智能曲柄式皮带抽油机的制作方法

本发明属于石油开发采油设备，特别涉及一种智能曲柄式皮带抽油机。

背景技术：

1、目前，国内油田采用的抽油机大多是游梁式抽油机，也就是有杆泵抽油系统。此设备存在的不足是：能耗高、零部件寿命短、自动化程度低。能耗高是当前游梁式抽油机面临的主要问题，据统计，当前油田游梁式抽油机工作效率只有12％-23％，其中70％的电能消耗都与抽油无直接的联系，在抽油机机械运转过程中会消耗更多的电能。另外，游梁式抽油机主要部件负载过大，平衡性差还会产生负扭矩，使抽油机的减速机齿轮经常受到反向载荷，缩短了减速机等部件使用寿命。也是当今油田游梁式抽油机所面临的问题之一。其次，目前游梁式抽油机自动化程度偏低，还停留在粗放采油生产阶段。抽油机运行过程中，需要及时调整运行参数，来保证油井稳定高效生产，当前游梁式抽油机调整参数，需要停机人工调整，不能根据油井出液情况实时自动调整，这样既浪费人力物力，又耽误油井正常生产，调参精准度也无法保证。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的目的在于提供一种智能曲柄式皮带抽油机，以解决现有游梁式抽油机能耗高，自动化程度低，减速机寿命短的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明提供一种智能曲柄式皮带抽油机，包括：

4、抽汲系统，设置于采油井内且通过上下冲程实现地下采油；

5、动力系统，包括动力装置、配重装置及皮带牵引组件，其中皮带牵引组件用于连接动力装置和抽汲系统，动力装置为抽汲系统的上下冲程提供动力，配重装置与动力装置连接，配重装置用于平衡抽汲系统的载荷；

6、电控柜，通过电缆与配重装置和动力装置连接，电控柜用于控制动力系统的工作；

7、抽油机底座，用于承载电控柜和动力系统。

8、所述动力装置包括动力源、减速机及曲柄滑块机构，其中动力源和减速机均设置于所述抽油机底座上，动力源的输出端与减速机的输入端连接，减速机的输出端与曲柄滑块机构连接，曲柄滑块机构沿竖直方向输出动力。

9、所述曲柄滑块机构包括曲柄、连杆、曲柄滑块机构支架、曲柄滑块及曲柄滑块导轨，其中曲柄滑块机构支架设置于所述抽油机底座上，曲柄滑块导轨沿竖直方向设置于曲柄滑块机构支架上，曲柄滑块与曲柄滑块导轨滑动连接；曲柄的一端与所述减速机的输出端垂直连接，曲柄的另一端通过连杆与曲柄滑块铰接；所述配重装置和所述皮带牵引组件的拉力作用在曲柄滑块的上下两端且方向相反。

10、所述曲柄滑块的左右两侧设有导向轮组件，导向轮组件沿所述曲柄滑块导轨上下滚动。

11、所述的智能曲柄式皮带抽油机还包括设置于所述抽油机底座上的支撑框架，支撑框架为所述配重装置和所述皮带牵引组件提供支撑。

12、所述配重装置包括载荷传感器ⅰ、配重吊篮、配重块、钢丝皮带ⅰ、定滑轮组、动滑轮ⅰ及配重吊篮滑道，其中配重吊篮滑道沿竖直方向设置于所述抽油机底座上，配重吊篮与配重吊篮滑道滑动配合，配重吊篮内放置有配重块；载荷传感器ⅰ和定滑轮组均设置于所述支撑框架的顶部，动滑轮ⅰ设置于所述曲柄滑块机构上；钢丝皮带ⅰ的一端与载荷传感器ⅰ连接，钢丝皮带ⅰ的另一端依次经过动滑轮ⅰ和定滑轮组后与配重吊篮连接。

13、所述皮带牵引组件包括定滑轮ⅲ、定滑轮ⅳ、动滑轮ⅱ及钢丝皮带ⅱ，其中定滑轮ⅲ设置于所述抽油机底座上，定滑轮ⅳ与所述支撑框架的顶部连接，动滑轮ⅱ设置于所述曲柄滑块机构上，钢丝皮带ⅱ的一端与所述抽油机底座连接，另一端依次经过动滑轮ⅱ、定滑轮ⅲ及定滑轮ⅳ后与所述抽汲系统连接。

14、所述定滑轮ⅲ圆周左侧和所述动滑轮ⅱ圆周右侧的切线共线，且与所述曲柄滑块机构上下运行的轨迹线平行。

15、所述皮带牵引组件包括定滑轮ⅲ、定滑轮ⅳ及钢丝皮带ⅱ，其中定滑轮ⅲ设置于所述抽油机底座上，定滑轮ⅳ设置于所述支撑框架的顶部，钢丝皮带ⅱ的一端与所述曲柄滑块机构连接，另一端依次经过定滑轮ⅲ和定滑轮ⅳ后与所述抽汲系统连接。

16、所述定滑轮ⅳ通过载荷传感器ⅱ与所述支撑框架的顶部连接；所述定滑轮ⅳ上设有位移传感器。

17、本发明的优点及有益效果是：本发明提供的智能曲柄式皮带抽油机，结构简单，故障率低，维护保养成本低，提高了抽油机的机械效率及采油井的生产效率，降低电能消耗及延长减速机等部件使用寿命；本发明取消笨重的游梁部件，节省钢材用量。配重块垂直上下运动，配重块的势能和抽汲系统的势能可以全部相互转化，匹配的减速机扭矩和动力源功率均可大幅减少，进一步节能。

18、本发明加入智能芯片和关键部位传感器，可以精准反应采油井井下泵效、产量、动液面位置，根据井下供液数据自动调节抽油速度，也可间歇抽油，达到高效运行，实现节能采油、智能优化采油、智能控制，增加油井产量。延长修井和更换管杆泵周期、远程数字化控制管理，延长抽油机各部件使用寿命，进一步降低维护成本。

技术特征：

1.一种智能曲柄式皮带抽油机，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的智能曲柄式皮带抽油机，其特征在于，所述动力装置包括动力源（5）、减速机（9）及曲柄滑块机构（13），其中动力源（5）和减速机（9）均设置于所述抽油机底座（3）上，动力源（5）的输出端与减速机（9）的输入端连接，减速机（9）的输出端与曲柄滑块机构（13）连接，曲柄滑块机构（13）沿竖直方向输出动力。

3.根据权利要求2所述的智能曲柄式皮带抽油机，其特征在于，所述曲柄滑块机构（13）包括曲柄（10）、连杆（12）、曲柄滑块机构支架（39）、曲柄滑块（15）及曲柄滑块导轨（17），其中曲柄滑块机构支架（39）设置于所述抽油机底座（3）上，曲柄滑块导轨（17）沿竖直方向设置于曲柄滑块机构支架（39）上，曲柄滑块（15）与曲柄滑块导轨（17）滑动连接；曲柄（10）的一端与所述减速机（9）的输出端垂直连接，曲柄（10）的另一端通过连杆（12）与曲柄滑块（15）铰接；所述配重装置和所述皮带牵引组件的拉力作用在曲柄滑块（15）的上下两端且方向相反。

4.根据权利要求3所述的智能曲柄式皮带抽油机，其特征在于，所述曲柄滑块（15）的左右两侧设有导向轮组件，导向轮组件沿所述曲柄滑块导轨（17）上下滚动。

5.根据权利要求2所述的智能曲柄式皮带抽油机，其特征在于，还包括设置于所述抽油机底座（3）上的支撑框架，支撑框架为所述配重装置和所述皮带牵引组件提供支撑。

6.根据权利要求5所述的智能曲柄式皮带抽油机，其特征在于，所述配重装置包括载荷传感器ⅰ（25）、配重吊篮（20）、配重块（19）、钢丝皮带ⅰ（22）、定滑轮组、动滑轮ⅰ（26）及配重吊篮滑道（18），其中配重吊篮滑道（18）沿竖直方向设置于所述抽油机底座（3）上，配重吊篮（20）与配重吊篮滑道（18）滑动配合，配重吊篮（20）内放置有配重块（19）；载荷传感器ⅰ（25）和定滑轮组均设置于所述支撑框架的顶部，动滑轮ⅰ（26）设置于所述曲柄滑块机构（13）上；钢丝皮带ⅰ（22）的一端与载荷传感器ⅰ（25）连接，钢丝皮带ⅰ（22）的另一端依次经过动滑轮ⅰ（26）和定滑轮组后与配重吊篮（20）连接。

7.根据权利要求5所述的智能曲柄式皮带抽油机，其特征在于，所述皮带牵引组件包括定滑轮ⅲ（32）、定滑轮ⅳ（29）、动滑轮ⅱ（27）及钢丝皮带ⅱ（31），其中定滑轮ⅲ（32）设置于所述抽油机底座（3）上，定滑轮ⅳ（29）与所述支撑框架的顶部连接，动滑轮ⅱ（27）设置于所述曲柄滑块机构（13）上，钢丝皮带ⅱ（31）的一端与所述抽油机底座（3）连接，另一端依次经过动滑轮ⅱ（27）、定滑轮ⅲ（32）及定滑轮ⅳ（29）后与所述抽汲系统（4）连接。

8.根据权利要求7所述的智能曲柄式皮带抽油机，其特征在于，所述定滑轮ⅲ（32）圆周左侧和所述动滑轮ⅱ（27）圆周右侧的切线共线，且与所述曲柄滑块机构（13）上下运行的轨迹线平行。

9.根据权利要求5所述的智能曲柄式皮带抽油机，其特征在于，所述皮带牵引组件包括定滑轮ⅲ（32）、定滑轮ⅳ（29）及钢丝皮带ⅱ（31），其中定滑轮ⅲ（32）设置于所述抽油机底座（3）上，定滑轮ⅳ（29）设置于所述支撑框架的顶部，钢丝皮带ⅱ（31）的一端与所述曲柄滑块机构（13）连接，另一端依次经过定滑轮ⅲ（32）和定滑轮ⅳ（29）后与所述抽汲系统（4）连接。

10.根据权利要求7或9所述的智能曲柄式皮带抽油机，其特征在于，所述定滑轮ⅳ（29）通过载荷传感器ⅱ（28）与所述支撑框架的顶部连接；所述定滑轮ⅳ（29）上设有位移传感器（30）。

技术总结
本发明属于石油开发采油设备技术领域，特别涉及一种智能曲柄式皮带抽油机，包括电控柜、动力系统、抽油机底座及抽汲系统，其中抽汲系统设置于采油井内且通过上下冲程实现地下采油；动力系统包括动力装置、配重装置及皮带牵引组件，其中皮带牵引组件用于连接动力装置和抽汲系统，动力装置为抽汲系统的上下冲程提供动力，配重装置与动力装置连接，配重装置用于平衡抽汲系统的载荷；电控柜通过电缆与配重装置和动力装置连接，电控柜用于控制动力系统的工作；抽油机底座用于承载电控柜和动力系统。本发明结构简单，故障率低，维护保养成本低，提高了抽油机的机械效率及采油井的生产效率，降低电能消耗及延长减速机等部件使用寿命。

技术研发人员：张广炜,张来斌,王绍瑞,张悦,阮凤艳,张瑞琳,张云皓
受保护的技术使用者：沈阳德尔福科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12