專利名稱：一種動力驅(qū)動系統(tǒng)及其應(yīng)用該系統(tǒng)的抽油機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種動力傳動系統(tǒng)及其應(yīng)用，尤其涉及一種氣液動能驅(qū)動系統(tǒng)及其應(yīng)用該系統(tǒng)的抽油機。
背景技術(shù)：
目前，油田采用的采油機械，均采用機械傳動的游梁式和無游梁式抽油機。它由旋轉(zhuǎn)電動機，經(jīng)多級齒輪減速，通過游梁上驢頭牽動鋼絲繩或鏈條等機構(gòu)轉(zhuǎn)換成直線運動，驅(qū)動抽油光桿上下往返運動，實現(xiàn)抽油目的。如中國專利“游梁式液壓抽油機(CN2561926Y) ”， 它由機械和液壓兩部分組成。其中機械部分保留原有的游梁、驢頭、支架、底盤和懸繩器及懸繩；液壓部分包括四腔油缸、主蓄能器、換向系統(tǒng)、油源和輔助系統(tǒng)。油缸桿與游梁后力臂端部之間有軸承連接與特殊驢頭連接兩種方式，該機通過主蓄能器、油缸和換向系統(tǒng)完成平衡與抽油功能；通過輔助系統(tǒng)實現(xiàn)節(jié)能、運動上快下慢、超斷載停機報警、液位停機報警、 溫度停機報警、沖程沖次連續(xù)可調(diào)和消除抽油桿偏磨等功能。這種結(jié)構(gòu)的抽油機運動特性差、機械效率低、平衡度差、能耗高、體積重等缺陷。這些中間轉(zhuǎn)換機構(gòu)的機械零部件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易損件多，長期運轉(zhuǎn)，易產(chǎn)生摩擦和疲勞，引發(fā)多種故障。還有中國專利“節(jié)能型液壓抽油機(CN2194423Y)”，有油箱、濾油器、原動機、變量泵、安全閥、蓄能器、電液換向閥、液壓缸、傳動帶、抽油桿，特征是液壓缸的無桿腔連通了一個蓄能機構(gòu)，傳動帶通過一個滾筒和一個設(shè)在活塞桿上的動滑輪后固定在基架上。這種液壓結(jié)構(gòu)是個開環(huán)系統(tǒng)，節(jié)能效果不好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種節(jié)約能源，效率高，低碳減排效果好的動力驅(qū)動系統(tǒng)，以及一種結(jié)構(gòu)簡單，體積小，機械易損零件少，使用壽命長的抽油機；解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的動力系統(tǒng)所需原動力大，節(jié)能效果不夠理想，抽油機容易疲勞損壞，故障多的技術(shù)問題。本發(fā)明同時還提供一種密封性能好，安全性高，能自動報警的，方便更好密封圈的動力驅(qū)動系統(tǒng)，以及一種可以折疊，方便搬運的抽油機；解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的動力驅(qū)動系統(tǒng)密封結(jié)構(gòu)復(fù)雜，抽油機機械效率低，不易搬運的技術(shù)問題。本發(fā)明的上述技術(shù)問題是通過下述技術(shù)方案解決的一種動力驅(qū)動系統(tǒng)，包括氣液蓄能器和執(zhí)行柱塞缸，所述的氣液蓄能器依次通過管道連接有第一兩位兩通閥、第一單向閥、第一換向閥、加壓泵和第二換向閥后液壓油推動執(zhí)行柱塞缸內(nèi)的柱塞完成上沖程過程形成驅(qū)動油路；在第一兩位兩通閥換向后，執(zhí)行柱塞缸內(nèi)的柱塞處于下沖程過程，液壓油通過第一換向閥和加壓泵的加壓后，由第二換向閥選擇回油管路將液壓油送回氣液蓄能器形成回油油路，驅(qū)動油路與回油油路構(gòu)成閉環(huán)回路。柱塞的上沖程過程是由氣液蓄能器內(nèi)的膨脹氣體對油液施壓，油液產(chǎn)生再生的氣液動能轉(zhuǎn)換為液壓能，液壓能經(jīng)加壓泵再增壓， 增壓后的液壓能通過閥門、高壓油管進入兩側(cè)柱塞缸工作腔內(nèi)，推動柱塞上升。柱塞下沖程過程，抽油機最小載荷通過抽油光桿經(jīng)柱塞對柱塞缸施壓產(chǎn)生的再生液壓能進入加壓泵入口端，再經(jīng)加壓泵增壓將柱塞缸腔內(nèi)抽出的液壓油送回氣液蓄能器，實現(xiàn)下沖程運動，從而使油路形成閉環(huán)回路，實現(xiàn)上下沖程往返運動，上沖程主要由氣液動能的再生能量承擔，加壓泵只加入約20%的輔助能量完成，下沖程主要由柱塞上負載的載荷對柱塞缸內(nèi)的油液施壓產(chǎn)生再生能量。加壓泵液只需加入約20%的輔助能量完成，因此氣液動能的動力驅(qū)動系統(tǒng)節(jié)能效果能達到80%以上。氣液動能的載荷的工作模式可以采用全載荷也可以采用半載荷方式，全載荷方式，柱塞的外在負載起升的最大重量P =負載自重Ptl+額定動載荷重量P1，全載荷方式的氣液蓄能器的承受壓力為Pq = PfP1，半載荷方式，柱塞的外在負載起升的最大重量P =負載自重Ptl+額定動載荷重量Pi/2，半載荷方式的氣液蓄能器的壓力是承擔= &+P/2，全載荷帶著負載的柱塞下降，由負載的自重Ptl對柱塞缸腔內(nèi)產(chǎn)生壓力油進入加壓泵的入口，經(jīng)加壓泵P1功率再增到PQ，將柱塞缸液壓油送回氣液蓄能器，半載荷帶著負載的柱塞下降，由負載的自重Ptl對柱塞缸腔內(nèi)產(chǎn)生壓力油進入加壓泵的入口，經(jīng)加壓泵P1A功率再增到IV 將柱塞缸液壓油送回氣液蓄能器，作為優(yōu)選，所述的加壓泵的額定載荷為執(zhí)行柱塞所承載的動載荷的1/2。這樣工作的系統(tǒng)平衡性好，穩(wěn)定性高。采用全載荷的蓄能器壓力大，造價高，半載荷蓄能器壓力小，造價低。作為優(yōu)選，所述的氣液蓄能器與所述的第一雙向閥之間連接有補氣泵和第二兩位兩通閥。萬一氣液蓄能器漏氣，系統(tǒng)采集到氣壓下降信號，自動啟動補氣電機，打開第二兩位兩通閥，補氣泵向氣液蓄能器補氣達到設(shè)定值。提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和平衡性。作為優(yōu)選，所述的執(zhí)行柱塞缸內(nèi)設(shè)有柱塞，在柱塞缸的內(nèi)壁上設(shè)有若干個相互平行的環(huán)形凹槽，在凹槽內(nèi)設(shè)有密封圈，在相鄰兩個密封圈之間設(shè)有壓力傳感器。所述的執(zhí)行柱塞缸采用多級密封。多級密封的工作原理 型密封圈與柱塞之間最小原始直徑方向間隙為0. 12 0. 2mm，在柱塞缸液壓壓力作用下，第一級密封圈向徑向方向變形，使間隙消除，實現(xiàn)密封。其余的密封圈與液壓隔離，不參與密封工作。當經(jīng)過、時間后，第一級密封圈因磨損間隙增大到臨界間隙時，或因密封圈長期承受軸向壓力，將密封圈后端部擠進間隙而撕裂(一般密封圈的工作壓力高達32Mpa，本系統(tǒng)工作壓力< 7. 5Mpa, 出現(xiàn)這種撕裂的可能性很小)，此時，第一級密封圈失效，脫離密封工作。液壓油立即穿透失效的密封圈進入第二級。同理，第二級密封圈受到液壓，密封圈向徑向方向變形，消除了與柱塞之間的間隙，參與密封工作，經(jīng)t2時間后，第二級密封圈到臨界間隙或撕裂而失效， 脫離密封工作，又有第三級密封圈接替。由此，組成一個不斷接替的后備密封系統(tǒng)。況且， 當一個密封圈工作，其余密封圈處于卸載狀態(tài)，不參與密封，因此，這些密封圈只產(chǎn)生微小的磨損，其磨損的速度比承壓的工作密封件要小得多。且工作性質(zhì)、> t2 > t3,-,>tn_1 > t0 = 0。密封系統(tǒng)工作指標，就是柱塞工作副的壽命，這個多級密封裝置的工作壽命等于各密封件的工作期限之和。本系統(tǒng)的多級密封，根據(jù)密封件的磨耗指標或由實踐中確定密封件的最佳數(shù)量。密封部位總工作期限設(shè)計指標大于lOOOOh。如果設(shè)備保養(yǎng)期定為一年 (365X24 = 8760h)的保養(yǎng)期更換全部密封圈，就可保證本機柱塞缸的密封部位，處于長期無故障運行。所述的氣液動能綠色低碳抽油機，其特征在于設(shè)置密封壽命預(yù)報系統(tǒng)。在兩級密封圈之間設(shè)置壓力傳感器，實時對密封室工作壽命進行檢測。當每一級密封圈磨損擊穿失效的信息，壓力傳感器將信號發(fā)送給監(jiān)控室，供監(jiān)控人員了解該抽油機密封圈的磨損失效信息，當前幾級密封圈磨損失效，進入最后一級密封圈工作時，檢測系統(tǒng)將發(fā)警報，通知控制室密封壽命將結(jié)束，必須采取緊急措施，更換密封圈，確保氣液動能綠色低碳抽油機正常無故障運行。密封機構(gòu)設(shè)置壽命預(yù)告裝置，在各密封件之間，設(shè)置壓力傳感器，當?shù)谝患壝芊饧?，液壓進入第二級密封時，裝在1 2級密封圈間的壓力傳感器受壓發(fā)出信號，告知第一級密封件失效，位于2 3密封圈間的壓力傳感器有信號，說明第二級密封圈失效，…直到最后一級傳感器發(fā)出信號時，說明密封系統(tǒng)工作壽命將要結(jié)束，系統(tǒng)檢測到警告信號，告知監(jiān)控人員必須立即制定維修措施或更換全部密封圈，確保抽油機正常運行。作為優(yōu)選，所述的執(zhí)行柱塞缸包括上缸和下缸，所述的上缸和下缸通過螺栓連接， 在上缸和下缸的連接處設(shè)有密封墊，所述的上缸的內(nèi)壁直徑小于下缸的內(nèi)徑，所述的密封圈位于上缸的內(nèi)壁，所述的柱塞缸形成的密封室內(nèi)設(shè)有安全擋圈，所述的安全擋圈的上端與所述的柱塞的下端螺紋連接，所述的安全擋圈的外徑不大于所述的下缸的內(nèi)徑，所述的安全擋圈的外徑大于所述的上缸的內(nèi)徑。上缸和下缸通過密封圈密封，從而保證柱塞缸的密封性能。由于安全擋圈的外徑大于上缸的內(nèi)徑，因此安全擋圈在運動到上缸和下缸的交匯處時，就不能再往上運動。在柱塞的下端連接有安全擋圈，從而可以約束柱塞的上移極限，防止一旦柱塞失去約束，會像導(dǎo)彈一樣射出，造成重大事故，確保柱塞缸的工作可靠安全。一種采用上述的動力驅(qū)動系統(tǒng)的抽油機，包括底座，在所述的底座上連接有活動底座，所述的活動底座上固定有柱塞缸和氣液蓄能器，所述的氣液蓄能器的上設(shè)有柱塞缸固定架和位于柱塞缸固定架上方的防護罩固定架，所述的柱塞缸固定架上連接有下纜風(fēng)繩，所述的防護罩固定架上連接有上纜風(fēng)繩，所述的柱塞缸內(nèi)的柱塞端部連接有橫梁，所述的橫梁上固定有抽油光桿，在所述的底座上連接有起臥油缸的一端，所述的起臥油缸的另一端連接在起臥油缸支架上；所述的護罩固定架上連接有防護罩，所述的防護罩上連接有折疊油缸的一端，所述的折疊油缸的另一端固定在折疊油缸支架上。柱塞連接著抽油光桿， 柱塞的運動帶動抽油光桿上下運動從而實現(xiàn)抽油動作，確保抽油機的正常工作。通過起臥油缸可以調(diào)整活動底座上的構(gòu)件的起臥，方便折疊，同時折疊油缸也可以調(diào)整防護罩的折疊狀態(tài)。整個抽油機構(gòu)件少，整機沒有齒輪、軸承、鋼絲繩、鏈條等中間轉(zhuǎn)換機構(gòu)等易損件， 結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，性能可靠，效率高。防護罩是為了保護柱塞不受塵土風(fēng)沙侵蝕，纜繩使得抽油機在任何惡劣氣象環(huán)境中正常運行。作為優(yōu)選，所述的底座包括固定底座和活動調(diào)節(jié)座，在固定底座上設(shè)有橫向滑軌， 在所述的橫向滑軌上設(shè)有活動調(diào)節(jié)座，所示的活動調(diào)節(jié)座的底部設(shè)有與橫向滑軌配合的橫向槽，在所述的活動調(diào)節(jié)座上設(shè)有與橫向滑軌垂直的縱向滑軌，所述的活動底座底部設(shè)有與縱向?qū)к壟浜系耐蛊?，所述的活動底座與所述的活動調(diào)節(jié)座通過螺栓固定，所述的起臥油缸的一端固定在活動調(diào)節(jié)座上，所述的起臥油缸支架位于所述的氣液蓄能器上，所述的折疊油缸支架固定在氣液蓄能器上?；顒诱{(diào)節(jié)座可以在縱向滑軌上縱向滑動，從而調(diào)整活動底座的縱向位置，同時，活動底座又可以在活動調(diào)節(jié)座上橫向活動，從而調(diào)整活動底座的橫向位置，在調(diào)整活動底座和活動調(diào)節(jié)座將纜繩系好后，從而將抽油光桿對準井口位置，實施抽油。作為優(yōu)選，所述的防護罩上連接有過渡油缸，所述的過渡油缸的一端通過過渡緩沖板連接在防護罩上，所述的過渡油缸的另一端固定在柱塞缸固定架上。防護罩上翻到重心臨界點，防護罩的底部接觸過渡緩沖板，重心過臨界點后，防護罩隨著過渡油缸緩緩?fù)嘶兀雷o罩底部接觸防護罩支架上平面，防護罩上翻動作完成。過渡油缸和過渡緩沖板的設(shè)置提高了防護罩翻轉(zhuǎn)過程的平穩(wěn)性，從而使得結(jié)構(gòu)更為合理，運作更為穩(wěn)定。因此，本發(fā)明的一種動力驅(qū)動系統(tǒng)及其應(yīng)用該動力驅(qū)動系統(tǒng)的抽油機具備下述優(yōu)點動力驅(qū)動系統(tǒng)采用閉環(huán)半載荷方式運作，節(jié)省能源，多級密封結(jié)構(gòu)，安全性高，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，經(jīng)濟性緊湊合理，系統(tǒng)升降過程平衡。抽油機體積小，整機沒有易損零件，使用壽命長， 方便移動和調(diào)整。


圖1為本發(fā)明的抽油機的主視圖。圖2為圖1內(nèi)的左視圖。圖3為抽油機整機臥倒示意圖。圖4為防護罩折疊的示意圖。圖5為左柱塞缸的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為動力驅(qū)動系統(tǒng)的原理圖。圖中1、固定底座，2、縱向滑軌，3、活動調(diào)節(jié)底座，4、起臥油缸，5、底座銷軸5A、活動底座，6、氣液蓄能器，7、左柱塞缸，8、右柱塞缸，9、折疊油缸10、柱塞缸固定架，11、防護罩固定架，11a、過度油缸，lib、過度緩沖板，12、防護罩，13、上纜風(fēng)繩，14、防護罩銷軸，14A、 折疊油缸銷軸，15、下纜風(fēng)繩16、折疊油缸支架，17、螺栓，17A、銷軸，17B、起臥油缸支架，18、 井口，19、抽油光桿接連器，20、抽油光桿，21、抽油光桿護套，22、上缸，22A右柱塞，23、橫梁， 23A、拉力傳感器，23B、下缸，23C、密封墊、24A左柱塞，MC、安全擋圈，24、第一級密封圈，25、 第二級密封圈，26、第三級密封圈，27、第四級密封圈，28、第N級密封圈，29、末級密封圈， 31防塵密封圈，32、末級壓力傳感器，33、第N級壓力傳感器，34、第三級壓力傳感器，35、第二級壓力傳感器，36、第一級壓力傳感器37、數(shù)字壓力表，38、第一單向閥39、第一兩位兩通閥，40、加壓泵，41、截止閥，42、加壓泵電機，42A、回油油路，43、第二換向閥，44、驅(qū)動油路， 45、第一換向閥，46、第二單向閥，47、補氣電機，48、補氣泵，49、第二兩位兩通閥
具體實施例方式下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體的說明。實施例如圖1所示，一種抽油機，包括固定底座1，在固定底座1上固定有橫向滑軌2，在橫向滑軌2上安裝有活動調(diào)節(jié)座3，活動調(diào)節(jié)座3的底部開設(shè)有與橫向滑軌2配合的橫向滑槽，在活動調(diào)節(jié)座3上安裝有活動底座5A，在活動調(diào)節(jié)座3的上表面設(shè)有與橫向滑軌垂直的縱向滑軌，在活動底座5A的底面設(shè)有與縱向滑軌配合的凸起，活動底座5A與活動調(diào)節(jié)座3 的相對位置確定后通過螺栓17固定。活動底座5A上固定有位于前端的左柱塞缸7、右柱塞缸8和位于柱塞缸后側(cè)的氣液蓄能器6，氣液蓄能器6為圓柱狀，氣液蓄能器6的上固定柱塞缸固定架10和位于柱塞缸固定架10上方的防護罩固定架11，柱塞缸固定架10上連接有下纜風(fēng)繩15，防護罩固定架11上連接有上纜風(fēng)繩13，柱塞缸內(nèi)的柱塞端部連接有橫梁23，橫梁23上固定有抽油光桿20，在活動調(diào)節(jié)座3連接有起臥油缸4的一端，起臥油缸4的另一端通過銷軸17A連接在起臥油缸支架17B上，起臥油缸17B固定在氣液蓄能器6上；護罩固定架11上連接有防護罩12，防護罩12上通過折疊油缸銷軸14A連接有折疊油缸9的一端，折疊油缸9的另一端固定在折疊油缸支架16上，折疊油缸支架16也同樣固定在氣液蓄能器6上，折疊油缸支架16位于起臥油缸支架17B的上方。氣液蓄能器上氣液蓄能器6、左柱塞缸7、右柱塞缸8固定在活動底座5A上，組成抽油機支架。活動底座5A鉸接在底座銷軸5上，起臥油缸4的缸底耳環(huán)鉸接在活動調(diào)節(jié)座 3上，起臥油缸4的活塞桿頭部耳環(huán)鉸接在氣液蓄能器6中部的銷軸17A上。防護罩12鉸接在防護罩支架11的防護罩銷軸14上。折疊油缸9的底部耳環(huán)鉸接在折疊油缸支架16 的銷軸上，折疊油缸9的活塞桿頭部耳環(huán)鉸接在折疊油缸銷軸14A上。調(diào)節(jié)活動調(diào)節(jié)座3，就能將支架上的抽油光桿20精確地對準井口 18。擰緊螺栓 17，固定在活動調(diào)節(jié)座3上，再擰緊各活動調(diào)節(jié)座3與固定底座1連接的螺栓，調(diào)節(jié)抽油光桿與井口位置就完成了。一組上纜風(fēng)繩13系在防護罩12頂部，另一組下攬風(fēng)繩15系在防護罩支架11上， 下端系在地錨上，使抽油機能抗拒強風(fēng)暴的襲擊。如圖2所示，抽油光桿20套在抽油光桿護套21的內(nèi)，抽油光桿20的下端設(shè)有光桿連接器19，抽油光桿20的上端設(shè)有拉力傳感器23A。防護罩12保護運動中的柱塞22k、 24A，構(gòu)成全封閉系統(tǒng)，保護左右柱塞22A、24A和抽油光桿20不受環(huán)境風(fēng)塵污染。如圖3所示，卸掉上纜風(fēng)繩13與地錨的連接，下翻時，啟動過度油缸11a，推動過度緩沖板11b，過度緩沖板lib與防護罩12共同為銷軸14為圓心，過度緩沖板lib貼在防護罩12底部，隨著過度油缸Ila上升，防護罩12向逆時針方向旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)到防護罩12的重心過臨界點時，折疊油缸9接力，過度油缸Ila缸停止，防護罩12隨著折疊油缸9緩慢退回，向下旋轉(zhuǎn)180度。防護罩12上翻時，操縱折疊油缸9，防護罩12以銷軸14為圓心，隨著折疊油缸9 的上升，防護罩12沿順時針方向上翻，上翻到上重心臨界點，防護罩12的底部接觸過度緩沖板11b，重心過臨界點后，防護罩12隨著過度油缸Ila緩慢退回，防護罩12底部接觸防護罩支架11上平面，防護罩12上翻動作完成。如圖4所示，抽油機整機立起、臥倒機構(gòu)，抽油機支架6支撐在活動底座5A上。活動底座5A以底座銷軸5為圓心，啟動兩側(cè)起臥油缸4，驅(qū)動抽油機整機逆時針起立或順時針臥倒。一種動力驅(qū)動系統(tǒng)，如圖6所示，包括氣液蓄能器6，在氣液蓄能器6上安裝有數(shù)字壓力表37，氣液蓄能器6的出口處安裝有截止閥41，氣液蓄能器6依次通過管道連接有第一兩位兩通閥39、第一單向閥38、第一換向閥45、加壓泵40和第二換向閥43后液壓油推動左柱塞缸7和右柱塞缸8內(nèi)的左柱塞24A和右柱塞22A完成上沖程過程形成驅(qū)動油路44， 加壓泵上連接加壓泵電機42，左柱塞缸7和右柱塞缸8的結(jié)構(gòu)是完全相同的；氣液蓄能器6 與所述的第一雙向閥39之間連接有補氣泵48和第二兩位兩通閥49，補氣泵48上連接有補氣電機47，萬一氣液蓄能器6漏氣，系統(tǒng)采集到氣壓下降信號，自動啟動補氣電機，打開第二兩位兩通閥，補氣泵48向氣液蓄能器6補氣達到設(shè)定值。當需要進行下沖程過程時，將第一兩位兩通閥39換向后，執(zhí)行柱塞缸內(nèi)的柱塞處于下沖程過程，液壓油通過第一換向閥45和加壓泵40的加壓后，加壓泵的額定載荷為執(zhí)行柱塞所承載的動載荷的1/2。由第二換向閥43選擇回油油路42A將液壓油送回氣液蓄能器6形成回油油路，驅(qū)動油路44與回油油路42A構(gòu)成閉環(huán)回路。如圖5所示，執(zhí)行柱塞缸包括上缸22和下缸23，上缸22和下缸23通過螺栓連接， 在上缸22和下缸23的連接處設(shè)有密封墊23C，上缸的內(nèi)壁直徑小于下缸的內(nèi)徑。在上缸 22的內(nèi)壁上開設(shè)有相互平行的環(huán)形凹槽，在環(huán)形凹槽內(nèi)設(shè)有多級密封圈，在每相鄰的兩個密封圈之間安裝有壓力傳感器。執(zhí)行柱塞缸內(nèi)設(shè)有柱塞24A，柱塞24A的一端連接著橫梁， 柱塞的另一端螺紋連接安全擋圈MC，安全擋圈MC的外徑與下缸23的內(nèi)徑相同大于上缸 22的內(nèi)徑。如圖5所示，上缸22裝有多級密封圈M 四，采用Xx型或U型密封圈，多級密封圈M 四，密封圈與柱塞20之間最小原始直徑方向間隙為0. 12 0. 2mm，柱塞缸工作時， 驅(qū)動柱塞缸內(nèi)的液壓油對第一級密封圈M施壓，第一級密封圈M向直徑方向變形，使間隙消除，實現(xiàn)密封。其余的密封圈25 四與液壓油隔離，不參與密封工作。當經(jīng)過tl時間后，第一級密封圈M因磨損間隙增大到臨界間隙時，第一級密封圈M失效，脫離密封工作， 液壓油立即穿透失效的第一級密封圈M進入第二級。同理，第二級密封圈25受到氣壓，第二級密封圈25向徑向方向變形，消除了與柱塞24A之間的間隙，參與密封工作，經(jīng)t2時間后，第二級密封圈25磨損到臨界間隙而失效，脫離密封工作，又有第三級密封圈26接替。由此，組成一個具有不斷接替的后備密封系統(tǒng)。況且，當一個密封圈工作時，其余密封圈處于卸載狀態(tài)，不參與密封，因此，這些密封圈只產(chǎn)生微小的磨損，其磨損的速度比承壓工作的密封圈要小得多。且工作性質(zhì)tl > t2 > t3，……，> tn-1 > t0 = 0。圖5中，第N級密封圈觀是根據(jù)密封圈的磨耗指標或由實踐中確定密封圈的最佳 (N級)數(shù)量。密封系統(tǒng)工作指標，就是柱塞工作副的壽命，這個多級密封裝置的工作壽命等于各密封圈的工作期限之和。本系統(tǒng)的多級密封裝置，總工作期限設(shè)計指標大于10000小時。如果設(shè)備保養(yǎng)期定為一年(365XM = 8760小時)更換全部密封，就可保證本機驅(qū)動柱塞缸的軟密封部位，處于連續(xù)長期無故障運行。圖5中的壓力傳感器32 36組成密封圈檢測系統(tǒng)和密封圈壽命報警系統(tǒng)。當?shù)谝患壝芊馊磨損失效，液體壓力穿透失效的第一級密封圈M進入第二級，位于第一級密封圈M和第二級密封圈25之間的第一級壓力傳感器36被激活，檢測到第一級密封圈M擊穿，并將第一級密封圈M擊穿的信號發(fā)送到控制室，同理，第二級壓力傳感器35至第N級壓力傳感器33檢測到第二級密封圈25至第N級密封圈觀擊穿的信號發(fā)送給控制室，供監(jiān)控人員參考，直到末級壓力傳感器32檢測到最后一級密封圈四前一級級密封圈觀失效， 發(fā)出警報。通知監(jiān)控室密封圈的壽命將要結(jié)束，采取維修或更換全部密封圈。圖5中的安全擋圈24C固定在柱塞底部，約束柱塞上移極限，即安全擋圈24C的上平面接觸左柱塞24A下平面時，即約束左柱塞24A向上移動極限。防止一旦抽油光桿斷裂， 左柱塞24A失去約束，會像導(dǎo)彈一樣射出，造成重大事故，確保柱塞缸工作可靠、安全。圖6所示的實施例中，使用前將氣液蓄能器6加入適量的油液，并實施充氣，達到設(shè)定氣壓備用。開始工作時，打開截止閥41，上沖程時，智能控制系統(tǒng)指令第一兩位兩通閥 39、第一換向閥45、第二換向閥43向上沖程方向，啟動加壓泵電機42，驅(qū)動加壓泵40，氣液蓄能器6膨脹氣體對油液施壓，產(chǎn)生氣液動能轉(zhuǎn)換為液壓能，液壓能經(jīng)第一兩位兩通閥39、 第一換向閥45進入加壓泵40的入口端，加壓泵電機42帶動加壓泵40再增壓，增壓后的液壓油從加壓泵40出口端輸出，經(jīng)第二換向閥43沿驅(qū)動油路44注入左右柱塞缸7、8的工作腔，液壓能推動左右柱塞24A、22A上升，并帶動橫梁23、抽油光桿20上升，實現(xiàn)上沖程運動。下沖程時，智能系統(tǒng)指令第一兩位兩通閥39關(guān)閉，第二換向閥43、第一換向閥45 換向，啟動加壓泵電機42，加壓泵電機42驅(qū)動加壓泵40運轉(zhuǎn)，加壓泵40將左右柱塞缸7、8 工作腔內(nèi)的液壓油抽出，抽油機最小程載荷將抽油光桿20下拉，抽油光桿20帶動橫梁23， 通過左右柱塞24A、22A對柱塞缸7、8腔內(nèi)油液施壓，產(chǎn)生再生的液壓能進入加壓泵40入口端，經(jīng)加壓泵42再增壓后，由加壓泵40出口端輸出、再經(jīng)第二換向閥43、回油油路42A送回氣液蓄能器6，使油路形成閉環(huán)回路，實現(xiàn)上下沖程往返循環(huán)運動?？刂萍訅罕秒姍C42速度，等于控制加壓泵40的流量，同時也是控制抽油光桿20 的速度或沖次，實現(xiàn)無級調(diào)速的目的。萬一氣液蓄能器漏氣，系統(tǒng)采集到數(shù)字壓力表37的氣壓下降信號，自動啟動補氣電機47，打開第二兩位兩通閥49，補氣泵48向氣液蓄能器補氣達到設(shè)定值。
權(quán)利要求
1.一種動力驅(qū)動系統(tǒng)，包括氣液蓄能器和執(zhí)行柱塞缸，其特征在于所述的氣液蓄能器依次通過管道連接有第一兩位兩通閥、第一單向閥、第一換向閥、加壓泵和第二換向閥后液壓油推動執(zhí)行柱塞缸內(nèi)的柱塞完成上沖程過程形成驅(qū)動油路；在第一兩位兩通閥換向后，執(zhí)行柱塞缸內(nèi)的柱塞處于下沖程過程，液壓油通過第一換向閥和加壓泵的加壓后，由第二換向閥選擇回油管路將液壓油送回氣液蓄能器形成回油油路，驅(qū)動油路與回油油路構(gòu)成閉環(huán)回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動力驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于所述的加壓泵的額定載荷為執(zhí)行柱塞所承載的動載荷的1/2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種動力驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于所述的氣液蓄能器與所述的第一雙向閥之間連接有補氣泵和第二兩位兩通閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種動力驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于所述的執(zhí)行柱塞缸內(nèi)設(shè)有柱塞，在柱塞缸的內(nèi)壁上設(shè)有若干個相互平行的環(huán)形凹槽，在凹槽內(nèi)設(shè)有密封圈，在相鄰兩個密封圈之間設(shè)有壓力傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種動力驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于所述的執(zhí)行柱塞缸內(nèi)設(shè)有柱塞，在柱塞缸的內(nèi)壁上設(shè)有若干個相互平行的環(huán)形凹槽，在凹槽內(nèi)設(shè)有密封圈，在相鄰兩個密封圈之間設(shè)有壓力傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種動力驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于所述的執(zhí)行柱塞缸包括上缸和下缸，所述的上缸和下缸通過螺栓連接，在上缸和下缸的連接處設(shè)有密封墊，所述的上缸的內(nèi)壁直徑小于下缸的內(nèi)徑，所述的密封圈位于上缸的內(nèi)壁，所述的柱塞缸形成的密封室內(nèi)設(shè)有安全擋圈，所述的安全擋圈的上端與所述的柱塞的下端螺紋連接，所述的安全擋圈的外徑不大于所述的下缸的內(nèi)徑，所述的安全擋圈的外徑大于所述的上缸的內(nèi)徑。
7.一種采用如權(quán)利要求1所述的動力驅(qū)動系統(tǒng)的抽油機，包括底座，其特征在于在所述的底座上連接有活動底座，所述的活動底座上固定有柱塞缸和氣液蓄能器，所述的氣液蓄能器的上設(shè)有柱塞缸固定架和位于柱塞缸固定架上方的防護罩固定架，所述的柱塞缸固定架上連接有下纜風(fēng)繩，所述的防護罩固定架上連接有上纜風(fēng)繩，所述的柱塞缸內(nèi)的柱塞端部連接有橫梁，所述的橫梁上固定有抽油光桿，在所述的底座上連接有起臥油缸的一端， 所述的起臥油缸的另一端連接在起臥油缸支架上；所述的護罩固定架上連接有防護罩，所述的防護罩上連接有折疊油缸的一端，所述的折疊油缸的另一端固定在折疊油缸支架上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的抽油機，其特征在于所述的底座包括固定底座和活動調(diào)節(jié)座，在固定底座上設(shè)有橫向滑軌，在所述的橫向滑軌上設(shè)有活動調(diào)節(jié)座，所示的活動調(diào)節(jié)座的底部設(shè)有與橫向滑軌配合的橫向槽，在所述的活動調(diào)節(jié)座上設(shè)有與橫向滑軌垂直的縱向滑軌，所述的活動底座底部設(shè)有與縱向?qū)к壟浜系耐蛊?，所述的活動底座與所述的活動調(diào)節(jié)座通過螺栓固定，所述的起臥油缸的一端固定在活動調(diào)節(jié)座上，所述的起臥油缸支架位于所述的氣液蓄能器上，所述的折疊油缸支架固定在氣液蓄能器上。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的抽油機，其特征在于所述的防護罩上連接有過渡油缸， 所述的過渡油缸的一端通過過渡緩沖板連接在防護罩上，所述的過渡油缸的另一端固定在柱塞缸固定架上。
全文摘要
本發(fā)明及一種動力傳動系統(tǒng)及其應(yīng)用，尤其涉及一種氣液動能驅(qū)動系統(tǒng)及其應(yīng)用該系統(tǒng)的抽油機。一種動力驅(qū)動系統(tǒng)，包括氣液蓄能器、執(zhí)行柱塞缸、多個換向閥和加壓泵構(gòu)成驅(qū)動油路和回油油路，驅(qū)動油路與回油油路構(gòu)成閉環(huán)回路。一種抽油機，是采用上述的驅(qū)動系統(tǒng)帶動抽油桿上下運動，并且抽油機可以折疊。本發(fā)明提供了一種節(jié)約能源，效率高，低碳減排效果好的動力驅(qū)動系統(tǒng)，以及一種結(jié)構(gòu)簡單，體積小，機械易損零件少，使用壽命長的抽油機；解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的動力系統(tǒng)所需原動力大，節(jié)能效果不夠理想，抽油機容易疲勞損壞，故障多的技術(shù)問題。
文檔編號E21B43/00GK102192199SQ20101027389
公開日2011年9月21日 申請日期2010年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月7日
發(fā)明者楊崇恩 申請人:楊崇恩