数字节能直立式抽油的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种数字节能直立式抽油机，属于石油、煤层气抽采设备【技术领域】，所要解决的技术问题是提供了一种结构简单、合理，体积小、重量轻、能耗低的数字节能直立式抽油机，所采用的技术方案为包括：设置在抽油井内的抽油杆和设置在抽油井上方的固定架，所述固定架上设置有固定支座，所述固定支座上倒置设置有抽油油缸，所述抽油油缸的活塞杆与抽油杆相连接，抽油油缸与动力源相连接；本实用新型主要用于石油、煤层气的抽采。
【专利说明】数字节能直立式抽油机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种数字节能直立式抽油机，属于石油、煤层气抽采设备【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着我国现代化进程的加快，对石油、天然气、煤层气的依赖程度也日益加大。而石油、天然气、煤层气的地面抽取，仍使用老式游梁式机械设备，不但体积大，耗能高，重量大，易损件多，卡杆、断杆现象频繁发生。而且在运输安装方面也不方便。且冲程长短，频率(次/分)均不可适时在线调整，机型从小到大十多种规格。实用性差，全国总装机数量约在十万台左右。
实用新型内容
[0003]本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题是提供了一种结构简单、合理，体积小、重量轻、能耗低的数字节能直立式抽油机。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为:数字节能直立式抽油机，包括:设置在抽油井内的抽油杆和设置在抽油井上方的固定架，所述固定架上设置有固定支座，所述固定支座上倒置设置有抽油油缸，所述抽油油缸的活塞杆与抽油杆相连接，抽油油缸与动力源相连接；
[0005]所述动力源包括能量交换器、电磁换向阀、油泵、变频电机、油箱和力平衡蓄能器，所述能量交换器左端的无杆腔通过节流阀与抽油油缸的有杆腔相连通，能量交换器右端无杆腔与力平衡蓄能器相连通，所述能量交换器的左端有杆腔和右端有杆腔均通过油管与电磁换向阀的出油口相连通，电磁换向阀的进油口通过第一管路经电磁换向阀与油泵的出油口相连通，油泵的进油口与油箱相连通，变频电机与油泵相连接，所述第一管路上还设置有第一单向阀，所述能量交换器的左端无杆腔和右端无杆腔分别通过第三管路与第一管路相连通，每条第三管路上均设置有电磁球阀，每条第三管路与第一管路的连接点均位于电磁换向阀和第一单向阀之间。
[0006]所述电磁换向阀与第一单向阀之间设置有与泵能蓄能器相连通的第二管路，所述第二管路上设置有压力表，所述油泵和第一单向阀之间设置有与油箱相连通的溢流管路，溢流管路上设置有电磁溢流阀。
[0007]所述能量交换器的左端无杆腔和右端无杆腔均设置有压力变送器，能量交换器的右端无杆腔还设置有位移传感器。
[0008]所述固定支座与固定架顶部的结合面为半球形。
[0009]所述第一管路还经第三单向阀与备用油泵相连接，备用变频电机与备用油泵相连接，所述备用油泵还与溢流管路相连通。
[0010]所述电磁换向阀、变频电机、电磁球阀、压力变送器、备用变频电机和位移传感器均与电控PLC连接进行控制。[0011]本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果为:本实用新型采用液压系统驱动抽油油缸，带动抽油杆进行抽油，体积小、重量轻、结构简单、便于操作、安装运输方便；同时固定架顶端固定支座为半球形，可以有效的避免抽油油缸活塞与抽油杆的不同心和在抽油过程中出现的卡杆、磨杆的问题；并且整个系统采用电控PLC进行数字化控制，冲程次数可实时在线调整，有效的降低了运转成本，减少了人力物力的投资，提高了设备使用的效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0013]图1为本实用新型的结构示意图。
[0014]图中:1为抽油杆，2为固定架，3为固定支座，4为抽油油缸，5为动力源，6为能量交换器，7为电磁换向阀，8为油泵，9为变频电机，10为油箱，11为力平衡蓄能器，12为第一管路，13为节流阀，14为第一单向阀，15为泵能蓄能器，16为第二管路，17为第三管路，18为电磁球阀，19为溢流管路,20为电磁溢流阀,21为压力变送器,22为第三单向阀,23为备用油泵，24为备用变频电机，25为压力表，26为位移传感器。
【具体实施方式】
[0015]如图1所示，数字节能直立式抽油机，包括:设置在抽油井内的抽油杆I和设置在抽油井上方的固定架2，所述固定架2上设置有固定支座3，所述固定支座3上倒置设置有抽油油缸4，所述抽油油缸4的活塞杆与抽油杆I相连接,抽油油缸4与动力源5相连接；
[0016]所述动力源5包括能量交换器6、电磁换向阀7、油泵8、变频电机9、油箱10和力平衡蓄能器11，所述能量交换器6左端的无杆腔通过节流阀13与抽油油缸4的有杆腔相连通，能量交换器6右端无杆腔与力平衡蓄能器11相连通，所述能量交换器6的左端有杆腔和右端有杆腔均通过油管与电磁换向阀7的出油口相连通，电磁换向阀7的进油口通过第一管路12经电磁换向阀7与油泵8的出油口相连通，油泵8的进油口与油箱10相连通，变频电机9与油泵8相连接，所述第一管路12上还设置有第一单向阀14，所述能量交换器6的左端无杆腔和右端无杆腔分别通过第三管路17与第一管路12相连通，每条第三管路17上均设置有电磁球阀18,每条第三管路17与第一管路12的连接点均位于电磁换向阀7和第一单向阀14之间。
[0017]所述电磁换向阀7与第一单向阀14之间设置有与泵能蓄能器15相连通的第二管路16，所述第二管路16上设置有压力表25，所述油泵8和第一单向阀14之间设置有与油箱10相连通的溢流管路19，溢流管路19上设置有电磁溢流阀20。
[0018]所述能量交换器6的左端无杆腔和右端无杆腔均设置有压力变送器21，能量交换器6的右端无杆腔还设置有位移传感器26。
[0019]所述固定支座3与固定架2顶部的结合面为半球形。
[0020]所述第一管路12还经第三单向阀22与备用油泵23相连接，备用变频电机24与备用油泵23相连接，所述备用油泵23还与溢流管路19相连通。
[0021]所述电磁换向阀7、变频电机9、电磁球阀18、压力变送器21、备用变频电机24和位移传感器26均与电控PLC连接进行控制。
[0022]本实用新型具体使用时，首先排空整个管路系统内的空气，向系统管路内充满液压油。假设抽油油缸4上升时需要的压力为P1，则力平衡蓄能器11的压力调定为0.85 P10启动变频电机9驱动油泵8泵油，油泵8向泵能蓄能器15内充入液压油，同时监测压力表25的压力值，待泵能蓄能器15内压力达到一定值时，电磁溢流阀20得电，进行泄压。泄压完成后，电磁换向阀7切换至P-A，油泵8和泵能蓄能器15向能量交换器6的左端有杆腔充入大于0.15 P1的油压，抽油油缸4的活塞杆上升；待抽油油缸4的活塞杆上升至预定位置，活塞杆下降准备下降时，此时抽油油缸4内压力为0.TP1，力平衡蓄能器11内压力为
0.85P1；电磁换向阀7切换至P-B，油泵8和泵能蓄能器15向能量交换器6的右端有杆腔充入大于0.15 P1的油压，抽油油缸4的活塞杆下降，完成一个工作循环。在整个的抽油过程中，油泵、变频电机输出功率仅为机械游梁机输出功率的15%-20%，节能效果显著。
[0023]其中抽油油缸4活塞杆上升时，能量交换器6右端的压力变送器21监测能量交换器6右端无杆腔压力，如果由于力平衡蓄能器11内的压力不足，抽油油缸4的活塞杆无法上升至指定位置时，压力变送器21发讯至电控PLC，电控PLC控制能量交换器6右端的电磁球阀21得电，油泵8和泵能蓄能器15向能量交换器6右端无杆腔内充入液压油，使抽油油缸4的活塞杆达到指定位置；抽油油缸4的活塞杆下降时，能量交换器6左端的压力变送器21监测能量交换器6左端无杆腔的压力，当抽油油缸4的活塞杆无法下降至最低点时，是由于能量交换器6左端无杆腔压力发生变化引起的，则压力变送器21发讯至电控PLC，电控PLC控制能量交换器6左端的电磁球阀21得电，油泵8和泵能蓄能器15向能量交换器6左端无杆腔内充入液压油，抽油油缸4的活塞杆下降至最低点。
[0024]力平衡蓄能器11主要平衡抽油杆重力，保证抽油杆上升和下降更加平稳；泵能蓄能器15主要是为能量交换器6充入液压油，降低系统能耗，同时当电磁换向阀7切换时，抽油杆I回落对系统产生冲击压力，泵能蓄能器15能够平衡这种压力冲击，保护系统及液压元件的正常工作。还有抽油油缸4的固定支座3与固定架2的接触面采用半球形结构，可以有效的避免抽油缸活塞与抽油杆的不同心和在抽油过程中出现的卡杆、磨杆的问题。
[0025]备用油泵23、备用变频电机24和油泵8、变频电机9交替使用，每8小时交换一次。
[0026]上面结合附图对本实用新型的实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
【权利要求】
1.数字节能直立式抽油机，包括:设置在抽油井内的抽油杆(I)和设置在抽油井上方的固定架(2)，其特征在于:所述固定架(2)上设置有固定支座(3)，所述固定支座(3)上倒置设置有抽油油缸(4)，所述抽油油缸(4)的活塞杆与抽油杆(I)相连接，抽油油缸(4)与动力源(5)相连接； 所述动力源(5)包括能量交换器(6)、电磁换向阀(7)、油泵(8)、变频电机(9)、油箱(10)和力平衡蓄能器(11)，所述能量交换器(6)左端的无杆腔通过节流阀(13)与抽油油缸(4)的有杆腔相连通，能量交换器(6)右端无杆腔与力平衡蓄能器(11)相连通，所述能量交换器(6)的左端有杆腔和右端有杆腔均通过油管与电磁换向阀(7)的出油口相连通，电磁换向阀(7)的进油口通过第一管路(12)经电磁换向阀(7)与油泵(8)的出油口相连通，油泵(8)的进油口与油箱(10)相连通，变频电机(9)与油泵(8)相连接，所述第一管路(12)上还设置有第一单向阀(14)，所述能量交换器(6)的左端无杆腔和右端无杆腔分别通过第三管路(17)与第一管路(12)相连通，每条第三管路(17)上均设置有电磁球阀(18)，每条第三管路(17)与第一管路(12)的连接点均位于电磁换向阀(7)和第一单向阀(14)之间。
2.根据权利要求1所述的数字节能直立式抽油机，其特征在于:所述电磁换向阀(7)与第一单向阀(14)之间设置有与泵能蓄能器(15)相连通的第二管路(16)，所述第二管路(16)上设置有压力表(25)，所述油泵(8)和第一单向阀(14)之间设置有与油箱(10)相连通的溢流管路(19 )，溢流管路(19 )上设置有电磁溢流阀(20 )。
3.根据权利要求1或2所述的数字节能直立式抽油机，其特征在于:所述能量交换器(6)的左端无杆腔和右端无杆腔均设置有压力变送器(21)，能量交换器(6)的右端无杆腔还设置有位移传感器(26)。
4.根据权利要求1所述的数字节能直立式抽油机，其特征在于:所述固定支座(3)与固定架(2)顶部的结合面为半球形。
5.根据权利要求3所述的数字节能直立式抽油机，其特征在于:所述第一管路(12)还经第三单向阀(22)与备用油泵(23)相连接，备用变频电机(24)与备用油泵(23)相连接，所述备用油泵(23 )还与溢流管路(19 )相连通。
6.根据权利要求5所述的数字节能直立式抽油机，其特征在于:所述电磁换向阀(7)、变频电机(9)、电磁球阀(18)、压力变送器(21)、备用变频电机(24)和位移传感器(26)均与电控PLC连接进行控制。
【文档编号】E21B43/00GK203463080SQ201320409115
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年7月10日 优先权日:2013年7月10日
【发明者】刘晓敏, 刘亚东, 刘国栋, 刘旭东 申请人:晋中市榆次海洋液压有限公司