本发明专利技术涉及一种用于油田采油作业的智能定力矩抽油机，适用于抽油杆最大与最小载荷相差不超过50000N的油井采油作业，尤其是适用于低渗、超低渗油田的间歇采油作业。至少包括：牵引轮、抽油杆、电机、控制器、小链条轮及平衡块，在主机架上通过连接轴前后连接有大链条轮和牵引轮，牵引轮左边通过载荷牵引绳一端挂抽油杆，载荷牵引绳另一端固定在牵引轮右端的载荷牵引绳挂绳器上，抽油杆连接采油树，牵引轮右边通过平衡块牵引绳一端挂平衡块配重，平衡块牵引绳另一端固定在牵引轮左端的平衡块牵引绳挂绳器上，在副机架上固定有电机，电机的电机轴轴连接小链条轮，小链条轮位于大链条轮重直线下端，小链条轮与大链条轮通过链条连接。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于油田采油作业的智能定力矩抽油机，适用于抽油杆最大与最小载荷相差不超过50000N的油井采油作业，尤其是适用于低渗、超低渗油田的间歇采油作业。
技术介绍
目前油田采油作业采用的是游梁式抽油机，该种抽油机体型较大，而且能源消耗较大。例如10型游梁式型抽油机，所用电机为15KW，一年耗电15X24X335 = 120600度(维修、故障天数30天计)，按每度I元的电价计算，一台10型游梁式型抽油机一年用电量需要支付12. 06万元人民币
技术实现思路
·本专利技术的目的是提供一种在低渗、超低渗油田间歇采油作业的可节省更多电能的智能定力矩抽油机。本专利技术的目的是这样实现的，智能定力矩抽油机，其特征是至少包括牵引轮、抽油杆、电机、控制器、小链条轮及平衡块，在主机架上通过连接轴前后连接有大链条轮和牵引轮，牵引轮左边通过载荷牵引绳一端挂抽油杆，载荷牵引绳另一端固定在牵引轮右端的载荷牵引绳挂绳器上，抽油杆连接采油树，牵引轮右边通过平衡块牵引绳一端挂平衡块配重，平衡块牵引绳另一端固定在牵引轮左端的平衡块牵引绳挂绳器上，在副机架上固定有电机，电机的电机轴轴连接小链条轮，小链条轮位于大链条轮重直线下端，小链条轮与大链条轮通过链条连接。所述的平衡配重块依据如下计算公式确定重量(Pmax+Pmin)+2pmax =最大载荷，Pmin =最小载荷；抽油机提升机构载荷确定，最大载荷为100KN，最小载荷50KN，则平衡块重量应为(100+50)+2 = 75KN。根据平衡块的确定方法，配重块重量p2 = 75KN,则在抽油杆上升时，作用在平衡块上的力应该是(100-75) = 25KN，则在抽油杆下降时，作用在平衡块上的力应该是(75-50) = 25KN, KN 为千牛。所述的牵引绳通过悬绳器与抽油杆连接固定。所述的在平衡块上下位置有上限位器和下限位器。所述的上限位器有第一上限位器和第二上限位器两组，下限位器有第一下限位器和第二下限位器。所述的抽油杆2的重量是100KN。所述的控制器选用PLC。所述的PLC控制电机启动后，平衡块向上升或者下降，当碰到上限位器后，电机停止转动，PLC记录这段运转时间，并减去3 5秒，得时间h ;电机停止3 5秒后，PLC给电机信号，驱使其向相反方向运转，碰到下限位器后，电机停止转动，PLC记录这段运转时间，并减去3 5秒，得时间t2 ;电机停止3 5秒后，PLC给电机信号，驱使其向相反方向运转，运转时间为t2+(3 5)，待运转时间t2+(3 5)完毕，电机停止3 5秒后，PLC给电机信号，驱使其向相反方向运转，并以运转时间为t2为周期往复运转。本专利技术的优点是由于利用杠杆原理，采用圆(牵引轮)作为杠杆，一端悬挂载荷(抽油杆)，一端悬挂平衡块。无论杠杆旋转角度如何，抽油杆和平衡块的牵引绳始终在圆的切线上，即两边的力臂为定值(两个力臂均为圆的半径)，如果平衡块重量不变，则平衡端的力矩恒定。10型智能定力矩抽油机，所用电机为5.5KW，一年耗电5· 5X24X335 =44220度(维修、故障天数30天计)，比10型游梁式抽油机每年节约76380度电，按每度I元的电价计算，一年共节约7. 64万元人民币。智能定力矩抽油机比游梁式型抽油机节能效果非常明显，尤其是低渗、超低渗油田间歇采油作业，利用其冲次可以任意调整，可以节省更多电能，而且抽油机功率越大节能效果也越明显。 下面结合实施例附图对本专利技术作进一步说明图例说明图I是本专利技术实施例结构示意图。图中，I、采油树；2、抽油杆；3、悬绳器；4、载荷牵引绳；5、平衡块牵引绳挂绳器；6、牵引轮；7、大链条轮；8、主机架；9、载荷牵引绳挂绳器；10、平衡块牵引绳；11、小链条轮；12、平衡块；13、副机架；14、电机。具体实施例方式如图I所示，在主机架8上通过连接轴前后连接有大链条轮7和牵引轮6，牵引轮6左边通过载荷牵引绳4 一端挂100KN的抽油杆2，载荷牵引绳4另一端固定在牵引轮6右端的载荷牵引绳挂绳器9上，抽油杆2连接采油树1，牵引绳4通过悬绳器3与抽油杆2连接固定。牵引轮6右边通过平衡块牵引绳10 —端挂75KN平衡块12配重，平衡块牵引绳10另一端固定在牵引轮6左端的平衡块牵引绳挂绳器5上。在副机架13上固定有电机14，电机14的电机轴轴连接小链条轮11，小链条轮11位于大链条轮7重直线下端，小链条轮11与大链条轮7通过链条连接，工作时，控制器控制电机14工作，电机轴带动小链条轮11转动，由小链条轮11通过链条带动牵引轮6，牵引轮6带动抽油杆2和平衡块12上下往复移动，完成抽油机上下循环往复运动。为了节省电能，在平衡块12上下位置有上限位器和下限位器，平衡块12到达上限位器后，由上限位器给控制器上限位信号，平衡块12到达下限位器后，由下限位器给控制器下限位信号。依次控制器完成电机正反转。上限位器按间隔布置第一上限位器和第二上限位器两组，下限位器按间隔布置第一下限位器和第二下限位器，使系统安全可靠。控制器选用PLC，PLC控制电机启动后，平衡块向上升或者下降，当碰到上限位器后，电机停止转动，PLC记录这段运转时间，并减去3 5秒，得时间h ；电机停止3 5秒后，PLC给电机信号，驱使其向相反方向运转，碰到下限位器后，电机停止转动，PLC记录这段运转时间，并减去3 5秒，得时间t2 ;电机停止3 5秒后，PLC给电机信号，驱使其向相反方向运转，运转时间为t2+(3 5)，待运转时间t2+(3 5)完毕，电机停止3 5秒后，PLC给电机信号，驱使其向相反方向运转，并以运转时间为t2为周期往复运转。平衡配重块重量依据如下计算公式(Pmax+Pmin)+2pmax =最大载荷，Pmin =最小载荷；抽油机提升机构载荷确定，最大载荷为100KN，最小载荷50KN，则平衡块重量应为 (100+50)+2 = 75KN。抽查5台型抽油机示功图，抽油杆上升与下降载荷差为(KN) :21.81,21.82,19. 23、19. 18,22. 89，最大相差 22. 89KN。观察众多抽油机示功图可以发现不管是几型抽油机，其抽油杆上升与下降载荷最大相差小于30KN。这是由于抽油泵和井底特性决定的，是一个几乎不变的参数。但是，在抽油泵结蜡或其他异常情况下，可以导致抽油杆上升与下降载荷差值增大，为了让抽油机工作能承担较大的不平衡重量，运转更为平稳，因此取抽油杆上升与下降载荷最大相差约50KN进行设计。根据平衡块的确定方法，配重块重量p2 = 75KN,则在抽油杆上升时，作用在平衡块上的力应该是(100-75) = 25KN，则在抽油杆下降时，作用在平衡块上的力应该是(75-50) = 25KN, KN 为千牛。结论由于无需考虑动载系数，因此只要抽油机能提升25KN的物重，该10型智能定力矩抽油机就能平稳运行。分析油井地面功图可以抽象为平行四边形，如附图2所示，图中可以看出AB⑶是抽油机完成一个冲程所绘制出的示功图，横坐标表示位移(单位m)，纵坐标表示载荷(单位KN)，其中A — B — C为抽油杆上升阶段的载荷情况；C — D — A为抽油杆下降阶段的载荷情况；EF为平衡块重量。最大载荷:58. 47KN,最小载荷36. 65KN,冲程3. 08m,冲次2.本文档来自技高网...
【技术保护点】
智能定力矩抽油机，其特征是：至少包括：牵引轮、抽油杆、电机、控制器、小链条轮及平衡块，在主机架上通过连接轴前后连接有大链条轮和牵引轮，牵引轮左边通过载荷牵引绳一端挂抽油杆，载荷牵引绳另一端固定在牵引轮右端的载荷牵引绳挂绳器上，抽油杆连接采油树，牵引轮右边通过平衡块牵引绳一端挂平衡块配重，平衡块牵引绳另一端固定在牵引轮左端的平衡块牵引绳挂绳器上，在副机架上固定有电机，电机的电机轴轴连接小链条轮，小链条轮位于大链条轮重直线下端，小链条轮与大链条轮通过链条连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李占生，
申请(专利权)人：李占生，
类型：发明
国别省市：
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