專(zhuān)利名稱(chēng)：液壓泵、抽油單元、抽油模塊及抽油系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種油田采油機(jī)械，尤其是一種抽油系統(tǒng)及應(yīng)用 于該抽油系統(tǒng)中的抽油模塊、抽油單元和液壓泵。
背景技術(shù)：
油田采油方式分自噴采油和人工舉升采油，有桿抽油系統(tǒng)是國(guó)內(nèi) 外油田最主要的人工舉升采油方式，其主要由抽油機(jī)、抽油桿和抽油 泵三部分組成，其中抽油機(jī)是有桿抽油系統(tǒng)最主要的舉升設(shè)備。根據(jù)是否有游梁，抽油機(jī)可以劃分為游梁式抽油機(jī)和無(wú)游梁式抽 油機(jī)。對(duì)于游梁式抽油機(jī)，如應(yīng)用最廣泛的"磕頭機(jī)"，是由電機(jī)通 過(guò)搖臂連桿帶動(dòng)杠桿往復(fù)牽拉抽油桿而實(shí)現(xiàn)抽油，這種結(jié)構(gòu)雖然在一 定程度上滿(mǎn)足了工業(yè)要求，但隨著機(jī)械、電器等技術(shù)的進(jìn)步，其在結(jié) 構(gòu)上有著諸多缺陷，如需要利用重錘來(lái)平衡抽油，不可避免的會(huì)有笨 重、消耗大量的鋼材的缺陷；隨著沖程加大，重量急劇增大，而且制 造工藝過(guò)程較長(zhǎng)，安裝工作也復(fù)雜；抽油機(jī)的上下往復(fù)行程比現(xiàn)有抽 油泵短，無(wú)法充分發(fā)揮現(xiàn)有抽油泵的效率，若要與其匹配，則體積和 功率將大大增加；另外，游梁式抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)中還存在其他的缺點(diǎn)， 主要體現(xiàn)在將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€往復(fù)運(yùn)動(dòng)的效率低，主要 原因?yàn)槠鲃?dòng)效率損失、減速箱傳動(dòng)效率損失、四連桿機(jī)構(gòu)三副軸 承傳動(dòng)效率損失；在加大沖程時(shí)減速箱扭矩成正比例加大，需要更換 更大更重的減速箱等等。 .為了解決這些問(wèn)題，人們提出了不同的技術(shù)方案，如申請(qǐng)?zhí)枮?89217947.3的專(zhuān)利申請(qǐng)中提出利用油管柱做平衡系統(tǒng)；或如申請(qǐng)?zhí)枮?200620166023.0的專(zhuān)利申請(qǐng)中提出對(duì)安裝方式進(jìn)行改進(jìn)；或者如申請(qǐng) 號(hào)為92201875.8的專(zhuān)利申請(qǐng)中提出對(duì)液壓缸進(jìn)行改進(jìn)；或如申請(qǐng)?zhí)枮?200620020553.4的專(zhuān)利申請(qǐng)中對(duì)液壓泵結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)；或如申請(qǐng)?zhí)枮?2155159.6的專(zhuān)利申請(qǐng)中對(duì)抽油機(jī)動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)所做的改進(jìn)；或如申 請(qǐng)?zhí)枮?00620119484.2、 200420031970.X、 200710052554.6的專(zhuān)利申 請(qǐng)中對(duì)抽油機(jī)所做的改進(jìn)等等。再有，抽油桿過(guò)長(zhǎng)，容易發(fā)生瞬間拉伸和壓縮，這種抽油桿的變 形不但降低了抽油泵的效率，而且也使得抽油桿與油管頻頻發(fā)生碰撞 和摩擦，為了解決該問(wèn)題，也有人提出了相應(yīng)的技術(shù)方案，如申請(qǐng)?zhí)?為02237843.X的專(zhuān)利申請(qǐng)中公開(kāi)的信號(hào)反饋式抽油裝置、申請(qǐng)?zhí)枮?200610068939.7的專(zhuān)利申請(qǐng)中公開(kāi)的液壓抽油裝置等等。其中，無(wú)游梁式抽油機(jī)，如專(zhuān)利號(hào)為99234396.8、 99250803.7等 等，無(wú)游梁式抽油機(jī)比游梁式抽油機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)效率要高，但是其結(jié) 構(gòu)復(fù)雜，可靠性不高，目前應(yīng)用的仍然不多。無(wú)論是游梁式還是無(wú)游梁式抽油機(jī)，都存在著抽油桿與油管之間 的摩擦損耗，而且每次抽油都需要將長(zhǎng)達(dá)數(shù)百至上千米的抽油桿提升， 提升抽油桿也需要消耗大量的能量。在目前的抽油系統(tǒng)中，包括上述各專(zhuān)利申請(qǐng)中公開(kāi)的抽油系統(tǒng)， 為了實(shí)現(xiàn)液壓泵中活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)中均需要有儲(chǔ)油箱、 溢流閥及與其相配套的部件，儲(chǔ)油箱用于補(bǔ)充液壓泵的液體，而溢流 閥則是用于限定管路中液體的最大壓力。這些部件不但增加了系統(tǒng)的 復(fù)雜度和能耗，而且降低了系統(tǒng)的可靠性和安全性。并且，目前我國(guó)各大油田相繼進(jìn)入高含水開(kāi)發(fā)期，為確保原油的 穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)，必須增大油井的排液量，從而使采油系統(tǒng)的能耗費(fèi)用急 劇增加，能耗費(fèi)用已成為影響采油成本的主要因素之一，但是目前尚 未有有效解決該問(wèn)題的方案。實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一 種液壓泵、抽油單元、抽油模塊和抽油系統(tǒng)，用以簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、提高效 率，降低能耗。為了解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種液壓泵，包括 液壓缸體、活塞和與活塞連接的第一液壓桿、第二液壓桿，所述第二液壓桿與所述第一液壓桿反向伸出液壓缸體，且在所述液壓缸體上下 兩端設(shè)有液體進(jìn)出口。本實(shí)用新型還提供了一種抽油單元，包括上述的液壓泵和第一抽 油泵，所述液壓泵的第一液壓桿與所述第一抽油泵的抽油桿連接，所 述第一抽油泵的出油口通過(guò)管道與抽油系統(tǒng)的出油口相連。作為上述抽油單元的一種改進(jìn)方案，還包括第二抽油泵，所述液 壓泵的第二液壓桿與所述第二抽油泵的抽油桿連接；所述第二抽油泵 的出油口通過(guò)管道與抽油系統(tǒng)的出油口相連或與所述第一抽油泵的出 油口相連。本實(shí)用新型還提供了一種抽油模塊，包括控制機(jī)構(gòu)、液壓驅(qū)動(dòng)機(jī) 構(gòu)和上述的抽油單元，其中，所述抽油單元通過(guò)其液壓油管與所述液 壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，所述液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述控制機(jī)構(gòu)相連，由所述控 制機(jī)構(gòu)控制所述液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)工作，從而使抽油單元中的抽油泵進(jìn)行 往復(fù)的抽油工作。其中，上述的抽油模塊中的所述液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括雙向泵和電動(dòng) 機(jī)，所述電動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與所述雙向泵連接，所述雙向泵與所述抽 油單元中液壓泵的第一、二液壓油管連接。更具體地，所述雙向泵為齒輪泵；所述電動(dòng)機(jī)為交流伺服電動(dòng)機(jī)。所述控制機(jī)構(gòu)為根據(jù)控制任務(wù)而設(shè)計(jì)的控制電路，包括中央處理 器、伺服控制單元及信息采集單元等，其中，所述伺服控制單元為與 交流伺服電動(dòng)機(jī)相配合、用于控制交流伺服電動(dòng)機(jī)的伺服控制器和編 碼器等，信息采集單元一般包括各種傳感器，如電流傳感器、位置傳感器、行程開(kāi)關(guān)等。由于該控制機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)為常規(guī)技術(shù)，故在此不再 贅述。本實(shí)用新型還提供了一種抽油系統(tǒng)，包括一個(gè)或多個(gè)如上所述的 抽油模塊，所述每一抽油模塊的出油口通過(guò)管道與總出油口相連，當(dāng) 所述抽油模塊為多個(gè)時(shí)，相互之間通過(guò)連接件連接。本實(shí)用新型所提供的抽油系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比，傳動(dòng)簡(jiǎn)單，傳動(dòng) 效率非常高，而且，本系統(tǒng)不存在數(shù)百上千米的抽油桿，沒(méi)有了抽油桿與油管的摩擦損耗，也沒(méi)有提升抽油桿的能量損耗，因此相比于現(xiàn)有的有桿抽油系統(tǒng)，能耗將是數(shù)量級(jí)的降低。本實(shí)用新型所提供的抽油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零部件少，而且整個(gè)系 統(tǒng)是在地下工作，不受地面環(huán)境的影響，因此可靠性高；并且，由于 整個(gè)系統(tǒng)在地下工作，不會(huì)給地面工作人員造成人身傷害，目前，工 作人員在操作現(xiàn)有的抽油機(jī)設(shè)備時(shí)經(jīng)常發(fā)生安全事故，被抽油機(jī)砸傷 甚至致死，而本抽油系統(tǒng)從根本上消除了安全隱患，安全性好。本系統(tǒng)采用組件化設(shè)計(jì)，可根據(jù)每口油井排量的需求安裝不同數(shù) 量的組件，且每一組件的排量都可以調(diào)節(jié)，因此安裝、配置都很靈活 方便。本實(shí)用新型所提供的抽油系統(tǒng)柔性好，控制策略靈活。因?yàn)椴捎?的是伺服系統(tǒng)，可根據(jù)每口油井的需要靈活地采取控制策略，如有的 油井產(chǎn)油低，讓抽油系統(tǒng)間歇地工作有利于節(jié)約能量。但是由于現(xiàn)有 抽油系統(tǒng)有安全隱患，間歇抽油會(huì)給工作人員帶來(lái)更大的安全隱患， 而本系統(tǒng)不存在這個(gè)問(wèn)題，因此可以采取間抽的方式。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。

圖1為本實(shí)用新型所述抽油系統(tǒng)實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本實(shí)用新型所述抽油系統(tǒng)一實(shí)施例的總體結(jié)構(gòu)安裝、裝配 示意圖；圖3為本實(shí)用新型所述抽油系統(tǒng)實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型所述抽油系統(tǒng)實(shí)施例三中抽油模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實(shí)用新型所述抽油系統(tǒng)實(shí)施例三中總出油口的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實(shí)用新型所述抽油系統(tǒng)實(shí)施例三的總體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7本實(shí)用新型所述抽油系統(tǒng)中液壓泵的限位開(kāi)關(guān)位置示意圖； 圖8為本實(shí)用新型所述抽油泵處于上沖程時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖9為本實(shí)用新型所述抽油泵處于下沖程時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖-,圖10為本實(shí)用新型所述抽油系統(tǒng)中油泵出油管和液壓泵出油管 全部放置在主管道內(nèi)部的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為本實(shí)用新型所述抽油系統(tǒng)在主管道內(nèi)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖12為本實(shí)用新型所述抽油系統(tǒng)在主管道內(nèi)的另一結(jié)構(gòu)示意圖； 圖13為本實(shí)用新型所述抽油系統(tǒng)在主管道內(nèi)固定方式示意圖； 圖14為本實(shí)用新型所述抽油系統(tǒng)在主管道內(nèi)另一固定方式示意圖。圖15為抽油泵運(yùn)行速度示意圖；圖16為本實(shí)用新型實(shí)施例一中的主油管受力示意圖； 圖17為本實(shí)用新型實(shí)施例二中的主油管受力示意圖； 圖18為本實(shí)用新型實(shí)施例三中的主油管受力示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供的液壓泵包括液壓缸體、活塞和與活塞連接的第 一液壓桿、第二液壓桿，所述第二液壓桿與所述第一液壓桿反向伸出 液壓缸體。在所述液壓缸體上下兩端設(shè)有液體進(jìn)出口，分別通過(guò)第一、 二液壓油管與液壓動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。由于本實(shí)用新型的液壓泵有兩個(gè)伸出缸體的液壓桿，在液壓循環(huán) 過(guò)程中，液壓腔的總?cè)莘e保持不變，用于循環(huán)的液體量保持不變，省 略了現(xiàn)有技術(shù)中用于補(bǔ)充液體的儲(chǔ)液罐，另外液體的壓力可由控制機(jī) 構(gòu)控制，省略了用于平衡液體壓力的溢流閥等元件，因此，簡(jiǎn)化了抽 油系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)簡(jiǎn)單；并且，每一個(gè)液壓桿均可以連接一個(gè)抽油 泵，從而使抽油效率大大提高。一個(gè)液壓泵與一個(gè)或兩個(gè)抽油泵構(gòu)成一個(gè)抽油單元， 一個(gè)抽油單 元再加上控制機(jī)構(gòu)和液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成一個(gè)抽油模塊， 一個(gè)或多個(gè)抽 油模塊組成一個(gè)抽油系統(tǒng)，所述抽油系統(tǒng)為組件化結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 安裝、維修方便，效率高、能耗低、安全性好。實(shí)施例一參見(jiàn)圖1為本實(shí)用新型所述抽油系統(tǒng)實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖，本 實(shí)施例中的抽油系統(tǒng)位于一主管道A內(nèi)，主管道A底部有通過(guò)油井進(jìn)入的地下石油B。抽油系統(tǒng)主要包括一個(gè)抽油模塊，即控制機(jī)構(gòu)、液壓 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和一個(gè)抽油單元，本實(shí)施例中的抽油單元由一個(gè)液壓泵和一 個(gè)抽油泵組成，控制機(jī)構(gòu)包括CPU、伺服電機(jī)控制器、編碼器和一些 傳感器(如電流傳感器、位置傳感器)及相應(yīng)的外圍電路，液壓驅(qū)動(dòng) 機(jī)構(gòu)包括雙向泵和交流伺服電動(dòng)機(jī)，這里的交流伺服電動(dòng)機(jī)與控制機(jī) 構(gòu)中的伺服電機(jī)控制器相對(duì)應(yīng)。主管道A為整個(gè)系統(tǒng)的固定支撐部件， 整個(gè)系統(tǒng)的零部件都固定在主管道上，主管道連接固定在主油管的下 端，具體如圖1所示。為了安裝方便，本實(shí)用新型將控制機(jī)構(gòu)中的CPU、伺服電機(jī)控制 器及外圍電路等整合在一個(gè)控制箱內(nèi)，即伺服控制箱310，整個(gè)系統(tǒng)的 電源通過(guò)電纜從地面經(jīng)主管道的電纜入口 Al輸入到系統(tǒng)中，用于提供 電能。交流伺服電機(jī)320的電機(jī)編碼器信號(hào)線311和電機(jī)供電線312 連接到伺服控制箱310上，電源通過(guò)電纜從地面經(jīng)主管道的電纜入口 Al接入到伺服控制箱內(nèi)，交流伺服電機(jī)320的電源端連接到伺服控制 箱輸出的三相電源上。CPU根據(jù)設(shè)定的控制策略(如電動(dòng)機(jī)以某個(gè)恒 定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn))每隔一定的時(shí)間(如60微秒)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的位置和電流， 通過(guò)電機(jī)編碼器檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的位置信號(hào)，將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度轉(zhuǎn)變?yōu)?相應(yīng)的電信號(hào)，經(jīng)信號(hào)線311傳遞到伺服控制箱內(nèi)的CPU，并通過(guò)電 流傳感器檢測(cè)電機(jī)的三相電流值，經(jīng)過(guò)CPU的計(jì)算，計(jì)算出合適的電 壓值，以控制加給電機(jī)的電壓大小，形成對(duì)電機(jī)的閉環(huán)控制。交流伺 服電機(jī)320通過(guò)聯(lián)軸器321與雙向泵軸323連接，從而帶動(dòng)雙向泵324 工作，齒輪泵為一種典型的雙向泵。雙向泵324通過(guò)第一液壓油管334、 第二液壓油管335與液壓泵330連接。當(dāng)交流伺服電機(jī)320帶動(dòng)雙向 泵324朝一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，液壓油向一個(gè)方向流動(dòng)，從而推動(dòng)液壓活 塞331向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)；當(dāng)交流伺服電機(jī)320帶動(dòng)雙向泵324朝另一 個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，液壓油向另一個(gè)方向流動(dòng)，從而推動(dòng)液壓活塞331向 另一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。第二液壓桿332、第一液壓桿333與液壓活塞331相 連，隨液壓活塞331—起反復(fù)運(yùn)動(dòng)，其中第一液壓桿333與抽油桿341 相連，帶動(dòng)抽油桿341作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)抽油泵340抽油，抽油 泵340內(nèi)的石油通過(guò)抽油泵出油管342送到抽油系統(tǒng)的主出油口 350。其中，對(duì)于本實(shí)用新型所述系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)安裝、裝配示意圖如圖2所示，其中，主出油口 350與主油管360通過(guò)連接部件361固定 連接，主油管360從地下伸出地面D，通過(guò)地面固定設(shè)備C固定，主 油管360及主管道A位于油井內(nèi)，油井內(nèi)層為防護(hù)鋼管E，外層為水 泥層F。在本實(shí)施中，第二液壓桿332和第一液壓桿333伸出液壓缸體， 當(dāng)雙向泵324向一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，雙向泵324中的液壓油從一個(gè)方向 向另一個(gè)方向流動(dòng)，如流向第一液壓管334，則雙向泵324中的液壓油 從第一液壓管334流到液壓泵的上液壓腔(液壓活塞331上部的空間)， 從而推動(dòng)液壓活塞331向下運(yùn)動(dòng)；此時(shí)，液壓泵的下液壓腔(液壓活 塞331下部的空間)中的液壓油從第二液壓管335流到雙向泵324中， 如此形成一個(gè)液壓油的循環(huán)流動(dòng)；當(dāng)雙向泵324向另一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， 形成一個(gè)反方向的液壓油的循環(huán)流動(dòng)。由此可見(jiàn)，本實(shí)用新型不需現(xiàn) 在技術(shù)中的補(bǔ)液系統(tǒng)、管道壓力平衡系統(tǒng)，減少了元件，簡(jiǎn)化了控制 對(duì)象，并且，本實(shí)施例中使用的液壓泵、交流伺服電動(dòng)機(jī)本身的效率 很高，而且傳動(dòng)簡(jiǎn)單，因此使得效率比現(xiàn)有技術(shù)提高很多；并且，本 系統(tǒng)不存在數(shù)百上千米的抽油桿，沒(méi)有了抽油桿與油管的摩擦損耗， 也沒(méi)有提升抽油桿的能量損耗，因此相比于現(xiàn)有的有桿抽油系統(tǒng)，能 耗將是數(shù)量級(jí)的降低。實(shí)施例二參見(jiàn)圖3，為本實(shí)用新型所述抽油系統(tǒng)實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。 與實(shí)施例一不同的是，本實(shí)用新型中的抽油單元有兩個(gè)抽油泵，如圖 所示的340'，在本實(shí)施例中，兩個(gè)抽油泵的抽油泵出油管342、 342' 合并在一起，送到抽油系統(tǒng)的主出油口 350中。與實(shí)施例一相比，本實(shí)施例對(duì)液壓泵324進(jìn)行了充分利用，將第 一液壓桿332與第二抽油泵340'連接，這樣，當(dāng)液壓泵330的液壓活 塞331往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，第一、二抽油泵340，分時(shí)工作，使得抽油效率提 高了一倍。實(shí)施例三參見(jiàn)圖4一圖6，為本實(shí)用新型所述抽油系統(tǒng)實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。在本實(shí)用新型中，可以將多個(gè)抽油模塊組合在一起形成一個(gè)抽油 系統(tǒng)，在實(shí)施例中，抽油系統(tǒng)由三個(gè)抽油模塊組成。其中，圖4所示 為本實(shí)用新型所述抽油系統(tǒng)實(shí)施例三中抽油模塊的結(jié)構(gòu)示意圖，該抽 油模塊與實(shí)施例一或/和實(shí)施例二基本相同，在此不再贅述；圖5所示為總出油口的結(jié)構(gòu)示意圖，總出油口由主出油口 350及進(jìn)油口 351、 352 組成，進(jìn)油口可以為l個(gè)，2個(gè)，3個(gè)等，圖中為2個(gè)進(jìn)油口。圖6為 總出油口和各抽油模塊連接在一起，安裝好的示意圖，總出油口與抽 油模塊以及各抽油模塊之間通過(guò)連接部件連接，連接部件可以是螺紋 連接或者法蘭連接等等。各抽油模塊的抽油泵抽出來(lái)的油通過(guò)出油管 輸送到主出油口 350，主出油口 350與主油管是連通的，通過(guò)主油管將 油輸送到地面，參見(jiàn)圖1。另外，為了控制液壓泵的行程，分別在液壓泵的最高點(diǎn)和最低點(diǎn) 設(shè)置了限位開(kāi)關(guān)313、 314，如圖8所示，將限位信號(hào)傳遞給伺服控制 箱310，伺服控制箱310根據(jù)限位信號(hào)控制交流伺服電動(dòng)機(jī)320正轉(zhuǎn)或 反轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)液壓泵330和抽油泵340的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)然，也可以 不采用限位開(kāi)關(guān)，當(dāng)液壓活塞到達(dá)液壓泵的最高或最低點(diǎn)時(shí)，伺服電 機(jī)的電流會(huì)突然增大，可以根據(jù)這個(gè)信號(hào)來(lái)控制伺服電機(jī)的正反轉(zhuǎn)； 還可以通過(guò)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的角度來(lái)計(jì)算液壓泵活塞的行程，從而決定 何時(shí)讓伺服電機(jī)改變轉(zhuǎn)向。在上述實(shí)施例中，抽油泵可以采用常規(guī)的結(jié)構(gòu)，如圖8、 9所示， 為一種典型的抽油泵結(jié)構(gòu)示意圖，其中，處于上沖程時(shí)如圖8所示， 處于下沖程時(shí)如圖9所示。抽油桿341連接游動(dòng)閥罩3441，游動(dòng)閥罩 3441固定在游動(dòng)閥座3461上，游動(dòng)閥座3461與活塞347連接，游動(dòng) 閥球3451位于游動(dòng)閥座3461與游動(dòng)閥罩3441之間的空間內(nèi)。固定閥 球3452位于固定閥座3462與固定閥罩3442之間的空間內(nèi)。油從固定 閥進(jìn)入抽油泵，從抽油泵出油管342流出。抽油泵出油管將油輸送到 主出油口，主出油口與主油管是連通的，通過(guò)主油管將油輸送到地面。另外，對(duì)于將本實(shí)用新型所述的抽油系統(tǒng)放置在主管道內(nèi)的方式 可以有多種，圖10—14以圖1中的抽油系統(tǒng)為例，來(lái)說(shuō)明與在主管道 內(nèi)其他(除實(shí)施例一所示的放置方式之外)的設(shè)置方式。當(dāng)然，對(duì)本實(shí)用新型中所述的其他抽油系統(tǒng)同樣適用。圖10為抽油泵出油管和液壓泵出油管全部放置在主管道內(nèi)部的 結(jié)構(gòu)示意圖。這種方式結(jié)構(gòu)緊湊，所有部件都在主管道內(nèi)，有主管道 保護(hù)。但是要求主管道內(nèi)的各部件布置合理，不能相互干擾。在圖11中，抽油泵出來(lái)的油直接進(jìn)入主管道腔，不用獨(dú)立的輸油 管將油輸送到主出油口，主管道腔與主油管連通。此時(shí)各部件都浸沒(méi) 在主油管的油液中，要承受主油管油液的壓力，對(duì)各部件的抗壓性能 提出了高的要求。優(yōu)點(diǎn)是少了中間輸油管，也就不用考慮與中間輸油 管相關(guān)的密封問(wèn)題。圖12為圖11的一個(gè)特例，抽油泵的外壁為主管道，抽油泵與主 管道為一個(gè)整體?，F(xiàn)有抽油系統(tǒng)的很多抽油泵就是這樣設(shè)計(jì)的。這種 結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以直接使用現(xiàn)有的常用抽油泵，成本相 對(duì)較低。缺點(diǎn)是對(duì)各部件的抗壓性能提出了高的要求，同時(shí)不利于 實(shí)施例三中各模塊之間的連接。圖13、圖14為管內(nèi)部件的兩種固定方式，圖13中每個(gè)部件分別 固定在主管道上，為常規(guī)的連接固定方式。圖14中先將各部件固定在 一個(gè)長(zhǎng)條零件上，然后再將長(zhǎng)條零件固定在主管道上，這樣可以先將 各部件全部在長(zhǎng)條零件上固定好了， 一起放入主管道，然后只需再固 定好長(zhǎng)條零件即可，安裝固定很方便。在抽油過(guò)程中，由于抽油泵在往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)存在著加速與減速，這種運(yùn)動(dòng)將使主油管受力發(fā)生變動(dòng)，即產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)越大，主油管越容易疲勞，從而損耗加大。本實(shí)用新型可以很好的解決該問(wèn)題，使主油管受力均勻從而有效降低油管損耗。以下針對(duì)上述三個(gè)實(shí)施例，對(duì)主油管的受力進(jìn)行分析如下.-主油管內(nèi)液體的質(zhì)量為 m = pF = p幼其中，m…-油管內(nèi)液體的質(zhì)量 P-----油管內(nèi)液體的密度 S-…油管的截面積 h-…油管內(nèi)油液的高度取p二lxlO松/zw， 5 = 60x10—4^2， /z = 2000w 貝U m = lxl03 x60xl0一4 x2000 = 1200(%抽油泵在上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在上沖程和下沖程開(kāi)始的時(shí)候抽油桿 都在加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為"=1 ""2;對(duì)于上述三個(gè)實(shí)施例，抽油桿的速度變化曲線如圖15所示， 對(duì)于實(shí)施例一，取抽油泵活塞截面積~^=54xl(r4w2，抽油桿截面積5^=5x10上沖程抽油桿加速時(shí)，油管內(nèi)液體的加速度為 S活塞力 54x10" n。S 60x10—油管增加的拉力為AF」上=ma^上=0.9mfl = 0.9 x 12000 x 1 = 10800jV 下沖程抽油桿加速時(shí)，油管內(nèi)液體的加速度為; 5x10_4'4下= tf j = 0.083aS 60x10—4油管增加的拉力為Ai^T = = 0.083wa = 0.083 x 12000 x 1 = 9967V則，實(shí)施例一中主油管的受力曲線如圖n所示。 對(duì)于實(shí)施例二，由于本系統(tǒng)有兩個(gè)抽油泵，在油管總排量與實(shí)施例一相同的情況下，取抽油泵活塞截面積 截面積S桿一2.5x10—4m2。當(dāng)抽油桿l上沖程時(shí)，抽油桿2為下沖程， 當(dāng)抽油桿l下沖程時(shí)，抽油桿2為上沖程，則 抽油桿加速時(shí)，油管內(nèi)液體的加速度為s S 60xl0-4油管增加的拉力為= , = 0.492腿=0.492 x 12000 x 1 = 5904W= 27 x 10— m2抽油桿受力曲線如圖17所示。對(duì)于實(shí)施例三，由于本系統(tǒng)中有3個(gè)抽油泵(為說(shuō)明的通用性， 設(shè)為n個(gè))，在油管總排量與實(shí)施例一相同的情況下，每個(gè)抽油泵的排 量為實(shí)施例一抽油泵排量的1/n;通過(guò)伺服控制系統(tǒng)控制每個(gè)抽油泵在不同的時(shí)間段加速，可以顯著地減小油管增加的拉力，即顯著地減小油管拉力的變化的幅值；AFr = ^AFs = 5904/2 = 2952W 當(dāng)11=4時(shí)， 4則主油管的受力如圖18所示。從上述三個(gè)受力曲線圖中可以看出，在上下沖程的加速階段，實(shí) 施例二的受力變化比實(shí)施例一的受力變化小，實(shí)施三的受力變化為實(shí) 施例二的2/n，當(dāng)n取較大值時(shí)，實(shí)施例三的受力變化將會(huì)很小。鋼的彈性模量取^ = 200^/^ 管的橫截面積取&=10xl0_4^油管由于拉力變化引起的長(zhǎng)度變化是:實(shí)施例一實(shí)施例-實(shí)施例:10800x2000五x 5"管200x109xlOxl(T45904x2000五x 5"管200xl09xlOxlO—4AFx丄2952x2000￡ x S管.200x109xlOxl(T4五xS管=0.108m=0.05904w0.02952w通過(guò)上述對(duì)比可見(jiàn)，實(shí)施例三的AI最小，主油管的振動(dòng)小， 壽命最長(zhǎng)；同時(shí)，實(shí)施例三也更容易增大整個(gè)系統(tǒng)的排量。使用最后所應(yīng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型而非限制， 盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技14術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的前提下對(duì)本實(shí) 用新型進(jìn)行的修改或者等同替換，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求 范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種液壓泵，包括液壓缸體、活塞和與所述活塞連接的第一液壓桿，其特征在于，還包括第二液壓桿，其與所述活塞連接，與所述第一液壓桿反向伸出所述液壓缸體，且在所述液壓缸體上下兩端設(shè)有液體進(jìn)出口。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓泵，其特征在于，所述液壓缸體上下兩端的液體進(jìn)出口分別通過(guò)第一、二液壓油管與液壓動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 連接。
3. —種抽油單元，其特征在于，包括如權(quán)利要求1或2所述的液 壓泵和第一抽油泵，所述液壓泵的第一液壓桿與所述第一抽油泵的抽 油桿連接，所述第一抽油泵的出油口通過(guò)管道與抽油系統(tǒng)的出油口相 連。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的抽油單元，其特征在于，還包括第二抽 油泵，所述液壓泵的第二液壓桿與所述第二抽油泵的抽油桿連接；所 述第二抽油泵的出油口通過(guò)管道與抽油系統(tǒng)的出油口相連或與所述第 一抽油泵的出油口相連。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的抽油單元，其特征在于，還包括限 位開(kāi)關(guān)，用于限制液壓泵的上、下行程。
6. —種抽油模塊，其特征在于，包括控制機(jī)構(gòu)、液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和 如權(quán)利要求3 —5任一所述的抽油單元，其中，所述抽油單元通過(guò)其液 壓油管與所述液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，所述液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述控制機(jī)構(gòu) 相連，由所述控制機(jī)構(gòu)控制所述液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)工作，從而使抽油單元 中的抽油泵進(jìn)行往復(fù)的抽油工作。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的抽油模塊，其特征在于，所述液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括雙向泵和電動(dòng)機(jī)，所述電動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與所述雙向泵連接， 所述雙向泵與所述抽油單元中液壓泵的第一、二液壓油管連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的抽油模塊，其特征在于，所述雙向泵為 齒輪泵，所述電動(dòng)機(jī)為交流伺服電動(dòng)機(jī)。
9. 一種抽油系統(tǒng)，其特征在于，包括一個(gè)或多個(gè)如權(quán)利要求6-8任一所述的抽油模塊，所述每一抽油模塊的出油口通過(guò)管道與總出油 口相連。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的抽油系統(tǒng)，其特征在于，所述每一抽 油模塊相互之間通過(guò)連接件連接，所述連接件的連接方式為螺紋連接 或/和法蘭連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種液壓泵、抽油單元、抽油模塊及抽油系統(tǒng)，所述液壓泵，包括液壓缸體、活塞和與所述活塞連接的第一液壓桿、第二液壓桿，第二液壓桿與所述第一液壓桿反向伸出所述液壓缸體；所述抽油單元包括液壓泵和連接在第一液壓桿上的第一抽油泵；所述抽油模塊包括控制機(jī)構(gòu)、液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和上述的抽油單元，所述抽油系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)上述的抽油模塊，所述每一抽油模塊的出油口通過(guò)管道與總出油口相連，本實(shí)用新型傳動(dòng)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)效率高；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零部件少，采用組件化設(shè)計(jì)，安裝、配置靈活，可靠性高、安全性好。
文檔編號(hào)F04B5/00GK201165964SQ200820005209
公開(kāi)日2008年12月17日 申請(qǐng)日期2008年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月11日
發(fā)明者郝雙暉, 郝明暉 申請(qǐng)人:郝雙暉