CN205047197U - 一种游梁式智能抽油*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种游梁式智能抽油***，包括游梁式抽油机、信号采集模块和控制器，所述控制器包括相互连接的信号处理器和变频器，所述信号采集模块与信号处理器连接，所述变频器与游梁式抽油机上的电机连接。本实用新型通过信号采集模块收集游梁式抽油机的工作状态信号，并通过控制器控制电机作变速运动，使电机的机械特性与负载特性相匹配，从而达到了节能效果，且避免了游梁式抽油机低效率运行、空抽、因停抽而导致冻井口等问题。

Description

一种游梁式智能抽油***

技术领域

本实用新型属于石油采油领域，具体涉及一种游梁式智能抽油***。

背景技术

传统游梁式抽油机一般是通过电动机驱动皮带轮带动减速器驱动四连杆换向机构带动悬点做上、下往复运动进行抽油，因其结构简单、皮实耐用且寿命长所以成为了机械采油中应用最广泛的装备。但是传统游梁式抽油机也存在如下缺点：传动链长、传动效率低；减速机结构复杂且漏油现象严重、污染环境、噪声大、维护成本较高；调参不便（如，游梁式抽油机通过更换皮带轮来调节抽油机的冲次，所以一般游梁式抽油机在设计的时候根据皮带轮的尺寸有三种冲次）、***效率低、维护安全系数低；电动机机械特性与负载特性不匹配（电动机功率利用率在20%-50%左右），造成电能的大量浪费。为了克服传统游梁式抽油机的缺点，人们设计了直驱游梁式抽油机，通过直驱电机直接驱动四连杆换向机构带动悬点做上、下往复运动进行抽油，省去了皮带轮和减速器，传动效率高、维护成本低。

目前，国内油田大部分油井都进入中、后期开采，泵挂越来越深，油液含水率进一步增大，有的油田含水率甚至高达95%，这对抽油机的节能性能提出了更高的要求。现有的直驱游梁式抽油机虽然克服了传动效率低的问题，但是仍不能满足节能的要求，依然不能避免抽油机低效率运行、空抽、因停抽而导致冻井口等常见问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种游梁式智能抽油***，通过信号采集模块收集游梁式抽油机的工作状态信号，并通过控制器控制电机作变速运动，使电机的机械特性与负载特性相匹配，从而达到了节能效果，且避免了游梁式抽油机低效率运行、空抽、因停抽而导致冻井口等问题。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种游梁式智能抽油***，包括游梁式抽油机、信号采集模块和控制器，所述控制器包括相互连接的信号处理器和变频器，所述信号采集模块与信号处理器连接，所述变频器与游梁式抽油机上的电机连接。

进一步地，所述信号采集模块包括用于测量采液量的流量传感器、用于测量游梁式抽油机上曲柄位置的位置传感器以及用于测量上冲程和下冲程电流的电流互感器，所述流量传感器、位置传感器和电流互感器分别与信号处理器连接。

进一步地，所述游梁式抽油机采用电机直驱形式，包括底座、机架、电机、电机支架、曲柄、连杆、游梁、横梁和驴头；机架固定在底座前端，游梁与机架顶部铰接，驴头和横梁分别固定在游梁的前后两端，电机支座固定在底座后端，电机固定在电机支座顶部，曲柄分别固定在电机两侧的输出轴上，连杆一端与曲柄连接另一端与横梁铰接。

进一步地，所述电机一侧或两侧的输出轴上固定有锁止轮盘，所述锁止轮盘的附近固定有与其配合的锁止装置。

进一步地，所述的锁止装置包括互相独立的自动锁止装置和手动锁止装置，所述自动锁止装置与信号处理器连接，所述手动锁止装置与手动刹车总成连接。

进一步地，所述电机为永磁同步电机。

进一步地，所述曲柄和游梁上均设有平衡块或仅有一个设有平衡块。

本实用新型的有益效果是：

1.工作时，信号采集模块可以实时监测并收集反应抽油机工作状况的信号（如单位时间的采液量、曲柄的位置、上冲程和下冲程电流等），信号处理器根据信号通过变频器调节电机做变速运动，使电机的机械特性与负载特性相匹配—信号处理器自动调节抽油机的工作参数，选择最佳冲次，并在上、下冲程范围内调节电机转速，降低抽油机悬点的加速度，改善悬点受力状况，减少抽油杆的应变进而降低冲程损失，提高泵的充满系数，提高泵效，进一步改善抽油机的运行状况，延长抽油机的寿命；信号处理器根据信号选择间抽模式或不停机低冲次抽油模式，最大限度的避免了抽油机低效率运行、空抽或者因停抽而导致的冻井口等故障，在保证产液量的基础上达到节能的目的；信号处理器可以根据上、下冲程电流自动计算出抽油机平衡率，方便平衡调节；信号处理器根据上、下冲程电流判断井下故障，及时停机，安全系数高。本实用新型实现了抽油机的远程监测与调节，方便集中控制管理。

2.采用电机直驱游梁式抽油机，省去了皮带轮和减速器，简化了传动链，运行平稳，噪音小，改善了工作过程中的振动状况同时提升了***传动效率。

3.锁止轮盘与电机输出轴同步转动，当井下故障时，可以通过锁止装置卡住锁止轮盘上的齿槽，及时停机，防止故障扩大。

4.采用自动和手动两套相互独立的锁止装置，安全可靠；当信号处理器判断故障或断电时，自动锁止装置能够自动卡住锁止轮盘；当人工观测到故障时，可以手动操作手动刹车总成，带动手动锁止装置卡住锁止轮盘。

5.永磁同步电机转速低、扭矩大，发热量小，效率与功率因数高，噪音低，免维护。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构框图。

图2是本实用新型实施例中控制器的功能框图。

图3是本实用新型实施例中抽油机的正视图。

图4为本实用新型实施例中抽油机的侧视图。

图中：1-底座；2-机架；3-游梁；4-驴头；5-电机支架；6-电机；7-曲柄；8-曲柄平衡块；9-连杆；10-横梁；11-游梁平衡块；12-锁止轮盘；13-手动锁止装置；14-自动锁止装置；15-手动刹车总成；16-控制柜。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步地说明。

如图1所示，在本实施例中，一种游梁式智能抽油***包括电机直驱游梁式抽油机、信号采集模块和控制器，所述控制器包括相互连接的信号处理器和变频器，所述信号采集模块与信号处理器连接，所述变频器与电机直驱游梁式抽油机上的电机6连接，所述电机6为永磁同步电机6。本实用新型采用电机直驱游梁式抽油机，省去了皮带轮和减速器，简化了传动链，运行平稳，噪音小，改善了工作过程中的振动状况同时提升了***传动效率；采用永磁同步电机作为直驱电机6，转速低、扭矩大，发热量小，效率与功率因数高，噪音低，免维护。

如图2所示，在本实施例中，所述信号采集模块包括用于测量采液量的流量传感器、用于测量游梁式抽油机上曲柄7位置的位置传感器以及用于测量上冲程和下冲程电流的电流互感器，所述流量传感器、位置传感器和电流互感器分别与信号处理器连接。流量传感器设在井口上，可以检测井口单位时间的采液量；位置传感器设在电机6输出轴上，通过转动角度即可知道曲柄7相应的位置；电流互感器设在与电机6电路连接，可以检测上、下冲程电流；抽油机的冲次可以根据电机6转速换算得到。

如图2所示，工作时，信号采集模块可以实时监测并收集反应抽油机工作状况的信号（如单位时间的采液量、曲柄7的位置、上冲程和下冲程电流等），信号处理器根据信号通过变频器调节电机6做变速运动，使电机6的机械特性与负载特性相匹配—信号处理器自动调节抽油机的工作参数，选择最佳冲次，并在上、下冲程范围内调节电机6转速，降低抽油机悬点的加速度，改善悬点受力状况，减少抽油杆的应变进而降低冲程损失，提高泵的充满系数，提高泵效，进一步改善抽油机的运行状况，延长抽油机的寿命；信号处理器根据信号选择间抽模式或不停机低冲次抽油模式，最大限度的避免了抽油机低效率运行、空抽或者因停抽而导致的冻井口等故障，在保证产液量的基础上达到节能的目的；信号处理器可以根据上、下冲程电流自动计算出抽油机平衡率，方便平衡调节；信号处理器根据上、下冲程电流判断井下故障，及时停机，安全系数高。本实用新型实现了抽油机的远程监测与调节，方便集中控制管理。

如图3和图4所示，在本实施例中，所述的电机直驱游梁式抽油机包括底座1、机架2、电机6、电机支架5、锁止轮盘12、手动锁止装置13、自动锁止装置14、手动刹车总成15、曲柄7、曲柄平衡块8、连杆9、游梁3、游梁平衡块11、横梁10、驴头4和控制柜16（控制器设在控制柜16中）；机架2固定在底座1前端，游梁3与机架2顶部铰接，驴头4和横梁10分别固定在游梁3的前后两端，电机6支座和控制柜16固定在底座1后端，电机6固定在电机6支座顶部，曲柄7分别固定在电机6两侧的输出轴上，连杆9一端与曲柄7连接另一端与横梁10铰接；锁止轮盘12固定在电机6一侧（或两侧）的输出轴上，手动锁止装置13和自动锁止装置14固定在电机支架5上位于锁止轮盘12附近，手动锁止装置13与手动刹车总成15（手动刹车总成15是带有增加力矩效果的连杆机构，为机械传动中的常规结构）连接，自动锁止装置14与信号处理器连接，锁止轮盘12与电机6输出轴同步转动，当井下故障时，锁止装置向上运动卡住锁止轮盘上的齿槽，及时停机，防止故障扩大；采用自动和手动两套相互独立的锁止装置，安全可靠，当信号处理器判断故障或断电时，自动锁止装置14能够自动卡住锁止轮盘12，当人工观测到故障时，可以手动操作手动刹车总成15，带动手动锁止装置13卡住锁止轮盘12；曲柄平衡块8和游梁平衡块11分别设在曲柄7和游梁3上（在实际应用中，曲柄7和游梁3还可以仅有一个设置平衡块）。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种游梁式智能抽油***，其特征在于：包括游梁式抽油机、信号采集模块和控制器，所述控制器包括相互连接的信号处理器和变频器，所述信号采集模块与信号处理器连接，所述变频器与游梁式抽油机上的电机连接。

2.如权利要求1所述的一种游梁式智能抽油***，其特征在于：所述信号采集模块包括用于测量采液量的流量传感器、用于测量游梁式抽油机上曲柄位置的位置传感器以及用于测量上冲程和下冲程电流的电流互感器，所述流量传感器、位置传感器和电流互感器分别与信号处理器连接。

3.如权利要求1所述的一种游梁式智能抽油***，其特征在于：所述游梁式抽油机采用电机直驱形式，包括底座、机架、电机、电机支架、曲柄、连杆、游梁、横梁和驴头；机架固定在底座前端，游梁与机架顶部铰接，驴头和横梁分别固定在游梁的前后两端，电机支座固定在底座后端，电机固定在电机支座顶部，曲柄分别固定在电机两侧的输出轴上，连杆一端与曲柄连接另一端与横梁铰接。

4.如权利要求3所述的一种游梁式智能抽油***，其特征在于：所述电机一侧或两侧的输出轴上固定有锁止轮盘，所述锁止轮盘的附近固定有与其配合的锁止装置。

5.如权利要求4所述的一种游梁式智能抽油***，其特征在于：所述的锁止装置包括互相独立的自动锁止装置和手动锁止装置，所述自动锁止装置与信号处理器连接，所述手动锁止装置与手动刹车总成连接。

6.如权利要求3所述的一种游梁式智能抽油***，其特征在于：所述电机为永磁同步电机。

7.如权利要求3所述的一种游梁式智能抽油***，其特征在于：所述游梁式抽油机曲柄和游梁上均设有平衡块或仅有一个设有平衡块。