一種智能式無游梁液壓抽油機的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種智能式無游梁液壓抽油機，屬于油氣田抽采設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。技術(shù)方案是：底座直接與采油井的井口法蘭連接，支架立式安裝在底座上；液壓缸垂直設(shè)置在支架上，液壓缸上端設(shè)置升降滑輪，固定滑輪設(shè)置在支架上，鋼絲繩匹配在升降滑輪和固定滑輪上，鋼絲繩的端部設(shè)有懸繩器；主機中的液壓缸（2）與雙向節(jié)能分配器(7)連接，雙向節(jié)能分配器和蓄能器（1）通過閥組后連接液壓馬達和油箱(16)；多個傳感器分別設(shè)置在主機和液壓站，電控箱連接主機和液壓站，數(shù)據(jù)分析處理器分別連接多個傳感器和電控箱。本實用新型的有益效果：具有長沖程、低沖次、載荷大等特點，調(diào)節(jié)方便,經(jīng)濟效益高；實現(xiàn)沖次的自適應(yīng)調(diào)節(jié)，提高液壓馬達效率。
【專利說明】
一種智能式無游梁液壓抽油機
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種智能式無游梁液壓抽油機，屬于油氣田抽采設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國大部分油田處于開發(fā)的中后期，開發(fā)油藏類型日益復雜，稠油井及高含水量油井比重增多，要提高稠油井的產(chǎn)量及開采效率就需要抽油機具有長沖程、低沖次、大載荷的特點。【背景技術(shù)】中的傳統(tǒng)游梁式抽油機已經(jīng)比較成熟，但是，由于游梁式抽油機自身的結(jié)構(gòu)特點，要想實現(xiàn)以上功能還是存有較大難度;【背景技術(shù)】存在主要問題如下:游梁抽油機重量重，占地面積大，土建基礎(chǔ)也較大;設(shè)備安裝、調(diào)整及檢修麻煩，過程繁瑣，需要大量的人力物力；由于設(shè)備的曲柄、游梁、驢頭等運動部件體積大，重量重，因此，在安裝、運行及維護過程中容易出現(xiàn)安全問題;沖程及沖次調(diào)節(jié)麻煩；由于游梁抽油機需要的啟動力矩較大，因此裝機功率大，存在大馬拉小車問題;需經(jīng)常對平衡率進行檢測，并進行調(diào)整，使平衡率在85%_115%之間，否則設(shè)備會有振動及耗電的情況；需專門安裝檢測儀表對示功圖進行測量;無法實現(xiàn)集中監(jiān)控。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型目的是提供一種智能式無游梁液壓抽油機，具有長沖程、低沖次、載荷大等特點，調(diào)節(jié)方便、體積小，經(jīng)濟效益高，解決【背景技術(shù)】中存在的上述問題。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案是:
[0005]—種智能式無游梁液壓抽油機，由主機、液壓站和智能電控系統(tǒng)組成；
[0006]主機包含:底座、支架、升降滑輪、固定滑輪、鋼絲繩、懸繩器和液壓缸，底座直接與采油井的井口法蘭連接，支架立式安裝在底座上;液壓缸垂直設(shè)置在支架上，液壓缸上端設(shè)置升降滑輪，固定滑輪設(shè)置在支架上，鋼絲繩匹配在升降滑輪和固定滑輪上，鋼絲繩的端部設(shè)有懸繩器；
[0007]液壓站包含:油箱、液壓栗、閥組、雙向節(jié)能分配器和蓄能器，主機中的液壓缸與雙向節(jié)能分配器連接，雙向節(jié)能分配器和蓄能器通過閥組后連接液壓栗和油箱；
[0008]智能電控系統(tǒng)包含:傳感器、電控箱、數(shù)據(jù)分析處理器，多個傳感器分別設(shè)置在主機和液壓站，電控箱連接主機和液壓站，數(shù)據(jù)分析處理器分別連接多個傳感器和電控箱。
[0009]采油工作中，液壓缸由液壓站提供動力，通過液壓缸推動升降滑輪帶動光桿做往復工作;通過雙向節(jié)能分配器，將下沖程的重力勢能與液壓栗的輸出進行儲存，并在上沖程時進行釋放，降低能耗;工作中產(chǎn)生的載荷力和沖程由傳感器測量，并傳送至智能電控系統(tǒng)中；經(jīng)數(shù)據(jù)分析處理器后，以示功圖形式存儲;實時工作中的示功圖通過與預(yù)存系統(tǒng)中的故障示功圖進行分析比對后，提供有效的數(shù)據(jù)分析和報警指示;可通過示功圖的計算，推導出動液面高度或通過在線式動液面測量儀器的接入，實現(xiàn)沖次的自適應(yīng)調(diào)節(jié)，提高液壓栗效率。
[0010]所述智能電控系統(tǒng)還設(shè)有無線電臺綜合傳輸系統(tǒng)，通過無線電臺實現(xiàn)多臺智能式無游梁液壓抽油機的網(wǎng)絡(luò)化管理。
[0011]所述主機的升降滑輪設(shè)有高度調(diào)節(jié)機構(gòu)，便于維護。
[0012]所述液壓站的雙向節(jié)能分配器與蓄能器組合，回收下沖程的重力勢能，在上沖程時釋放重力勢能做功，以降低整機能耗，實現(xiàn)節(jié)能。
[0013]所述液壓站和智能電控系統(tǒng)，作為一個整體集成在一起，與主機分開布置，中間采用油管連接，不受油井作業(yè)區(qū)域限制。
[0014]所述液壓站的液壓栗由變量柱塞栗和電機組成，并設(shè)有電動冷卻風扇，液壓油散熱冷卻技術(shù)采用電動冷卻風扇散熱，無需供水。
[0015]所述液壓站即可做單井使用，也可雙井使用。
[0016]所述智能電控系統(tǒng)的傳感器，用于沖程測量的傳感器，采用在線檢測式磁致伸縮式傳感器，可以實時檢測沖程變化;用于懸點載荷力測量的傳感器，采用在線檢測式壓力傳感器，可間接測量;并在主機支架的上下死點位置，各裝有一個限位行程開關(guān)，用于沖程切換。
[0017]所述液壓站的閥組，包括比例換向閥、電磁換向閥一、電磁換向閥二、電磁換向閥三，上、下沖程切換中，采用電磁換向閥和比例換向閥來實現(xiàn)換向調(diào)節(jié)。
[0018]所述智能電控系統(tǒng)，設(shè)有報表打印接口，提供井下故障信息提示和報表存檔打印功能。
[0019]本實用新型的有益效果:具有長沖程、低沖次、載荷大等特點，調(diào)節(jié)方便、體積小，經(jīng)濟效益高;實現(xiàn)沖次的自適應(yīng)調(diào)節(jié)，提高液壓栗效率。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型液壓系統(tǒng)原理圖；
[0021]圖中:1.蓄能器、2.液壓缸、3.高壓球閥、4.變量柱塞栗、5.避震喉、6.壓力繼電器、7.雙向節(jié)能分配器、8.電機、9.比例換向閥、10.電磁換向閥一、11.電磁換向閥二、12.溢流電磁閥、13.電磁換向閥三、14.電動冷卻風扇、15.回油過濾器、16.油箱；
[0022]圖2為本實用新型實施例主機結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖3為本實用新型實施例主機側(cè)視結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖中:2.液壓缸、17.螺栓一、18.支架、19.限位行程開關(guān)、20.升降滑輪、21.定滑輪、22.螺母、23.懸繩器、24.爬梯、25.鋼絲繩；
[0025]圖4為本實用新型實施例主機連接板結(jié)構(gòu)圖；
[0026]圖5為本實用新型實施例主機連接板側(cè)視結(jié)構(gòu)圖；
[0027]圖6為本實用新型實施例主機連接板螺栓二結(jié)構(gòu)圖；
[0028]圖中:18.支架、26.上連接板、27.底座、28.螺栓二、29.液壓缸螺栓孔、30.滑輪連接孔、31.底座螺栓孔；
[0029]圖7為本實用新型實施例主機的液壓缸總成結(jié)構(gòu)圖；
[0030]圖8為本實用新型實施例主機的液壓缸總成側(cè)視結(jié)構(gòu)圖；
[0031]圖中:32.液壓缸底座、33.螺栓孔、34.油缸、35.液壓桿、36.油口；
[0032]圖9為本實用新型實施例懸繩器結(jié)構(gòu)圖；
[0033]圖10為本實用新型實施例懸繩器側(cè)視結(jié)構(gòu)圖；
[0034]圖11為本實用新型實施例懸繩器俯視結(jié)構(gòu)圖；
[0035]圖中:37.壓緊蓋、38.光桿孔、39.懸繩器本體、40.中心孔、41.壓緊螺栓、42.鋼絲繩孔；
[0036]圖12本實用新型實施例電控箱布置圖；
[0037]圖13本實用新型實施例電控箱表面圖；
[0038]圖中:53.隔離開關(guān)、54.軟啟動器、55.接觸器、56.斷路器、57.DC24V直流電源、58.微型斷路器、59.PLC控制器、60.中間繼電器、61.端子、62.電壓表、63.電流表、64.顯示觸摸屏。
【具體實施方式】
[0039]以下結(jié)合附圖，通過實施例對本實用新型做進一步說明。
[0040]—種智能式無游梁液壓抽油機，由主機、液壓站和智能電控系統(tǒng)組成；
[0041 ] 主機包含:底座27、支架18、升降滑輪20、固定滑輪21、鋼絲繩、懸繩器23和液壓缸2，底座直接與采油井的井口法蘭連接，支架立式安裝在底座上;液壓缸垂直設(shè)置在支架上，液壓缸上端設(shè)置升降滑輪，固定滑輪設(shè)置在支架上，鋼絲繩匹配在升降滑輪和固定滑輪上，鋼絲繩的端部設(shè)有懸繩器；
[0042]液壓站包含:油箱16、液壓栗、閥組、雙向節(jié)能分配器7和蓄能器I，主機中的液壓缸2與雙向節(jié)能分配器7連接，雙向節(jié)能分配器7和蓄能器I通過閥組后連接液壓栗和油箱16;
[0043]智能電控系統(tǒng)包含:傳感器、電控箱、數(shù)據(jù)分析處理器，多個傳感器分別設(shè)置在主機和液壓站，電控箱連接主機和液壓站，數(shù)據(jù)分析處理器分別連接多個傳感器和電控箱。
[0044]采油工作中，液壓缸由液壓站提供動力，通過液壓缸推動升降滑輪帶動光桿做往復工作;通過雙向節(jié)能分配器，將下沖程的重力勢能與液壓栗的輸出進行儲存，并在上沖程時進行釋放，降低能耗;工作中產(chǎn)生的載荷力和沖程由傳感器測量，并傳送至智能電控系統(tǒng)中；經(jīng)數(shù)據(jù)分析處理器后，以示功圖形式存儲;實時工作中的示功圖通過與預(yù)存系統(tǒng)中的故障示功圖進行分析比對后，提供有效的數(shù)據(jù)分析和報警指示;可通過示功圖的計算，推導出動液面高度或通過在線式動液面測量儀器的接入，實現(xiàn)沖次的自適應(yīng)調(diào)節(jié)，提高液壓栗效率。
[0045]所述智能電控系統(tǒng)還設(shè)有無線電臺綜合傳輸系統(tǒng)，通過無線電臺實現(xiàn)多臺智能式無游梁液壓抽油機的網(wǎng)絡(luò)化管理。
[0046]所述主機的升降滑輪20設(shè)有高度調(diào)節(jié)機構(gòu)，便于維護。
[0047]所述液壓站的雙向節(jié)能分配器與蓄能器組合，回收下沖程的重力勢能，在上沖程時釋放重力勢能做功，以降低整機能耗，實現(xiàn)節(jié)能。
[0048]所述液壓站和智能電控系統(tǒng)，作為一個整體集成在一起，與主機分開布置，中間采用油管連接，不受油井作業(yè)區(qū)域限制。
[0049]所述液壓站的液壓栗由變量柱塞栗4和電機8組成，并設(shè)有電動冷卻風扇14，液壓油散熱冷卻技術(shù)采用電動冷卻風扇散熱，無需供水。
[0050]所述液壓站即可做單井使用，也可雙井使用。
[0051]所述智能電控系統(tǒng)的傳感器，用于沖程測量的傳感器，采用在線檢測式磁致伸縮式傳感器，可以實時檢測沖程變化;用于懸點載荷力測量的傳感器，采用在線檢測式壓力傳感器，可間接測量;并在主機支架的上下死點位置，各裝有一個限位行程開關(guān)19，用于沖程切換。
[0052 ] 所述液壓站的閥組，包括比例換向閥9、電磁換向閥一 1、電磁換向閥二 11、電磁換向閥三13，上、下沖程切換中，采用電磁換向閥和比例換向閥來實現(xiàn)換向調(diào)節(jié)。
[0053]所述智能電控系統(tǒng)，設(shè)有報表打印接口，提供井下故障信息提示和報表存檔打印功能。
[0054]參照附圖，本實用新型更具體的實施方式如下:
[0055]主機支架18通過底座27直接與油井井口法蘭連接，光桿在支架18外側(cè)通過穿過懸繩器23的中心孔40，上下用光桿卡子連接，懸繩器兩側(cè)壓蓋用螺栓將一根鋼絲繩25兩端壓緊，鋼絲繩25繞過支架18，固定在支架的上連接板26的固定滑輪21上，鋼絲繩搭在頂部升降滑輪20上方，升降滑輪與液壓桿35連接;當液壓桿35帶動光桿上下往復運動時，帶動升降滑輪20上下運動，使光桿實現(xiàn)上、下沖程運動。
[0056]下沖程運動:油箱的一路液壓油，從液壓站的變量柱塞栗4出口，經(jīng)溢流電磁閥12進入雙向節(jié)能分配器7的B腔；另一路液壓油，在光桿通過重力作用帶動下液壓桿35向下勻速運動，將液壓缸2內(nèi)的油從底部的油口 36排回到液壓站，進入雙向節(jié)能分配器7的Al腔;兩路液壓油共同作用下，使雙向節(jié)能分配器7活塞向雙向節(jié)能分配器7的BI腔方向運動，雙向節(jié)能分配器7的A腔油，經(jīng)電動冷卻風扇14冷卻后，回油箱16，雙向節(jié)能分配器7的BI腔油，被擠壓后進入蓄能器I存儲；當升降滑輪20行程至下死點時，觸發(fā)下死點限位行程開關(guān)件，液壓站的電磁換向閥二 11換向，結(jié)束下沖程運動；
[0057]上沖程時:油箱的一路液壓油，從液壓站的變量柱塞栗4出口，經(jīng)溢流電磁閥12進入雙向節(jié)能分配器7的A腔；另一路液壓油從蓄能器I出口排出，進入雙向節(jié)能分配器7的BI腔;兩路液壓油共同作用下，使雙向節(jié)能分配器7活塞向雙向節(jié)能分配器7的Al腔方向運動，雙向節(jié)能分配器7的B腔油，經(jīng)電動冷卻風扇14冷卻，后回油箱16;雙向節(jié)能分配器7的Al腔中的油，從雙向節(jié)能分配器7出口，進入主機的液壓缸2底部的油口 36，帶動活塞向上運動，活塞帶動升降滑輪20和懸繩器16向上勻速運動，當導向滑輪20行程至上死點時，觸發(fā)上死點限位行程開關(guān)，液壓站的電磁換向閥二 11換向，結(jié)束上沖程運動。
[0058]也可采取比例換向閥9控制上下沖程速度，達到無極調(diào)速的效果。
[0059]智能電控系統(tǒng)實施方式:
[0060]液壓栗的啟動由軟啟動器54完成，電控箱內(nèi)配備西門子PLC控制器59、DC24V直流電源57、隔離開關(guān)53、接觸器55、斷路器56、微型斷路器58;PLC控制器59對油箱溫度和液位、雙向節(jié)能分配器油壓、主機限位行程開關(guān)和傳感器，進行信號采集，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析處理器的轉(zhuǎn)換和分析運算后，將檢測值和處理結(jié)果送到電控箱面板的顯示觸摸屏64上，可供人工查詢和操作。PLC控制器，采用西門子S7-200系列CPU216作為主控制器，并與顯示觸摸屏RS232串口連接通訊。通過顯示觸摸屏的觸摸操作，可手動對沖程、沖次進行在線調(diào)整；也可使用自動調(diào)整方式:雙向節(jié)能分配器的壓力傳感器和磁致伸縮位移傳感器采集的數(shù)據(jù)，通過電纜傳輸?shù)綌?shù)據(jù)分析處理器的S7200PLC模擬量輸入模塊，由數(shù)據(jù)分析處理器的CPU進行處理后，通過示功圖的形式顯示在顯示觸摸屏64上，再通過數(shù)據(jù)分析處理器中預(yù)存的故障狀態(tài)示功圖數(shù)據(jù)與實時繪制的示功圖進行比對，判斷出是否存在故障隱患并分析出故障類型，傳送到顯示觸摸屏上顯示，用于提醒工人維護和注意，實時繪制的示功圖經(jīng)過分析計算后可得出井下動液面高度，根據(jù)動液面高度可自動調(diào)整沖次:當動液面高度增加時，增加沖次(不超過設(shè)計最大值)；當動液面高度降低時，減少沖次。
[0061]智能電控系統(tǒng)設(shè)有無線電臺綜合傳輸系統(tǒng)，通過無線電臺實現(xiàn)多臺智能式無游梁液壓抽油機的網(wǎng)絡(luò)化管理;無線電臺綜合傳輸系統(tǒng)的無線電臺信號收發(fā)器，使用CDMA網(wǎng)絡(luò)DTU模塊與油田集中管理系統(tǒng)連接通訊，并通過CDMA網(wǎng)絡(luò)將油井產(chǎn)量、運行等數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)竭h方油田管理等系統(tǒng)中，提供報表自動存儲、導入導出和打印等功能。
【主權(quán)項】
1.一種智能式無游梁液壓抽油機，其特征在于:由主機、液壓站和智能電控系統(tǒng)組成；主機包含:底座(27)、支架(18)、升降滑輪(20)、固定滑輪(21)、鋼絲繩、懸繩器(23)和液壓缸(2)，底座直接與采油井的井口法蘭連接，支架立式安裝在底座上;液壓缸垂直設(shè)置在支架上，液壓缸上端設(shè)置升降滑輪，固定滑輪設(shè)置在支架上，鋼絲繩匹配在升降滑輪和固定滑輪上，鋼絲繩的端部設(shè)有懸繩器;液壓站包含:油箱(16)、液壓栗、閥組、雙向節(jié)能分配器(7)和蓄能器(I)，主機中的液壓缸(2)與雙向節(jié)能分配器(7)連接，雙向節(jié)能分配器(7)和蓄能器(I)通過閥組后連接液壓栗和油箱(16);智能電控系統(tǒng)包含:傳感器、電控箱、數(shù)據(jù)分析處理器，多個傳感器分別設(shè)置在主機和液壓站，電控箱連接主機和液壓站，數(shù)據(jù)分析處理器分別連接多個傳感器和電控箱。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能式無游梁液壓抽油機，其特征在于:所述主機的升降滑輪(20)設(shè)有高度調(diào)節(jié)機構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種智能式無游梁液壓抽油機，其特征在于:所述液壓站和智能電控系統(tǒng)，作為一個整體集成在一起，與主機分開布置，中間采用油管連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種智能式無游梁液壓抽油機，其特征在于:所述液壓站的液壓栗由變量柱塞栗(4)和電機(8)組成，并設(shè)有電動冷卻風扇(14)。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種智能式無游梁液壓抽油機，其特征在于:在主機支架的上下死點位置，各裝有一個限位行程開關(guān)。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種智能式無游梁液壓抽油機，其特征在于:所述液壓站的閥組，包括比例換向閥(9)、電磁換向閥一(10)、電磁換向閥二(11)、電磁換向閥三(13)。
【文檔編號】E21B43/00GK205422657SQ201620308493
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年4月14日
【發(fā)明人】張成武
【申請人】麥格瑞科技（北京）有限公司