双缸并联全自动液压抽油机的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种双缸并联全自动液压抽油机，包括立式井架，液压传动系统，井挂牵引滑轮组及配重牵引滑轮组组成的机械传动机构，配重装置，井挂装置，动能回收及利用装置和自动控制系统，其特征在于：所述的液压传动系统，包括作为动力输入元件的恒功率变量泵、作为动力输出元件的液压油缸Ⅰ及液压油缸Ⅱ等，所述的机械传动机构亦为两组增速滑轮组，所述的动能回收及利用装置亦为两组弹性蓄能器，每组弹性蓄能器由弹性蓄能器Ⅰ及弹性蓄能器Ⅱ和弹性蓄能器Ⅲ组成。本发明的优点是：双缸并联全自动液压抽油机，满足用户8m及8m以上大冲程、低冲次抽油机之要求，成4倍降低油缸行程和速度，提高油缸和管、杆强度及使用寿命，提高抽油泵效率。
【专利说明】
双缸并联全自动液压抽油机
技术领域
[0001]本发明属于油田石油采汲设备技术领域，特别是涉及一种双缸并联全自动液压抽油机。
【背景技术】
[0002]目前在油田开采行业中，主要开采设备为游梁式抽油机及少数塔架式抽油机，游梁式抽油机虽然具有结构简单，维修方便，野外适应性强等优点。但由其机构特性确定;其传动效率仅能达到25.96%，而且缺少自动控制功能，在行业上有被逐渐淘汰的趋势。塔架式抽油机、尤其塔架式全自动液压抽油机，它解决了游梁式抽油机能耗高、效率低，缺少自动控制功能技术问题，而且加大了冲程、降低了冲次，提高了抽油栗效率，所以需求量在逐年递增。但随着采油工艺的不断发展，用户对冲程需求越来越大，一般要求6-8m，也有要求1m的，这样就使单油缸塔架式液压抽油机，无法满足用户要求。根据油缸行程设计标准；140kN液压抽油机采用的活塞D=90mm、活塞杆d=63mm的双作用油缸，所允许的最大行程为2740mm，即便采用增速滑轮组，也仅能实现抽油机最大冲程5.48m，无法满足抽油机8m及8m以上冲程之要求，而且，油缸行程大、速度快，直接降低油缸使用寿命。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种满足8—1m大冲程、低冲次，成4倍降低油缸行程与速度，成倍降低抽油机冲次及与冲次数成正比的抽油栗冲程损耗的双缸并联全自动液压抽油机。
[0004]本发明的目的是这样实现的:
本发明的双缸并联全自动液压抽油机，包括立式井架，液压传动系统，井挂牵引滑轮组及配重牵引滑轮组组成的机械传动机构，配重装置，井挂装置，动能回收及利用装置和自动控制系统，其特征在于:
所述的立式井架，主要由基础框架、轮桥架、上板、上隔板、下隔板、底板和两付垂直滑轨组成，
所述的液压传动系统，包括作为动力输入元件的恒功率变量栗、作为动力输出元件的液压油缸I及液压油缸Π、油箱、粗滤器、精滤器、电动机、单向阀、安全阀、压力蓄能器、可调节流阀、三位四通电磁换向阀、电磁阀和背压阀，
所述的液压油缸I和液压油缸Π为并联设置，恒功率变量栗与液压油缸I及液压油缸Π组成压力反馈容积调速液压传动系统，
所述的机械传动机构亦为两组增速滑轮组，包括下滑轮1、下滑轮Π、驱动滑轮1、驱动滑轮Π、上滑轮1、上滑轮Π、前滑轮、后滑轮、井挂牵引钢丝绳、配重牵引钢丝绳，
所述液压传动系统的并联液压油缸I和液压油缸Π与机械传动机构的驱动滑轮I和驱动滑轮Π相连接，驱动滑轮I和驱动滑轮Π通过井挂牵引钢丝绳、配重牵引钢丝绳及各传动定滑轮，又分别与井挂装置及配重装置相连接，构成井挂牵引滑轮组和配重牵引滑轮组； 所述的动能回收及利用装置亦为两组弹性蓄能器，每组弹性蓄能器由弹性蓄能器1、弹性蓄能器π和弹性蓄能器m组成。
[0005]进一步，所述的驱动滑轮I和驱动滑轮Π均由安装在同一根滑轮轴上的三个滑轮所组成，配重滑轮居中，两井挂滑轮对称布置，滑轮轴的两端水平夹持固定在上滑轮架、下滑轮架中间，下滑轮架下端面对称中心与液压油缸I及液压油缸Π活塞杆顶端同心固定连接，构成液压传动系统与机械传动机构的连接，上滑轮架与下滑轮架对接，构成驱动滑轮架，驱动滑轮架两侧，对称设置至少两对导轨付，与所述井架上的两垂直导轨滑动配合，驱动滑轮I及驱动滑轮Π在导轨约束、限制下，在液压油缸I及液压油缸Π驱动下做同步上、下往复直线运动。
[0006]进一步，所述的井挂牵引滑轮组主要由两条井挂牵引钢丝绳、驱动滑轮1、驱动滑轮Π，下滑轮1、下滑轮Π、上滑轮Π和前滑轮构成，两条井挂牵引钢丝绳的一端固定在下隔板上，向上垂直伸展，与驱动滑轮I相切后，从它上半圆绕过，向下铅垂伸展，与下滑轮I相切后，从其下半圆绕过，垂直向上伸展，与驱动滑轮Π相切，且从其上半圆绕过，向下铅垂伸展，与下滑轮Π相切，并从其下半圆绕过，垂直向上伸展，与上滑轮Π相切，并从其左侧向右绕过1/4圆周，水平伸向前滑轮，从前滑轮上侧向下绕过1/4圆周，铅垂伸展，井挂牵引钢丝绳自由端通过悬绳器与井挂装置固定连接。
[0007]进一步，所述的配重牵引滑轮组主要由配重牵引钢丝绳、驱动滑轮1、上滑轮1、驱动滑轮Π、上滑轮Π和后滑轮所构成;配重牵引钢丝绳一端固定在上隔板上，向下铅垂伸展与驱动滑轮I相切，并从其下半圆绕过，垂直向上伸展，与上滑轮I相切，并从其上半圆绕过，向下铅垂伸展，与驱动滑轮Π相切，且从其下半圆绕过，向上垂直伸展，与上滑轮Π相切，并从其右侧向左绕过1/4圆周，水平伸向后滑轮，从后滑轮上侧向下绕过1/4圆周，铅垂向下伸展，配重牵弓I钢丝绳自由端与配重装置固定连接。
[0008]进一步，所述的轮桥架是一个箱式横梁，内部安装有前滑轮、上滑轮Π和后滑轮，它安装在井架顶部，与井架上板固定连接，上隔板上安装两件弹性蓄能器Π，分别对应驱动滑轮1、驱动滑轮Π，其中心分别与液压油缸1、液压油缸Π同心，上隔板上还安装有上滑轮I，上隔板也用于配重牵引钢丝绳固定端安装固定，下隔板下安装有下滑轮1、下滑轮Π，还安装两组弹性蓄能器1、弹性蓄能器m，分别对应驱动滑轮1、驱动滑轮π，弹性蓄能器1、弹性蓄能器m中心线分别对称、平行于油缸1、油缸π中心线，且分别与两付垂直导轨中心线平面共面，下隔板也用于井挂牵引钢丝绳固定端安装固定。
[0009]进一步，所述的井挂牵引钢丝绳是两条等长、等径相反旋向钢丝绳，分别从两井挂滑轮上半圆绕过，所述配重牵引钢丝绳是一条钢丝绳，从配重滑轮下半圆绕过，井挂牵引钢丝绳张力之合力、配重牵引钢丝绳张力，都二倍地作用于滑轮轴上，但方向相反。
[0010]进一步，所述的动能回收、利用装置包括设置在上隔板、下隔板上的弹性蓄能器，所述的弹性蓄能器为二组六件，每组弹性蓄能器由弹性蓄能器1、弹性蓄能器Π及弹性蓄能器m组成，所述的弹性蓄能器1、弹性蓄能器π和弹性蓄能器m均由带有法兰的弹簧外壳，导套、导柱、弹簧、止推轴承、弹簧预紧力调整短螺柱等组成，所述导套安装在弹簧外壳法兰端，导柱外圆与镶嵌弹簧外壳法兰端的导套内孔滑动配合，导柱大端在弹簧外壳内，其有杆端面，与所述弹簧外壳法兰内端面相抵，其无杆端面与弹簧端面相抵，弹簧另一端面与止推轴承端面相抵，轴承另一端面与弹簧预紧力调整短螺柱端面相抵，调整短螺柱外螺纹与弹簧外壳内螺纹连接，导柱在弹簧预紧力作用下，其小端从弹簧外壳法兰端面伸出10mm，为弹性蓄能器行程，弹簧预紧力大、小，通过预紧力调整短螺柱调整。
进一步，所述的自动控制系统;包括设在垂直导轨上的上行程开关和下行程开关，以及设置液压传动系统上的压力、温度、位置电液感应元件，上行程开关和下行程开关，为自动控制系统提供行程反馈信息，压力、温度、位置电液感应元件为自动控制系统反馈井况信息，自动控制系统中还包括网络传输模块、无线信号传输模块、远程控制模块及现场运行监控装置等。
[0011 ]进一步，所述液压传动系统液压油缸1、液压传动系统液压油缸Π，缸底法兰与井架底板固定连接，缸头与井架下隔板径向固定连接，构成液压油缸1、液压油缸Π立式两端固定安装结构，与液压油缸1、液压油缸π活塞杆顶端固定连接的驱动滑轮1、驱动滑轮Π分别在两付垂直导轨内上下滑动。
[0012]本发明的优点是:双缸并联全自动液压抽油机，满足用户Sm及Sm以上大冲程、低冲次抽油机之要求，成4倍降低油缸行程和速度，确保油缸行程设计标准稳定性之要求，进一步提高油缸使用寿命，提高管、杆疲劳强度及使用寿命，提高抽油栗效率。消除井挂重力势能及传动机构动能损失，电动机恒功率、恒扭矩输出，消除电动机冲击电流及其所造成的线损、铜损电能损耗，理论上减小电动机功率52.94%，提高电动机负载率0.9，消除或减小电动机空载电流的电能损失。实现恒功率变量栗压力一流量特性，与抽油栗线性载荷特性相结合，抽油机按动液面深度自动“调参”、按油井最大产能抽油，实现抽油机效率提高100%，电动机功率减小50%，节电30%，实现抽油机自动控制、井况时时报告及远程遥控。
【附图说明】
[0013]图1为本发明的结构示意图。
[0014]图2为本发明图1的I一1尚]视图。
[0015]图3为本发明图1的Π— Π剖视图。
[0016]图中标号I油箱;2粗滤器;3恒功率变量栗;4电动机;5单向阀;6安全阀；7压力蓄能器I; 8可调节流阀I; 9三位四通电磁换向阀；10电磁阀I; 11压力蓄能器Π ； 12可调节流阀Π ；13液压油缸I; 14可调节流阀ΙΠ ; 15液压油缸Π ; 16电磁阀Π ; 17压力蓄能器ΙΠ ; 18精滤器；19背压阀；20下滑轮I ;21井挂牵引钢丝绳；22井挂装置;23驱动滑轮I ;24配重牵引钢丝绳;25上滑轮I;26前滑轮;27上滑轮Π ;28后滑轮Π ;29配重装置;30驱动滑轮Π ;31下滑轮Π ;32弹簧蓄能器I; 33垂直导轨;34下行程开关;35上行程开关;36弹性蓄能器Π ; 37弹性蓄能器m ; 38井挂滑轮I; 39配重滑轮;40井挂滑轮Π ; 41上滑轮架;42下滑轮架;43滑轮轴。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图进一步说明本发明【具体实施方式】
如图1、2、3所示，本发明的双缸并联全自动液压抽油机，包括立式井架，液压传动系统，井挂牵引滑轮组及配重牵引滑轮组组成的机械传动机构，配重装置、井挂装置、动能回收及利用装置及自动控制系统，
所述的立式井架，主要由基础框架、轮桥架、上板、上隔板、下隔板、底板和两付垂直滑轨33组成，立式井架四周用薄钢板焊接封闭，与上板、上隔板、下隔板、底板组成三层的三个封闭空间，全自动液压抽油机所有零、部件，几乎全都在三个封闭空间内，防止风、雨、冰、霜、尘埃侵蚀污染。一层封闭空间为保温空间，用于安装、设置自动控制系统、液压传动系统，以保证液压传动系统液压油温度，自动控制在30—45°C区间。也为巡检、维护人员提供工作室和休息间。
[0018]所述的液压传动系统，包括作为动力输入元件的恒功率变量栗3、作为动力输出元件的液压油缸113及液压油缸Π 15、油箱1、粗滤器2、电动机4、单向阀5、安全阀6、压力蓄能器17、可调节流阀8、三位四通电磁换向阀9和电磁阀10，还包括压力蓄能器Π 11、可调节流阀Π 12、可调节流阀ΙΠ14、电磁阀Π 16、压力蓄能器ΙΠ17、背压阀18及精滤器19，
所述的液压油缸113和液压油缸Π 15为并联设置，恒功率变量栗与液压油缸113及液压油缸Π 15组成压力反馈容积调速液压传动系统，实现电动机恒功率、恒扭矩输出，减小电动机装机容量52.94%，提高电动机负载率β 3 0.9，消除冲击电流、空载电流电能损失，实现抽油机按动液面深度自动“调参”，按油井最大产能抽油。
[0019]所述的机械传动机构亦为两组增速滑轮组，包括下滑轮120、下滑轮Π31、驱动滑轮123、驱动滑轮Π 30、上滑轮125、上滑轮Π 27、前滑轮26、后滑轮28、井挂牵引钢丝绳21及配重牵引钢丝绳24，
两个并联液压油缸113和液压油缸Π 15与机械传动机构的驱动滑轮123和驱动滑轮Π30相连接，驱动滑轮123和驱动滑轮Π 30通过井挂牵引钢丝绳21、配重牵引钢丝绳24及各传动定滑轮，又分别与井挂装置22及配重装置29相连接，构成井挂牵引滑轮组和配重牵引滑轮组。
[0020]本发明下滑轮120、下滑轮Π 31，上滑轮125、上滑轮Π 27，前滑轮26，后滑轮28都是定滑轮，驱动滑轮123、Π 30为动滑轮。驱动滑轮123、驱动滑轮Π 30和上滑轮Π 27结构为三滑轮，下滑轮120、下滑轮Π 31及前滑轮26结构为双滑轮，上滑轮125及后滑轮28结构为单滑轮。
[0021]进一步，本发明所述的驱动滑轮123和驱动滑轮Π 30均由安装在同一根滑轮轴43上的三个滑轮所组成，配重滑轮39居中，两井挂滑轮38、40对称布置，滑轮轴43的两端水平夹持固定在上滑轮架41、下滑轮架42中间，下滑轮架42下端面对称中心与液压油缸113、液压油缸Π 15活塞杆顶端同心固定连接，上滑轮架41与下滑轮架42对接，构成驱动滑轮架，驱动滑轮架两侧对称设置至少两对导轨付，与所述井架上的两垂直导轨33滑动配合，驱动滑轮123及驱动滑轮Π 30在导轨约束、限制下，在液压油缸113及液压油缸Π 15的驱动下做同步上、下往复直线运动。
[0022]进一步，所述的井挂牵引滑轮组主要由两条旋向相反井挂牵引钢丝绳21、驱动滑轮123、驱动滑轮Π 30，下滑轮120、下滑轮Π 31、上滑轮Π 27、前滑轮26组成，两条井挂牵引钢丝绳21的一端固定在下隔板上，向上垂直伸展，与驱动滑轮123相切后，从它上半圆绕过，向下铅垂伸展，与下滑轮120相切后，从其下半圆绕过，垂直向上伸展，与驱动滑轮Π 30相切，且从其上半圆绕过，向下铅垂伸展，与下滑轮Π 31相切，并从其下半圆绕过，垂直向上伸展，与上滑轮Π 27相切，并从其左侧向右绕过1/4圆周，水平伸向前滑轮26，从前滑轮26上侧向下绕过1/4圆周，铅垂伸展，两条井挂牵引钢丝绳21自由端，通过悬绳器与井挂装置22固定连接。接点叫“悬点”，构成井挂牵引滑轮组。
[0023]进一步，所述的配重牵引滑轮组主要由一条配重牵引钢丝绳24、驱动滑轮123、上滑轮125、驱动滑轮Π 30、上滑轮Π 27、后滑轮28组成;配重牵引钢丝绳24—端固定在上隔板上，向下铅垂伸展与驱动滑轮123相切，并从其下半圆绕过，垂直向上伸展，与上滑轮125相切，并从其上半圆绕过，向下铅垂伸展，与驱动滑轮Π 30相切，且从其下半圆绕过，向上垂直伸展，与上滑轮Π 27相切，并从其右侧向左绕过1/4圆周，水平伸向后滑轮28，从后滑轮28上测向下绕过1/4圆周，铅垂向下伸展，配重牵引钢丝绳24自由端与配重装置29固定连接。连接点叫“结点”，构成配重牵引滑轮组。
[0024]进一步，所述的轮桥架是一个箱式横梁，内部安装有前滑轮26、上滑轮Π27、后滑轮28，它安装在井架顶部，与井架上板固定连接，所述的上隔板上安装两件弹性蓄能器Π36，分别对应驱动滑轮123、驱动滑轮Π 30，其中心分别与液压油缸113和液压油缸Π 15同心，上隔板上还安装有上滑轮125，上隔板也用于配重牵引钢丝绳24固定端安装固定，所述的下隔板下安装有下滑轮120、下滑轮Π 31，还安装两组弹性蓄能器132、弹性蓄能器ΙΠ37，分别对应驱动滑轮123、驱动滑轮Π 30，弹性蓄能器132、弹性蓄能器ΙΠ37中心线分别对称、平行于液压油缸113、液压油缸Π 15中心线，且分别与两付垂直导轨33中心线平面共面，下隔板也用于井挂牵引钢丝绳固定端安装固定。
[0025]进一步，所述的井挂牵引钢丝绳21，是两条等长、等径相反旋向钢丝绳，分别从两井挂滑轮38、井挂滑轮40上半圆绕过，所述配重牵引钢丝绳24，是一条钢丝绳，从配重滑轮39下半圆绕过，两条井挂牵引钢丝绳21张力之合力、配重牵引钢丝绳24张力，都二倍地作用于滑轮轴43上，但方向相反，驱动滑轮结构型式及力学关系，使井挂牵引滑轮组与配重牵引滑轮组相互关连。按井挂重量设置配重装置的固定配重，就可实现全冲程井挂重力完全平衡配重，消除井挂重力势能损失及未平衡井挂重力载荷。
[0026]井挂、配重牵引滑轮组均为增速滑轮组，再加之双缸并联、同步驱动，油缸行程、速度与悬、结点冲程、速度关系；1:4，成4倍降低油缸行程和速度，※满足了 D=90mm、d=63mm油缸行程设计标准稳定性要求，提高了油缸使用寿命，而且实现了 Sm及Sm以上抽油机冲程，成倍降低了抽油机冲次及与冲次数成正比的抽油栗冲程损耗，进一步提高抽油栗效率。
[0027]如图3所示;所述的动能回收、利用装置包括设置在上隔板、下隔板上的弹性蓄能器，所述的弹性蓄能器为二组六件，每组弹性蓄能器由弹性蓄能器132、弹性蓄能器Π 36及弹性蓄能器ΙΠ37组成，所述弹性蓄能器132、弹性蓄能器Π 36和弹性蓄能器ΙΠ37均由带有法兰的弹簧外壳，导套、导柱、弹簧、止推轴承、弹簧预紧力调整短螺柱等组成，所述导套安装在弹簧外壳法兰端，导柱外圆与镶嵌弹簧外壳法兰端的导套内孔滑动配合，导柱大端在弹簧外壳内，其有杆端面，与所述弹簧外壳法兰内端面相抵，其无杆端面与弹簧端面相抵，弹簧另一端面与止推轴承端面相抵，轴承另一端面与弹簧预紧力调整短螺柱端面相抵，调整短螺柱外螺纹与弹簧外壳内螺纹连接，导柱在弹簧预紧力作用下，其小端从弹簧外壳法兰端面伸出100mm，为弹性蓄能器行程，弹簧预紧力大、小，通过预紧力调整短螺柱调整，以满足不同油井加、减速动载荷之要求。
进一步，驱动滑轮1、驱动滑轮Π在垂直导轨33约束、限制下，随液压油缸I和液压油缸Π做同步上、下往复直线运动。当油缸液压113和液压油缸Π 15下行程运行至距下止点10mm时，驱动滑轮Π的下滑轮架42下端面触碰到下行程开关34，下行程开关34指令;三位四通电磁换向阀9切换至中位位置，切断油缸液压I和液压油缸Π上、下腔油路，电磁阀IlO开通，液压油缸上、下腔与压力蓄能器Π11、ΙΠ16接通，压力蓄能器Π 11为油缸下腔储油，压力蓄能器ΙΠ 16对油缸上腔补油，防止压力冲击和气蚀，压力蓄能器17为恒功率变量栗3蓄能。同时，下滑轮架42下端面与弹性蓄能器132、弹性蓄能器ΙΠ37导柱上端面相抵，通过井挂牵引钢丝绳21、配重牵引钢丝绳24，集中作用于驱动滑轮123、驱动滑轮Π 30的传动机构减速动载荷及其他载荷之合力，通过驱动滑轮架与各自对应的弹性蓄能器132、弹性蓄能器m37弹力之合力相平衡，通过导柱使弹簧压缩100mm，传动机构下冲程运动动能，转换为弹性蓄能器弹力势能，驱动滑轮123、驱动滑轮Π 30运行至下止点。此时、自动控制装置指令;三位四通电磁换向阀切换到左位，进油管路与油缸下腔接通，回油管路与油缸上腔接通，同时指令电磁阀Π关闭，驱动滑轮1、驱动滑轮Π开始上行程起步加速，抽油机开始上冲程起步加速，同时，两组弹性蓄能器1、弹性蓄能器m弹力势能一起释放，分别与液压油缸1、液压油缸Π，共同(100mm行程内)平衡抽油机起步加速时的动载荷与静载荷，消除了抽油机下冲程运动系统动能损失。
当驱动滑轮Π 30上行程运动至距上止点10mm时，上滑轮架41上面触碰到上行程开关35，上行程开关35指令;三位四通电磁换向阀9断电于中位，切断液压油缸上、下腔油路，同时令电磁阀Π 17接通，压力蓄能器Π 11、压力蓄能器ΙΠ16分别与液压油缸上、下腔接通，对液压油缸上、下腔储油和补油，防止液压系统压力冲击和气蚀，压力蓄能器17为恒功率变量栗3蓄能。传动机构上冲程减速动载荷及其它载荷之合力，使弹性蓄能器Π 36导柱及弹簧压缩100mm，传动机构动能，转换成弹性蓄能器Π 36弹力势能，驱动滑轮123、驱动滑轮Π 30运行至上止点。此时、自动控制装置指令;三位四通电磁换向阀9切换到右位，进油管路与油缸上腔接通，回油管路与油缸下腔接通，同时指令电磁阀IlO关闭，驱动滑轮123、驱动滑轮30Π开始下行程起步加速，抽油机开始下冲程起步加速，同时，两弹性蓄能器Π弹力势能释放，分别与液压油缸1、液压油缸Π —起，(10mm行程内)平衡抽油机下冲程起步加速时的动载荷与静载荷，消除了抽油机上冲程运动系统动能损失。
[0028]进一步，所述的自动控制系统；包括设在垂直导轨上的上行程开关35和下行程开关34，以及设置液压传动系统上的压力、温度、位置电液感应元件，上行程开关35和下行程开关34，为自动控制系统提供行程反馈信息，压力、温度、位置电液感应元件为自动控制系统反馈井况信息，自动控制系统中还包括网络传输模块、无线信号传输模块、远程控制模块及现场运行监控装置等。实现抽油机自动控制、井况时时报告及远程遥控，为油场现代管理打下技术基础。
[0029]如上所述;液压传动系统，在其动力元件电动机3驱动下连续运行，并在自动控制系统，上、下行程开关35、34，三位四通电磁换向阀9的控制下，其动力输出元件两个并联液压油缸113、液压油缸Π 15，做连续、同步上、下往复直线运动，并且驱动机械传动机构动力输入元件驱动滑轮123、驱动滑轮Π 30，做上、下往复直线运动，实现井挂、配重牵引滑轮组的增程与减程，实现井挂牵引钢丝绳21自由端与井挂装置22、配重牵引钢丝绳24自由端与配重装置29上、下往复直线运动，进而实现双缸并联全自动液压抽油机连续运行与抽油。
[0030]本发明采用立式井架，增速滑轮组，双缸并联、同步驱动结构，成4倍地减小液压油缸行程与速度，提高油缸使用寿命和活塞杆稳定性，同时、相对4倍地扩大了抽油机冲程，实现全自动液压抽油机Sm及Sm以上的大冲程，成倍降低抽油机冲次及与冲次数成正比的抽油栗冲程损耗，提高抽油栗效率，成倍提高管、杆疲劳强度和使用寿命。
[0031]本发明驱动滑轮1、Π，采用井挂滑轮与配重滑轮三轮同轴结构，实现井挂重量完全平衡配重，彻底消除井挂重力势能损失。
[0032]本发明采用弹性蓄能器，吸收、利用传动机构动能，平衡减速动载荷，并在下一冲程起步加速时释放，平衡加速动动载荷，消除传动机构往复运动动能浪费及加、减速动载荷冲击。
[0033]本发明采用恒功率变量栗与定容积液压油缸组成的容积调速液压传动系统，理论上减小电动机装机功率52.94%，提高电动机负载率0.9，减少或消除电动机空载电流电能损耗。电动机恒功率、恒扭矩输出，消除电动机冲击电流及其所造成的线损、铜损电能消耗。
[0034]本发明采用恒功率变量栗与定容积液压油缸组成的容积调速液压传动系统，实现恒功率变量栗压力一流量特性与抽油栗线性载荷特性相结合，实现压力反馈自动调速，进而实现抽油机按动液面深度自动“调参”，按油井最大产能抽油。
[0035]本发明针对性地解决掉游梁式抽油机能耗高、效率低的五个技术难题。实现抽油机效率提高100%，电动机功率减小50%，节电30%。
[0036]本发明采用网络技术与自动控制技术相结合，实现抽油机自动控制，井况时时监控、报告，远程遥控，为油场现代化管理垫定基础。
【主权项】
1.一种双缸并联全自动液压抽油机，包括立式井架，液压传动系统，井挂牵引滑轮组及配重牵引滑轮组组成的机械传动机构，配重装置，井挂装置，动能回收及利用装置和自动控制系统， 其特征在于: 所述的立式井架，主要由基础框架、轮桥架、上板、上隔板、下隔板、底板和两付垂直滑轨组成， 所述的液压传动系统，包括作为动力输入元件的恒功率变量栗、作为动力输出元件的液压油缸I及液压油缸Π、油箱、粗滤器、精滤器、电动机、单向阀、安全阀、压力蓄能器、可调节流阀、三位四通电磁换向阀、电磁阀和背压阀， 所述的液压油缸I和液压油缸Π为并联设置，恒功率变量栗与液压油缸I及液压油缸Π组成压力反馈容积调速液压传动系统， 所述的机械传动机构亦为两组增速滑轮组，包括下滑轮1、下滑轮Π、驱动滑轮1、驱动滑轮Π、上滑轮1、上滑轮Π、前滑轮、后滑轮、井挂牵引钢丝绳、配重牵引钢丝绳， 所述液压传动系统的并联液压油缸I和液压油缸Π与机械传动机构的驱动滑轮I和驱动滑轮Π相连接，驱动滑轮I和驱动滑轮Π通过井挂牵引钢丝绳、配重牵引钢丝绳及各传动定滑轮，又分别与井挂装置及配重装置相连接，构成井挂牵引滑轮组和配重牵引滑轮组； 所述的动能回收及利用装置亦为两组弹性蓄能器，每组弹性蓄能器由弹性蓄能器I及弹性蓄能器π和弹性蓄能器m组成。2.根据权利要求1所述的双缸并联全自动液压抽油机，其特征在于: 所述的驱动滑轮I和驱动滑轮Π，均由安装在同一根滑轮轴上的三个滑轮所组成，配重滑轮居中，两井挂滑轮对称布置，滑轮轴的两端水平夹持固定在上滑轮架、下滑轮架中间，下滑轮架下端面对称中心与液压油缸I及液压油缸Π活塞杆顶端同心固定连接，构成液压传动系统与机械传动机构的连接，上滑轮架与下滑轮架对接，构成驱动滑轮架，驱动滑轮架两侧，对称设置至少两对导轨付，与所述井架上的两垂直导轨滑动配合，驱动滑轮I及驱动滑轮Π在导轨约束、限制下，在液压油缸I及液压油缸Π的驱动下做同步上、下往复直线运动。3.根据权利要求1所述的双缸并联全自动液压抽油机，其特征在于: 所述的井挂牵引滑轮组主要由两条井挂牵引钢丝绳21、驱动滑轮1、驱动滑轮Π，下滑轮1、下滑轮Π、上滑轮Π和前滑轮构成，两条井挂牵引钢丝绳的一端固定在下隔板上，向上垂直伸展，与驱动滑轮I相切后，从它上半圆绕过，向下铅垂伸展，与下滑轮I相切后，从其下半圆绕过，垂直向上伸展，与驱动滑轮π相切，且从其上半圆绕过，向下铅垂伸展，与下滑轮Π相切，并从其下半圆绕过，垂直向上伸展，与上滑轮Π相切，并从其左侧向右绕过1/4圆周，水平伸向前滑轮，从前滑轮上侧向下绕过1/4圆周，铅垂伸展，井挂牵引钢丝绳自由端通过悬绳器与井挂装置固定连接。4.根据权利要求1所述的双缸并联全自动液压抽油机，其特征在于: 所述的配重牵引滑轮组主要由配重牵引钢丝绳、驱动滑轮1、上滑轮1、驱动滑轮Π、上滑轮Π和后滑轮所构成;配重牵引钢丝绳一端固定在上隔板上，向下铅垂伸展与驱动滑轮I相切，并从其下半圆绕过，垂直向上伸展，与上滑轮I相切，并从其上半圆绕过，向下铅垂伸展，与驱动滑轮Π相切，且从其下半圆绕过，向上垂直伸展，与上滑轮Π相切，并从其右侧向左绕过1/4圆周，水平伸向后滑轮，从后滑轮上测向下绕过1/4圆周，铅垂向下伸展，配重牵引钢丝绳自由端与配重装置固定连接。5.根据权利要求1所述的双缸并联全自动液压抽油机，其特征在于: 所述的轮桥架是一个箱式横梁，内部安装有前滑轮、上滑轮Π、后滑轮，它安装在井架顶部，与井架上板固定连接，上隔板上安装两件弹性蓄能器Π，分别对应驱动滑轮1、驱动滑轮Π，其中心分别与液压油缸1、液压油缸Π同心，上隔板上还安装有上滑轮I，上隔板也用于配重牵引钢丝绳固定端安装固定，下隔板下安装有下滑轮1、下滑轮Π，还安装两组弹性蓄能器1、弹性蓄能器m，分别对应驱动滑轮1、驱动滑轮π，弹性蓄能器1、弹性蓄能器m中心线分别对称、平行于油缸I和油缸π中心线，且分别与两付垂直导轨中心线平面共面，下隔板也用于井挂牵引钢丝绳固定端安装固定。6.根据权利要求1所述的双缸并联全自动液压抽油机，其特征在于: 所述的井挂牵引钢丝绳是两条等长、等径相反旋向钢丝绳，分别从两井挂滑轮上半圆绕过，所述配重牵引钢丝绳是一条钢丝绳，从配重滑轮下半圆绕过，井挂牵引钢丝绳张力之合力、配重牵弓I钢丝绳张力，都二倍地作用于滑轮轴上，但方向相反。7.根据权利I要求保护的双缸并联全自动液压抽油机，其特征在于: 所述的动能回收、利用装置包括设置在上隔板、下隔板上的弹性蓄能器，所述的弹性蓄能器为二组六件，每组弹性蓄能器由弹性蓄能器1、弹性蓄能器π及弹性蓄能器m组成，所述弹性蓄能器1、弹性蓄能器π、弹性蓄能器m均由带有法兰的弹簧外壳，导套、导柱、弹簧、止推轴承、弹簧预紧力调整短螺柱等组成，所述导套安装在弹簧外壳法兰端，导柱外圆与镶嵌弹簧外壳法兰端的导套内孔滑动配合，导柱大端在弹簧外壳内，其有杆端面，与所述弹簧外壳法兰内端面相抵，其无杆端面与弹簧端面相抵，弹簧另一端面与止推轴承端面相抵，轴承另一端面与弹簧预紧力调整短螺柱端面相抵，调整短螺柱外螺纹与弹簧外壳内螺纹连接，导柱在弹簧预紧力作用下，其小端从弹簧外壳法兰端面伸出10mm，为弹性蓄能器行程，弹簧预紧力大、小，通过预紧力调整短螺柱调整。8.根据权利要求1所述的双缸并联全自动液压抽油机，其特征在于: 所述的自动控制系统；包括设在垂直导轨上的上行程开关和下行程开关，以及设置液压传动系统上的压力、温度、位置电液感应元件，上行程开关和下行程开关，为自动控制系统提供行程反馈信息，压力、温度、位置电液感应元件为自动控制系统反馈井况信息，自动控制系统中还包括网络传输模块、无线信号传输模块、远程控制模块及现场运行监控装置等。9.根据权利要求1所述的双缸并联全自动液压抽油机，其特征在于: 所述液压传动系统液压油缸1、液压传动系统液压油缸Π，缸底法兰与井架底板固定连接，缸头与井架下隔板径向固定连接，构成液压油缸1、液压油缸Π立式两端固定安装结构，与液压油缸1、液压油缸Π活塞杆顶端固定连接的驱动滑轮1、驱动滑轮Π分别在两付垂直导轨内上下滑动。
【文档编号】F15B1/02GK105909217SQ201610453680
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月22日
【发明人】杜殿起, 郭福武
【申请人】杜殿起