本发明专利技术公开了一种高效智能抽油设备，包括抽油机、抽油泵和PLC电控系统，所述抽油机包括机架，其上有减速器，其中的一个输入端通过联轴器与自动运行电机联接，其侧面有接近开关；其另一个输入端通过失电制动离合器及滚子链与手动运行电机联接，减速器的两个输出端上装有绳槽旋向相反的两个卷筒，钢丝绳A、B分别绕过悬绳器和平衡重的滑轮后再用绳夹分别固定在两卷筒的内、外两端；其中所述的悬绳器连接的油杆和柱塞一同置于油管和泵筒中，其特征在于：泵筒的上端接内管，其下端连接低阻固定阀，内管、泵筒及低阻固定阀三者的外面套装储油器、外管和固定阀密封联接，与固定阀构成抽油通道；储油器中的油靠液柱压力打开低阻固定阀进入泵筒。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种油田开发的抽油设备，尤其涉及一种高效智能抽油设备。
技术介绍
我国有油井几十万口，有杆抽油井占95 %以上，有杆抽油设备95%以上是国外引进的游梁式抽油机。国外的有杆抽油井也是以游梁式抽油机为主体，但国内外油田的差异在于国情不同。首先是我国的油藏主体特征是低渗透、单位面积储量低，形成井数众多而单井产量很低的局面；其次是我国经济高速发展，对能源需求迫切，油井采出强度大、增产措施工作量大、导致井况差、生产成本升高；三是我们能源利用率低下，生产同一产品所需能耗可能是发达国家的几倍之多。石油企业既是能源生产的主力，同时也是耗能大户。全国油田的抽油机装机容量在数百万千瓦以上，年耗电量在数百亿度以上。数量庞大的低产井抽油系统效率只有20%左右，其中大部分的特低产井仅有10%左右，这些油井不但浪掉费掉了大量的能源，同时因抽油机每年约300万个冲次高速运转，引发抽油系统设备如抽油泵、油杆、油管、抽油机等加速磨损，使检泵周期大幅缩短，修井作业量大增，生产成本居高难下。鉴于提高系统效率不但可节省大量能源还可以大幅度降低生产成本，故已成为业界普通关注的课题之一我国油田开发总体技术水平居世界前列，有庞大的科研机构和专业技术队伍。多年来有无数的人前仆后继为油田的技术进步作出了巨大的努力，取得了丰硕的成果。仅就抽油系统专利就有6000多项，但在系统效率方面的专利技术专利却是凤毛麟角，一直是困扰油田技术进步的薄弱环节，之所以没有取得突破性的进展，究其原因主要有三个问题一是抽油系统包括抽油泵、油杆、油管、井口、抽油机、地面输油流程、计量设备、油井测试等多种设施，还包括地质、采油工程、机械设计制造、电力电器、油井测试、油气集输及环保等多种专业，各属不同的部门管理，都与系统效率有关。因此必须用系统工程学的观点解决问题，各专业单打独斗的方式不会使全系统有突破性的成果。没有通过集成的方式解决问题是系统效率长期低下的主要原因。二是没有抓住关键问题一一泵效。平均泵效只有30%左右，很多低产井更低，甚至低到10%左右。泵抽不到油，抽油机就在做无用功，这是系统效率低的根源。如果泵能充满，抽三次变为抽一次就可以，泵寿命自然就延长三倍，修井作业也由三次减少到一次。当然，保证在低沉没度油井高产的条件下使泵充满绝不是简单的技术问题。但是，它是必须解决的问题，离开系统效率便无从谈起。三是游梁抽油机的问题。为提高泵效而使用小泵，已使泵小到无法制造；加大冲程受减速器输出扭矩的限制；减小冲数受电机皮带轮最小直径的限制，这些方案都走进了死胡同。说到底，这种困局不是游梁抽油机有问题，而是我们的国情与它不合。如果单井产量 20吨以上，采出强度不大，游梁抽油机当然也可以，但国情是客观存在的，改变不了，我们必须制造适合我们国家的抽油机。因此，近几年多种形式的大冲程低冲次的抽油机大量出现， 但到目前为止，因为故障率高、可靠性差，效果一直不够理想。至此，实践告诉我们，要想取代游梁抽油机，必须改变其抽油 方式，由小泵径，低效率，变速运动小冲程、高冲次的抽油方式转变到大泵径、高泵效，勻速直线运动大冲程，冲次数低到泵不充满抽油机就不运转，等待泵充满了抽油机再运转的抽油方式已势在必行。通过适当加大泵径，把泵效提高到90以上，把冲次数降低5-10倍，工作级别由繁忙降到轻闲，系统效率的低下以及降低大冲程抽油机的故障率就可迎刃而解了。
技术实现思路
本专利技术的目的是采用大直径高效率抽油泵配套程控长冲程抽油机，采用智能化的控制系统，对油井实时监控，实现泵不充满抽油机不运转，等待泵充满了再运转的抽油方式。同时，通过上位机与PLC程控抽油机的互联互通实现无限距离、无限油井和无限给予授权的用户之间的信息实时共享共用。本专利技术的技术解决方案是这样实现的一种高效智能抽油设备，包括抽油机、抽油泵、PLC程控器、通信服务器和电控系统，所述程控抽油机包括机架，其上部装有减速器，减速器有两个输入端轴伸，其中的一端通过联轴器与自动运行电机联接，联轴器的侧面装有接近开关；其中的另一端通过失电制动离合器及滚子链与手动运行电机联接，减速器的输出端有双轴伸，其上分别装有卷筒，卷筒上带有绳槽，两个绳槽的旋向相反，钢绳A串过平衡轮A后形成的双绳分别串过悬绳器上两个滑轮用绳夹固定在两个卷筒外端，并向后转动卷筒，将钢绳A缠绕在卷筒的绳槽内， 把悬绳器提到高点，依同理再将钢绳B串过平衡轮B后形成的两个绳头分别串过平衡重上两个滑轮用绳夹固定在两个卷筒的内端。所述的悬绳器A与油杆连接，油杆连接柱塞，柱塞的下端带有游动阀，所述油杆与柱塞一同置于油管和泵筒中，其特征在于泵筒上端和油管之间联接内管，内管之外套装带有进油排气孔的储油器，其下端和套装在泵筒之外的外管联接，外管的下端和低阻固定阀下端密封固定联接，储油器和低阻固定阀之间形成环形通道，当柱塞下行时储油器内液面为a，柱塞上行时储油器内的液柱压力推动低阻固定阀的阀球向高位滚动，油液进入泵筒，柱塞到达上死点c，储油器内液面由a降到b后须停机给一个使储油器液面回到a的时间Ttl ；低阻固定阀中有阀体，其中装有中心杆，中心杆上自上而下依次套有受压体、定位体、弹簧及弹簧座，其下端有调整垫，中心杆的下端与阀球限位套筒固定连接，限位卷筒中装有阀球，阀球的一侧面对阀座，阀球的水平中心线与中心杆的轴线夹角小于90°，并能沿阀球下面的斜面作横向滚动；当柱塞向下压到受压体上端将游动阀顶开，中心杆下端的阀球限位套筒下压阀球则使其脱离阀座而无法关闭，实现油管与套管的联通；当柱塞上提离开时，弹簧便使其复位；所述机架的右后侧装有电控箱，其中装有用于自动运行电机及手动运行电机的主电路、通信电路及其控制电路，所述主电路中装有固态继电器SSRl、SSR2、SSR3和交流接触器KM1、KM2以及手动自动控制电流转换开关SA，自动运行控制电路以PLC程控器为主，并通过电流互感器及低点开关、原点开关、高点开关、 荷重传感器和接近开关分别与程序控制器PLC的各端点保持电连接；控制程控抽油机的悬绳器及其连接的柱塞上下往复运动，完成抽油过程；所述PLC上还带有RS485端口，通过通信电路与所述服务器中的上位机的GPRS模块互联互通。所述的失电制动离合器，包括一个基盘，基盘通过轴承安装在减速器输入轴伸上， 链轮由螺栓固定在基盘上，制动盘和所述输入轴伸上的花键套联接；磁轭中装有环形线圈和均布的弹簧，磁轭和衔铁由螺栓装到基盘上；磁轭后面有绝缘防护盘，其中心装有电接点端子，使线圈和接电弹簧片保持电联接，在自动运行时，失电制动离合器得电，制动盘被松开随轴旋转，和手动运行分离；在自动运行电机停电后，失电制动离合器失电，滚子链借助手动运行电机的制动器而制动；手动运行电机得电时失电制动离合器也得电打开，而失电制动离合器失电在动合状态，减速器及其输入轴另一端的联轴器还在旋转，接近开关照常工作。所述的绳夹由绳夹体和紧定螺钉构成，绳夹体为扇形体，其上端带有与卷筒上绳槽相吻合的旋槽，其下端则带有紧定螺孔。所述的高效智能抽油设备的抽油方法，包括为PLC写入或修改用户程序、输入或修改工作参数的步骤，其特征在于工艺过程包括下述步骤(1)系统进入初始状态，将泵柱塞停到上死点C，平衡重在低点，原点开关处在动合状态；(2)系统进入启动状态，制动器得本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种高效智能抽油设备，包括抽油机、抽油泵、程序监控器和通信服务器，所述抽油机包括有固定基础的机架（２２），顶部装有双输入和双输出轴伸的减速器（４０），其中一个输入轴伸通过联轴器（４１）与自动运行电机（３５）联接，联轴器（４１）的侧面装有接近开关（３６）；另一输入轴伸装有带同步链轮的失电制动离合器（３９）并通过滚子链（３８）与手动运行电磁制动电机（３７）联接；两个输出轴伸分别装两个绳槽旋向一左一右的卷筒，钢绳Ａ（２５）串过平衡轮Ａ（２８）后的双绳分别串过悬绳器（２３）两滑轮用绳夹（３４）分别固定在两卷筒（２９）的外端，向后转动卷筒将钢绳Ａ（２５）缠绕在卷筒的绳槽内，把悬绳器（２３）提到高点，再将钢绳Ｂ（３１）串过平衡轮Ｂ（３０）后的两绳头分别串过平衡重（３２）两滑轮再用绳夹分别固定在两卷筒（２９）的内端；所述的悬绳器（２３）与油杆（２）联接，油杆（２）联接柱塞（７），柱塞（７）下端带有游动阀（８），所述的油杆（２）连接柱塞一同置于油管（１）和泵筒（５）中，其特征在于：泵筒（５）上端和油管（１）之间联接内管（３），内管（３）之外套装上端有进油排气孔的储油器（４），其下端和套装在泵筒（５）外的外管（６）联接，外管（６）的下端和泵筒（５）下联接的低阻固定阀下端密封固定联接，储油器（４）和低阻固定阀之间形成环形通道，当柱塞（７）下行时储油器内液面为ａ，柱塞（７）上行时储油器（４）内的油靠液柱压力推动低阻固定阀球（１８）向高位滚动使油进入泵筒，当柱塞（７）到上死点ｃ时，储油器（４）内液面由ａ降到ｂ后仍保持克服进油阻力ｂ、ｃ之间液位高度，这时要停机给一个油井供液储油器液面回到ａ的时间Ｔ０；所述的机架（２２）后侧装有电控箱（３３），其中装有用于自动运行电机（３５）、失电制动离合器（３９）和手动运行电磁制动电机（３７）的主电路和控制电路及通信电路，所述的主电路中装有固态继电器ＳＳＲ１、ＳＳＲ２、ＳＳＲ３和交流接触器ＫＭ１、ＫＭ２以及手动自动控制电源转换开关ＳＡ，所述的控制电路有自动运行和手动运行电路，自动运行电路是以程序控制器ＰＬＣ为核心配有输入电流互感器及在电控箱（３３）之外装在机架（２２）上的低点开关（２０）、原点开关（２１）、高点开关（２６）、荷重传感器（２７）和接近开关（３６）；输出端的三点是控制固态继电器ＳＳＲ１、ＳＳＲ２、ＳＳＲ３的导通和关断，从而控制电机正转、反转和制动器启停动作，实现上下往复运行，完成抽油过程；ＧＰＲＳ－ＤＴＵ和个人电脑或手机之间通过装在任意地点的服务器以网络通信的方式互相通信实现无限距离远程监控。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王忠山，李红，
申请(专利权)人：大连虹桥科技有限公司，
类型：发明
国别省市：91
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