專利名稱：采油采氣直線驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于石油開采、煤層氣開采的抽采設(shè)備，特別是涉及到一種采油采氣直線驅(qū)動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
目前，廣泛使用的有桿泵抽油裝置，是石油工業(yè)傳統(tǒng)的采油方式之一，也是采油工程中一直占主導(dǎo)地位的人工舉升方式，這種裝置也應(yīng)用在煤層氣開采中。有桿泵采油包括常規(guī)的有桿泵抽油和螺桿泵采油，兩者都是由抽油機(jī)將地面動(dòng)力傳遞給井下泵；前者是將抽油機(jī)懸點(diǎn)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過抽油桿傳遞給井下柱塞泵，后者是將井口驅(qū)動(dòng)頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過抽油桿傳遞給井下螺桿泵。常規(guī)的有桿泵抽油裝置包括抽油機(jī)、抽油桿和抽油泵所組成的抽油系統(tǒng)。它利用抽油機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)，把電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)楣鈼U的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，用抽油桿帶動(dòng)深井的柱塞進(jìn)行抽油。在石油開采和煤層氣開采方面，游梁式抽油機(jī)仍然是抽采的主要設(shè)備，占抽油機(jī)總量的90%以上。但技術(shù)成熟的游梁式抽油機(jī)也有其自身難以克服的較為嚴(yán)重的缺陷第一，抽油機(jī)本身體積大導(dǎo)致金屬消耗量大、制造成本高、運(yùn)輸及安裝不便以及安裝所需空間大；第二，由于需要比較長的曲柄半徑，曲柄半徑與選神奇的往復(fù)行程成正比，而游梁的驢頭一端一般小于橫梁軸一端，加上曲柄平衡塊和游梁平衡塊消耗自身運(yùn)動(dòng)的慣性力，慣性力矩、連桿運(yùn)動(dòng)分力，杠桿作用力和自身傳動(dòng)過程中消耗的功率，占電機(jī)功率的50%以上，這就導(dǎo)致了抽油機(jī)系統(tǒng)效率低、耗電量大，采油成本高；第三， 游梁抽油機(jī)的調(diào)適、維護(hù)和維修都比較困難。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型旨在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種采油采氣直線驅(qū)動(dòng)裝置。本實(shí)用新型的采油采氣直線驅(qū)動(dòng)裝置，是由抽油桿、拖動(dòng)裝置和潛油泵構(gòu)成。在套管的頂端固定了泵架，在泵架的上端同軸豎立固定了滑軌，在滑軌內(nèi)軸線位的抽油桿上綁定了齒板。拖動(dòng)裝置由電機(jī)的輸出軸通過齒輪箱聯(lián)動(dòng)齒輪盤、齒輪盤與齒板相嚙合構(gòu)成。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，在泵架的上端的滑軌內(nèi)座有蓄能彈簧。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的齒板是通過方卡與抽油桿相固定。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，齒輪盤和相嚙合齒板均浸沒于機(jī)殼內(nèi)的潤滑油中。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，套管內(nèi)潛油泵是由抽油桿拖動(dòng)。本實(shí)用新型的采油采氣直線驅(qū)動(dòng)裝置，能有效地節(jié)約設(shè)備成本、提高系統(tǒng)效率、節(jié)省能源耗費(fèi)、加強(qiáng)環(huán)境友好等特點(diǎn)，適合在石油、煤層氣開采領(lǐng)域推廣使用，是現(xiàn)有抽油機(jī)理想的替代品，其優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下方面1、節(jié)省能源消耗，從電機(jī)輸入旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的功率，到齒條輸出往復(fù)運(yùn)動(dòng)的功率，只需要進(jìn)經(jīng)過一個(gè)齒輪與齒條的嚙合傳動(dòng)，機(jī)械傳動(dòng)路線短、效率高，降低了自身消耗功率，可節(jié)省能耗50%以上，提高了機(jī)械效率和系統(tǒng)效率，從而節(jié)省大量能源；[0011]2、制造、運(yùn)輸及安裝成本低。相對(duì)于傳統(tǒng)的游梁式抽油機(jī)外形龐大、笨重，本實(shí)用新型大大減少了設(shè)備制造的金屬耗費(fèi)量、便于運(yùn)輸并可迅速直接地安裝于井口，降低了生產(chǎn)、運(yùn)輸和安裝的成本；3、易損件少，使用壽命延長；便于維護(hù)與維修，降低運(yùn)行成本；4、本裝置可用螺栓直接安裝于井口，不需要混凝土及砂礫墊等基礎(chǔ)施工，井口作業(yè)面積很小降低了對(duì)油井周圍環(huán)境的要求；精巧的機(jī)械結(jié)構(gòu)確保運(yùn)行平穩(wěn)安靜，也降低了對(duì)油井周圍環(huán)境的負(fù)面影響。

說明書附圖是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的采油采氣直線驅(qū)動(dòng)裝置，是由抽油桿、拖動(dòng)裝置和潛油泵構(gòu)成。如圖所示，在套管1的頂端固定了泵架2，在泵架2的上端同軸豎立固定了滑軌3，泵架2的上端的滑軌3內(nèi)座有蓄能彈簧9，彈簧底部固定在泵架頂部的環(huán)形卡槽內(nèi)。在滑軌3內(nèi)軸線位的抽油桿4上綁定了齒板5 ；拖動(dòng)裝置由電機(jī)6的輸出軸通過齒輪箱7聯(lián)動(dòng)齒輪盤8、齒輪盤 8與齒板5相嚙合構(gòu)成，并直接驅(qū)動(dòng)由齒輪盤連接的抽油光桿上下直線運(yùn)動(dòng)。齒輪盤8和相嚙合齒板5均浸沒于機(jī)殼11內(nèi)的潤滑油中，使齒輪盤沿齒板運(yùn)動(dòng)的整個(gè)行程在油缸中得到充分潤滑。齒板5是通過方卡10與抽油桿4相固定。其中，在套管1內(nèi)的潛油泵12是由抽油桿4拖動(dòng)。本實(shí)用新型的采油采氣直線驅(qū)動(dòng)裝置，其工作過程(以石油開采為例)如下預(yù)置齒輪盤的上下死點(diǎn)以及電機(jī)輸入功率、確定電機(jī)轉(zhuǎn)速，利用DSP伺服驅(qū)動(dòng)器，根據(jù)預(yù)設(shè)值精確地計(jì)算并控制齒輪盤上行時(shí)間，減速器通過驅(qū)動(dòng)軸與輸出齒輪連接，輸出齒輪與固定在抽油光桿上的齒板嚙合。上沖程時(shí)，電機(jī)正向運(yùn)行，經(jīng)由減速器減速，輸出齒輪也做正向運(yùn)行，與輸出齒輪相嚙合的齒輪盤向上做直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)蓄能彈簧也由收縮狀態(tài)向上伸展，以其所釋放的能量助推齒輪盤向上運(yùn)動(dòng)。抽油光桿隨齒輪盤做向上運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)地下潛油泵上行，游動(dòng)閥受管內(nèi)壓力關(guān)閉，泵內(nèi)壓力降低，固定閥在沉沒壓力與泵內(nèi)壓力之差的作用下被打開，液體進(jìn)入泵內(nèi)，同時(shí)井口排出柱塞讓出泵筒體積的液體。當(dāng)齒輪盤運(yùn)行到上死點(diǎn)時(shí)，電機(jī)改變運(yùn)轉(zhuǎn)方向，開始反向運(yùn)行，以同樣的轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)齒輪盤向下運(yùn)動(dòng)到下死點(diǎn)，抽油裝置進(jìn)入下沖程。下沖程時(shí)，齒輪盤向下運(yùn)行，使抽油光桿隨齒板做向下運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)潛油泵下行，固定閥關(guān)閉，柱塞繼續(xù)下行，泵內(nèi)壓力繼續(xù)升高，當(dāng)泵內(nèi)壓力超過油管內(nèi)壓力時(shí)，泵內(nèi)液體即頂開游動(dòng)閥并進(jìn)入油管內(nèi)，抽油裝置完成一個(gè)沖程運(yùn)行。這樣，由電機(jī)的正/反向運(yùn)行帶動(dòng)齒輪盤及抽油光桿做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在柱塞不斷的上下運(yùn)動(dòng)中，固定閥及游動(dòng)閥也不斷地交替關(guān)閉和打開，使得油管內(nèi)液面不斷上升，一直到井口排入出油管線。
權(quán)利要求1.采油采氣直線驅(qū)動(dòng)裝置，是由抽油桿、拖動(dòng)裝置和潛油泵構(gòu)成，其特征是在套管(1) 的頂端固定了泵架(2)，在泵架(2)的上端同軸豎立固定了滑軌(3)，在滑軌(3)內(nèi)軸線位的抽油桿(4)上綁定了齒板(5);拖動(dòng)裝置由電機(jī)(6)的輸出軸通過齒輪箱(7)聯(lián)動(dòng)齒輪盤 (8)、齒輪盤(8)與齒板(5)相嚙合構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的采油采氣直線驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于泵架(2)的上端的滑軌(3) 內(nèi)座有蓄能彈簧(9)。
3.如權(quán)利要求1所述的采油采氣直線驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于齒板(5)是通過方卡(10) 與抽油桿(4)相固定。
4.如權(quán)利要求1所述的采油采氣直線驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于齒輪盤(8)和相嚙合齒板 (5)均浸沒于機(jī)殼(11)內(nèi)的潤滑油中。
5.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的采油采氣直線驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于套管(1)的潛油泵(12)是由抽油桿(4)拖動(dòng)。
專利摘要本實(shí)用新型的采油采氣直線驅(qū)動(dòng)裝置屬于石油開采、煤層氣開采的抽采設(shè)備，是由抽油桿、拖動(dòng)裝置和潛油泵構(gòu)成。在套管的頂端固定了泵架，在泵架的上端同軸豎立固定了滑軌，在滑軌內(nèi)軸線位的抽油桿上綁定了齒板。拖動(dòng)裝置由電機(jī)的輸出軸通過齒輪箱聯(lián)動(dòng)齒輪盤、齒輪盤與齒板相嚙合構(gòu)成。在泵架的上端的滑軌內(nèi)座有蓄能彈簧。本實(shí)用新型的采油采氣直線驅(qū)動(dòng)裝置，能有效地節(jié)約設(shè)備成本、提高系統(tǒng)效率、節(jié)省能源耗費(fèi)、加強(qiáng)環(huán)境友好等特點(diǎn)，適合在石油、煤層氣開采領(lǐng)域推廣使用，是現(xiàn)有抽油機(jī)理想的替代品，具有節(jié)省能源消耗、制造、運(yùn)輸及安裝成本低、易損件少，使用壽命延長；便于維護(hù)與維修，降低運(yùn)行成本的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E21B43/00GK202000976SQ20112011972
公開日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月21日
發(fā)明者劉強(qiáng), 張啟民, 時(shí)傳祥, 曲鑫 申請(qǐng)人:大慶百米馬流體控制系統(tǒng)有限公司