专利名称：双驴头二次调节液压抽油机的制作方法
技术领域：
本发明属于石油行业的采油机械领域。
背景技术：
目前，国内外油田上现用的采油机械绝大多数为游梁式抽油机(俗称磕头机)，在机械采油设备中，磕头机的比例为我国91％，美国85％，俄罗斯75％。从图4知它由电动机46，皮带轮47、49，减速箱51，曲柄52，连杆53，游梁33，驴头28组成。它的优点是在全天候使用的情况下经久耐用，结构简单，制造容易，维修方便。缺点是驴头悬点运动的加速度大，平衡效果差，效率较低，改变冲程、冲次很困难，并且很有限。
发明内容
本发明是在游梁式抽油机机架的基础上，去掉机械驱动装置，改为二次调节液压驱动装置。
图1为本装置的整体图，抽油运动的执行部件为液压缸35。在整机结构布局上，采用双驴头28，28a形式，一端为抽油杆31，另一端为深入地下的液压缸35。这是本发明的最大技术特征。在实现本发明的整机结构技术方案时，在原有磕头机游梁上增加一个驴头，在机架底座上去掉全部机械运动装置，添置一套二次调节液压系统的泵站。图2为液压工作原理图，主泵/马达38与副泵/马达39为变量式液压动力元件，二者既是泵又是液压马达。故称为二次元件，对其泵状态或液压马达状态进行变排量调节，即为二次调节。这两个液压动力元件是同轴连接的组合泵，但主副泵/马达38，39的排量调节与越过中位的进出口改变是通过控制电液比例阀来完成的。
1.抽油杆31上升冲程采油主泵/马达38处于泵状态，副泵/马达39处于液压马达状态，电动机37驱动主泵/马达38，压力油直接进入液压缸35，活塞杆32下降，通过两个驴头28，28a和游梁33拉动抽油杆31上升采油。同时，在前一个抽油杆下降冲程中，副泵/马达39处于泵状态，在蓄能器中储存有压力油，当抽油杆上升采油时，通过副泵/马达39的液压马达状态，经过联轴节将蓄能器的压力流量转换为轴功率，与电动机37一起驱动主泵/马达38，产生的压力油驱动液压缸35使抽油杆上升。这是二次调节液压系统的最大优点和特点，即提升抽油杆的功率除电机37的功率外，又辅加副泵/马达39的功率。这部分辅加功率是靠抽油泵、抽油杆及井筒中液柱下降时自重产生的势能通过副泵/马达39变为蓄能器的液压能，然后又通过副泵/马达39变为轴功率去驱动主泵/马达38。这是回收的功率。本发明所用的液压系统靠功率回收节能是一大特点。
2.抽油杆31下降冲程吸油主泵/马达38处于液压马达状态，副泵/马达39处于泵状态。液压油缸35由此抽油杆31势能产生的压力油驱动处于液压马达状态的主泵/马达38，这时，处于泵状态的副泵/马达39向蓄能器中充油蓄能，以便抽油杆31在下一个采油冲程时使用。
本发明所采用的二次调节的液压系统还能实现在抽油杆31上升下降过程中卡死(采油中经常发生)时，能有效及时保护井上井下设备，免受损伤，图2中的安全阀44和单向阀45的作用是在抽油杆31上升采油被卡死时，液压油会超压，即由图2中的安全阀44泄油，即主泵/马达38中的液压油通过安全阀44泄油，然后进入主泵/马达38的下入口，形成短路循环，以保护系统的安全。在抽油杆31下降冲程被卡死时，处于液压马达状态的主泵/马达38下部出口的压力油，经由单向阀45进入主泵/马达38上部的入口，形成短路循环，以保护系统的安全。抽油杆31的变冲程，由调节限位开关的位置来决定。可以实现无级变冲程，非常方便。抽油杆31改变冲次，由改变主泵/马达38的流量来调节，可以实现无级变冲次，即实现无级变速。
本发明所采用的二次调节液压抽油装置与系统的游梁式机械抽油机的优缺点比较如下表所示机械驱动与液压驱动抽油机比较(++很好+较好-较差--很差)
本发明中的液压油缸35是单作用的动力油缸，是申请者的创新设计，并制造出来，已正常运行。液压油缸35的技术特点是单作用的高压油缸，油缸的活塞端为空腔，只进出空气，活塞杆在向上运动到终端时，有间隙的缓冲结构以防止抽油泵蹾缸现象。活塞杆向下运动(抽油)时在终端也设间隙缓冲，以防止抽油时钢丝绳断裂，活塞蹾缸。
本发明能实现长冲程的要求，其冲程为6～10米。本系统还适用于深井(3000米)，重载(14吨)的工况要求。在活塞与活塞杆31上所设计的密封结构，既保证密封，又保证长冲程的导向性能，主密封是采用复合式密封，图3为液压缸的结构图，其符号为下端盖1，缸筒2，内六角螺钉3，螺母4，特开斯莱圈5、6，T型特康格莱圈7，O型密封圈8，活塞9，活塞套10，活塞杆11，导向套12，螺栓13，，特开斯莱圈14，垫圈15，螺母16，，特开斯莱圈17，K型特康斯特圈18，5型特康埃落特19，O型圈20，O型圈21，切口式挡圈22，联接板23，联接管24，联接法兰25，回油管26，吊耳螺钉27。
权利要求
1.本发明的技术特征是设计(1)双驴头游梁机架结构；(2)采用二次调节液压传动方案；(3)液压油缸是放置在新增驴头的下方，深入地下。
2.根据权利要求1创新设计(1)长冲程液压高压油缸；(2)活塞及活塞杆的密封整体结构。
全文摘要
本发明是在游梁机械式抽油机机架的基础上，在游梁的另一端增加一个驴头。将驱动抽油杆运动的机械式传动装置全部撤掉，在原位置上添置一套二次调节液压传动装置。在新增驴头的下方深入地下放置液压油缸。用此油缸驱动抽油杆的采油运动，这是本发明创新的最大技术特征。这种新技术方案特别适用长冲程(6～10米)、深油井(3000米或大于3000米)、重载和稠油情况下使用。在本发明中，创新设计的高压液压油缸已完成制造、装配，并已经成功地正常运行。在活塞及活塞杆的创新密封整体结构上，有创新设计与正确选用的密封材料，实践证明在高压下是可靠和适用的。
文档编号E21B43/00GK1991170SQ20051013135
公开日2007年7月4日 申请日期2005年12月29日 优先权日2005年12月29日
发明者刘庆和 申请人:刘庆和