無(wú)配重?cái)?shù)字智能抽油(氣)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種抽油(氣)機(jī)，具體的說(shuō)涉及一種無(wú)配重?cái)?shù)字智能抽油(氣)機(jī)，屬于油、氣開(kāi)采設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]國(guó)內(nèi)外石油開(kāi)采領(lǐng)域最大的采油生產(chǎn)消耗就是采油設(shè)備一抽油機(jī)。只采油設(shè)備(抽油機(jī))一項(xiàng)，在整個(gè)油礦生產(chǎn)經(jīng)費(fèi)消耗中就占60%以上。
[0003]而目前國(guó)內(nèi)外油田采油用的主要設(shè)備是游梁式抽油機(jī)，如圖1、圖2所示，游梁2的前端設(shè)置有驢頭3并靠近井口 1，游梁2的后端連接有配重5，并與電機(jī)6和減速機(jī)4傳動(dòng)連接，該抽油機(jī)仍舊是五十年代的老式美國(guó)設(shè)備，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維修率高、消耗功率大、但在油田礦區(qū)現(xiàn)場(chǎng)使用中仍占90%以上。
[0004]該抽油機(jī)體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維修率高，屬笨重古老型設(shè)備，其最大的缺陷是消耗功率過(guò)大，浪費(fèi)能源太多。由于該抽油機(jī)是杠桿搖臂式結(jié)構(gòu)形式，從動(dòng)力傳動(dòng)結(jié)構(gòu)本身就存在著大馬拉小車的弊病，在抽油機(jī)往復(fù)運(yùn)動(dòng)到下沖程時(shí)造成動(dòng)力功率浪費(fèi)，上沖程時(shí)又會(huì)出現(xiàn)動(dòng)力功率過(guò)大，而且由于該抽油機(jī)的整體結(jié)構(gòu)所限，不能改變其功率浪費(fèi)狀況。
[0005]近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)外油田采油設(shè)備的發(fā)展和研宄也企圖擺脫游梁式抽油機(jī)這一古老的設(shè)備形式，先后出現(xiàn)了鏈條式抽油機(jī)、智能摩擦式抽油機(jī)、電控抽油機(jī)、皮帶抽油機(jī)等型類的研制，但至今沒(méi)有改變游梁式抽油機(jī)占據(jù)市場(chǎng)90%的現(xiàn)狀。
[0006]比如:
(1)、摩擦式抽油機(jī)雖是塔架式結(jié)構(gòu)，但動(dòng)力源結(jié)構(gòu)設(shè)置不合理，使整機(jī)運(yùn)行不平穩(wěn)、噪音大，并且在修井作業(yè)時(shí)必須整機(jī)外移；
(2)、鏈條式抽油機(jī)，如圖3所示，雖然該機(jī)型也采用了立式結(jié)構(gòu)，但傳動(dòng)系統(tǒng)仍與游梁式抽油機(jī)形式相同，仍然是上下運(yùn)行力均衡，配重5與抽油桿之間通過(guò)牽引帶8傳動(dòng)，配重5與減速機(jī)直接通過(guò)鏈條7傳動(dòng)，還是沒(méi)有解決大馬拉小車、功率消耗過(guò)大的缺陷，并且設(shè)置了氣包平衡裝置，更加造成了諸多繁瑣和麻煩，也不受用戶歡迎；
(3)、皮帶式抽油機(jī)以及如圖4所示的電控抽油機(jī)，也同樣存在著由于鏈條傳動(dòng)所造成的維修繁瑣、安全系數(shù)差、形成不能變動(dòng)及工作不穩(wěn)定的缺陷。給安全生產(chǎn)帶來(lái)了嚴(yán)重的隱串
■/Q1、O
[0007](4)、V型結(jié)構(gòu)式抽油機(jī)以及如圖5所示的直線電機(jī)式抽油機(jī)，雖然在配重5的上下行程中設(shè)置了導(dǎo)軌9，但是仍均無(wú)法保證油田實(shí)際生產(chǎn)的作業(yè)程序和生產(chǎn)要求。以上諸類型抽油機(jī)僅占油田采油設(shè)備的10%左右，仍不能替代游梁式抽油機(jī)的應(yīng)用比率。
[0008]隨著油田采油生產(chǎn)的需要，降低生產(chǎn)成本勢(shì)在必行，而要降低采油生產(chǎn)成本首先必須要解決能源消耗，因?yàn)槌橛蜋C(jī)能源消耗在油田采油生產(chǎn)中占經(jīng)費(fèi)支出的60%以上。同時(shí)，由于油田礦區(qū)采油作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣、所使用設(shè)備必須要具有安全、高效、節(jié)能、環(huán)保之特點(diǎn)，這是油田采油所迫切期待的。研制開(kāi)發(fā)程控節(jié)能抽油機(jī)，就是針對(duì)油田礦區(qū)實(shí)際需要和節(jié)能、環(huán)保、安全之要求而設(shè)計(jì)的。
[0009]而國(guó)內(nèi)油田現(xiàn)有采油井近30萬(wàn)口，并每年新礦區(qū)及加密鉆井約5萬(wàn)口之多，預(yù)計(jì)每年老井更新及新井配套需新增抽油機(jī)5-6萬(wàn)臺(tái)，抽油設(shè)備需求量大，也迫切希望有先進(jìn)、節(jié)能、可靠的新型抽油機(jī)替代老產(chǎn)品。同時(shí)，在國(guó)家大力開(kāi)展節(jié)能減排的宏觀形勢(shì)下，新能源一頁(yè)巖氣、煤層氣的開(kāi)采已經(jīng)展開(kāi)。到目前中國(guó)已經(jīng)探明的頁(yè)巖氣、煤層氣占全世界儲(chǔ)量的40%之多；
尤其是目前國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始投入大量資金在四川、山西、陜西、東北地區(qū)開(kāi)采。預(yù)計(jì)3-5年后頁(yè)巖氣、煤層氣將成為中國(guó)補(bǔ)充石油天然氣能源的主力軍，以接濟(jì)石油天然氣的能源匱乏。因此，研宄開(kāi)發(fā)新型采油(氣)設(shè)備勢(shì)在必行。
[0010]據(jù)此，在中國(guó)石油、天然氣、中海油、煤層氣、中國(guó)石油大學(xué)、中國(guó)大慶油田、新疆油田等專家們的大力協(xié)助下，結(jié)合我們?nèi)嗄陙?lái)設(shè)計(jì)研發(fā)各種抽油機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，剖析國(guó)內(nèi)外游梁式抽油機(jī)、無(wú)游梁式抽油機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)使用特點(diǎn)，研制開(kāi)發(fā)了無(wú)配重?cái)?shù)字智能抽油(氣)機(jī)。該數(shù)字智能抽油(氣)機(jī)，將填補(bǔ)國(guó)內(nèi)外空白。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明要解決的問(wèn)題是為了克服傳統(tǒng)的抽油機(jī)的上述缺陷，提供一種無(wú)配重?cái)?shù)字智能抽油(氣)機(jī)，徹底打破了世界抽油機(jī)歷史上所有抽油機(jī)都具有配重裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，利用四兩撥千斤的原理，配合先進(jìn)可靠的數(shù)字智能控制，去掉了配重裝置，不僅節(jié)省了原材料降低了成本，更重要的是徹底解決了因配重裝置所造成的安裝、維修、運(yùn)行等等一系列的麻煩和不安全因素。
[0012]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種無(wú)配重?cái)?shù)字智能抽油(氣)機(jī)，包括機(jī)座，所述機(jī)座上安裝有機(jī)體，所述機(jī)體的底部?jī)?nèi)側(cè)安裝有動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，機(jī)體的頂端安裝有可伸縮的過(guò)渡輪支架總成，過(guò)渡輪支架總成上纏繞有牽引鋼絲繩，牽引鋼絲繩的其中一端連接有抽油桿光桿，另一端與動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置之間通過(guò)減載游動(dòng)滑輪總成傳動(dòng)連接。
[0013]本發(fā)明將動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)置在了機(jī)體內(nèi)的底端，具有安全環(huán)保的特點(diǎn)，并且具有沖程長(zhǎng)度任意調(diào)整(1-5米)的特點(diǎn)。而且省去了配重裝置，不僅節(jié)省了原材料降低了成本，更重要的是徹底解決了因配重裝置所造成的安裝、維修、運(yùn)行等等一系列的麻煩和不安全因素。
[0014]以下是本發(fā)明對(duì)上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化:
減載游動(dòng)滑輪總成包括一可上下滑動(dòng)的聯(lián)接架，聯(lián)接架的上端通過(guò)聯(lián)接器與牽引鋼絲繩連接，聯(lián)接架的下端轉(zhuǎn)動(dòng)連接有減載滑輪，減載滑輪與動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置傳動(dòng)連接。
[0015]在動(dòng)力牽引結(jié)構(gòu)中，使用了動(dòng)滑輪與靜滑輪結(jié)合，使小的牽引動(dòng)力能拉動(dòng)井下大的重量，并且正反轉(zhuǎn)綜合動(dòng)力消耗比常規(guī)游梁式抽油機(jī)節(jié)省50%以上。
[0016]進(jìn)一步優(yōu)化:
所述機(jī)體上靠近聯(lián)接架兩側(cè)的位置分別安裝有導(dǎo)軌，所述聯(lián)接架的兩側(cè)分別安裝有可沿導(dǎo)軌上下滑動(dòng)的導(dǎo)輪。
[0017]導(dǎo)輪及導(dǎo)軌是保證減載滑輪在上、下運(yùn)行中，始終保持在中心位置，平穩(wěn)可靠的連續(xù)工作。
[0018]進(jìn)一步優(yōu)化:
所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置包括安裝在機(jī)體底部?jī)?nèi)側(cè)的滾筒，所述滾筒上纏繞有滾筒纏繞鋼絲繩，所述滾筒纏繞鋼絲繩的其中一端固定并纏繞在滾筒上，另一端繞過(guò)減載滑輪并連接有平衡輪，所述機(jī)體上位于減載滑輪與滾筒之間的位置固定設(shè)置有平衡輪固定梁，所述平衡輪轉(zhuǎn)動(dòng)支撐在平衡輪固定梁上。
[0019]所述聯(lián)接架上安裝有聯(lián)動(dòng)感應(yīng)器，當(dāng)減載滑輪上行至滑輪上止點(diǎn)、下行至滑輪下止點(diǎn)時(shí)，分別將位置感應(yīng)信號(hào)傳至控制系統(tǒng)，控制滾筒正反轉(zhuǎn)，依次循環(huán)，防止沖程超量。
[0020]進(jìn)一步優(yōu)化:所述抽油桿光桿的上端與牽引鋼絲繩之間通過(guò)光桿聯(lián)接器連接，在光桿聯(lián)接器上安裝有傳感器。可將井下液面高低變化、牽引重力數(shù)據(jù)，通過(guò)傳感器準(zhǔn)確的反映在電控箱內(nèi)的顯示屏上。
[0021]進(jìn)一步優(yōu)化:
所述過(guò)渡輪支架總成包括過(guò)渡輪支架，所述過(guò)渡輪支架上前后分別安裝有第一過(guò)渡輪和第二過(guò)渡輪，所述牽引鋼絲繩依順序分別繞過(guò)第一過(guò)渡輪和第二過(guò)渡輪。
[0022]所述機(jī)體的頂部靠近過(guò)渡輪支架的位置轉(zhuǎn)動(dòng)連接有伸縮齒輪軸，所述伸縮齒輪軸上安裝有伸縮齒輪，所述過(guò)渡輪支架上設(shè)置有可與伸縮齒輪嚙合傳動(dòng)的齒條。
[0023]過(guò)渡輪總成是同時(shí)可任意伸縮的，修井作業(yè)、檢泵時(shí)，整機(jī)不需要移位。
[0024]進(jìn)一步優(yōu)化:所述機(jī)座與機(jī)體之間通過(guò)中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述機(jī)體可繞中心軸向后傾斜最大至15度。抽油桿光桿的下方對(duì)應(yīng)井口，機(jī)體與機(jī)座之間靠近井口的一側(cè)連接有前支撐，用于對(duì)機(jī)體進(jìn)行支撐；所述機(jī)體與機(jī)座之間遠(yuǎn)離井口的一側(cè)連接有調(diào)整拉桿，方便機(jī)體傾斜時(shí)進(jìn)行調(diào)整。大修井起下套管時(shí)，機(jī)體在底座不動(dòng)的情況下，可后仰任意角度，為任何大小修井作業(yè)提供了足夠的空間。
[0025]本發(fā)明采用上述方案，具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、省去了配重裝置，不僅節(jié)省了原材料降低了成本，更重要的是徹底解決了因配重裝置所造成的安裝、維修、運(yùn)行等等一系列的麻煩和不安全因素。
[0026]2、到目前為止，國(guó)內(nèi)外所有無(wú)游梁式(塔架式)抽油機(jī)，都是動(dòng)力系統(tǒng)在塔架上端，本發(fā)明將動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)置在了機(jī)體內(nèi)的底端，具有安全環(huán)保的特點(diǎn)，并且具有沖程長(zhǎng)度任意調(diào)整(1-5米)的特點(diǎn)。
[0027]3、有一種皮帶式抽油機(jī)和傾斜環(huán)形齒抽油機(jī)，雖然動(dòng)力系統(tǒng)在塔架中部和下端外部，但都是鏈條鏈輪傳動(dòng)的，不能任意智能式調(diào)整沖程長(zhǎng)度，同時(shí)也帶有配重。本發(fā)明由于沖程長(zhǎng)度、沖次速度可根據(jù)井下要求，任意智能調(diào)整，所以不僅適應(yīng)用原油提升，對(duì)頁(yè)巖氣、煤層氣排液提升更具有適用特點(diǎn)。
[0028]4、實(shí)踐證明，牽引拉力使用橡膠合成的牽引帶，不如使用鋼絲繩耐用、方便、可靠。本發(fā)明使用的是尼龍鋼絲合成的特殊鋼絲繩為牽引拉動(dòng)形式。
[0029]5、本發(fā)明采用減載游動(dòng)滑輪總成，在動(dòng)力牽引結(jié)構(gòu)中，使用了動(dòng)滑輪與靜滑輪結(jié)合，使小的牽引動(dòng)力能拉動(dòng)井下大的重量，并且正反轉(zhuǎn)綜合動(dòng)力消耗比常規(guī)游梁式抽油機(jī)節(jié)省50%以上。
[0030]6、本發(fā)明采用聯(lián)動(dòng)感應(yīng)器和傳感器，不僅能智能控制、調(diào)整本機(jī)的沖次速度、沖程長(zhǎng)度，還能探測(cè)井下液面與地平面的距離。并且還具有遠(yuǎn)