專利名稱：叢式多井互動自平衡機電一體化智能抽油機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于油田叢式井開發(fā)的抽油機，特別是一種叢式多井互動自平衡機電一體化智能抽油機。
以往的油井原油舉升設(shè)備，均采用一井一機配置，不僅動用了大量的技術(shù)裝備，而且耗費了大量能源，增大了采油成本，降低了經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明的目的在于提供一種叢式多井互動自平衡機電一體化智能抽油機，基于各抽油井生產(chǎn)過程中力的變化規(guī)律，可使作用在驅(qū)動軸上的力系達(dá)到盡可能互相平衡，以滿足系統(tǒng)總力矩為最小的目的，系統(tǒng)總力矩由調(diào)速換向電機提供，徹底改變了地面抽油機的設(shè)計概念、原理和方法，極大地簡化了機械結(jié)構(gòu)，降低制造成本，提高機械效率，節(jié)能降耗，同時井下密封裝置使鋼性或柔性抽油桿達(dá)到較好的密封效果。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，它由電機(1)、制動器(2)，減速器(3)、組合卷筒(4)、繩索(5)、導(dǎo)向輪(6)、調(diào)節(jié)底座(7)、過載保護(hù)裝置(8)、抽油桿井下密封裝置(9)、機座(10)、平衡裝置(11)、控制柜(12)、限位器(13)和換向器(14)組成，控制柜(12)與電機(1)、制動器(2)，減速器(3)、組合卷筒(4)依次連接，組合卷筒(4)上的多組繩索(5)兩端分別經(jīng)過導(dǎo)向輪(6)與抽油桿井下密封裝置(9)連接，其中一組繩索(5)兩端分別連接平衡裝置(11)，導(dǎo)向輪(6)、限位器(13)和換向器(14)裝在調(diào)節(jié)底座(7)上，其中限位器(13)和換向器(14)與電機控制系統(tǒng)連接，調(diào)節(jié)底座(7)座在機座(10)上，在井口上方繩索(5)處還接有過載保護(hù)裝置(8)。
同時，抽油桿井下密封裝置(9)又包括光桿(15)、繩桿連接器(16)、扶正器(17)、高分子強力繩(18)、密封器調(diào)節(jié)桿(20)、密封器懸掛頭(21)、密封器外管(27)、密封器內(nèi)管(28)、密封件(29)、預(yù)緊彈簧(30)、密封器座(31)組成，高分子強力繩(18)經(jīng)繩桿連接器(16)與光桿(15)連接，高分子強力繩(18)上有扶正器(17)，密封器調(diào)節(jié)桿(20)掛在密封器懸掛頭(21)內(nèi)，密封器懸掛頭(21)固定在三通(22)上，密封器調(diào)節(jié)桿(20)下部依次接有密封器內(nèi)管(28)、密封器座(31)、直至密封器外管(27)下部，密封器外管(27)下接油管(33)，在抽油桿(32)與密封器內(nèi)管(28)間裝有密封件(29)、預(yù)緊彈簧(30)。
工作時，調(diào)速換向電機的動力經(jīng)減速器驅(qū)動組合卷筒，經(jīng)繩索和多個導(dǎo)向輪帶動連接在井下密封裝置的抽油桿作上下往復(fù)運動，分別對多口油井進(jìn)行抽油。制動器的制動原理采用常開式制動，主要起著保護(hù)系統(tǒng)安全的功能，即抽油機停機或系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，制動主動輪，避免平衡裝置、抽油桿上下運動。沖程、沖次的調(diào)整主要由控制柜的控制面板來設(shè)定，調(diào)整時只要輸入相應(yīng)的數(shù)據(jù)即可，無級調(diào)節(jié)，方便可靠。
同時抽油桿作上下往復(fù)運動時，抽油桿井下密封裝置既能密封光桿，也能密封柔桿，以適應(yīng)超長沖程抽油技術(shù)的要求。通過抽油桿的級配，實現(xiàn)深抽技術(shù)的要求。
本發(fā)明由于采用了調(diào)速換向電機的動力經(jīng)減速器驅(qū)動組合卷筒，經(jīng)繩索和多個導(dǎo)向輪帶動連接在井下密封裝置中的抽油桿作上下往復(fù)運動，分別對多口油井進(jìn)行抽油，系統(tǒng)總力矩由調(diào)速換向電機提供，徹底改變了地面抽油機的設(shè)計概念、原理和方法，極大地簡化了機械結(jié)構(gòu)，降低制造成本，提高機械效率，節(jié)能降耗，同時井下密封裝置使鋼性或柔性抽油桿達(dá)到較好的密封效果。安全可靠，易于調(diào)整工作參數(shù)，操作簡易，是一種高效節(jié)能型采油設(shè)備。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明的俯視圖。
圖3為抽油桿井下密封裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖1、圖2所示，本發(fā)明由電機1、制動器2，減速器3、組合卷筒4、繩索5、導(dǎo)向輪6、調(diào)節(jié)底座7、過載保護(hù)裝置8、抽油桿井下密封裝置9、機座10、平衡裝置11、控制柜12、限位器13和換向器14組成，其中，繩索是LJZ高強度繩索、鋼絲繩，井口對中是依靠調(diào)節(jié)底座7進(jìn)行調(diào)整的，同時調(diào)節(jié)底座7還能實現(xiàn)調(diào)節(jié)各導(dǎo)向輪高度的功能。
本發(fā)明的平衡配重主要方式是利用多口井上下行程懸點負(fù)荷的差值進(jìn)行力矩平衡。即一部分井的下行程懸點負(fù)荷為另一部分井上行程的平衡重，如何將多口井進(jìn)行分類，可以根據(jù)各井的示功圖確定。為使主軸上的力矩盡可能小，可計算各井上下行程懸點載荷并選擇相應(yīng)的卷筒直徑，最后由平衡裝置13平衡剩余力矩，以保證設(shè)備均衡運轉(zhuǎn)。
換向器14是調(diào)速換向電機1正反轉(zhuǎn)換向的控制器，即控制抽油機沖程和沖次。而限位器13則是一種安全裝置，用以防止沖程越位而引起的事故。
過載保護(hù)裝置8是機架、抽油桿等設(shè)備的過載保護(hù)裝置。有時因卡泵等原因使懸點載荷突然增大，過載保護(hù)裝置設(shè)定一個安全載荷，若懸點載荷超過該值，過載保護(hù)裝置就啟動，釋放懸點載荷，保證機架和抽油桿等設(shè)備的安全。
如圖3所示，抽油桿井下密封裝置又包括光桿15、繩桿連接器16、扶正器17、高分子強力繩18、密封器調(diào)節(jié)桿20、密封器懸掛頭21、密封器外管27、密封器內(nèi)管28、密封件29、預(yù)緊彈簧30、密封器座31組成，采用抽油桿(剛性或柔性)井下密封技術(shù)，既可實現(xiàn)超長沖程抽油，又可滿足柔性傳動抽油的技術(shù)要求。
對于各井工況相差較大情況下，比如下泵深度，油井產(chǎn)量，油品性質(zhì)等，如何實現(xiàn)多口油井使用一臺抽油機正常作業(yè)的問題。解決方法有三種(1)采用“比例配泵法”，即根據(jù)不同的井況，在保證相同沖程和沖次下，按比例搭配泵徑；(2)采用不同直徑組合卷筒，即根據(jù)不同的工況，在保證泵徑，沖次相同的情況下，按比例調(diào)整不同的卷筒直徑加以組合，實現(xiàn)沖程的變化；(3)同時采用“比例配泵法”和不同直徑組合卷筒法，實現(xiàn)多井正常生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.一種叢式多井互動自平衡機電一體化智能抽油機，它由電機(1)、制動器(2)，減速器(3)、調(diào)節(jié)底座(7)、過載保護(hù)裝置(8)、機座(10)、平衡裝置(11)、控制柜(12)組成，其特征在于它還包括組合卷筒(4)、繩索(5)、導(dǎo)向輪(6)、抽油桿井下密封裝置(9)、限位器(13)和換向器(14)，其中控制柜(12)與電機(1)、制動器(2)，減速器(3)、組合卷筒(4)依次連接，組合卷筒(4)上的多組繩索(5)兩端分別經(jīng)過導(dǎo)向輪(6)與抽油桿井下密封裝置(9)連接，其中一組繩索(5)兩端分別連接平衡裝置(11)，導(dǎo)向輪(6)、限位器(13)和換向器(14)裝在調(diào)節(jié)底座(7)上，其中限位器(13)和換向器(14)與電機控制系統(tǒng)連接，調(diào)節(jié)底座(7)座在機座(10)上，在井口上方繩索(5)處還接有過載保護(hù)裝置(8)。
2.一種抽油桿井下密封裝置，它包括光桿(15)、繩桿連接器(16)、扶正器(17)、高分子強力繩(18)、密封器調(diào)節(jié)桿(20)、密封器懸掛頭(21)、密封器外管(27)、密封器內(nèi)管(28)、密封件(29)、預(yù)緊彈簧(30)、密封器座(31)組成，其特征在于高分子強力繩(18)經(jīng)繩桿連接器(16)與光桿(15)連接，高分子強力繩(18)上有扶正器(17)，密封器調(diào)節(jié)桿(20)掛在密封器懸掛頭(21)內(nèi)，密封器懸掛頭(21)固定在三通(22)上，密封器調(diào)節(jié)桿(20)下部依次接有密封器內(nèi)管(28)、密封器座(31)、直至密封器外管(27)下部，密封器外管(27)下接油管(33)在抽油桿(32)與密封器內(nèi)管(28)間裝有密封件(29)、預(yù)緊彈簧(30)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的叢式多井互動自平衡機電一體化智能抽油機，其特征在于其組合卷筒(4)與繩索(5)的連接方式，采用固定連接方式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合卷筒，其特征在于有不同外徑的卷筒(4)可供選擇，并在各井相應(yīng)的位置上順序排列組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抽油桿井下密封裝置，其特征在于該密封裝置在井下的位置根據(jù)工作參數(shù)要求或抽油桿結(jié)構(gòu)要求不同是可調(diào)的。
全文摘要
一種叢式多井互動自平衡機電一體化智能抽油機,由電機1、制動器2,減速器3、組合卷筒4、繩索5、導(dǎo)向輪6、調(diào)節(jié)底座7、過載保護(hù)裝置8、抽油桿井下密封裝置9、機座10、平衡裝置11、控制柜12、限位器13和換向器14組成,調(diào)速換向電機的動力經(jīng)減速器驅(qū)動組合卷筒,經(jīng)繩索和多個導(dǎo)向輪帶動連接在井下密封裝置的抽油桿作上下往復(fù)運動,分別對多口油井進(jìn)行抽油。并且作用在驅(qū)動軸上的力系達(dá)到盡可能互相平衡,以滿足系統(tǒng)總力矩為最小的目的,采用抽油桿(剛性或柔性)井下密封技術(shù),既可實現(xiàn)超長沖程抽油,又可滿足柔性傳動抽油的技術(shù)要求;極大地簡化了機械結(jié)構(gòu),降低制造成本,提高機械效率,節(jié)能降耗,方便維修和管理,大幅度提高采油經(jīng)濟(jì)效益,是一種全新的新型高效節(jié)能多井抽油機。
文檔編號E21B33/00GK1375617SQ0211701
公開日2002年10月23日 申請日期2002年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月29日
發(fā)明者蔣震亞, 劉坤芳, 張焱, 楊麗萍, 李驥 申請人:盤錦金盤科技有限責(zé)任公司