一种抽油泵智能驱动装置及卷扬式抽油机系统制造方法及图纸

本发明专利技术属于油田采油设备领域，尤其涉及一种抽油泵智能驱动装置及卷扬式抽油机系统，包括电机、减速器、绞盘、井口支架、抽油杆和变频控制装置，抽油杆共分为两段，分别称为抽油杆上段和抽油杆下段，两段抽油杆通过抽油杆接头连接，抽油杆上段为玻璃纤维杆，抽油杆下段为钢制抽油杆或碳纤维杆，抽油杆上段和抽油杆下段的内部均设置有通信电缆和电热带，通信电缆和电热带在抽油杆接头处通过电连接器对接，抽油杆上段和抽油杆下段的内部均设置有通信电缆和电热带。本发明专利技术中的柔性抽油杆采用两段式结构，抽油杆上段采用最小弯曲半径较小的玻璃纤维杆制作，与碳纤维杆相比，玻璃纤维杆的最小弯曲半径可达到0.5米左右，从而有效减小了绞盘的尺寸。

Intelligent driving device for oil pump and winch type oil pumping machine system

The invention belongs to the field of oil extraction equipment, especially relates to a pump driving device and winding type intelligent pumping system, including motor, reducer, winch, wellhead bracket, sucker rod and variable frequency control device, the sucker rod is divided into two sections, called the sucker rod and the upper sucker rod under section two, a sucker rod connected by sucker rod joint, rod upper glass fiber rod, rod section steel sucker rod or carbon fiber rod, internal sucker rod and the upper rod segments are provided with communication cables and cable, communication cable and with electric heating sucker rod joint by the electric connector, internal sucker rod and the upper rod segments are provided with communication cables and cable. The flexible sucker rod adopts two section type structure of the invention, the upper sucker rod is made of glass fiber rod bending radius smaller, compared with the carbon fiber rod, the minimum bending radius of fiber glass rod can reach 0.5 meters, thus effectively reducing the size of the winch.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于油田采油设备领域，尤其涉及一种抽油泵智能驱动装置及卷扬式抽油机系统。
技术介绍
抽油机是石油生产过程中常用的一种采油设备，采油时，抽油机通过抽油杆带动井下的抽油泵泵杆上下往复运动，从而将地层内的石油等液体泵送至地面。现有的抽油机大多为游梁式抽油机，受结构所限，这种抽油机的冲程较短、冲次较高，因此机械效率较低，单位产量的能耗较大。为了进一步降低能耗，提高生产效益，申请号为CN201010299647.0的专利技术专利公开了一种智能卷扬式提拉采油系统，这种采油系统通过卷扬机和盘绕在卷扬机上的钢丝绳带动井下的抽油泵的泵杆运动，从抽油机的结构上实现了提高冲程和降低冲次的目的(冲程可达百米)，进而降低能耗，提高生产效益。然而，使用钢丝绳作为抽油绳具有一定的缺陷：1、油井生产时，需要在井口处对上下往复运动的抽油绳进行密封，以防止井下的油和水从井口喷出而污染环境，但钢丝绳的表面粗糙且内部的钢丝与钢丝之间充满缝隙，因此密封效果较差。为了解决上述的问题，技术人员在钢丝绳的表面设置了塑料层，在钢丝绳的内部设置了热熔胶，在一定程度上解决了钢丝绳的井口密封问题。然而，由于钢丝与塑料和热熔胶的附着强度均比较差，这种新型钢丝绳在使用一段时间后便会出现钢丝与塑料或钢丝与热熔胶分离的问题，进而再次产生密封不严的问题。2、钢丝绳的耐磨性较差，使用寿命较短，因此需要频繁更换，并且，磨损后的钢丝绳不能再次修复使用，只能报废处理，因此，采用钢丝绳时，设备的维护成本比较高。3、钢丝绳的密度较大，因此对设备的动力性能要求较高，据省能耗也比较大。4、生产时，常常需要在地面与井下的电子设备(传感器、测试仪器等)进行通信，由于现有的抽油杆本身无法实现这一功能，进行测试时，只能先将抽油杆起出，再向井中下入测试电缆和测试仪器，这种方式不但测试过程繁琐，而且必须在停产状态下进行，会影响生产的正常进行；5、在使用过程中，抽油杆表面会大量结蜡，进而对生产造成不利影响。另外，当需要进行井下作业时，需要将现有的此类抽油机上的导轮(甚至是井口支架的整体)拆下，从而避免导轮或井口支架妨碍井下作业的进行，而拆卸导轮时通常需要工人攀登至高处并需要动用起重机。因此拆卸过程比较繁琐。
技术实现思路
本专利技术提供一种抽油泵智能驱动装置及卷扬式抽油机系统，实现了长冲程、低冲次采油，从而大大增加采油效率，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。本专利技术所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：本专利技术提供了一种抽油泵智能驱动装置，包括电机、减速器、绞盘、抽油杆和变频控制装置，所述的电机的输出轴通过联轴器与减速器的输入轴连接，所述的绞盘的旋转轴通过联轴器与减速器的输出轴连接，所述的抽油杆为柔性抽油杆，抽油杆的一端固定在绞盘上，另一端引入井口内。所述的抽油杆共分为两段，分别称为抽油杆上段和抽油杆下段，两段抽油杆通过抽油杆接头连接，所述的抽油杆上段为玻璃纤维杆，抽油杆下段为碳纤维杆，抽油杆上段和抽油杆下段的内部均设置有通信电缆和电热带，抽油泵的泵杆上提至上极限位置时，抽油杆接头刚好到达井口处。所述的绞盘的边缘设置有沿圆周阵列分布的制动槽，绞盘的侧面设置有制动爪，制动爪的一端铰接在绞盘支架上，制动爪的另一端设置有与所述的制动槽匹配的制动块，制动爪的中部设置有一个轴孔，轴孔内安装有一个凸轮，凸轮上的偏心孔内安装有制动轴，制动轴的轴端固定连接有制动手柄。作为优选方案，所述的抽油杆上段的结构包括纵向玻璃纤维层、缠绕玻璃纤维层和环氧树脂层，所述的通信电缆、电热带、纵向玻璃纤维层、缠绕玻璃纤维层和环氧树脂层由内向外依次设置，所述的环氧树脂层内掺有金刚砂。所述的绞盘上设置有螺旋状的缠绕引导槽。所述的变频控制装置内设置有变频器和制动电阻。所述的抽油杆接头包括上连接套、锥套、转接头和下连接套，所述的上连接套和下连接套分别通过螺纹连接在转接头的两端，上连接套和下连接套的内部各设置有一个锥套，锥套的外侧与上连接套或下连接套通过锥面配合，锥套上设置有沿其轴线方向切出的切口，锥套与上连接套或下连接套相对滑动后产生夹紧作用，从而将抽油杆上段和抽油杆下段夹紧在抽油杆接头上。本专利技术提供了一种卷扬式抽油机系统，包括上述的智能抽油机驱动装置、井口支架和抽油泵，所述的井口支架竖立在井口处，井口支架的顶部设置有导轮，从抽油泵智能驱动装置上引出的抽油杆绕过导轮的上侧之后，沿竖直方向垂下，继而引入井口内并与抽油泵的泵杆连接。所述的井口支架安装在位于地面的混凝土基座上，井口支架的底部设置有转盘，混凝土基座的顶部预制有井口支架安装板，转盘与井口支架安装板在其二者的中部通过销轴旋转连接，在其二者的边缘通过螺栓固定连接，转盘和井口支架安装板的一组相对面上均设置有圆环形凹槽，圆环形凹槽内设置有钢球，所述的井口支架与混凝土基座之间设置有连杆，连杆的一端通过插销连接在井口支架的中部，另一端通过插销连接在混凝土基座的边缘。从抽油泵智能驱动装置上引出的抽油杆的下端设置有带有标准抽油杆螺纹的泵杆接头，泵杆接头内设置有压力传感器。作为优选方案，所述的泵杆接头包括泵杆连接体、锁紧螺母和压力传感器，锁紧螺母通过螺纹连接在泵杆连接体的上端，压力传感器设置在泵杆连接体的内部，泵杆连接体的上端设置有环形排布的夹爪，所有夹爪的外侧面与锁紧螺母的内侧面通过锥面配合，所述的抽油杆的下端插在夹爪之间，锁紧螺母旋进过程中，通过锥面配合迫使夹爪紧靠在抽油杆下段的外侧，从而将泵杆接头固定连接在抽油杆上，压力传感器与抽油杆下段内的通信电缆连接。压力传感器的承压面与压力传感器的外部通过压力平衡孔连通。本专利技术的有益效果为：本专利技术提供了一种新型的抽油泵智能驱动装置及卷扬式抽油机系统，在本专利技术中，采用玻璃纤维杆作为抽油绳，代替了现有技术中使用的钢丝绳，与现有技术相比，具有如下优点：1、玻璃纤维杆(即玻璃钢杆)的外表面十分光滑平整，与钢丝绳相比更容易在井口处进行可靠的密封，从而改善密封效果；玻璃纤维杆的内部为实心结构，井下的高压液体无法从抽油绳的内部泄漏至井外，从而进一步改善了密封性。需要说明的是，玻璃纤维杆虽然为杆状，但柔性较好，因此足以作为柔性抽油杆(抽油绳)使用。2、通过在玻璃纤维杆的外层环氧树脂内添加金刚砂，可使得玻璃纤维杆的耐磨性能远高于钢丝绳或者钢丝绳外的塑料层，因此，玻璃纤维杆与钢丝绳相比，使用寿命更长。另外，在玻璃纤维杆的外层，作为耐磨层的环氧树脂层磨损后，可用同样组份的环氧树脂进行修复，而不用完全报废，从而节省了物料成本，而修复前后，玻璃纤维杆的抗拉性能几乎不会降低。3、与钢丝绳相比，玻璃纤维杆和碳纤维杆的密度低得多，从而大大降低了举升载荷，也降低了举升能耗。众所周知，抽油杆在使用过程中，不但要承受很大的拉力载荷，而且必须具备极好的耐磨性能和耐腐蚀性能，而碳纤维杆具有超强的抗拉强度和耐腐蚀性，同时在碳纤维杆外侧的环氧树脂层中掺入金刚砂也可有效改善其耐磨性能，因此非常适合在井下环境中使用。另外，与玻璃纤维杆相比，碳纤维杆的密度更细小，可进一步较小举升载荷，从而进一步降低据省能耗。但是，碳纤维杆的柔韧性较差，满足抽油杆性能需求的碳纤维杆的最小弯曲半径至少在1.5米以上，如果将碳纤维杆盘绕在绞盘上，那么绞盘的尺寸会很大，不但增加了抽油机的成本，而且不利于抽油机的安装和运输。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抽油泵智能驱动装置，包括电机(5)、减速器(7)、绞盘(4)、抽油杆和变频控制装置(6)，所述的电机(5)的输出轴通过联轴器(10)与减速器(7)的输入轴连接，所述的绞盘(4)的旋转轴通过联轴器(10)与减速器(7)的输出轴连接，所述的抽油杆为柔性抽油杆，抽油杆的一端固定在绞盘(4)上，另一端引入井口(1)内，其特征在于：所述的抽油杆共分为两段，分别称为抽油杆上段(8)和抽油杆下段(16)，两段抽油杆通过抽油杆接头连接，所述的抽油杆上段(8)为玻璃纤维杆，抽油杆下段(16)为碳纤维杆，抽油杆上段(8)和抽油杆下段(16)的内部均设置有通信电缆(30)和电热带(17)，抽油泵的泵杆上提至上极限位置时，抽油杆接头刚好到达井口(1)处；所述的绞盘(4)的边缘设置有沿圆周阵列分布的制动槽(27)，绞盘(4)的侧面设置有制动爪(24)，制动爪(24)的一端铰接在绞盘支架(3)上，制动爪(24)的另一端设置有与所述的制动槽(27)匹配的制动块(26)，制动爪(27)的中部设置有一个轴孔，轴孔内安装有一个凸轮(29)，凸轮(29)上的偏心孔内安装有制动轴(25)，制动轴(25)的轴端固定连接有制动手柄(28)。...

【技术特征摘要】
1.一种抽油泵智能驱动装置，包括电机(5)、减速器(7)、绞盘(4)、抽油杆和变频控制装置(6)，所述的电机(5)的输出轴通过联轴器(10)与减速器(7)的输入轴连接，所述的绞盘(4)的旋转轴通过联轴器(10)与减速器(7)的输出轴连接，所述的抽油杆为柔性抽油杆，抽油杆的一端固定在绞盘(4)上，另一端引入井口(1)内，其特征在于：所述的抽油杆共分为两段，分别称为抽油杆上段(8)和抽油杆下段(16)，两段抽油杆通过抽油杆接头连接，所述的抽油杆上段(8)为玻璃纤维杆，抽油杆下段(16)为碳纤维杆，抽油杆上段(8)和抽油杆下段(16)的内部均设置有通信电缆(30)和电热带(17)，抽油泵的泵杆上提至上极限位置时，抽油杆接头刚好到达井口(1)处；所述的绞盘(4)的边缘设置有沿圆周阵列分布的制动槽(27)，绞盘(4)的侧面设置有制动爪(24)，制动爪(24)的一端铰接在绞盘支架(3)上，制动爪(24)的另一端设置有与所述的制动槽(27)匹配的制动块(26)，制动爪(27)的中部设置有一个轴孔，轴孔内安装有一个凸轮(29)，凸轮(29)上的偏心孔内安装有制动轴(25)，制动轴(25)的轴端固定连接有制动手柄(28)。2.根据权利要求1所述的一种抽油泵智能驱动装置，其特征在于：所述的抽油杆上段(8)的结构包括纵向玻璃纤维层(40)、缠绕玻璃纤维层(41)和环氧树脂层(42)，所述的通信电缆(30)、电热带(17)、纵向玻璃纤维层(40)、缠绕玻璃纤维层(41)和环氧树脂层(42)由内向外依次设置，所述的环氧树脂层(42)内掺有金刚砂。3.根据权利要求1所述的一种抽油泵智能驱动装置，其特征在于：所述的绞盘(4)上设置有螺旋状的缠绕引导槽(11)。4.根据权利要求1所述的一种抽油泵智能驱动装置，其特征在于：所述的变频控制装置(6)内设置有变频器和制动电阻。5.根据权利要求1所述的一种抽油泵智能驱动装置，其特征在于：所述的抽油杆接头包括上连接套(12)、锥套(23)、转接头(13)和下连接套(15)，所述的上连接套(12)和下连接套(15)分别通过螺纹连接在转接头(13)的两端，上连接套(12)和下连接套(15)的内部各设置有一个锥套(23)，锥套(23)的外侧与上连...

【专利技术属性】
技术研发人员：席赫，
申请(专利权)人：大庆市华禹石油机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23