等泵充满再运转的智能抽油机制造技术

本发明专利技术公开一种等泵充满再运转的智能抽油机；机架下端绞接在机座前部，上部两侧绞接的两支承杆下端固定在机座后两侧。天轮芯轴两端固定在机架顶端，天轮下固定与天轮上滚子锁合的凸轮，凸轮用同步带与电控箱电连接的制动电机相连。天轮向前挂提升绳下连接悬绳器和油杆，向后挂平衡绳下连接在导轨上滑动的平衡重。智能机下死点停机延时等双作用的上泵充满后上行时上泵出油下泵进油到上死点时停机延时，等下泵充满后下行时下泵出油上泵进油，再到下死点延时再等上泵充满，借上下死点停机换向的时机用延时的时间长短自动适应油井产量高低。停机将油杆座到底自动泄油清洗管杆及必要时抽油机可检泵作业，作业后重对防冲距自动生产运行，环保高效、增产降耗。

An intelligent pumping unit that can wait until the pump is full and then run

【技术实现步骤摘要】
等泵充满再运转的智能抽油机
本专利技术等泵充满再运转的智能抽油机，涉及油田抽油机
，尤其涉及一种按冲程停机延时再运转的智能抽油机。
技术介绍
现在，国内外普遍使用游梁式抽油机，采用曲柄连杆传动机构把电机的旋转运动变成柱塞式抽油泵需要的往复运动，从运动形式说它是最合理的，因此，它有一百多年的历史，已经是非常成熟的油田开发装备，它非常适合油田开发早期油井逐渐失去自喷能力时起到助力提升的作用，但随着油田开发历史的延长，无论老油田还是新油田总体驱势是单井产能逐步的降低，井也逐步加深，开采难度加大、成本不断上升、而人类对石油的需求却不断的加大，早已构成世界经济的主要矛盾，这就凸显了以游梁机为主体的油田开发装备的问题，游梁机是如何影响生产成本的？谁都知道产油量是成本的决定性因素，若想提高产量只有提高油田开发技术水平，所谓开发技术水平本质就是对油层压力动态的监控能力，而监测地层压力的最主要、最经济、最全面、最及时的唯一手段是产油计量，地层压力的微小波动都会引起地面产量很大变化，这就要求精准实时计量，而最经济、最及时、最精准的计量手段是示功图，抽油泵是一个非常精准的容器，只要在功图上精准测出有效冲程就是精准的产油量。功图是液柱载荷及动载荷随泵冲程位移的变量座标曲线，而动载是与冲数的平方成正比的游梁机每天平均1万多次，最少每分钟6次，每天8640次，而且每个冲数要4次，从零到最大再由最大到零的简谐变速运动，导致载荷激烈的变动，所以，功图不可能准确识别有效冲程，就是定性生产是否正常都是困难的。所以，才用大量的基建投资建计量站，又因为油井产量低，油气混抽和输程远，油到计量站是断续的，所以计量误差很大是建油田以来大老难问题，每口井的储量是有数的，而采出量是不清的能谈开发水平吗？再说生产成本的构成，电力费、材料费、人员工资、管理费和油田维护费是生产成本的主要构成，这与抽油机有关吗？不但有而且各因素全有。首先，综合性的看系统效率，估计大平均只有20～25％，其中，还要注意问题是效率高的是高含水油井，而大部分低含水低产油效率在10～17％的水平，而高含水井与地质条件有关外也与计量不准使注水决策迟钝，发现油井见水为时已晚有很大关系，使注水效率也是很低的，注水成本不亚于采油成本，生产成本中包括注水成本。谁都知道能量只能转换不能自然消失，80％左右的能源没有效利用应该认真探讨，以前油田财大气粗不在意电费，现在，节能减排的社会就成了大问题，全社会的人都知道抽油机大马拉小车，但实质上正相反它是小马拉大车，首先，表现是游梁机停机后启动困难，这是管理者不愿意间抽节电的原因，其次，在运转的过程中凡是在运动速度最高也就是曲柄在水平位置时电机都地出沉闷的声音，速度明显变慢证明此时在超载，设计人解决这短暂的超载办法是采用了高转差率电动机，减小了配套功率但不一定节电，电流会加大。配套功率过大的原因一是运动速度过快，冲程最小的平均速度0.175M/S，瞬时速度增加一倍为0.35M/S，最高的冲程6.0M、4次/分、0.8M/S，瞬时速度1.6M/S，而提升机的经济运动速度只有0.17～0.3M/S，载荷不变驱动电机功率与运动速度成正比的，由于瞬时高速的存在使电机功率大幅度的增加；二是冲数过大，最少的每钟6次，，每天8640次，最多的12次/分，每天17280次，平均每天12960次，而动载荷影响系数是与冲数的平方成正比的，大幅度的加大了油井的动载荷，同时设备的磨损是与运动的次数成正比的，它严重的加大了油管、油杆和油泵等三抽设备的磨损和破坏，造成庞大的修井作业队伍和很大的材料消耗，作业又造成严重的原油环境污染和人身伤害。可以看出大量的电费中有很大一部分是起到磨损破坏作用后才消失又用很大的人力物力去修复更新磨损破坏的问题，可见，在运动形式上非常合理的游梁机在工作上是非常不合理的，抽油效率是必须认真对待的问题，效率低也不单是抽油机问题，泵效低也是严重的，平均达不到25％，说明每4次抽油有3次是无效运转，也是形成高速高冲次的重要原因。泵效问题是现有技术的主要矛盾，只要解决泵效问题，所有问题都会迎刃而解，因此，经十多年的经验教训，研发能充满可泄油的双作用抽油泵技术，但油井没有足够的供油能力，现有抽油机也不可能等泵充满再运转，所以，必须创新一种能及时启动运转按时精准定位停机延时的也就是能等泵充满再运转的智能抽油机。这决定抽油机必须随时精准测试抽油泵的充满状态，同时，必须在硬件上把影响功图测的综合因素动载荷降到最低，这决定抽油机必须是大冲程、低冲数，匀速低速运动，采用直接平衡方式，具有可靠的抗惯性力结构和精准载荷位移的测试，也为下一步抽油井高效数字化网络管理方法提供良好的条件。针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的等泵充满再运转的智能抽油机，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。
技术实现思路
根据上述现有技术提出的现有游梁式抽油工作效率低、采油成本高等技术问题，而提供一种等泵充满再运转的智能抽油机。本专利技术的抽油泵是能充满可泄油的双作用抽油泵，即泵本身具备能充满可泄油和双作用的功能，要充分实现它的功能还必须在上下死点停机给泵一个等待油井供油的时间，这就要求抽油机必须是能等泵充满并能自动确认延长多长时间的智能抽油机，而且还要具备检泵作业的功能，本专利技术的内容就是提供一种等泵充满再运转的智能抽油机硬件，为一种“高效全自动抽油方法”软件提供必须的条件。等泵充满再运转的智能抽油机配合抽油泵实现双作用的充满功能，按常理很困难几乎不可能，但突出的特征在于泵能充满后给等泵充满的抽油机提供了决定性的条件，在泵能充满又双作用再适当加大冲程，使实际排量大幅度增加，在油井产量一定的情况下大幅度减少抽油次数和降低运动速度，结果是10型以下绝大多数抽油机功率降到10KW以下，抽油次数呈10～100倍的减少，这给靠电机正反转换向和停机延时提供最佳的条件，再配套滚子凸轮直驱传动机构，基本方案已经形成。本专利技术采用的技术手段如下：一种等泵充满再运转的智能抽油机，其特征在于，所述的智能抽油机包括：机座、控制系统、架体结构、平衡结构、滚子凸轮直驱传动机构、提升绳及悬绳器；架体结构装于机座的上部；平衡结构装于架体结构上，并与滚子凸轮直驱传动机构相连接；滚子凸轮直驱传动机构装于架体结构的顶部；提升绳的一端与滚子凸轮直驱传动机构相连接，另一端装有悬绳器；控制系统分布于智能抽油机的各个部位；所述的机座前部横向有加重承载梁，横梁上纵向中线两侧预埋两个螺栓，在螺栓上固定并可上将微调的铰接底座；在机座后部两角设置有固定座；架体结构包括：机架、两根支撑杆；机架为4柱，轴心受压格构式带中间支承变截面压杆，正面为人字架，侧面为两端对称缩小，底部与机座前部铰接底座铰接，形成顶端自由，轴心受压，截面不等格构式上部带支承的机架；两根支撑杆的两端中安装有一正一反的丝杠；顶端丝杠与装于机架上部的连接件铰接，底端丝杠与机架后部两角的固定座螺帽固定连接，转动支撑杆可调节机架上端前后位移；架体结构美观、匀称、承载大、重量轻、抗弯、抗扭、高稳定性，调整方便自由，既能大冲程抽油本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种等泵充满再运转的智能抽油机，其特征在于，所述的智能抽油机包括：机座(1)、控制系统、架体结构、平衡结构、滚子凸轮直驱传动机构、提升绳(12)及悬绳器(13)；架体结构装于机座(1)的上部；平衡结构装于架体结构上，并与滚子凸轮直驱传动机构相连接；滚子凸轮直驱传动机构装于架体结构的顶部；提升绳(12)的一端与滚子凸轮直驱传动机构相连接，另一端装有悬绳器(13)；控制系统分布于智能抽油机的各个部位；/n所述的机座(1)前部横向有加重承载梁，横梁上纵向中线两侧预埋两个螺栓，在螺栓上固定并可上将微调的铰接底座；在机座(1)后部两角设置有固定座；/n所述的架体结构包括：机架(2)、两根支撑杆(6)；机架(2)为4柱，轴心受压格构式带中间支承变截面压杆，正面为人字架，侧面为两端对称缩小，底部与机座(1)前部铰接底座铰接，形成顶端自由，轴心受压，截面不等格构式上部带支承的机架；两根支撑杆(6)的两端中安装有一正一反的丝杠；顶端丝杠与装于机架(2)上部的连接件铰接，底端丝杠与机架(2)后部两角的固定座螺帽固定连接，转动支撑杆(6)可调节机架上端前后位移；/n所述的滚子凸轮直驱传动机构包括：凸轮(8)、天轮(9)、同步带(10)、制动电机(11)；天轮(9)心轴两端通过轴瓦式卡座装于机架(2)的顶端，天轮(9)的芯轴轴线与装于机架(2)上部的凸轮(8)的轴线呈90度设置，并相互啮合；制动电机(11)装于机架(2)的上部，其输出端通过同步带(10)与凸轮(8)的输入端相连接，将动力通过同步带(10)和凸轮(8)传递给天轮(9)；/n所述的平衡结构包括：平衡重(4)、平衡绳(5)、导轨(7)；导轨(7)垂直装于机架(2)的后部，平衡重(4)装于导轨(7)上，平衡绳(5)的下端与平衡重(4)相连接，上端缠绕在天轮(9)上，天轮(9)转动带动平衡绳(5)拉动平衡重(4)沿导轨(7)上下移动；/n所述的提升绳(12)的上端缠绕在天轮(9)上，下端通过悬绳器(13)与油杆相连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种等泵充满再运转的智能抽油机，其特征在于，所述的智能抽油机包括：机座(1)、控制系统、架体结构、平衡结构、滚子凸轮直驱传动机构、提升绳(12)及悬绳器(13)；架体结构装于机座(1)的上部；平衡结构装于架体结构上，并与滚子凸轮直驱传动机构相连接；滚子凸轮直驱传动机构装于架体结构的顶部；提升绳(12)的一端与滚子凸轮直驱传动机构相连接，另一端装有悬绳器(13)；控制系统分布于智能抽油机的各个部位；
所述的机座(1)前部横向有加重承载梁，横梁上纵向中线两侧预埋两个螺栓，在螺栓上固定并可上将微调的铰接底座；在机座(1)后部两角设置有固定座；
所述的架体结构包括：机架(2)、两根支撑杆(6)；机架(2)为4柱，轴心受压格构式带中间支承变截面压杆，正面为人字架，侧面为两端对称缩小，底部与机座(1)前部铰接底座铰接，形成顶端自由，轴心受压，截面不等格构式上部带支承的机架；两根支撑杆(6)的两端中安装有一正一反的丝杠；顶端丝杠与装于机架(2)上部的连接件铰接，底端丝杠与机架(2)后部两角的固定座螺帽固定连接，转动支撑杆(6)可调节机架上端前后位移；
所述的滚子凸轮直驱传动机构包括：凸轮(8)、天轮(9)、同步带(10)、制动电机(11)；天轮(9)心轴两端通过轴瓦式卡座装于机架(2)的顶端，天轮(9)的芯轴轴线与装于机架(2)上部的凸轮(8)的轴线呈90度设置，并相互啮合；制动电机(11)装于机架(2)的上部，其输出端通过同步带(10)与凸轮(8)的输入端相连接，将动力通过同步带(10)和凸轮(8)传递给天轮(9)；
所述的平衡结构包括：平衡重(4)、平衡绳(5)、导轨(7)；导轨(7)垂直装于机架(2)的后部，平衡重(4)装于导轨(7)上，平衡绳(5)的下端与平衡重(4)相连接，上端缠绕在天轮(9)上，天轮(9)转动带动平衡绳(5)拉动平衡重(4)沿导轨(7)上下移动；
所述的提升绳(12)的上端缠绕在天轮(9)上，下端通过悬绳器(13)与油杆相连接。


2.根据权利要求1所述的等泵充满再运转的智能抽油机，其特征在于，所述的天轮(9)外圆周的中心线上等距安装若干个滚子体(20)；滚子体(20)与凸轮(8)的沟槽啮合。


3.根据权利要求1所述的等泵充满再运转的智能抽油机，其特征在于，所述的凸轮(8)的后端固定空心轴法兰(16)；空心轴法兰(16)的空芯轴中装有推拉力轴承(22)，其芯轴后端插入管式法兰固定座(19)中，并将销轴式力传感器(18)横向插入芯轴和法兰固定座(19)对应的孔中，销轴式力传感器(...

【专利技术属性】
技术研发人员：王忠山，李红，王晓文，
申请(专利权)人：大连虹桥科技有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21