專(zhuān)利名稱(chēng)：雙牽引抽油機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石油機(jī)械，尤其是能夠節(jié)約能源的抽油機(jī)。
背景技術(shù)：
目前公知的游梁式抽油機(jī)還是120多年前由美國(guó)人自拉夫金(Iifkin)發(fā)明的，由于這種抽油機(jī)皮實(shí)耐用，管理粗放，故在石油開(kāi)采過(guò)程中一直使用至今，但是隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和節(jié)約能源的戰(zhàn)略需要，該型抽油機(jī)所存在的能耗高，體積大，耗材多，機(jī)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)參困難以及不能應(yīng)用于長(zhǎng)沖程、低沖次、稠油開(kāi)采場(chǎng)合的缺陷逐步凸現(xiàn)出來(lái)，無(wú)疑，傳統(tǒng)游梁式抽油機(jī)受到了前所未有的技術(shù)挑戰(zhàn)。在此形勢(shì)下，科技人員研發(fā)出好多種無(wú)游梁式抽油機(jī)，如皮帶抽油機(jī)，直線電機(jī)抽油機(jī)，塔架式外轉(zhuǎn)子電機(jī)抽油機(jī)，摩擦換向抽油機(jī)等。 客觀地講，這些無(wú)游梁式抽油機(jī)都有一定程度的技術(shù)進(jìn)步，比較節(jié)能，并能應(yīng)用于長(zhǎng)沖程、 低沖次、小泵深抽，大泵提液的場(chǎng)合，但是上述的多種無(wú)游梁式抽油機(jī)電機(jī)配備功率較大， 制造成本高，節(jié)電效果不顯著，皮帶、鋼絲繩等柔索使用壽命短。發(fā)明內(nèi)容
為了克服傳統(tǒng)游梁式抽油機(jī)和無(wú)游梁式抽油機(jī)的上述不足，本發(fā)明提供雙牽引抽油機(jī)，該型抽油機(jī)不僅能夠滿(mǎn)足各種井況的原油抽吸，而且動(dòng)力配備大幅度降低，更大程度節(jié)約能源，同時(shí)，皮帶、鋼絲繩、鏈條等使用壽命大大延長(zhǎng)，安全系數(shù)也有了很大提高。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是雙牽引抽油機(jī)主要由上平臺(tái)1，電機(jī)及滾筒2，前導(dǎo)輪3，索帶4、11、12，光桿卡子5，懸繩器6，光桿7，井口 8，機(jī)架9，主配重 10，中導(dǎo)輪13，副配重14，控制柜15構(gòu)成。由機(jī)架9和上平臺(tái)I構(gòu)成抽油機(jī)載體，在上平臺(tái) I上設(shè)置電機(jī)及滾筒2、前導(dǎo)輪3，索帶4的一端用螺栓固定在電機(jī)及滾筒2上，另一端從前導(dǎo)輪3上繞過(guò)后再與懸繩器6連結(jié)，光桿7自井口 8中心伸出與懸繩器6用光桿卡子5連接，索帶11的上端固定在電機(jī)及滾筒2上，另一端與主配重10連結(jié)，至此，構(gòu)成抽油機(jī)的主牽引系統(tǒng)，它是通過(guò)電機(jī)及滾筒2利用卷?yè)P(yáng)方式牽引懸點(diǎn)負(fù)荷的。在上平臺(tái)I的電機(jī)及滾筒2與導(dǎo)輪3之間設(shè)置中導(dǎo)輪13，用索帶12繞過(guò)中導(dǎo)輪13，前導(dǎo)輪3，前端與懸繩器6相連結(jié)，后端與副配重14相連結(jié)，至此，構(gòu)成了抽油機(jī)的副牽引系統(tǒng)，它是利用無(wú)功損耗副配重的重力曳引方式牽引懸點(diǎn)負(fù)荷的。所述索帶為皮帶或鋼絲繩或鏈條。所述電機(jī)為開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)或稀土永磁同步電機(jī)。
當(dāng)電機(jī)及滾筒2通電旋轉(zhuǎn)后(設(shè)為逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng))，索帶4通過(guò)電機(jī)滾筒2卷?yè)P(yáng)，牽引前側(cè)懸點(diǎn)負(fù)荷向上止點(diǎn)運(yùn)行，后側(cè)主配重在重力作用下向下止點(diǎn)運(yùn)行，索帶11在滾筒上逐步放開(kāi)，與此同時(shí)，副配重14在自身重力作用下拉著索帶12經(jīng)過(guò)中導(dǎo)輪13和前導(dǎo)輪3， 與電機(jī)及滾筒2、主配重10 —起合力把前側(cè)懸點(diǎn)負(fù)荷從下止點(diǎn)拉升到上止點(diǎn)，從而帶動(dòng)光桿7帶動(dòng)抽油泵把地下原油抽吸到地面。當(dāng)電機(jī)及滾筒2換向旋轉(zhuǎn)后(順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng))，光桿及桿柱、液柱在其重力作用下向下止點(diǎn)運(yùn)行，索帶4隨著電機(jī)及滾筒2旋轉(zhuǎn)，拽著懸點(diǎn)負(fù)荷向下止點(diǎn)運(yùn)行，主配重10隨著索帶11通過(guò)電機(jī)及滾筒2卷?yè)P(yáng)向上止點(diǎn)運(yùn)行，與此同時(shí)，懸點(diǎn)負(fù)荷拉著索帶12將副配重14向上止點(diǎn)提升，直至將其提升到上止點(diǎn)，把重力能儲(chǔ)存起來(lái)，為下一沖程作準(zhǔn)備。
顯而易見(jiàn)，設(shè)置副配重，將懸點(diǎn)負(fù)荷進(jìn)行合理分解，由主配重和副配重分別承擔(dān)， 而副配重參與拉升懸點(diǎn)負(fù)荷并未消耗任何能源，而是利用自身的重力作功，也就是將懸點(diǎn)自身固有的重量加以挖潛，變成可利用的重力作功。
現(xiàn)以油田最常用的14型抽油機(jī)為例，進(jìn)一步說(shuō)明安裝副牽引系統(tǒng)的作用。一般 14型抽油機(jī)工作時(shí)從示功圖上可以看到懸點(diǎn)上升時(shí)最大負(fù)荷100KN，懸點(diǎn)下降時(shí)最小負(fù)荷60KN。在未設(shè)置副配重時(shí),主配重一般為80KN,即最大懸點(diǎn)負(fù)荷和最小懸點(diǎn)負(fù)荷之平均值，抽油機(jī)在運(yùn)行時(shí)，當(dāng)電機(jī)及滾筒逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)前側(cè)懸點(diǎn)負(fù)荷往上止點(diǎn)運(yùn)行，負(fù)荷為100KN，主配重為80KN，電機(jī)承擔(dān)20KN(摩擦力忽略不計(jì)，下同)，把懸點(diǎn)負(fù)荷從下止點(diǎn)提升到上止點(diǎn)，抽油泵完成抽油過(guò)程。當(dāng)電機(jī)及滾筒順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，懸點(diǎn)負(fù)荷為60KN，主配重為80KN,電機(jī)同樣也是承擔(dān)20KN,把懸點(diǎn)負(fù)荷從上止點(diǎn)下放到下止點(diǎn)，抽油泵完成充油過(guò)程。設(shè)滾筒直徑為1000mm，上沖程時(shí)電機(jī)及滾筒輸出的扭矩，前側(cè)為100KNX 1000/2 = 50KN m，后側(cè)為80KNX 1000/2 = 40KN m。
增加了副配重后，再分析電機(jī)及滾筒上的受力情況，假設(shè)前側(cè)懸點(diǎn)負(fù)荷仍然不變， 副配重為50KN，主配重為30KN，兩者之和仍為80KN，當(dāng)電機(jī)及滾筒逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，首先副配重利用自身重力將懸點(diǎn)最大負(fù)荷承擔(dān)了 50KN，剩下50KN，由主配重承擔(dān)了 30KN，電機(jī)及滾筒再承擔(dān)20KN,便將懸點(diǎn)負(fù)荷從下止點(diǎn)提到上止點(diǎn)。當(dāng)電機(jī)及滾筒順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),懸點(diǎn)最小負(fù)荷60KN，依靠它可以將副配重50KN提起，但由于主牽引仍然拽著，懸點(diǎn)負(fù)荷不能輕易下行， 仍然要依靠電機(jī)及滾筒承擔(dān)20KN，克服主配重30KN的重力才能將懸點(diǎn)負(fù)荷下放到下止點(diǎn)。
通過(guò)設(shè)置副配重后，再分析作用在電機(jī)及滾筒上的扭矩，上沖程時(shí)，前側(cè)為 (100-50) X 1000/2 = 25KN m，后側(cè)為30X1000/2 = 15KN m。
增設(shè)副配重前后比較，前側(cè)50KN*m-25KN *m = 25KN .m，后側(cè):40KN m_15KN m =25KN m，前側(cè)扭矩降低25 + 50 = 50%，后側(cè)扭矩降低25 + 40 = 62. 5%。顯而易見(jiàn)，作用在電機(jī)及滾筒上的扭矩減少50-62. 5%。
本發(fā)明的有益效果是首先是節(jié)能，通過(guò)上述計(jì)算，可降低電機(jī)扭矩50-62. 5 %， 其次，方便井口作業(yè)卸負(fù)荷，第三，由于負(fù)荷分解到主、副兩個(gè)牽引系統(tǒng)，使索帶的使用壽命大大延長(zhǎng)，第四，由于增加了副牽引系統(tǒng)，增加了安全系數(shù)，不致于柔性索帶同時(shí)折斷，更安全，更保險(xiǎn)，第五，減小電機(jī)額定扭矩，使電機(jī)規(guī)格降小，進(jìn)而降低制造成本。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明
圖I是現(xiàn)有技術(shù)皮帶抽油機(jī)左視圖
圖2是現(xiàn)有技術(shù)皮帶抽油機(jī)主視圖
圖3是本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理左視圖
圖4是本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理主視圖
在圖中1、上平臺(tái)；2、電機(jī)及滾筒；3、前導(dǎo)輪；4、前邊索帶；5、光桿卡子；6、懸繩器；7、光桿；8、井口 ；9、機(jī)架；10、主配重；11、主配重索帶；12、副配重索帶；13、中間導(dǎo)輪； 14、副配重；15、控制柜。
具體實(shí)施方法
在圖3實(shí)施例中，用型鋼焊制機(jī)架9和上平臺(tái)1，在上平臺(tái)I上安裝電機(jī)及滾筒2， 前導(dǎo)輪3，中間導(dǎo)輪13，前側(cè)索帶4 一端與電機(jī)及滾筒2固定，另一端繞過(guò)前導(dǎo)輪3與懸繩器6用銷(xiāo)子連結(jié)，主配重索帶11上端與電機(jī)及滾筒2固定，另一端與主配重10用銷(xiāo)子連接。 電機(jī)及滾筒2通過(guò)索帶對(duì)懸點(diǎn)負(fù)荷6和主配重10是通過(guò)卷?yè)P(yáng)進(jìn)行牽引的。副配重索帶12 繞過(guò)中間導(dǎo)輪13和前導(dǎo)輪3與懸繩器6用銷(xiāo)子連結(jié)，后端與副配重14也用銷(xiāo)子連結(jié)，副牽引系統(tǒng)對(duì)前側(cè)懸點(diǎn)負(fù)荷6和副配重14是利用重力曳引方式進(jìn)行牽引的，完全是無(wú)功損耗。 控制柜15用以控制電機(jī)啟停、運(yùn)行、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和正反轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.一種雙牽引抽油機(jī)，包括機(jī)架(9)、上平臺(tái)(I)，電機(jī)及滾筒(2)，前導(dǎo)輪(3)，中間導(dǎo)輪(13)，索帶(4)、(11)、(12)，主配重(10)，副配重(14)，懸繩器(6)，方卡子(5)，其特征是由副配重(14)，中間導(dǎo)輪(13)，前導(dǎo)輪(3)，索帶(12)，懸繩器(6)構(gòu)成副配重牽引系統(tǒng)，利用副配重的自身重力對(duì)懸點(diǎn)負(fù)荷作牽引。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種雙牽引抽油機(jī)，其特征在于所述副牽引系統(tǒng)是利用重力曳引方式牽引懸點(diǎn)負(fù)荷的，完全是無(wú)功損耗。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種雙牽引抽油機(jī)，其特征在于所述索帶可以是皮帶或鋼絲繩或鏈條。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種雙牽引抽油機(jī)，其特征在于所述電機(jī)為開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)或稀土永磁同步電機(jī)。
全文摘要
一種雙牽引抽油機(jī)，由機(jī)架9和上平臺(tái)1構(gòu)成抽油機(jī)載體，在上平臺(tái)上設(shè)置電機(jī)及滾筒2、前導(dǎo)輪3，索帶4的一端固定在電機(jī)及滾筒2上，從前導(dǎo)輪3上繞過(guò)再與懸繩器6連結(jié)，光桿7自井口中心8伸出與懸繩器6用光桿卡子5連接，索帶11的上端固定在電機(jī)及滾筒2上，另一端與主配重10連結(jié)，構(gòu)成抽油機(jī)的主牽引系統(tǒng)。在上平臺(tái)1的電機(jī)及滾筒2與導(dǎo)輪3之間設(shè)置中導(dǎo)輪13，索帶12繞過(guò)中導(dǎo)輪13，前導(dǎo)輪3，前端與懸繩器6相連結(jié)，后端與副配重14相連結(jié)，構(gòu)成了抽油機(jī)的副牽引系統(tǒng)。該型抽油機(jī)不僅能夠滿(mǎn)足各種井況的原油抽吸，而且動(dòng)力配備大幅度降低，更大程度節(jié)約能源，同時(shí)，索帶使用壽命大大延長(zhǎng)，安全系數(shù)也有了很大提高。
文檔編號(hào)B66F19/00GK102536169SQ20111046294
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者廖啟新, 廖大林 申請(qǐng)人:濮陽(yáng)市信宇石油機(jī)械化工有限公司