專利名稱：一種風(fēng)力抽油系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在油田進行石油開采所用的抽油設(shè)備，具體是指一種風(fēng)力抽油系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
至今，各種環(huán)保節(jié)能的的政策及措施都已成為我們耳熟能詳?shù)奈拿魃畎l(fā)展趨勢，圍繞應(yīng)用面廣、節(jié)能潛力大的鍋爐窯爐、電機系統(tǒng)、余熱余壓利用等重點領(lǐng)域，通過重大技術(shù)和裝備產(chǎn)業(yè)化示范、規(guī)模化應(yīng)用等，形成10-15個大型流化床鍋爐、粉煤氣化(15. 25，O. 14，O. 93%)、蓄熱式燃燒、高效換熱器等以高效燃燒和換熱技術(shù)為特色的制造基地；15-20個稀土永磁無鐵芯電機、高壓變頻控制、無功補償?shù)雀咝щ姍C及其控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化基地；5-10個低品位余熱發(fā)電、中低濃度煤層氣利用等余熱余能利用裝備制造基地。到2015年，高效節(jié)能技術(shù)與裝備市場占有率由目前不足5%提高到30%左右，產(chǎn)值達到5000億
J Li ο然而傳統(tǒng)的采油廠所用的抽油系統(tǒng)，都是以電力作為動力源，一般油田都位于偏遠地區(qū)，在油田的自然風(fēng)能是很大的，但沒有得到充分的利用，如遼河油田歡喜嶺采油廠就是以電力為動力源進行抽油，所使用的電機大多數(shù)額定功率為22KW或者37KW這兩種，油田動力電以O(shè). 81元/度計算，22KW的電機耗電量為80000度/年；對于37KW的電機來說，耗電量更大，為104000度/年，上述如此之大的用電量，不符合我國目前所提倡的節(jié)能環(huán)保的要求。中國知識產(chǎn)權(quán)局于2004年07月28日公開了公開號為CN1515781的專利文獻，本發(fā)明公開了一種石油開采井抽油裝置，包括地面平臺，安置于井口上，該平臺上安設(shè)電動機式燃油、燃氣發(fā)動機和泵，所述泵為真空泵、泵的入口與井口及井下油管柱相連接，井下油管柱上安設(shè)單流閥。上述石油開采井抽油裝置就是以電動機式燃油、燃氣發(fā)動機和泵作為動力源。盡管該發(fā)明結(jié)構(gòu)獨特，簡單實用的特點，可廣泛應(yīng)用于石油開采的抽油井工藝中，但是不能滿足節(jié)能環(huán)保的要求。再比如，中國知識產(chǎn)權(quán)局于2009年06月10日公開了專利號為CN200710077401. 7
的發(fā)明專利，該專利為一種真空和氣壓雙動力多井抽油系統(tǒng)裝置，包括多臺由井下分級抽油系統(tǒng)、井上管路調(diào)控系統(tǒng)組成的真空壓力深井抽油機；包括由多個真空獲得器、真空制冷器、氣水分離器、水泵、輸水管路、電器控制箱、循環(huán)水池、溫度傳感器、工作平臺組成水柱塞式真空泵和壓縮機，將水柱塞式真空泵和壓縮機裝置在多臺真空壓力深井抽油機中心位置，通過真空管路和壓縮氣體管路與多臺真空壓力深井抽油機連接成一體構(gòu)成。本發(fā)明利用多臺真空壓力深井抽油機、水柱塞式真空泵和壓縮機，通過真空管路、壓縮氣體管路將其連通構(gòu)成一體組成，利用水柱塞式真空泵和壓縮機規(guī)模獲得的真空能量和壓縮氣體為動力，使多臺真空壓力深井抽油機同時完成深井大流量抽油工作，上述發(fā)明專利盡管具有一定的科技含量，但其動力源為真空壓力深井抽油機、水柱塞式真空泵和壓縮機，這幾個設(shè)備都是以電為動力，耗電量同樣很大，也不符合我國目前所提倡的節(jié)能環(huán)保的要求。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述之不足，本發(fā)明的目的在于提供一種節(jié)能環(huán)保、工作性能穩(wěn)定的風(fēng)力抽油系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是
一種風(fēng)力抽油系統(tǒng)，包括油田磕頭式抽油機，還包括支架和設(shè)在支架頂部的風(fēng)能采集裝置，所述風(fēng)能采集裝置通過長軸傳動機構(gòu)將動力傳給油田磕頭式抽油機。所述風(fēng)能采集裝置主要由機箱、增速箱、動力輸入軸、風(fēng)葉輪、轉(zhuǎn)向輸出裝置構(gòu)成，所述增速箱和轉(zhuǎn)向輸出裝置設(shè)在機箱內(nèi)，所述轉(zhuǎn)向輸出裝置設(shè)在增速箱的輸出軸上，轉(zhuǎn)向輸出裝置將動力傳給長軸傳動機構(gòu)，所述增速箱的動力輸入軸的一端從機箱內(nèi)穿出，位于機箱外的所述風(fēng)葉輪設(shè)在動力輸入軸上。還包括偏航裝置，所述偏航裝置是由蓄電池、控制器、風(fēng)速儀、風(fēng)向儀、伺服電機、減速箱、齒輪、軸承和偏航環(huán)狀制動盤和內(nèi)齒圈構(gòu)成，所述內(nèi)齒圈固定支撐在支架頂部上，所述機箱固定支撐在偏航環(huán)狀制動盤上，所述偏航環(huán)狀制動盤通過軸承安裝在內(nèi)齒圈的外圍上，所述齒輪設(shè)在減速箱的輸出軸上并與內(nèi)齒圈相嚙合，所述蓄電池為控制器提供電源，所述控制器，用以接收風(fēng)速儀和風(fēng)向儀傳送過來的風(fēng)速信息和風(fēng)向信息，控制器依據(jù)風(fēng)速信息和風(fēng)向信息對伺服電機的啟動和轉(zhuǎn)向進行控制，啟動后的伺服電機通過減速箱帶動齒輪沿著內(nèi)齒圈滾動，固定在機箱內(nèi)的減速箱帶動機箱和偏航環(huán)狀制動盤轉(zhuǎn)動。所述伺服電機、減速箱、齒輪為一組，共設(shè)有兩組，每組的齒輪與內(nèi)齒圈相嚙合。所述增速箱的輸出軸上還設(shè)有液壓式制動盤，所述液壓式制動盤通過液壓油管與設(shè)在機箱內(nèi)的液壓站連接，液壓站上的液壓電磁閥與所述控制器電連接。所述機箱內(nèi)設(shè)有12V發(fā)電機，所述12V發(fā)電機與增速箱的輸出軸的軸端部聯(lián)接，所述12V發(fā)電機為蓄電池充電。所述支架的頂部豎向固定有支撐筒，所述內(nèi)齒圈固定在支撐筒的頂部。所述增速箱采用的是星形齒輪變速箱。還設(shè)有22KW或37KW的備用電機、風(fēng)力電力轉(zhuǎn)換離合器、PLC控制器和轉(zhuǎn)速和力矩傳感器，所述風(fēng)力電力轉(zhuǎn)換離合器，用以將油田德頭式抽油機的動力輸入端與長軸傳動機構(gòu)聯(lián)接或與備用電機的輸出軸聯(lián)接，轉(zhuǎn)速和力矩傳感器將長軸傳動機構(gòu)的轉(zhuǎn)速和力矩信息傳送給PLC控制器，所述PLC控制器依據(jù)轉(zhuǎn)速和力矩信息控制風(fēng)力電力轉(zhuǎn)換離合器的動力源的轉(zhuǎn)換，并對備用電機進行啟動控制。所述長軸傳動機構(gòu)是由豎向傳動軸、轉(zhuǎn)向輸出器和水平傳動軸構(gòu)成，所述豎向傳動軸的上端與所述轉(zhuǎn)向輸出裝置的軸出軸聯(lián)接，所述豎向傳動軸的下端通過轉(zhuǎn)向輸出器與水平傳動軸的一端聯(lián)接，所述水平傳動軸的另一端通過所述風(fēng)力電力轉(zhuǎn)換離合器與油田磕頭式抽油機的動力輸入端聯(lián)接。本發(fā)明的有益效果在于由于采用風(fēng)力抽油為主，電力抽油為輔的工作模式，不僅更加節(jié)能環(huán)保，而且還保證了連續(xù)的生產(chǎn)作業(yè)，具有工作性能穩(wěn)定、生產(chǎn)成本低、制動化程度高的特點；由于增設(shè)了偏航裝置，使風(fēng)葉輪能正對風(fēng)向，以獲得最大的風(fēng)力，當然，如果風(fēng)力過大，通過偏航裝置轉(zhuǎn)動機箱，使風(fēng)葉輪能相對風(fēng)向有一個偏角，從而對風(fēng)力的輸入進行調(diào)節(jié)。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細說明
圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意 圖2為圖I所示的側(cè)視 圖3為圖I所示風(fēng)能采集裝置的結(jié)構(gòu)示意 圖4為圖3所示的俯視的結(jié)構(gòu)示意 圖5為圖3所示的側(cè)視圖。圖中1、油田磕頭式抽油機；2、支架；3、風(fēng)能采集裝置；4、機箱；5、增速箱；6、動力輸入軸；7、風(fēng)葉輪；8、轉(zhuǎn)向輸出裝置；9、增速箱的輸出軸；10、蓄電池；11、控制器；12、風(fēng)速儀；13、風(fēng)向儀；14、伺服電機；15、減速箱；16、齒輪；17、軸承；18、偏航環(huán)狀制動盤；19、內(nèi)齒圈；20、支撐筒；21、液壓式制動盤；22、液壓站；23、12V發(fā)電機；24、備用電機；25、風(fēng)力電力轉(zhuǎn)換離合器；26、PLC控制器；27、轉(zhuǎn)速和力矩傳感器；28、豎向傳動軸；29、轉(zhuǎn)向輸出器；30、水平傳動軸。
具體實施例方式如圖I、2、3所示，一種風(fēng)力抽油系統(tǒng)，包括油田磕頭式抽油機I，還包括支架2和設(shè)在支架2頂部的風(fēng)能采集裝置3，所述風(fēng)能采集裝置3主要由機箱4、增速箱5、動力輸入軸6、風(fēng)葉輪7、轉(zhuǎn)向輸出裝置8構(gòu)成，所述增速箱5和轉(zhuǎn)向輸出裝置8設(shè)在機箱4內(nèi)，所述轉(zhuǎn)向輸出裝置8設(shè)在增速箱的輸出軸9上，轉(zhuǎn)向輸出裝置8將動力傳給長軸傳動機構(gòu)，所述增速箱5的動力輸入軸的一端從機箱4內(nèi)穿出，位于機箱4外的所述風(fēng)葉輪7設(shè)在動力輸入軸6上。所述增速箱5采用的是星形齒輪變速箱。所述長軸傳動機構(gòu)是由豎向傳動軸28、轉(zhuǎn)向輸出器29和水平傳動軸30構(gòu)成，所述豎向傳動軸28的上端與所述轉(zhuǎn)向輸出裝置8的軸出軸聯(lián)接，所述豎向傳動軸28的下端通過轉(zhuǎn)向輸出器29與水平傳動軸30的一端聯(lián)接，所述水平傳動軸30的另一端通過所述風(fēng)力電力轉(zhuǎn)換離合器25與油田德頭式抽油機I的動力輸入端聯(lián)接。風(fēng)葉輪7轉(zhuǎn)動，將風(fēng)的動力通過上述長軸傳動機構(gòu)傳遞給油田磕頭式抽油機I。如圖3、4、5所示，還包括偏航裝置，其作用主要使風(fēng)葉輪能正對風(fēng)向，以獲得最大的風(fēng)力，當然，如果風(fēng)力過大，通過偏航裝置轉(zhuǎn)動機箱，使風(fēng)葉輪能相對風(fēng)向有一個偏角，故偏航裝置可以對風(fēng)力的輸入進行調(diào)節(jié)。所述偏航裝置是由蓄電池10、控制器11、風(fēng)速儀12、風(fēng)向儀13、伺服電機14、減速箱15、齒輪16、軸承17和偏航環(huán)狀制動盤18和內(nèi)齒圈19構(gòu)成，所述支架2的頂部豎向固定有支撐筒20，所述內(nèi)齒圈19固定在支撐筒20的頂部，所述機箱4固定支撐在偏航環(huán)狀制動盤18上，所述偏航環(huán)狀制動盤18通過軸承17安裝在內(nèi)齒圈19的外圍上，所述伺服電機14、減速箱15、齒輪16為一組，共設(shè)有兩組，每組的齒輪16設(shè)在減速箱15的輸出軸上并與內(nèi)齒圈19相嚙合，所述蓄電池10為控制器11提供電源，風(fēng)速儀12和風(fēng)向儀13設(shè)在機箱4的頂部，所述控制器11，用以接收風(fēng)速儀12和風(fēng)向儀13傳送過來的風(fēng)速信息和風(fēng)向信息，控制器11依據(jù)風(fēng)速信息和風(fēng)向信息對伺服電機14的啟動和轉(zhuǎn)向進行控制，啟動后的伺服電機14通過減速箱15帶動齒輪16沿著內(nèi)齒圈19滾動，固定在機箱4內(nèi)的減速箱15帶動機箱4和偏航環(huán)狀制動盤18轉(zhuǎn)動，從而帶動風(fēng)葉輪7轉(zhuǎn)向，從而調(diào)節(jié)風(fēng)葉輪7相對風(fēng)向的偏角。
所述增速箱的輸出軸9上還設(shè)有液壓式制動盤21，用以對風(fēng)葉輪剎車，所述液壓式制動盤21通過液壓油管與設(shè)在機箱4內(nèi)的液壓站22連接，液壓站22上的液壓電磁閥與所述控制器11電連接。所述機箱4內(nèi)設(shè)有12V發(fā)電機23，所述12V發(fā)電機23與增速箱的輸出軸9的軸端部聯(lián)接，所述12V發(fā)電機為蓄電池10充電。
如圖I所示，還設(shè)有22KW或37KW的備用電機24、風(fēng)力電力轉(zhuǎn)換離合器25、PLC控制器26和轉(zhuǎn)速和力矩傳感器27，所述風(fēng)力電力轉(zhuǎn)換離合器25，用以將油田磕頭式抽油機I 的動力輸入端與長軸傳動機構(gòu)聯(lián)接或與備用電機24的輸出軸聯(lián)接，轉(zhuǎn)速和力矩傳感器27 將長軸傳動機構(gòu)的轉(zhuǎn)速和力矩信息傳送給PLC控制器，所述PLC控制器26依據(jù)轉(zhuǎn)速和力矩信息控制風(fēng)力電力轉(zhuǎn)換離合器的動力源的轉(zhuǎn)換，并對備用電機24進行啟動控制。
工作原理本發(fā)明是將風(fēng)能作為主要的動力源，為了保證油田磕頭式抽油機I能正常的工作，將22KW或37KW的備用電機作為電力動力源的補充，在風(fēng)力很小時，轉(zhuǎn)速和力矩傳感器27將該信息傳給PLC控制器26，PLC控制器26發(fā)出指令給風(fēng)力電力轉(zhuǎn)換離合器 25,風(fēng)力電力轉(zhuǎn)換離合器25將風(fēng)能系統(tǒng)中的長軸傳動機構(gòu)與油田德頭式抽油機I的動力輸入軸脫開，與此同時，使油田磕頭式抽油機I的動力輸入軸與備用電機相聯(lián)接，并啟動備用電機，通過備用電機為油田磕頭式抽油機I提供動能；另外，通過偏航裝置使風(fēng)葉輪能正對風(fēng)向，以獲得最大的風(fēng)力，當然，如果風(fēng)力過大，通過偏航裝置轉(zhuǎn)動機箱，使風(fēng)葉輪能相對風(fēng)向有一個偏角，實現(xiàn)對偏航裝置對風(fēng)力的輸入進行調(diào)節(jié)。
總之，本發(fā)明雖然列舉了上述優(yōu)選實施方式，但是應(yīng)該說明，雖然本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以進行各種變化和改型，除非這樣的變化和改型偏離了本發(fā)明的范圍，否則都應(yīng)該包括在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)力抽油系統(tǒng)，包括油田磕頭式抽油機，其特征在于還包括支架和設(shè)在支架頂部的風(fēng)能采集裝置，所述風(fēng)能采集裝置通過長軸傳動機構(gòu)將動力傳給油田磕頭式抽油機。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)力抽油系統(tǒng)，其特征在于所述風(fēng)能采集裝置主要由機箱、 增速箱、動力輸入軸、風(fēng)葉輪、轉(zhuǎn)向輸出裝置構(gòu)成，所述增速箱和轉(zhuǎn)向輸出裝置設(shè)在機箱內(nèi)， 所述轉(zhuǎn)向輸出裝置設(shè)在增速箱的輸出軸上，轉(zhuǎn)向輸出裝置將動力傳給長軸傳動機構(gòu)，所述增速箱的動力輸入軸的一端從機箱內(nèi)穿出，位于機箱外的所述風(fēng)葉輪設(shè)在動力輸入軸上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)力抽油系統(tǒng)，其特征在于還包括偏航裝置，所述偏航裝置是由蓄電池、控制器、風(fēng)速儀、風(fēng)向儀、伺服電機、減速箱、齒輪、軸承和偏航環(huán)狀制動盤和內(nèi)齒圈構(gòu)成，所述內(nèi)齒圈固定支撐在支架頂部上，所述機箱固定支撐在偏航環(huán)狀制動盤上，所述偏航環(huán)狀制動盤通過軸承安裝在內(nèi)齒圈的外圍上，所述齒輪設(shè)在減速箱的輸出軸上并與內(nèi)齒圈相嚙合，所述蓄電池為控制器提供電源，所述控制器，用以接收風(fēng)速儀和風(fēng)向儀傳送過來的風(fēng)速信息和風(fēng)向信息，控制器依據(jù)風(fēng)速信息和風(fēng)向信息對伺服電機的啟動和轉(zhuǎn)向進行控制，啟動后的伺服電機通過減速箱帶動齒輪沿著內(nèi)齒圈滾動，固定在機箱內(nèi)的減速箱帶動機箱和偏航環(huán)狀制動盤轉(zhuǎn)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)力抽油系統(tǒng)，其特征在于所述伺服電機、減速箱、齒輪為一組，共設(shè)有兩組，每組的齒輪與內(nèi)齒圈相嚙合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)力抽油系統(tǒng)，其特征在于所述增速箱的輸出軸上還設(shè)有液壓式制動盤，所述液壓式制動盤通過液壓油管與設(shè)在機箱內(nèi)的液壓站連接，液壓站上的液壓電磁閥與所述控制器電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)力抽油系統(tǒng)，其特征在于所述機箱內(nèi)設(shè)有12V發(fā)電機，所述12V發(fā)電機與增速箱的輸出軸的軸端部聯(lián)接，所述12V發(fā)電機為蓄電池充電。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)力抽油系統(tǒng)，其特征在于所述支架的頂部豎向固定有支撐筒，所述內(nèi)齒圈固定在支撐筒的頂部。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)力抽油系統(tǒng)，其特征在于所述增速箱采用的是星形齒輪變速箱。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)力抽油系統(tǒng)，其特征在于還設(shè)有22KW或37KW的備用電機、風(fēng)力電力轉(zhuǎn)換離合器、PLC控制器和轉(zhuǎn)速和力矩傳感器，所述風(fēng)力電力轉(zhuǎn)換離合器，用以將油田德頭式抽油機的動力輸入端與長軸傳動機構(gòu)聯(lián)接或與備用電機的輸出軸聯(lián)接，轉(zhuǎn)速和力矩傳感器將長軸傳動機構(gòu)的轉(zhuǎn)速和力矩信息傳送給PLC控制器，所述PLC控制器依據(jù)轉(zhuǎn)速和力矩信息控制風(fēng)力電力轉(zhuǎn)換離合器的動力源的轉(zhuǎn)換，并對備用電機進行啟動控制。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的風(fēng)力抽油系統(tǒng)，其特征在于所述長軸傳動機構(gòu)是由豎向傳動軸、轉(zhuǎn)向輸出器和水平傳動軸構(gòu)成，所述豎向傳動軸的上端與所述轉(zhuǎn)向輸出裝置的軸出軸聯(lián)接，所述豎向傳動軸的下端通過轉(zhuǎn)向輸出器與水平傳動軸的一端聯(lián)接，所述水平傳動軸的另一端通過所述風(fēng)力電力轉(zhuǎn)換離合器與油田磕頭式抽油機的動力輸入端聯(lián)接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種風(fēng)力抽油系統(tǒng)，包括油田磕頭式抽油機，還包括支架和設(shè)在支架頂部的風(fēng)能采集裝置，風(fēng)能采集裝置通過長軸傳動機構(gòu)將動力傳給油田磕頭式抽油機。風(fēng)能采集裝置主要由機箱、增速箱、動力輸入軸、風(fēng)葉輪、轉(zhuǎn)向輸出裝置構(gòu)成。還設(shè)有22KW或37KW的備用電機、風(fēng)力電力轉(zhuǎn)換離合器、PLC控制器和轉(zhuǎn)速和力矩傳感器。由于采用風(fēng)力抽油為主，電力抽油為輔的工作模式，不僅更加節(jié)能環(huán)保，而且還保證了連續(xù)的生產(chǎn)作業(yè)，具有工作性能穩(wěn)定、生產(chǎn)成本低、制動化程度高的特點；由于增設(shè)了偏航裝置，使風(fēng)葉輪能正對風(fēng)向，以獲得最大的風(fēng)力，當然，如果風(fēng)力過大，通過偏航裝置轉(zhuǎn)動機箱，使風(fēng)葉輪能相對風(fēng)向有一個偏角，從而對風(fēng)力的輸入進行調(diào)節(jié)。
文檔編號E21B43/00GK102979489SQ20121053994
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者田育均, 高景軒 申請人:田育均, 高景軒