專利名稱：智能定力矩抽油裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于油田采油作業(yè)的智能定力矩抽油裝置，適用于抽油桿最大與最小載荷相差不超過(guò)50000N的油井采油作業(yè)，尤其是適用于低滲、超低滲油田的間歇采油作業(yè)。
背景技術(shù)：
目前油田采油作業(yè)采用的是游梁式抽油機(jī)，該種抽油機(jī)體型較大，而且能源消耗較大。例如10型游梁式型抽油機(jī)，所用電機(jī)為15KW，一年耗電15XMX335 = 120600度 (維修、故障天數(shù)30天計(jì))，按每度1元的電價(jià)計(jì)算，一臺(tái)10型游梁式型抽油機(jī)一年用電量需要支付12. 06萬(wàn)元人民幣。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種在低滲、超低滲油田間歇采油作業(yè)的可節(jié)省更多電能的智能定力矩抽油裝置。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，智能定力矩抽油裝置，其特征是至少包括牽引輪、抽油桿、電機(jī)、控制器、小鏈條輪及平衡塊，在主機(jī)架上通過(guò)連接軸前后連接有大鏈條輪和牽引輪，牽引輪左邊通過(guò)載荷牽引繩一端掛抽油桿，載荷牽引繩另一端固定在牽引輪右端的載荷牽引繩掛繩器上，抽油桿連接采油樹，牽引輪右邊通過(guò)平衡塊牽引繩一端掛平衡塊配重，平衡塊牽引繩另一端固定在牽引輪左端的平衡塊牽引繩掛繩器上，在副機(jī)架上固定有電機(jī)，電機(jī)的電機(jī)軸軸連接小鏈條輪，小鏈條輪位于大鏈條輪重直線下端，小鏈條輪與大鏈條輪通過(guò)鏈條連接。所述的牽引繩通過(guò)懸繩器與抽油桿連接固定。所述的在平衡塊上下位置有上限位器和下限位器。所述的上限位器有第一上限位器和第二上限位器兩組，下限位器有第一下限位器和第二下限位器。所述的抽油桿2的重量是100KN。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是由于利用杠桿原理，采用圓(牽引輪)作為杠桿，一端懸掛載荷(抽油桿)，一端懸掛平衡塊。無(wú)論杠桿旋轉(zhuǎn)角度如何，抽油桿和平衡塊的牽引繩始終在圓的切線上，即兩邊的力臂為定值(兩個(gè)力臂均為圓的半徑)，如果平衡塊重量不變，則平衡端的力矩恒定。10型智能定力矩抽油裝置，所用電機(jī)為5. 5KW，一年耗電 5. 5X24X335 = 44220度(維修、故障天數(shù)30天計(jì))，比10型游梁式抽油機(jī)每年節(jié)約76380 度電，按每度1元的電價(jià)計(jì)算，一年共節(jié)約7. 64萬(wàn)元人民幣。智能定力矩抽油裝置比游梁式型抽油機(jī)節(jié)能效果非常明顯，尤其是低滲、超低滲油田間歇采油作業(yè)，利用其沖次可以任意調(diào)整，可以節(jié)省更多電能，而且抽油機(jī)功率越大節(jié)能效果也越明顯。

[0010]下面結(jié)合實(shí)施例附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明圖例說(shuō)明圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1、采油樹；2、抽油桿；3、懸繩器；4、載荷牽引繩；5、平衡塊牽引繩掛繩器；6、 牽引輪；7、大鏈條輪；8、主機(jī)架；9、載荷牽引繩掛繩器；10、平衡塊牽引繩；11、小鏈條輪； 12、平衡塊；13、副機(jī)架；14、電機(jī)。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，在主機(jī)架8上通過(guò)連接軸前后連接有大鏈條輪7和牽引輪6，牽引輪 6左邊通過(guò)載荷牽引繩4 一端掛100KN的抽油桿2，載荷牽引繩4另一端固定在牽引輪6右端的載荷牽引繩掛繩器9上，抽油桿2連接采油樹1，牽引繩4通過(guò)懸繩器3與抽油桿2連接固定。牽引輪6右邊通過(guò)平衡塊牽引繩10 —端掛75KN平衡塊12配重，平衡塊牽引繩10 另一端固定在牽引輪6左端的平衡塊牽引繩掛繩器5上。在副機(jī)架13上固定有電機(jī)14，電機(jī)14的電機(jī)軸軸連接小鏈條輪11，小鏈條輪11位于大鏈條輪7重直線下端，小鏈條輪11 與大鏈條輪7通過(guò)鏈條連接，工作時(shí)，控制器控制電機(jī)14工作，電機(jī)軸帶動(dòng)小鏈條輪11轉(zhuǎn)動(dòng)，由小鏈條輪11通過(guò)鏈條帶動(dòng)牽引輪6，牽引輪6帶動(dòng)抽油桿2和平衡塊12上下往復(fù)移動(dòng)，完成抽油機(jī)上下循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。為了節(jié)省電能，在平衡塊12上下位置有上限位器和下限位器，平衡塊12到達(dá)上限位器后，由上限位器給控制器上限位信號(hào)，平衡塊12到達(dá)下限位器后，由下限位器給控制器下限位信號(hào)。依次控制器完成電機(jī)正反轉(zhuǎn)。上限位器按間隔布置第一上限位器和第二上限位器兩組，下限位器按間隔布置第一下限位器和第二下限位器，使系統(tǒng)安全可靠?？刂破鬟x用PLC，PLC控制電機(jī)啟動(dòng)后，平衡塊向上升或者下降，當(dāng)碰到上限位器后，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，PLC記錄這段運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，并減去3 5秒，得時(shí)間、；電機(jī)停止3 5秒后，PLC給電機(jī)信號(hào)，驅(qū)使其向相反方向運(yùn)轉(zhuǎn)，碰到下限位器后，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，PLC記錄這段運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，并減去3 5秒，得時(shí)間t2 ；電機(jī)停止3 5秒后，PLC給電機(jī)信號(hào)，驅(qū)使其向相反方向運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間為t2+(3 5)，待運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間t2+(3 5)完畢，電機(jī)停止3 5秒后， PLC給電機(jī)信號(hào)，驅(qū)使其向相反方向運(yùn)轉(zhuǎn)，并以運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間為t2為周期往復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)。平衡配重塊重量依據(jù)如下計(jì)算公式(pmax+pmin)+2pmax =最大載荷，F(xiàn)imin =最小載荷；抽油機(jī)提升機(jī)構(gòu)載荷確定，最大載荷為100KN，最小載荷50KN，則平衡塊重量應(yīng)為(100+50)+2 = 75KN。抽查5臺(tái)型抽油機(jī)示功圖，抽油桿上升與下降載荷差為(KN) :21.81、21.82、 19. 23、19. 18,22. 89，最大相差 22. 89KN。觀察眾多抽油機(jī)示功圖可以發(fā)現(xiàn)不管是幾型抽油機(jī)，其抽油桿上升與下降載荷最大相差小于30KN。這是由于抽油泵和井底特性決定的，是一個(gè)幾乎不變的參數(shù)。但是，在抽油泵結(jié)蠟或其他異常情況下，可以導(dǎo)致抽油桿上升與下降載荷差值增大，為了讓抽油機(jī)工作能承擔(dān)較大的不平衡重量，運(yùn)轉(zhuǎn)更為平穩(wěn)，因此取抽油桿上升與下降載荷最大相差約50KN進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)平衡塊的確定方法，配重塊重量p2 = 75KN,則在抽油桿上升時(shí)，作用在平衡塊上的力應(yīng)該是(100-75) = 25KN，則在抽油桿下降時(shí)，作用在平衡塊上的力應(yīng)該是 (75-50) = 25KN, KN 為千牛。結(jié)論由于無(wú)需考慮動(dòng)載系數(shù)，因此只要抽油機(jī)能提升25KN的物重，該10型智能定力矩抽油裝置就能平穩(wěn)運(yùn)行。分析油井地面功圖可以抽象為平行四邊形，如附圖2所示，圖中可以看出ABC D 是抽油機(jī)完成一個(gè)沖程所繪制出的示功圖，橫坐標(biāo)表示位移(單位m)，縱坐標(biāo)表示載荷 (單位KN)，其中A — B — C為抽油桿上升階段的載荷情況；C — D — A為抽油桿下降階段的載荷情況；EF為平衡塊重量。最大載荷58. 47KN，最小載荷36. 65KN，沖程3. 08m，沖次 2. 54ο
權(quán)利要求1.智能定力矩抽油裝置，具特征是至少包括牽引輪、抽油桿、電機(jī)、控制器、小鏈條輪及平衡塊，在主機(jī)架上通過(guò)連接軸前后連接有大鏈條輪和牽引輪，牽引輪左邊通過(guò)載荷牽引繩一端掛抽油桿，載荷牽引繩另一端固定在牽引輪右端的載荷牽引繩掛繩器上，抽油桿連接采油樹，牽引輪右邊通過(guò)平衡塊牽引繩一端掛平衡塊配重，平衡塊牽引繩另一端固定在牽引輪左端的平衡塊牽引繩掛繩器上，在副機(jī)架上固定有電機(jī)，電機(jī)的電機(jī)軸軸連接小鏈條輪，小鏈條輪位于大鏈條輪重直線下端，小鏈條輪與大鏈條輪通過(guò)鏈條連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能定力矩抽油裝置，其特征是所述的牽引繩通過(guò)懸繩器與抽油桿連接固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能定力矩抽油裝置，其特征是所述的在平衡塊上下位置有上限位器和下限位器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能定力矩抽油裝置，其特征是所述的上限位器有第一上限位器和第二上限位器兩組，下限位器有第一下限位器和第二下限位器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能定力矩抽油裝置，其特征是所述的抽油桿的重量是 IOOKN0
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于油田采油作業(yè)的智能定力矩抽油裝置，適用于抽油桿最大與最小載荷相差不超過(guò)50000N的油井采油作業(yè)，尤其是適用于低滲、超低滲油田的間歇采油作業(yè)。至少包括牽引輪、抽油桿、電機(jī)、控制器、小鏈條輪及平衡塊，在主機(jī)架上通過(guò)連接軸前后連接有大鏈條輪和牽引輪，牽引輪左邊通過(guò)載荷牽引繩一端掛抽油桿，載荷牽引繩另一端固定在牽引輪右端的載荷牽引繩掛繩器上，抽油桿連接采油樹，牽引輪右邊通過(guò)平衡塊牽引繩一端掛平衡塊配重，平衡塊牽引繩另一端固定在牽引輪左端的平衡塊牽引繩掛繩器上，在副機(jī)架上固定有電機(jī)，電機(jī)的電機(jī)軸軸連接小鏈條輪，小鏈條輪位于大鏈條輪重直線下端，小鏈條輪與大鏈條輪通過(guò)鏈條連接。
文檔編號(hào)E21B43/00GK202181882SQ20112029808
公開日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月16日
發(fā)明者李占生 申請(qǐng)人:李占生