專利名稱：常規(guī)游梁式抽油機的二次調(diào)節(jié)液壓節(jié)能系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種游梁式抽油機的節(jié)能系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
常規(guī)游梁式抽油機自誕生以來，歷經(jīng)百年，經(jīng)歷了各種工況和各種地域油田的生產(chǎn)實踐考驗，目前在國內(nèi)外仍普遍使用。常規(guī)游梁式抽油機以其結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)久耐用、操作簡便、維護費用低等明顯優(yōu)勢，一直占據(jù)著有桿系采油地面設(shè)備的主導(dǎo)地位。
但由于其結(jié)構(gòu)和原理上的限制，使得常規(guī)游梁式抽油機無法解決“大馬拉小車”能耗高的缺點，不能充分地回收和重新利用抽油桿等重物下降時的重力勢能。這是由于常規(guī)游梁式抽油機雖然是基于平衡原理設(shè)計制造的，但均不能完全平衡，因此，并不能達到最佳的節(jié)能效果，而且會減少電動機的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決節(jié)能效果不好，電動機使得壽命短的問題，而提出了一種常規(guī)游梁式抽油機的二次調(diào)節(jié)液壓節(jié)能系統(tǒng)。
本發(fā)明包括電動機1、液壓泵/馬達2、液壓蓄能器組件4、液壓蓄能器5、液壓油箱7、常規(guī)油梁式抽油機執(zhí)行機構(gòu)8、供油泵9、電液控制閥組件13、控制器11和傳感器12；液壓油箱7的第二輸油口B連接在供油泵9的入油口，供油泵9通過機械結(jié)構(gòu)連接液壓泵/馬達2上，供油泵9和液壓泵/馬達2同軸，內(nèi)部油路連接，液壓泵/馬達2的傳動軸與電動機1的輸出軸固定連接，液壓泵/馬達2的第一輸油口連接液壓蓄能器組件4的一個輸油口，液壓蓄能器組件4另一個輸油口連接于液壓蓄能器5的輸油口上，液壓泵/馬達2的第二輸油口連接液壓油箱7的第一輸油口A上，液壓泵/馬達2的斜盤與電液控制閥組件13的活塞桿固定連接，供油泵9的出油口連接電液控制閥組件13的入油口，電液控制閥組件13的出油口連接液壓油箱7的第三入油口C，電動機1的傳動軸通過皮帶輪連接常規(guī)游梁式抽油機執(zhí)行機構(gòu)8的減速器輸入軸上，傳感器12安裝在常規(guī)游梁式抽油機中的運動部分上，用此來判斷常規(guī)游梁式抽油機執(zhí)行機構(gòu)8的上升或下降，傳感器12的信號輸出端連接控制器11的信號輸入端，控制器11的控制輸出端連接電液控制閥組件13的控制輸入端。
本發(fā)明在于將二次調(diào)節(jié)靜液傳動流量耦聯(lián)技術(shù)應(yīng)用于常規(guī)游梁式抽油機，設(shè)計出一種液壓節(jié)能系統(tǒng)，將液壓泵/馬達和抽油機電動機連接的使其在常規(guī)游梁式抽油機抽油桿在上升過程中作為液壓馬達輔助抽油機電動機做功，在下降過程中作為液壓泵利用所回收的重力勢能向液壓蓄能器內(nèi)充能。安裝了本發(fā)明的液壓節(jié)能系統(tǒng)就會通過液壓泵/馬達將常規(guī)游梁式抽油機抽油桿在下降過程中產(chǎn)生的重力勢能儲存在液壓蓄能器中，然后在上升過程中液壓蓄能器驅(qū)動工作在液壓馬達工況的液壓泵/馬達幫助電動機作功。在保持常規(guī)游梁式抽油機現(xiàn)有機械結(jié)構(gòu)不變的情況下，僅在該抽油機上增加液壓系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便，成本低。從而來通過該液壓系統(tǒng)來實現(xiàn)平衡，減小電動機的工作電能消耗，達到節(jié)能效果，使常規(guī)游梁式抽油機的生產(chǎn)效率提高，并延長電動機的使用壽命。
選用液壓泵/馬達型號為A4VSO125，由計算可知電動機裝機功率11.221kW。節(jié)省功率為η=18.5-11.22118.5×100%=39.3%.]]>


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
具體實施方式
一結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式由電動機1、液壓泵/馬達2、液壓蓄能器組件4、液壓蓄能器5、液壓油箱7、常規(guī)油梁式抽油機執(zhí)行機構(gòu)8、供油泵9、電液控制閥組件13、控制器11和傳感器12組成；液壓油箱7的第二輸油口B連接在供油泵9的入油口，供油泵9通過機械結(jié)構(gòu)連接液壓泵/馬達2上，供油泵9和液壓泵/馬達2同軸，內(nèi)部油路連接，液壓泵/馬達2的傳動軸與電動機1的輸出軸固定連接，液壓泵/馬達2的第一輸油口連接液壓蓄能器組件4的一個輸油口，液壓蓄能器組件4另一個輸油口連接于液壓蓄能器5的輸油口上，液壓泵/馬達2的第二輸油口連接液壓油箱7的第一輸油口A上，液壓泵/馬達2的斜盤與電液控制閥組件13的活塞桿固定連接，供油泵9的出油口連接電液控制閥組件13的入油口，電液控制閥組件13的出油口連接液壓油箱7的第三入油口C，電動機1的傳動軸通過皮帶輪連接常規(guī)游梁式抽油機執(zhí)行機構(gòu)8的減速器輸入軸上，傳感器12安裝在常規(guī)游梁式抽油機中的運動部分上，用此來判斷常規(guī)游梁式抽油機執(zhí)行機構(gòu)8的上升或下降，傳感器12的信號輸出端連接控制器11的信號輸入端，控制器11的控制輸出端連接電液控制閥組件13的控制輸入端。
具體實施例方式
二結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
一不同點在于增加了過濾器6，過濾器6設(shè)置在供油泵9的入油口與液壓油箱7的第二輸油口B之間，達到對油液進行過濾的作用。其它組成和連接方式與具體實施方式
一相同。
具體實施例方式
三結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
一不同點在于液壓蓄能器組件4由第一截止閥4-1、第二截止閥4-2、單向閥4-3和安全閥4-5組成；液壓蓄能器5的輸油口連接第一截止閥4-1的一個輸油口、第二截止閥4-2的一個輸油口、單向閥4-3的出油口和安全閥4-5的入油口，第一截止閥4-1的另一個輸油口連接液壓泵/馬達2的輸油口，第二截止閥4-2的另一個輸油口、單向閥4-3的入油口和安全閥4-5的出油口連接液壓油箱7的第四輸油口D。第一截止閥4-1的作用是負責(zé)與系統(tǒng)的連接和斷開，第二截止閥4-2的作用是負責(zé)與第四液壓油箱7-4的連接和斷開，避免系統(tǒng)在液壓蓄能器5拆裝時泄漏油液。單向閥4-3的作用是當液壓蓄能器5和液壓泵/馬達2之一的油量不足時打開單向閥4-3，液壓油箱7通過單向閥4-3向其中之一供油。安全閥4-5的作用是當系統(tǒng)或者液壓蓄能器5的壓力過大時，向第四液壓油箱7-4泄油，從而保護系統(tǒng)。其它組成和連接方式與具體實施方式
一相同。
具體實施例方式
四結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
一不同點在于電液控制閥組件13由三位四通換向閥3和變量油缸10組成；變量油缸10的活塞桿與液壓泵/馬達2的斜盤機械連接，三位四通換向閥3的第三輸油口c和第四輸油口d分別與變量油箱10的兩個輸油口連通，三位四通換向閥3的第一輸油口a和第二輸油口b分別為電液控制閥組件13的入油口和回油口，三位四通換向閥3的控制輸入端為電液控制閥組件13的控制輸入端。其它組成和連接方式與具體實施方式
一相同。
具體實施例方式
五結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
一不同點在于三位四通換向閥3為電磁換向閥、電液換向閥、電液伺服閥或者電液比例閥。其它組成和連接方式與具體實施方式
一相同。
具體實施例方式
六結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
一不同點在于液壓蓄能器5為氣囊式液壓蓄能器。其它組成和連接方式與具體實施方式
一相同。
具體實施例方式
七結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
一不同點在于液壓蓄能器5至少由一個組成，多個液壓蓄能器5的輸油口并聯(lián)連接后與液壓泵/馬達2的輸油口連通。其它組成和連接方式與具體實施方式
一相同。
工作原理在常規(guī)游梁式抽油機執(zhí)行機構(gòu)8中的抽油桿上升的抽油過程時，安裝在常規(guī)游梁式抽油機執(zhí)行機構(gòu)8上的傳感器12發(fā)出一個電信號給控制器11，控制器11接收后發(fā)出一個電控信號給三位四通換向閥3，三位四通換向閥3換到一個閥位，通過三位四通換向閥3使供油泵9與變量油缸10處于一種連通狀態(tài)，由三位四通換向閥3控制變量油缸10來調(diào)節(jié)液壓泵/馬達2處于液壓馬達工況狀態(tài)，液壓蓄能器5釋放所存儲的液壓能，為液壓泵/馬達2提供壓力油，液壓泵/馬達2和電動機1一起帶動常規(guī)游梁式抽油機執(zhí)行機構(gòu)8運動，節(jié)省電動機工作動力。在上升結(jié)束、開始下降時，安裝在常規(guī)游梁式抽油機上的傳感器12又發(fā)出一個電信號給控制器11，控制器11接受后發(fā)出一個反向電控信號給三位四通換向閥3，三位四通換向閥3換到反向閥位，再由三位四通換向閥3控制變量油缸10來調(diào)節(jié)液壓泵/馬達2處于液壓泵工況狀態(tài)，同時其重力勢能使抽油機的常規(guī)游梁式抽油機執(zhí)行機構(gòu)8帶動液壓泵/馬達2轉(zhuǎn)動，向液壓蓄能器5內(nèi)充壓力油，由液壓蓄能器5存儲液壓能，以便于在后續(xù)工作循環(huán)中重新使用。
權(quán)利要求
1.常規(guī)游梁式抽油機的二次調(diào)節(jié)液壓節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于它包括電動機(1)、液壓泵/馬達(2)、液壓蓄能器組件(4)、液壓蓄能器(5)、液壓油箱(7)、常規(guī)油梁式抽油機執(zhí)行機構(gòu)(8)、供油泵(9)、電液控制閥組件(13)、控制器(11)和傳感器(12)；液壓油箱(7)的第二輸油口(B)連接在供油泵(9)的入油口，供油泵(9)通過機械結(jié)構(gòu)連接液壓泵/馬達(2)上，供油泵(9)和液壓泵/馬達(2)同軸，內(nèi)部油路連接，液壓泵/馬達(2)的傳動軸與電動機(1)的輸出軸固定連接，液壓泵/馬達(2)的第一輸油口連接液壓蓄能器組件(4)的一個輸油口，液壓蓄能器組件(4)另一個輸油口連接于液壓蓄能器(5)的輸油口上，液壓泵/馬達(2)的第二輸油口連接液壓油箱(7)的第一輸油口(A)上，液壓泵/馬達(2)的斜盤與電液控制閥組件(13)的活塞桿固定連接，供油泵(9)的出油口連接電液控制閥組件(13)的入油口，電液控制閥組件(13)的出油口連接液壓油箱(7)的第三入油口(C)，電動機(1)的傳動軸通過皮帶輪連接常規(guī)游梁式抽油機執(zhí)行機構(gòu)8的減速器輸入軸上，傳感器(12)安裝在常規(guī)游梁式抽油機中的運動部分上，傳感器(12)的信號輸出端連接控制器(11)的信號輸入端，控制器(11)的控制輸出端連接電液控制閥組件(13)的控制輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常規(guī)游梁式抽油機的二次調(diào)節(jié)液壓節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于增加了過濾器(6)，過濾器(6)設(shè)置在供油泵(9)的入油口與液壓油箱(7)的第二輸油口(B)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常規(guī)游梁式抽油機的二次調(diào)節(jié)液壓節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于液壓蓄能器組件(4)由第一截止閥(4-1)、第二截止閥(4-2)、單向閥(4-3)和安全閥(4-5)組成；液壓蓄能器(5)的輸油口連接第一截止閥(4-1)的一個輸油口、第二截止閥(4-2)的一個輸油口、單向閥(4-3)的出油口和安全閥(4-5)的入油口，第一截止閥(4-1)的另一個輸油口連接液壓泵/馬達(2)的輸油口，第二截止閥(4-2)的另一個輸油口、單向閥(4-3)的入油口和安全閥(4-5)的出油口連接液壓油箱(7)的第四輸油口(D)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常規(guī)游梁式抽油機的二次調(diào)節(jié)液壓節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于電液控制閥組件(13)由三位四通換向閥(3)和變量油缸(10)組成；變量油缸(10)中的活塞桿與液壓泵/馬達(2)的斜盤機械連接，三位四通換向閥(3)的第三輸油口(C)和第四輸油口d分別連接變量油缸(10)的兩個輸油口連通，三位四通換向閥(3)的第一輸油口(A)和第二輸油口(B)分別為電液控制閥組件(13)的入油口和回油口，三位四通換向閥(3)的控制輸入端為電液控制閥組件(13)的控制輸入端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常規(guī)游梁式抽油機的二次調(diào)節(jié)液壓節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于三位四通換向閥(3)為電磁換向閥、電液換向閥、電液伺服閥或者電液比例閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常規(guī)游梁式抽油機的二次調(diào)節(jié)液壓節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于液壓蓄能器(5)為氣囊式液壓蓄能器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常規(guī)游梁式抽油機的二次調(diào)節(jié)液壓節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于液壓蓄能器(5)至少由一個組成，多個液壓蓄能器(5)的輸油口并聯(lián)連接后與液壓泵/馬達(2)的輸油口連通。
全文摘要
常規(guī)游梁式抽油機的二次調(diào)節(jié)液壓節(jié)能系統(tǒng)，它涉及游梁式抽油機的節(jié)能系統(tǒng)。它能夠解決游梁式抽油機節(jié)能效果不好，電動機壽命短的問題。液壓油箱第二口連供油泵入油口，供油泵連接液壓泵/馬達上，液壓泵/馬達、供油泵、電動機的軸固定連接，液壓泵/馬達的輸油口通過液壓蓄能器組件連液壓蓄能器的輸油口，液壓泵/馬達的出油口連液壓油箱的第一口，液壓泵/馬達的斜盤與電液控制閥組件的傳動桿連接，供油泵的出油口通過電液控制閥組件的連液壓油箱的第三口，電動機軸連執(zhí)行機構(gòu)上，傳感器安執(zhí)行機構(gòu)上，傳感器輸出端連控制器輸入端，控制器輸出端連電液控制閥組件輸入端。它結(jié)構(gòu)簡單、成本低，減小電動機的工作電能消耗，并延長電動機的使用壽命。
文檔編號E21B43/00GK101082334SQ20071007238
公開日2007年12月5日 申請日期2007年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月22日
發(fā)明者姜繼海, 谷峰 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)