使得液压抽油机的结构紧凑。控制阀8为比例减压阀，其包括两个交替通电的比例电磁铁8A、8B。两个位移传感器4、7均为常闭的上部接近开关41、71和下部接近开关42、72，当然，接近开关也可以为常开型。比例减压阀根据接近开关的电信号来选择对其中的一个比例电磁铁通电，从而控制双向柱塞泵的运转方式。 

根据该优选实施例的液压抽油机的工作原理如下： 

初始时，第一和第二油缸活塞杆31、61均位于其冲程的下止点，第一和第二位移传感器4、7的下部接近开关42、72断开，此时，比例电磁铁8A通电，使第一双向柱塞泵（即第一二次调节技术液压马达2）的摆角为正，比如正5度或者较小值，作为泵使用，从而使第一油缸活塞杆31向上运动带动抽油杆抽油，而第二双向柱塞泵（即第二二次调节技术液压马达5）由于未接收到驱动力处于补油状态，此时，由于各个双向柱塞泵的同轴连接，第二双向柱塞泵旋转，经过补油单向阀吸油然后液压油经过柱塞泵5S口回到油箱,在整个运动过程中，控制阀8以小的控制量实现小的泵排量,进而活塞杆以慢速运动，避免了需要大的电机功率。 

当第一油缸活塞杆31从底部上升到达其冲程的上止点时，第一位移传感器4的上部接近开关41断开，比例电磁铁8B通电，使第一双向柱塞泵变为负摆角比如负15度用作马达，并使第二双向柱塞泵变为正摆角比如正15度用作泵，在第一油缸活塞杆31下降时，第一油缸活塞杆31和第一抽油杆下降产生的重力势能转化为第一双向柱塞泵输出端产生的旋转动能，并将该旋转动能输出至第二双向柱塞泵，从而第一双向柱塞泵与电机1一起驱动第二双向柱塞泵运转，进而驱动第二油缸活塞杆61上升带动抽油杆抽油。 

当第二油缸活塞杆61从底部上升到达其冲程的上止点时，第一油缸活塞杆31恰好下降至其冲程的下止点，此时，第二位移传感器7的上部接近 开关71断开，第一位移传感器4的下部接近开关42断开，两者或门关系提供电信号，比例电磁铁8A通电，使第二双向柱塞泵变为负摆角比如负15度用作马达，并使第一双向柱塞泵变为正摆角比如正15度用作泵，在第二油缸活塞杆61下降时，第二油缸活塞杆61和第二抽油杆下降产生的重力势能转化为第二双向柱塞泵输出端产生的旋转动能，并将该旋转动能输出至第一双向柱塞泵，从而第二双向柱塞泵与电机1一起驱动第一双向柱塞泵运转，进而驱动第一油缸活塞杆31上升带动抽油杆抽油。如此周而复始。 

其中，第一和第二双向柱塞泵的摆角大小是可以根据需要改变的，并不限于上述15度。 

利用上述结构，第一和第二油缸活塞杆31、61以及抽油杆下降产生的重力势能被完全用来驱动相应的泵运转，最大程度地节省了电机的损耗，从而可以使用功率较小的电机。并且，由于一个动力单元可以同时对两个井下泵抽油，也降低了对安装泵组的空间要求。 

（第二实施例） 

图3示出了第二实施例的液压抽油机的部分油路图。 

如图3所示，该实施例与第一实施例的不同点仅在于，该液压抽油机中设置了两个动力单元100，因此，可以同时对四个井下泵抽油。另外，根据油井的分布情况，该液压抽油机可以设置更多的动力单元。多个动力单元可以连接到一个较大的油箱单元。因此，可以利用一个较大的油箱单元驱动两个以上的油缸采油。 

（变形） 

在前述实施例中，一个动力单元包括一个第一二次调节技术液压马达2以及一个第二二次调节技术液压马达5，但是，第一和第二二次调节技术液压马达2、5的数量并不限于此，而均可以是多个，从而可以对两个以上的油井抽油。 

而且，第一和第二二次调节技术液压马达2、5并不限于在运转的所有时段内完全交替运转用作泵和马达，也可以仅在部分时段内交替，虽然此时其中一个抽油杆的上升没有完全利用另一个抽油杆下降产生的势能，但是，部分地利用势能也能起到节能的作用。 

另外，如前所述，第一和第二二次调节技术液压马达2、5驱动第一和 第二油缸3、6带动抽油杆往复运动。但是，油缸及活塞杆的设置并不是必须的，也可以采用其它驱动机构来带动抽油杆抽油，比如，可以将油缸替换成现有的液压绞车，利用液压绞车的缆绳或皮带等拉动抽油杆上下往复运动。 

另外，上述位移传感器也可以替换成其它类型的传感器，比如磁感应检测装置，同样实现被触发以设定抽油杆冲程的目的。 

对于本领域技术人员而言，其它优点和变型是显而易见的。因此本实用新型就其更宽泛的意义而言不限于所示和所述的具体细节、代表性结构以及示例性示例。 

Claims (11)

1.一种液压抽油机的动力单元（100），其特征在于，该动力单元包括： 

电机（1）； 

由该电机（1）驱动的至少一个第一二次调节技术液压马达（2）和至少一个第二二次调节技术液压马达（5），分别驱动相应的井下泵抽油杆往复移动； 

被触发以设定各个井下泵抽油杆的冲程的传感器； 

控制阀（8），其基于所述传感器的信号分别控制各个第一和第二二次调节技术液压马达的运转方式； 

其中，所述至少一个第一二次调节技术液压马达（2）与所述至少一个第二二次调节技术液压马达（5）传动连接，并且以受控的方式与控制阀（8）连接，以使得在第一和第二二次调节技术液压马达运转的至少部分时段内，其中一个二次调节技术液压马达构成马达，与电机（1）一起驱动构成泵的另一个二次调节技术液压马达。 

2.根据权利要求1所述的动力单元，其特征在于，第一和第二二次调节技术液压马达以彼此完全相反的控制方向与控制阀（8）连接，以交替构成液压马达和液压泵。 

3.根据权利要求1或2所述的动力单元，其特征在于，还包括由各个二次调节技术液压马达驱动进而带动井下泵抽油杆往复移动的油缸。 

4.根据权利要求1或2所述的动力单元，其特征在于，还包括由各个二次调节技术液压马达驱动进而带动井下泵抽油杆往复移动的液压绞车。 

5.根据权利要求1或2所述的动力单元，其特征在于，第一和第二二次调节技术液压马达分别是第一和第二双向柱塞泵。 

6.根据权利要求1或2所述的动力单元，其特征在于，所述控制阀（8）是比例减压阀或比例换向阀。 

7.根据权利要求1或2所述的动力单元，其特征在于，所述传感器是位移传感器。 

8.根据权利要求7所述的动力单元，其特征在于，所述位移传感器为分别设置在对应的油缸支架上部和下部的上部接近开关和下部接近开关。 

9.根据权利要求1或2所述的动力单元，其特征在于，电机（1）、第 一二次调节技术液压马达（2）和第二二次调节技术液压马达（5）同轴布置。 

10.根据权利要求1或2所述的动力单元，其特征在于，还包括通过控制阀（8）向第一和第二二次调节技术液压马达供给控制油的控制泵（9），所述控制泵（9）与电机（1）、第一二次调节技术液压马达（2）和第二二次调节技术液压马达（5）同轴布置。 

11.一种液压抽油机，其包括至少一个根据权利要求1-10任一项所述的动力单元（100）。 

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