CN101265795A - 抽油机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抽油机，包括主机(1)、至少一套抽油杆(7)及其抽油杆固定架(6)、装有平衡对重块(9)的对重架(8)或者另外一套抽油杆(7)及其抽油杆固定架(6)、塔架(11)和滑轮组件；所述的主机(1)可拆卸式连接在塔架(11)上，主机(1)经滑轮组件一端可拆卸式连接有一套抽油杆固定架(6)及抽油杆(7)，另一端可拆卸式连接装有平衡对重块(9)的对重架(8)或者另外一套抽油杆(7)及其抽油杆固定架(6)；所述的主机(1)电机采用永磁同步电机，并在电机旋转轴上设置编码器(16)。采用这种装置后，减少了运动节点，且驱动变得平稳，从而大大降低了能耗，同时也可以远距离网络管理和控制抽油机。

Description

抽油机

技术领域

本发明涉及一种石油开采机械，具体讲是一种抽油机。

背景技术

目前，石油矿场所用的抽油机多种多样，最为成熟的机种为游梁式抽油机。这种抽油机的电动机定向运转，经胶带传动装置、齿轮减速器和四连杆机构驱动游梁绕支架座上的销轴进行反复摆动，再通过悬挂装置、卡杆器、光杆、抽油杆及配重块组成平衡传力系统，使井下往复抽油泵进行上、下运动的抽油工作。该游梁式抽油机存在着以下几个缺点：①四连杆机构的运动节点较多，且是由摇杆的旋转运动通过二个连杆的摇摆运动变为直线运动，从而驱动力不平稳，导致传动效率低，因此能耗大。②游梁式抽油机采用的是效率、功率都较低的异步电动机，经各级齿轮组的减速，也消耗掉部分功率。③目前游梁式抽油机由于油粘度等工作状况改变需改变工作参数时，唯一能改变的仅仅是改变皮带轮的速度比来改变抽油频次这样一个参数，而不能改变不同工步的工作参数。④目前对游梁式抽油机的管理是由人工单机独立管理，能调节的参数又仅是改变皮带轮的速度比，而这个改变只能由工人在现场手工操作才能完成，而不能实现远距离网络管理和控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能降低能耗、可自由设置工作参数、可实现远距离网络管理和控制的抽油机。

为解决上述技术问题，本发明提供的抽油机包括主机、至少一套抽油杆及其抽油杆固定架，所述的抽油机还包括装有平衡对重块的对重架或者另外一套抽油杆及其抽油杆固定架、塔架和滑轮组件；所述的主机可拆卸式连接在塔架上，主机经滑轮组件一端可拆卸式连接有一套抽油杆固定架及抽油杆，另一端可拆卸式连接装有平衡对重块的对重架或者另外一套抽油杆及其抽油杆固定架；所述的主机电机采用永磁同步电机，包括前后支承座、轴承、旋转轴、编码器；其中，电机一端连接在前支承座上，电机的前后端盖均设计有曳引轮，所述的旋转轴的一端与电机后端盖过盈配合，另一端经轴承连接在后支承座上，编码器内圈与旋转轴固定，编码器外圈与后支承座固定，前后支承座可拆卸式连接在所述的塔架上。

采用以上结构后，由于用滑轮组件代替了原来的连杆机构，减少了运动节点，曳引方式由曳引轮的回转运动通过钢丝绳转化成直线运动，且驱动变得平稳，从而大大降低了能耗。由于用永磁同步电动机取代了异步电动机，不仅提高效率，也减少了齿轮传动消耗掉的功率，从而降低了能耗。又由于在主机上设置了编码器，从而可根据需要在不同工步上通过键盘操作即可自由设置工艺参数，有利于提高效率，也可以对抽油机实现远距离、群机的网络化管理和自动控制。

所述的主机安装在塔架的顶部，所述的抽油机还包括装有平衡配重块的对重架，所述的滑轮组件包括导向轮、动滑轮I、动滑轮II、钢丝绳；其中，导向轮固定在塔架上部，动滑轮I可拆卸式连接有一套抽油杆固定架及抽油杆，动滑轮II可拆卸式连接有装有平衡配重块的对重架，钢丝绳滑配合在动滑轮I、导向轮、曳引轮、动滑轮II上，钢丝绳的两端固定在塔架顶部。采用这种结构后，运动更平稳，进一步降低能耗。

所述的主机安装在塔架底部，所述的抽油机还包括装有平衡配重块的对重架，所述的滑轮组件包括动滑轮I、动滑轮II、定滑轮I、定滑轮II、钢丝绳，所述的定滑轮I、定滑轮II固定在塔架顶部，动滑轮I可拆卸式连接有一套抽油杆固定架及抽油杆，动滑轮II可拆卸式连接有装有平衡配重块的对重架，钢丝绳滑配合在动滑轮I、定滑轮I、曳引轮、定滑轮II、动滑轮II上，钢丝绳的两端固定在塔架顶部。采用这种结构后，由于主机设置在塔架底部，更便于维修及安装。

所述的主机安装在塔架的顶部，所述的抽油机还包括另外一套抽油杆及其抽油杆固定架，所述的滑轮组件包括动滑轮I、动滑轮II、导向轮、过渡轮、钢丝绳，所述的导向轮、过渡轮固定在塔架顶部，动滑轮I可拆卸式连接有一套抽油杆固定架及抽油杆，动滑轮II可拆卸式连接有另一套抽油杆固定架及抽油杆，钢丝绳滑配合在动滑轮I、导向轮、曳引轮、过渡轮、动滑轮II上，钢丝绳的两端固定在塔架顶部。采用这种结构后，由于将装有平衡配重块的对重架换成抽油杆，为加大两个油井之间的井距和保证足够的曳引能力，增加了两个过渡轮，因此生产效率将翻一翻。

所述的主机安装在塔架的底部，所述的抽油机还包括另外一套抽油杆及其抽油杆固定架，所述的滑轮组件包括动滑轮I、动滑轮II、过渡轮、钢丝绳，所述的过渡轮固定在塔架顶部，动滑轮I可拆卸式连接有一套抽油杆固定架及抽油杆，动滑轮II可拆卸式连接有另一套抽油杆固定架及抽油杆，钢丝绳滑配合在动滑轮I、过渡轮、曳引轮、过渡轮、动滑轮II上，钢丝绳的两端固定在塔架顶部。采用这种结构后，本抽油机变成双井出油方式，提高生产效率，且由于主机设置在塔架底部，更便于维修及安装。

附图说明

图1是本发明抽油机的主机置于顶部时的结构示意图；

图2是本发明抽油机的主机剖视结构示意图；

图3是本发明抽油机实现自动化管理的实施框图；

图4是本发明抽油机的主机置于底部时的结构示意图；

图5是本发明抽油机双井出油方式主机置于顶部时的结构示意图；

图6是本发明抽油机双井出油方式主机置于底部时的结构示意图。

其中，1、主机；2、曳引轮；3、导向轮；4、钢丝绳；5、动滑轮I；6、抽油杆固定架；7、抽油杆；8、对重架；9、平衡配重块；10、动滑轮II；11、塔架；12、前支承座；13、后支承座；14、轴承；15、旋转轴；16、编码器；17、定滑轮I；18、定滑轮II；19、过渡轮。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。

由图1所示的本发明抽油机的主机置于塔架顶部时的结构示意图可知，本抽油机包括主机1、一套抽油杆7及其抽油杆固定架6、装有平衡对重块9的对重架8、塔架11和滑轮组件。所述的主机1电机采用永磁同步电机，并设有编码器21。主机1可拆卸式连接在塔架11顶部，主机1经滑轮组件一端可拆卸式连接有一套抽油杆固定架6及抽油杆7，另一端可拆卸式连接装有平衡对重块9的对重架8。

所述的滑轮组件包括导向轮3、动滑轮I 5、动滑轮II 10、钢丝绳4。其中，导向轮3固定在塔架11顶部，动滑轮I 5可拆卸式连接有一套抽油杆固定架6及抽油杆7，动滑轮II 10可拆卸式连接有装有平衡配重块9的对重架8。钢丝绳4滑配合在动滑轮I 5、导向轮3、曳引轮2、动滑轮II 10上，钢丝绳4的两端固定在塔架11顶部。换句话说，钢丝绳4的一端固定在塔架11顶，另一端依次绕过动滑轮I 5、导向轮3、曳引轮2、动滑轮II 10后固定在塔架11顶部。

当抽油机主机1作旋转运动时，曳引钢丝绳4在摩擦力的作用下，作上、下运动，从而带动抽油杆7和平衡配重块9作相对地上、下运动，实现对油井的抽油功能。

由图2所示的本发明抽油机的主机剖视结构示意图可知，所述的主机1包括电机、前支承座12、后支承座13、轴承14、旋转轴15、编码器16。其中，电机一端连接在前支承座12上，电机的前后端盖均设计有曳引轮2，所述的旋转轴15的一端与电机后端盖过盈配合，另一端经轴承14连接在后支承座13上，编码器16内圈与旋转轴15固定，编码器16外圈与后支承座13固定，前、后支承座12、13都可拆卸式连接在所述的塔架11上

为实现旋转编码器16的信号产生和传输，将抽油机主机1的轴系分成电机轴和旋转轴15，此时，当电机端盖旋转时，旋转轴15也跟着旋转，编码器16的内圈也跟着同步旋转，而编码器16的外圈则与后支承座12固定，因此编码器16产生旋转信号提供给抽油机的变频器。

抽油机在抽油时，油的粘度会直接影响到油的流动性、浸润性和油对抽油管的粘滞性，粘度低时，流动性、浸润性能都好，粘滞系数也低，这样当上一次油被抽上来后，泵外的油能很快进入油泵，也就是储油时间短，进入油泵的油又能很快被提升到地面的输油管道中，而且提升力也小。粘度大了，情况正好相反。这就需要改变抽油机的运行参数，由于游梁式抽油机改变参数需停机才能进行，因此即使需要调整也是不允许经常进行的。

由图3所示的本发明抽油机实现自动化管理的实施框图可知，在主机上采用变频驱动的方式，同时在输油管道上设置流量传感器设置运行参数，可将抽油机运行参数(如储油时间、抽油杆上升时的加速度、稳定速度、减速度和抽油杆下降加速度、稳定运行速度、减速度等与时间的关系曲线)通过键盘或网络对驱动器予以设定。驱动器将按设定参数驱动抽油机主机运行。运行状态可通过数字式电流表(监测电机输出力矩)、编码器(监测速度、旋转方向)、数字式流量计(监测油的流量)等传感器间接或直接地把测知的油的粘度、产量及抽油机的工况传到中央控制器，然后通过预先编制的程度计算是否工作在最佳状态，从而自动或管理人员按经验修改运行参数，使抽油机处在最佳工作状态，在这过程中计算机还可完成故障、运行状况、产量等统计及管理。

由图4所示的本发明抽油机的主机置于塔架底部时的结构示意图可知，本抽油机包括主机1、一套抽油杆7及其抽油杆固定架6、装有平衡对重块9的对重架8、塔架11和滑轮组件。所述的主机1可拆卸式连接在塔架11底部，主机1经滑轮组件一端可拆卸式连接有一套抽油杆固定架6及抽油杆7，另一端可拆卸式连接装有平衡对重块9的对重架8。

所述的滑轮组件包括动滑轮I 5、动滑轮II 10、定滑轮I 17、定滑轮II 18、钢丝绳4，所述的定滑轮I 17、定滑轮II 18固定在塔架11顶部，动滑轮I 5可拆卸式连接有一套抽油杆固定架6及抽油杆7，动滑轮II 10可拆卸式连接有装有平衡配重块9的对重架8。钢丝绳4滑配合在动滑轮I 5、定滑轮I 17、曳引轮2、定滑轮II 18、动滑轮II 10上，钢丝绳4的两端固定在塔架11顶部。换句话说，钢丝绳4的一端固定在塔架11顶，另一端依次绕过动滑轮I 5、定滑轮I 17、曳引轮2、定滑轮II 18、动滑轮II 10后固定在塔架11顶部。

作为本发明抽油机的第一种变化，主机1置于塔架11的底部，需要增加两个定滑轮，其工作原理同主机1置于塔架11的顶部的情况一样，此时对主机1的安装和维修会更方便。

由图5所示的本发明抽油机的双井出油方式主机置于塔架顶部时的结构示意图可知，包括主机1、两套抽油杆7及其抽油杆固定架6、塔架11和滑轮组件。所述的主机1可拆卸式连接在塔架11的顶部，主机1经滑轮组件一端可拆卸式连接有一套抽油杆固定架6及抽油杆7，另一端可拆卸式连接另外一套抽油杆7及其抽油杆固定架6。

所述的滑轮组件包括动滑轮I 5、动滑轮II 10、导向轮3、过渡轮19、钢丝绳4，所述的导向轮3、过渡轮19固定在塔架11顶部，动滑轮I 5可拆卸式连接有一套抽油杆固定架6及抽油杆7，动滑轮II 10可拆卸式连接有另一套抽油杆固定架6及抽油杆7。钢丝绳4滑配合在动滑轮I 5、导向轮3、曳引轮2、过渡轮19、动滑轮II 10上，钢丝绳4的两端固定在塔架11顶部。换句话说，钢丝绳4的一端固定在塔架11顶，另一端依次绕过动滑轮I 5、导向轮3、曳引轮2、过渡轮19、动滑轮II 10后固定在塔架11顶部。

作为本发明抽油机的第二种变化，主机1还是置于塔架11的顶部，把原来的装有平衡配重块9的对重架8换成带有抽油杆7的抽油杆固定架6，这样就变成双井出油，此时原工作周期中近一半的无用功率、时间损失也得到充分地利用，而生产效率将翻一翻。

由图6所示的本发明抽油机双井出油方式主机置于塔架底部时的结构示意图可知，本抽油机包括主机1、两套抽油杆7及其抽油杆固定架6、塔架11和滑轮组件。所述的主机1可拆卸式连接在塔架11底部，主机1经滑轮组件一端可拆卸式连接有一套抽油杆固定架6及抽油杆7，另一端可拆卸式连接另外一套抽油杆7及其抽油杆固定架6。

所述的滑轮组件包括动滑轮I 5、动滑轮II 10、过渡轮19、钢丝绳4，所述的过渡轮19固定在塔架11顶部，动滑轮I 5可拆卸式连接有一套抽油杆固定架6及抽油杆7，动滑轮II10可拆卸式连接有另一套抽油杆固定架6及抽油杆7。钢丝绳4滑配合在动滑轮I 5、过渡轮19、曳引轮2、过渡轮19、动滑轮II 10上，钢丝绳4的两端固定在塔架11顶部。换句话说，钢丝绳4的一端固定在塔架11顶，另一端依次绕过动滑轮I 5、过渡轮19、曳引轮2、过渡轮19、动滑轮II 10后固定在塔架11顶部。

作为本发明抽油机的第三种变化，主机1置于塔架11的底部，把原来的装有平衡配重块9的对重架8换成带有抽油杆7的抽油杆固定架6，这样就变成双井出油，此时原工作周期中近一半的无用功率、时间损失也得到充分地利用，而生产效率将翻一翻。

以上这些变化均落入本发明抽油机的保护范围之内。

Claims (5)

1、一种抽油机，包括主机(1)、至少一套抽油杆(7)及其抽油杆固定架(6)，其特征在于：所述的抽油机还包括装有平衡对重块(9)的对重架(8)或者另外一套抽油杆(7)及其抽油杆固定架(6)、塔架(11)和滑轮组件；所述的主机(1)电机采用永磁同步电机，并设有编码器(21)，主机(1)可拆卸式连接在塔架(11)上，主机(1)经滑轮组件一端可拆卸式连接有一套抽油杆固定架(6)及抽油杆(7)，另一端可拆卸式连接装有平衡对重块(9)的对重架(8)或者另外一套抽油杆(7)及其抽油杆固定架(6)；所述的主机(1)还包括前后支承座(12、13)、轴承(14)、旋转轴(15)、编码器(16)；其中，电机一端连接在前支承座(12)上，电机的前后端盖均设计有曳引轮(2)，所述的旋转轴(15)的一端与电机后端盖过盈配合，另一端经轴承(14)连接在后支承座(13)上，编码器(16)内圈与旋转轴(15)固定，编码器(16)外圈与后支承座(13)固定，前后支承座(12、13)可拆卸式连接在所述的塔架(11)上。

2、根据权利要求1所述的抽油机，其特征在于：所述的主机(1)安装在塔架(11)的顶部，所述的抽油机还包括装有平衡配重块(9)的对重架(8)，所述的滑轮组件包括导向轮(3)、动滑轮I(5)、动滑轮II(10)、钢丝绳(4)；其中，导向轮(3)固定在塔架(11)顶部，动滑轮I(5)可拆卸式连接有一套抽油杆固定架(6)及抽油杆(7)，动滑轮II(10)可拆卸式连接有装有平衡配重块(9)的对重架(8)，钢丝绳(4)滑配合在动滑轮I(5)、导向轮(3)、曳引轮(2)、动滑轮II(10)上，钢丝绳(4)的两端固定在塔架(11)顶部。

3、根据权利要求1所述的抽油机，其特征在于：所述的主机(1)安装在塔架(11)底部，所述的抽油机还包括装有平衡配重块(9)的对重架(8)，所述的滑轮组件包括动滑轮I(5)、动滑轮II(10)、定滑轮I(17)、定滑轮II(18)、钢丝绳(4)，所述的定滑轮I(17)、定滑轮II(18)固定在塔架(11)顶部，动滑轮I(5)可拆卸式连接有一套抽油杆固定架(6)及抽油杆(7)，动滑轮II(10)可拆卸式连接有装有平衡配重块(9)的对重架(8)，钢丝绳(4)滑配合在动滑轮I(5)、定滑轮I(17)、曳引轮(2)、定滑轮II(18)、动滑轮II(10)上，钢丝绳(4)的两端固定在塔架(11)顶部。

4、根据权利要求1所述的抽油机，其特征在于：所述的主机(1)安装在塔架(11)的顶部，所述的抽油机还包括另外一套抽油杆(7)及其抽油杆固定架(6)，所述的滑轮组件包括动滑轮I(5)、动滑轮II(10)、导向轮(3)、过渡轮(19)、钢丝绳(4)，所述的导向轮(3)、过渡轮(19)固定在塔架(11)顶部，动滑轮I(5)可拆卸式连接有一套抽油杆固定架(6)及抽油杆(7)，动滑轮II(10)可拆卸式连接有另一套抽油杆固定架(6)及抽油杆(7)，钢丝绳(4)滑配合在动滑轮I(5)、导向轮(3)、曳引轮(2)、过渡轮(19)、动滑轮II(10)上，钢丝绳(4)的两端固定在塔架(11)顶部。

5、根据权利要求1所述的抽油机，其特征在于：所述的主机(1)安装在塔架(11)的底部，所述的抽油机还包括另外一套抽油杆(7)及其抽油杆固定架(6)，所述的滑轮组件包括动滑轮I(5)、动滑轮II(10)、过渡轮(19)、钢丝绳(4)，所述的过渡轮(19)固定在塔架(11)顶部，动滑轮I(5)可拆卸式连接有一套抽油杆固定架(6)及抽油杆(7)，动滑轮II(10)可拆卸式连接有另一套抽油杆固定架(6)及抽油杆(7)，钢丝绳(4)滑配合在动滑轮I(5)、过渡轮(19)、曳引轮(2)、过渡轮(19)、动滑轮II(10)上，钢丝绳(4)的两端固定在塔架(11)顶部。

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