專利名稱：雙驢頭二次調(diào)節(jié)液壓抽油機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油行業(yè)的采油機(jī)械領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)外油田上現(xiàn)用的采油機(jī)械絕大多數(shù)為游梁式抽油機(jī)(俗稱磕頭機(jī))，在機(jī)械采油設(shè)備中，磕頭機(jī)的比例為我國(guó)91％，美國(guó)85％，俄羅斯75％。從圖4知它由電動(dòng)機(jī)46，皮帶輪47、49，減速箱51，曲柄52，連桿53，游梁33，驢頭28組成。它的優(yōu)點(diǎn)是在全天候使用的情況下經(jīng)久耐用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，維修方便。缺點(diǎn)是驢頭懸點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加速度大，平衡效果差，效率較低，改變沖程、沖次很困難，并且很有限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是在游梁式抽油機(jī)機(jī)架的基礎(chǔ)上，去掉機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置，改為二次調(diào)節(jié)液壓驅(qū)動(dòng)裝置。

圖1為本裝置的整體圖，抽油運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行部件為液壓缸35。在整機(jī)結(jié)構(gòu)布局上，采用雙驢頭28，28a形式，一端為抽油桿31，另一端為深入地下的液壓缸35。這是本發(fā)明的最大技術(shù)特征。在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的整機(jī)結(jié)構(gòu)技術(shù)方案時(shí)，在原有磕頭機(jī)游梁上增加一個(gè)驢頭，在機(jī)架底座上去掉全部機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置，添置一套二次調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的泵站。圖2為液壓工作原理圖，主泵/馬達(dá)38與副泵/馬達(dá)39為變量式液壓動(dòng)力元件，二者既是泵又是液壓馬達(dá)。故稱為二次元件，對(duì)其泵狀態(tài)或液壓馬達(dá)狀態(tài)進(jìn)行變排量調(diào)節(jié)，即為二次調(diào)節(jié)。這兩個(gè)液壓動(dòng)力元件是同軸連接的組合泵，但主副泵/馬達(dá)38，39的排量調(diào)節(jié)與越過中位的進(jìn)出口改變是通過控制電液比例閥來完成的。
1.抽油桿31上升沖程采油主泵/馬達(dá)38處于泵狀態(tài)，副泵/馬達(dá)39處于液壓馬達(dá)狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)37驅(qū)動(dòng)主泵/馬達(dá)38，壓力油直接進(jìn)入液壓缸35，活塞桿32下降，通過兩個(gè)驢頭28，28a和游梁33拉動(dòng)抽油桿31上升采油。同時(shí)，在前一個(gè)抽油桿下降沖程中，副泵/馬達(dá)39處于泵狀態(tài)，在蓄能器中儲(chǔ)存有壓力油，當(dāng)抽油桿上升采油時(shí)，通過副泵/馬達(dá)39的液壓馬達(dá)狀態(tài)，經(jīng)過聯(lián)軸節(jié)將蓄能器的壓力流量轉(zhuǎn)換為軸功率，與電動(dòng)機(jī)37一起驅(qū)動(dòng)主泵/馬達(dá)38，產(chǎn)生的壓力油驅(qū)動(dòng)液壓缸35使抽油桿上升。這是二次調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，即提升抽油桿的功率除電機(jī)37的功率外，又輔加副泵/馬達(dá)39的功率。這部分輔加功率是靠抽油泵、抽油桿及井筒中液柱下降時(shí)自重產(chǎn)生的勢(shì)能通過副泵/馬達(dá)39變?yōu)樾钅芷鞯囊簤耗?，然后又通過副泵/馬達(dá)39變?yōu)檩S功率去驅(qū)動(dòng)主泵/馬達(dá)38。這是回收的功率。本發(fā)明所用的液壓系統(tǒng)靠功率回收節(jié)能是一大特點(diǎn)。
2.抽油桿31下降沖程吸油主泵/馬達(dá)38處于液壓馬達(dá)狀態(tài)，副泵/馬達(dá)39處于泵狀態(tài)。液壓油缸35由此抽油桿31勢(shì)能產(chǎn)生的壓力油驅(qū)動(dòng)處于液壓馬達(dá)狀態(tài)的主泵/馬達(dá)38，這時(shí)，處于泵狀態(tài)的副泵/馬達(dá)39向蓄能器中充油蓄能，以便抽油桿31在下一個(gè)采油沖程時(shí)使用。
本發(fā)明所采用的二次調(diào)節(jié)的液壓系統(tǒng)還能實(shí)現(xiàn)在抽油桿31上升下降過程中卡死(采油中經(jīng)常發(fā)生)時(shí)，能有效及時(shí)保護(hù)井上井下設(shè)備，免受損傷，圖2中的安全閥44和單向閥45的作用是在抽油桿31上升采油被卡死時(shí)，液壓油會(huì)超壓，即由圖2中的安全閥44泄油，即主泵/馬達(dá)38中的液壓油通過安全閥44泄油，然后進(jìn)入主泵/馬達(dá)38的下入口，形成短路循環(huán)，以保護(hù)系統(tǒng)的安全。在抽油桿31下降沖程被卡死時(shí)，處于液壓馬達(dá)狀態(tài)的主泵/馬達(dá)38下部出口的壓力油，經(jīng)由單向閥45進(jìn)入主泵/馬達(dá)38上部的入口，形成短路循環(huán)，以保護(hù)系統(tǒng)的安全。抽油桿31的變沖程，由調(diào)節(jié)限位開關(guān)的位置來決定。可以實(shí)現(xiàn)無級(jí)變沖程，非常方便。抽油桿31改變沖次，由改變主泵/馬達(dá)38的流量來調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)無級(jí)變沖次，即實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速。
本發(fā)明所采用的二次調(diào)節(jié)液壓抽油裝置與系統(tǒng)的游梁式機(jī)械抽油機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)比較如下表所示機(jī)械驅(qū)動(dòng)與液壓驅(qū)動(dòng)抽油機(jī)比較(++很好+較好-較差--很差)

本發(fā)明中的液壓油缸35是單作用的動(dòng)力油缸，是申請(qǐng)者的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，并制造出來，已正常運(yùn)行。液壓油缸35的技術(shù)特點(diǎn)是單作用的高壓油缸，油缸的活塞端為空腔，只進(jìn)出空氣，活塞桿在向上運(yùn)動(dòng)到終端時(shí)，有間隙的緩沖結(jié)構(gòu)以防止抽油泵蹾缸現(xiàn)象?；钊麠U向下運(yùn)動(dòng)(抽油)時(shí)在終端也設(shè)間隙緩沖，以防止抽油時(shí)鋼絲繩斷裂，活塞蹾缸。
本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)沖程的要求，其沖程為6～10米。本系統(tǒng)還適用于深井(3000米)，重載(14噸)的工況要求。在活塞與活塞桿31上所設(shè)計(jì)的密封結(jié)構(gòu)，既保證密封，又保證長(zhǎng)沖程的導(dǎo)向性能，主密封是采用復(fù)合式密封，圖3為液壓缸的結(jié)構(gòu)圖，其符號(hào)為下端蓋1，缸筒2，內(nèi)六角螺釘3，螺母4，特開斯萊圈5、6，T型特康格萊圈7，O型密封圈8，活塞9，活塞套10，活塞桿11，導(dǎo)向套12，螺栓13，，特開斯萊圈14，墊圈15，螺母16，，特開斯萊圈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，切口式擋圈22，聯(lián)接板23，聯(lián)接管24，聯(lián)接法蘭25，回油管26，吊耳螺釘27。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明的技術(shù)特征是設(shè)計(jì)(1)雙驢頭游梁機(jī)架結(jié)構(gòu)；(2)采用二次調(diào)節(jié)液壓傳動(dòng)方案；(3)液壓油缸是放置在新增驢頭的下方，深入地下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1創(chuàng)新設(shè)計(jì)(1)長(zhǎng)沖程液壓高壓油缸；(2)活塞及活塞桿的密封整體結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明是在游梁機(jī)械式抽油機(jī)機(jī)架的基礎(chǔ)上，在游梁的另一端增加一個(gè)驢頭。將驅(qū)動(dòng)抽油桿運(yùn)動(dòng)的機(jī)械式傳動(dòng)裝置全部撤掉，在原位置上添置一套二次調(diào)節(jié)液壓傳動(dòng)裝置。在新增驢頭的下方深入地下放置液壓油缸。用此油缸驅(qū)動(dòng)抽油桿的采油運(yùn)動(dòng)，這是本發(fā)明創(chuàng)新的最大技術(shù)特征。這種新技術(shù)方案特別適用長(zhǎng)沖程(6～10米)、深油井(3000米或大于3000米)、重載和稠油情況下使用。在本發(fā)明中，創(chuàng)新設(shè)計(jì)的高壓液壓油缸已完成制造、裝配，并已經(jīng)成功地正常運(yùn)行。在活塞及活塞桿的創(chuàng)新密封整體結(jié)構(gòu)上，有創(chuàng)新設(shè)計(jì)與正確選用的密封材料，實(shí)踐證明在高壓下是可靠和適用的。
文檔編號(hào)E21B43/00GK1991170SQ20051013135
公開日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2005年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月29日
發(fā)明者劉慶和 申請(qǐng)人:劉慶和