專利名稱：一種非對稱運行的無游梁式煤層氣抽采方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于工礦企業油氣田開發工程領域，具體涉及一種非對稱運行的無游梁式煤層氣抽采方法極其裝置。
背景技術：
我國目前已有煤層氣井2600多口，投入排采的1000多口，使用的抽采設備基本上都是抽采石油所用的設備，如抽油機、抽油管、抽油桿和抽油泵等。抽油機是廣泛應用于各種油氣田開發的抽油設備，經過多年的發展，其產品系列化、標準化和通用化程度較高，可基本滿足油田的需要。但煤層氣開采剛剛起步，還沒有形成自己的體系，隨著我國煤層氣規模化開發的來臨，現有的抽油設備不能完全適應煤層氣的排采要求，嚴重時會影響煤層氣井的產量。目前，國內尚無適用于煤層氣開采的專用排采設備。現有技術中多采用大功率異步電動機作為驅動源，通過驅動游梁和其它械傳動機構將電機的旋轉運動轉化為抽油桿的直線往復運動，實現油或水的抽采。而這種直線的往復式運動是對稱的，即抽汲和下放的速度是一樣的。但煤層氣井的排采與抽油機的采油的要求不一樣，它要求排采時液面要勻速、 緩慢下降，所以對稱的直線往復式往往造成能源的極大浪費，且不適宜煤層氣的開發，有時甚至造成安全隱患。
發明內容
本發明的目的是提供一種結果簡單、節省能源損耗、且適宜于煤層氣開發的非對稱運行的無游梁式煤層氣抽采方法，并提供實施該方法所采取的裝置。為實現上述目的，本發明采用以下技術方案本發明中，一種非對稱運行的無游梁式煤層氣抽采方法，在驅動裝置的帶動下，抽油桿做上下往復運動，帶動抽油管底部的抽油泵不斷抽取煤層中的水，在此過程中，抽油桿的上行速度慢于抽油桿的下行速度。所述抽油桿的上行速度為0. 01 0. 20m/s，抽油桿的下行速度為0. 30 0. 5m/s。本發明中，一種實施上述抽采方法所采用的非對稱運行無游梁式煤層氣抽采裝置，它包括底座以及位于底座上方的機架，在機架上設有導向輪，導向輪上設有牽引皮帶， 牽引皮帶一端通過光桿連接抽油桿，牽引皮帶的另一端連接配重箱；所述的導向輪與電機和驅動輪相連接，電機與減速機相連接，減速機與控制器相連接。所述的電機可以為開關磁阻電機。所述的電機還可以為永磁同步電機。所述的控制器為可編程控制器或單片機或DSP控制器。所述機架的前后兩側分別連接有前支架和后支架。所述的驅動輪還與剎車裝置相連接。采用上述技術方案的本發明，根據煤層氣抽采的實際工藝要求，提出使用開關磁阻電機或永磁同步電機做動力源，通過開關磁阻電機控制器或變頻器開控制電機的正反轉速度不同，使得提升抽油桿時電機速度慢些，下放抽油桿時電機速度快些，從而實現非對稱運行。這樣在同樣一個沖次的時間內，由于提升抽油桿的速度變慢，使得抽油泵的充盈率更高，且井下水位下降緩慢，從而避免了對煤層氣儲層的傷害。
圖1為本發明非對稱運行的無游梁式煤層氣抽采裝置的結構示意圖；圖2為圖1的后視圖；圖3為圖1中俯視示意圖。
具體實施例方式本發明中，非對稱運行的無游梁式煤層氣抽采方法，是指在驅動裝置的帶動下， 抽油桿做上下往復運動，帶動抽油管底部的抽油泵不斷抽取煤層中的水。在此過程中，抽油桿的上行速度慢于抽油桿的下行速度。具體地說，抽油桿的上行速度為0. 01 0. 20m/s,即可以為0. 01m/s、0. 05m/s、 0. lm/s、0. 15m/s、0. 20m/s中的任意一種；抽油桿的下行速度為0. 30 0. 5m/s,即可以為 0. 30m/s、0. 40m/s、0. 50m/s 中的任意一種。如圖1、圖2、圖3所示，本發明中，實施上述抽采方法所采用的非對稱運行無游梁式煤層氣抽采裝置，它包括大底座1和小底座2，在小底座2上方固定設置機架3，機架3 通過螺栓與上平臺相連。另外，為牢靠起見，通過前支撐4與機架3加固，通過后支撐9與大底座1相連。在機架3的上平臺上設置導向輪7、驅動輪13、電機18和減速機8 ；其中，驅動輪13 是傳遞扭矩的執行件，導向輪7與電機18和驅動輪13相連接，電機18通過減速器8和聯軸器15與驅動輪13相連，減速機8與控制器11相連接。在導向輪7上設有牽引皮帶17， 且牽引皮帶17 —端通過懸繩器6連接光桿5，光桿5下方連接抽油桿，牽引皮帶17的另一端連接配重箱10，通過精確調節配重箱10的重量與抽油光桿平衡，使得機器運轉平穩。這樣，在控制器11的控制下，通過調節電機18的轉速，從而控制抽油桿的上升/下降速度。需要說明的是，上述的電機18可以為開關磁阻電機，也可以為永磁同步電機。控制器11為可編程控制器或單片機或DSP控制器，它用來控制控制電機18的頻繁換向、起動、制動、調速、調沖程等各種功能。上述的控制器11位于電氣柜中，電氣柜固定在大底座上，梯子12便于安裝和檢修時使用。另外，上述的驅動輪13還與剎車系統相連接，剎車系統14由自動剎車裝置和手動剎車裝置構成，自動剎車裝置和手動剎車裝置便于在緊急情況下停車以保證安全。這樣，為了實現非對稱運行，在使用上述裝置時，對于開關磁阻電機，可以通過控制開關磁阻電機控制器的輸出電壓的高低來控制電機正、反轉，從而實現速度不對稱；對于永磁同步電機，可以通過變頻器或伺服控制器來改變電機正反轉時的速度不對稱。在設定電機的轉速時，可直接對電機控制器進行設定；另外，還可以通過PLC控制器等實時對電機控制器進行設定，從而控制電機的轉速。
權利要求
1.一種非對稱運行的無游梁式煤層氣抽采方法，在驅動裝置的帶動下，抽油桿做上下往復運動，帶動抽油管底部的抽油泵不斷抽取煤層中的水，其特征在于抽油桿的上行速度慢于抽油桿的下行速度。
2.根據權利要求1所述的非對稱運行的無游梁式煤層氣抽采方法，其特征在于所述抽油桿的上行速度為0. 01 0. 20m/s，抽油桿的下行速度為0. 30 0. 5m/s。
3.一種實施上述權利要求1抽采方法所采用的非對稱運行無游梁式煤層氣抽采裝置， 它包括底座以及位于底座上方的機架，在機架上設有導向輪，導向輪上設有牽引皮帶，其特征在于牽引皮帶一端通過光桿連接抽油桿，牽引皮帶的另一端連接配重箱；所述的導向輪與電機和驅動輪相連接，電機與減速機相連接，減速機與控制器相連接。
4.根據權利要求3所述的非對稱運行無游梁式煤層氣抽采裝置，其特征在于所述的電機為開關磁阻電機。
5.根據權利要求3所述的非對稱運行無游梁式煤層氣抽采裝置，其特征在于所述的電機為永磁同步電機。
6.根據權利要求3所述的非對稱運行無游梁式煤層氣抽采裝置，其特征在于所述的控制器為可編程控制器或單片機或DSP控制器。
7.根據權利要求3 6任一所述的非對稱運行無游梁式煤層氣抽采裝置，其特征在于 所述機架的前后兩側分別連接有前支架和后支架。
8.根據權利要求7所述的非對稱運行無游梁式煤層氣抽采裝置，其特征在于所述的驅動輪還與剎車裝置相連接。
全文摘要
本發明公開了一種非對稱運行的無游梁式煤層氣抽采方法，在驅動裝置的帶動下，抽油桿做上下往復運動，帶動抽油管底部的抽油泵不斷抽取煤層中的水，其中抽油桿的上行速度慢于抽油桿的下行速度。采用上述技術方案的本發明，根據煤層氣抽采的實際工藝要求，提出使用開關磁阻電機或永磁同步電機做動力源，通過開關磁阻電機控制器或變頻器開控制電機的正反轉速度不同，使得提升抽油桿時電機速度慢些，下放抽油桿時電機速度快些，從而實現非對稱運行。這樣在同樣一個沖次的時間內，由于提升抽油桿的速度變慢，使得抽油泵的充盈率更高，且井下水位下降緩慢，從而避免了對煤層氣儲層的傷害。
文檔編號E21B43/00GK102220853SQ20101014537
公開日2011年10月19日 申請日期2010年4月13日 優先權日2010年4月13日
發明者王新川, 王泰華, 王紅旗, 王育生, 蘇現波 申請人:河南長江石油機械有限公司