第四代高效长冲程长寿命智能式机电液抽油机制造技术

本发明专利技术提出第四代高效长冲程长寿命智能式机电液抽油机，它由长冲程构架和高效液压系统及优化电控系统组成。其冲程达10m、地面效率为72％、寿命可达10年，可工作在

【技术实现步骤摘要】
第四代高效长冲程长寿命智能式机电液抽油机所属
本专利技术涉及到第四代高效长冲程长寿命智能式机电液抽油机，该机是一种新型的有杆抽油机，它主要由新式机架、大转角驴头和优化控制的液压系统及电控系统组成。
技术介绍
现在的液压抽油机由于无好的冷却装置和液压机构寿命短，效率低，冲程短等原因，尚无法适应油田的需要，故应用者很少。本专利技术可使液压抽油机地面效率高达到70～72％，冲程达到10m，寿命达到10年，并使其重量轻、冲程，冲次可以连续调节，还可做到上快，下慢和超、断载能自动停机报警。另外本专利技术专利还给出优化的整机线路、长冲程构架的具体结构图和尺寸，可让使用本专利者很容易设计并做出此机。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出第四代高效长冲程长寿命智能式机电液抽油机，使其具有上述各种优点，并能做到无配重块式平衡。还可以工作在的环境中而不需要加温和冷却。实施本专利技术的技术措施是，该机由一个长冲程构架和一个高效液压系统及电控优化系统组成，其构架包括支架、游梁和前驴头及奇异型后驴头。液压系统包括多功能油缸、换向系统、平衡系统、上快下慢发生器、蓄能器自动补油器、消振装置、剎车系统、超、断杆感知系统、及油源等。电控系统包括电源启闭控制，主机运行的优化控制、诸阀的逻辑控制、消振控制、超断载、温度、液位自动监测及报警等。构架中游梁的前摆角为95.5°，游梁的前半径为6m与后半径之比为5∶1，这样才能做成油缸行程短而冲程长之液压抽油机，以保证抽油机长寿命。奇异型后驴头是为保护其钢丝绳不会很快断裂而特殊研发成的理论和技术。对于本机经过计算，可用一个半径为3m，角度为42.82°的圆弧代替r＝1.2m的后驴头圆弧就可解决此问题。液压系统中的主要部分是换向系统，本机由一个三位四通对中型电液换向阀带动油缸杆时而向下(抽油)时而向上(回程)来换向。由于上、下都有可移动的接近开关，故可控制冲程，又可通过油泵的斜盘改变抽油机的冲次。平衡系统是用蓄能器来调节的，当活塞向下运行时，受力最大，此时蓄能器向油缸上腔供油，给出最大力，协助油泵推动活塞一起下行。当驴头反向时活塞被拉动，从而将上腔油推回蓄能器，使抽油机上下运行的力达到平衡。上快下慢发生器是用来使抽油机运行时做到上行快，以减少途中油的回漏，下行慢是让井下泵提高其充满系数，因此可提高抽油效率。本专利技术是将油泵在油缸上下死点换向停顿瞬间的高压油存在一个小蓄能器中，当驴头开始上行抽油时，将此高压油与油源打出的油一起注入油缸的中下腔，从而加快上行速度。该发生器由一个小蓄能器、顺序阀、调速阀、电磁换向阀和单向阀及压力表等六部分组成。其中也起到协助供给3个大蓄能器补油的作用。蓄能器自动补油器是给3个大蓄能器随时补油之用。因蓄能器在长期工作中不可避免要向油缸中上腔渗油，因此系统参数要发生变化，为此需设自动补油装置，本机设有最简单的补油器，它由一个电磁换向阀、三个单向阀和一个带最低压力电接点的压力表组成。若蓄能器的最低压力低于设定值时压力表便被接通，于是电磁阀通电换向，油路被接通，来自油源和来自换向时的高压油留存蓄能器的高压油一起流入三个主蓄能器，每运行一次便流入一些高压油，直到低压达到并超过设计值时，压力表触点断开为止。当哪一条管路低于所需压力，单向阀便自动切断连接，避免返流。消振装置，当本机回程时，理论讲负载力应由最大值立即转成最小值，系统正是按此设计的，但实际上井下泵中的上活门不会立即打开，瞬间最大载荷不能卸掉，于是油缸活塞将以最大速度上行，但很快又恢复正常，油缸杆又要回调，因此会产生几次振荡，这对抽油机是不允许的，为此需设立消振回路。所谓消振回路是由一个电磁换向阀和一个节流阀并联后再串联在回油路中。在正常时节流阀与电磁换向阀的开度不影响系统运行，当驴头下行，即油缸杆上行瞬间换向阀关闭，因此回油背压很高，足以抵住驴头下降瞬间产生的高压，使系统瞬时停住，接着井下阀门打开，换向阀亦打开，达到消振目的。由于都在瞬间，故不影响系统效率。刹车系统是由一个三位四通对中型电液换向阀组成，当要刹车时换向阀断电，阀芯回到中位，油缸的来去油路都被堵死，因而驴头立即停在原位。超、断载停机报警系统，它是由带有高低压双电接点开关的压力表组成。液位、温度报警系统，当油箱油的液位过低、油温过高都会有液位传感器和温度传感器发出信号，令抽油机停机报警。附图说明下面结合附图所示的实施例，对本专利技术作详细说明。其中：图1为本专利技术的构架图，图2是本专利技术的液压系统图，图3是本专利技术的电控系统图。具体实施方式图1中9为前驴头，10为后驴头，11为游梁，12为抽油杆，8为钢丝绳，7为连接器，6为支架，5为采油树，R为前驴头旋转半径，R＝6m，r为后驴头半径，r＝1.2m，βM为最大旋转角度，βM＝95.5°，Δβ＝5.5°。其中O点为游梁之支撑点，显然油缸13拉动后驴头使游梁绕垂直面转动，从而使前驴头9借助钢丝绳8拉动抽油杆12上下运动达到抽油目的。但当到下死点时前驴头9要进入支架6一部分。其中O点离地12m。本专利技术的液压系统见图2。其中13为油缸，14(通电通)、15(断电通)、19(断电通)为电磁换向阀，18为三位四通对中型电液换向阀(断电通47腔)，17为补油小蓄能器，20为主蓄能器，16为顺序阀，22为调速阀，23为安全阀，25为远程调压阀，26、27、46、51为单向阀，28为压力表，29为电机，30为油泵，31为粗滤，32为精滤，33为节流阀，24、34为带电接点的压力表，36为液位计，37为加热器，38为温度传感器，39为空气滤清器，40、41、42、43、44、45为高压截止阀。本系统有下列5部分：1.换向系统由图2看出本机换向系统实际上只有一个三位四通对中型电液换向阀18，前驴头要升起时，阀18断电，高压油从A口流向油缸47腔，使活塞下行因而带动驴头上行抽油。当到上死点时接近开关G1将电路接通，于是阀18换向，高压油改从B口流进油缸之52腔，47腔沿A口回流，使驴头下行，从而完成抽油的一个周期。2.平衡系统为了平衡一般抽油机都要加设平衡块，液压抽油机也不例外，这就增加很大的重量，加之常出人身事故，而且也会消耗不少能量。为此本机采用液压平衡技术。图2中有3个代号为20的蓄能器，他们里边各有一个皮囊，其内充气，其外充高压油，可称之为液体弹簧。他们3个并联起来与油缸上腔连通，其液压油的最高压力值由系统整体优化给出。当驴头上行时，单靠油源需要很大的功率，如将蓄能器的高压油通入油缸上腔，则可大大减小油泵发出的功率，因蓄能器组相当一个很大的油源。当驴头反向时最小悬点载荷拉着驴头下行，根本不需要能量，而且还向油泵反供高压油，使其变成油马达。但从图2看出此时油缸活塞均处最下端，驴头下行将上腔液压油推回蓄能器(20)，此力远大于最小悬点载荷，此力正好由油泵打出的高压油相抵消。优化的目的就是让蓄能器(20)、最小悬点载荷和油泵等三种力达到准确平衡，从而保证抽油机的精确平衡。3.设计上快下慢机构研究抽油的专家们提出有杆抽油机的运行轨迹应该是上快下慢，因上快可减少回漏量，下慢可提高井下泵的充满系数。本机即具有此功能。图2中蓄能器17、顺序发16、电磁换向阀15、调速阀22、单向阀27和压力表28等6件组成了《上快下慢》发生器。当驴头在上、下死点转换时会有瞬本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.第四代高效长冲程长寿命智能式机电液抽油机，由一个长冲程构架和一个高效液压系统及电控优化系统组成，其特征在于长冲程构架包括支架(6)、游梁(11)和前驴头(9)及奇异型后驴头(10)；液压系统包括多功能油缸(13)、换向系统、平衡系统、上快下慢发生器、蓄能器自动补油器、消振装置、刹车系统、超、断载感知系统及油源；电控系统包括电源启闭控制、主机运行的优化控制、诸阀的逻辑控制、上快下慢发生器的电控制、超、断载、温度、液位自动感知及报警；构架中游梁的最大前摆角(βM)等于95.5°，游梁(11)的前半径R＝6m，与后半径r之比为5∶1，这样才能做成油缸(13)行程短，而冲程长之液压抽油机，以保证其长寿命；奇异型后驴头(10)是为保护其钢丝绳不会很快断裂，而特殊研发出的理论和技术，对于本机经计算，可用一个半径为3m，夹角为42.82°的圆弧代替r＝1.2m的后驴头(10)的圆弧就可解决此问题；液压系统中的主要部分是换向系统，本机由一个三位四通对中型液压换向阀(18)带动油缸杆时而向下(抽油)，时而向上(回程)来换向，由于上、下都有可移动的接近开关(G1)和(G2)，故可控制冲程，又可通过油泵斜盘改变冲次；平衡系统是用三个蓄能器(20)来调节的，当油缸(13)的活塞向下运行时受力最大，此时蓄能器(20)向油缸上腔供高压油，给出最大力，协助油泵推动活塞一起下行；当驴头返向时活塞被拉动，从而将上腔油推回蓄能器，因而抽油机上、下运行时的力达到平衡；上快下慢发生器乃是使抽油机运行时做到上行快，这样可减少原油回漏，下行慢可提高井下充满系数，从而提高采油效率，本专利技术则是将驴头在上、下两极点换向停顿瞬间的高压油收集到一个小蓄能器(17)中，而不是流回油箱；当上行时将收集到的高压油同油源一起流向油缸(47)腔，从而加快驴头上行速度，由图2看出此发生器由一个小蓄能器(17)、顺序阀(16)、调速阀(22)、换向阀(15)和单向阀(27)及压力表(28)等六部分组成，其中也起到为蓄能器(20)补油的作用；此外，本机还包括蓄能器(20)的自动补油器、消振装置、剎车系统、超断载停机报警系统、液位和温度报警系统。...

【技术特征摘要】
1.第四代高效长冲程长寿命智能式机电液抽油机，由一个长冲程构架和一个高效液压系统及电控优化系统组成，其特征在于长冲程构架包括支架(6)、游梁(11)和前驴头(9)及奇异型后驴头(10)；液压系统包括多功能油缸(13)、换向系统、平衡系统、上快下慢发生器、蓄能器自动补油器、消振装置、刹车系统、超、断载感知系统及油源；电控系统包括电源启闭控制、主机运行的优化控制、诸阀的逻辑控制、上快下慢发生器的电控制、超、断载、温度、液位自动感知及报警；构架中游梁的最大前摆角(βM)等于95.5°，游梁(11)的前半径R＝6m，与后半径r之比为5∶1，这样才能做成油缸(13)行程短，而冲程长之液压抽油机，以保证其长寿命；奇异型后驴头(10)是为保护其钢丝绳不会很快断裂，而特殊研发出的理论和技术，对于本机经计算，可用一个半径为3m，夹角为42.82°的圆弧代替r＝1.2m的后驴头(10)的圆弧就可解决此问题；液压系统中的主要部分是换向系统，本机由一个三位四通对中型液压换向阀(18)带动油缸杆时而向下(抽油)，时而向上(回程)来换向，由于上、下都有可移动的接近开关(G1)和(G2)，故可控制冲程，又可通过油泵斜盘改变冲次；平衡系统是用三个蓄能器(20)来调节的，当油缸(13)的活塞向下运行时受力最大，此时蓄能器(20)向油缸上腔供高压油，给出最大力，协助油泵推动活塞一起下行；当驴头返向时活塞被拉动，从而将上腔油推回蓄能器，因而抽油机上、下运行时的力达到平衡；上快下慢发生器乃是使抽油机运行时做到上行快，这样可减少原油回漏，下行慢可提高井下充满系数，从而提高采油效率，本发明则是将驴头在上、下两极点换向停顿瞬间的高压油收集到一个小蓄能器(17)中，而不是流回油箱；当上行时将收集到的高压油...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘长年，
申请(专利权)人：刘长年，
类型：发明
国别省市：北京,11