重力平衡差抽油機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及油田采油機械，特別是涉及重力平衡差抽油機。
【背景技術】
[0002]抽油機是石油開采的主要設備，采油一直應用游梁式機械減速笨重的抽油機，這種抽油機能耗大、效率低、故障率高、停機損失大、調沖程和調平衡必須有吊車輔助配合，作業難度高、電力資源嚴重浪費。歷經數年應用不斷探索，創新改造，力爭節能效果，都未從結構原理中逃脫解放出來，盡管投資很大，但節能效果都不盡理想，目前有百分之二、三十左右仍運行在高耗能狀態中。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題是，針對上述節能效果不理想，提供一種重力平衡差抽油機，該機應用液力驅動技術，充分發揮油缸輸出速度低推力大的優點替代高耗能的減速機械，用重力配重平衡方法，使兩端匹配到最小差，用動滑輪倍放距離理論即省力處距離的顯著效果，把三個優秀條件集成機電融合一體化的創新結構，輸出做功動力大，達到長沖程，解決常規抽油機機械效率低，高能耗的技術難題。
[0004]采用的技術方案是:
重力平衡差抽油機，包括框架、固定在框架頂端的上平臺、第一驅動油缸、第二驅動油缸、重力組合滾筒、驅動油缸拉繩、配重拉繩、抽油桿、配重鐵、液壓剎車裝置、液壓栗站。所述的第一驅動油缸和第二驅動油缸分別安裝在框架的前后兩側，第一驅動油缸和第二驅動油缸通過油路連接液壓栗站的柱塞栗，第一驅動油缸的活塞桿連接有第一動滑輪，第二驅動油缸的活塞桿連接有第二動滑輪，所述第一動滑輪和第二動滑輪分別連接在框架的前后兩側所設的動滑輪滑道上，可在動滑輪滑道上下滑動。所述重力組合滾筒由重力組合驅動滾筒與重力組合增徑滾筒組合在一起，通過重力滾筒軸轉動連接在上平臺所設的滾筒軸支架上。所述上平臺的上面前、后設有前托輪和后托輪及下面設有下托輪。所述驅動油缸拉繩分為第一驅動油缸拉繩和第二驅動油缸拉繩，第一驅動油缸拉繩一端裝在框架后側固設的第一驅動油缸拉繩調整鎖緊裝置，另一端繞經第一動滑輪、后托輪、固定連接在重力組合驅動滾筒一端的鋼絲繩鎖緊裝置;第二驅動油缸拉繩一端裝在框架前側固設的第二驅動油缸拉繩調整鎖緊裝置，另一端繞經第二動滑輪、前支承重向輪、固定連接在重力組合驅動滾筒另一端的鋼絲繩鎖緊裝置。所述配重拉繩分為配重鐵拉繩和抽油桿提升拉繩，配重鐵拉繩一端連接配重鐵，另一端繞經下托輪，固定連接在重力組合增徑滾筒一側的鋼絲繩鎖緊裝置;抽油桿提升拉繩一端連接裝入井口內的抽油桿，另一端繞經設在上平臺前端的前支承重向輪，固定連接在重力組合增徑滾筒另一側的鋼絲繩鎖緊裝置，在重力組合增徑滾筒的作用下，配重鐵通過兩側的滾輪沿框架滑道上下滑動。所述液壓剎車裝置安裝在上平臺上。
[0005]上述的前托輪、后托輪和下托輪均由以托輪軸支撐在托輪支架上構成。
[0006]上述的前支承重向輪由前支承輪、前支承輪軸、前支承輪支架、前支承輪安全鎖銷及前后與左右調整底座組成，前支承輪通過前支承輪軸安裝在前支承輪支架上，前支承輪支架裝在前后與左右調整底座上，前支承輪支架與前支承輪穿裝有前支承輪安全鎖銷。
[0007]上述的液壓剎車裝置，包括剎車支架座、剎車摩擦片、剎車支臂、液壓油缸。剎車支架座固定在上平臺上，剎車支臂分為上下兩個，液壓油缸裝在上下兩剎車支臂之間，采用連接軸銷將液壓油缸的缸筒和活塞桿分別連接在上和下剎車支臂上，剎車支臂一端通過剎車支臂銷軸與剎車支架座連接，剎車支臂另一端固定連接剎車摩擦片，剎車摩擦片伸進重力組合增徑滾筒兩側，當液壓油缸運作，使重力組合滾筒剎車或轉動。
[0008]上述的液壓栗站，包括電動機、柱塞栗、單向閥、溢流閥、兩位四通換向閥、液壓單向鎖、緩沖罐、風冷散熱器、油箱、溫控油位計、磁性濾油器、球閥、管路濾油器、雙回路散熱管。電動機連接柱塞栗，柱塞栗通過管路連接單向閥，單向閥連接溢流閥，溢流閥一路連接兩位四通換向閥的P端，兩位四通換向閥的A端、B端各連接一個液壓單向鎖，A端和B端液壓單向鎖分別連接第一驅動油缸和第二驅動油缸。溢流閥另一路和兩位四通換向閥的T端連接緩沖罐回流，緩沖罐通過雙回路散熱管連接風冷散熱器，風冷散熱器通過雙回路散熱管連接帶有溫控油位計的油箱，油箱的油經磁性濾油器濾過由管路連接球閥，球閥連接管路濾油器，管路濾油器連接柱塞栗向執行元件、驅動油缸輸送液壓油。
[0009]與現有抽油機和實測比較:
1、模擬數據為14 一型抽油機，沖程4.5米，沖次2.5次/min，井深1700米，桿為三級，重量16噸左右，驅動功率為37kw，運行電流60安以上(提升重量為21噸，下行重量為16噸)。
[0010]2、重力平衡差抽油機兩端向下拉力為上下平衡差的二分之一。(21—16)+ 2=2.5噸 Χ9.8=24.5ΚΝ
3、配重鐵重量:(21-2.5)=18.5噸。
[0011]4、抽油桿向上提力為(21-18.5)=2.5噸\9.8=24.5.5、抽油桿向下行時為(18.5-16)=2.5噸X9.8=24.5KN
6、提升21噸時兩端向下拉力基本均衡只需2.5噸力Χ9.8=24.5 ΚΝ。
[0012]7、重力滾筒分為兩個直徑Φ 200 — Φ 600，油缸驅動重力滾筒Φ 200周長為638mm，變徑Φ600時相當放大增加阻力三倍，Φ600滾筒周長為1884mm，提升4.5米沖程時需2.4轉。
[0013]8、油缸行程:638 X 2.4=1507.2mm，動滑輪放大一倍距離，1/2等于754，mm為油缸行程。
[0014]9、油缸直徑為φ 100(內徑)，行程為754mm，容量為6.5L，壓力為4Mpa時，輸出功率為:(50 X 50 X 0.785 X 4)=7.85噸，放大增阻三倍(7.85/3)=2.6噸 X 9.8=25.48KN。
[0015]10、油栗、沖次:MCY—25 栗，1450r/min，每秒排量為 0.6Ι^(6.5Χ2/—次)=13L/0.6=21.66 秒 / 一次。(60/21.66)=2.77 次/min。
[0016]11、驅動功率:(25 X 1450r/min X 4MPa/60分鐘)=2.4kw/0.6工作效率=4kw配用5.5kw或7.5kw0
[0017]12、提升沖程達6米時，油缸行程為(6000/1884)=3.18的1/2轉X628等于油缸行程，只需998.52mm長即可。
[0018]提升沖程8米時，油缸行程為(8000/1884)=4.2的1/2轉X628等于油缸行程只需1318.8mm長即可。
[0019]13、相對比節電 ①14型游梁式抽油機驅動功率37kw，提升重量為21噸時，平均運行電流為60安以上。
[0020]②14型重力平衡差抽油機驅動功率為7.5kw，提升重量為21噸時，平均運行電流為
8-11安左右。
[0021]③對比:60-11=49/60=0.816相對省電在80%以上。實現高效技能，按大慶油田電價0.64元計算，年運行按330天計算耗電，電費(60 X 380 X 24 X 330)=1805760度電X 0.64元=115568元(11 X 380X24 X 330天)=33105度電 X 0.64元21187元，年省電費為(115568-21187)=94381 元。
[0022]本發明取得的有益效果是:
1、采用液壓油缸直接驅動，輸出推力大，行走速度低，栗站低壓運行(4-6MPa)，功率小耗能低、效率高，超低速運行，對于減輕柱塞栗機械負荷磨損撿栗周期及使用壽命得到成倍延長。
[0023]2、采用動滑輪倍放大距離的特點，有效減少油缸容量及油栗排量，極大降低驅動電機功率，對節能降耗有顯著成效。
[0024]3、獨特配重設計，重力平衡原理使兩側均衡，機械運行平穩省力，操作方便，可快速輕松完成調整平衡作業，配重鐵可直接落地，安全可靠，無需配用任何輔助機械設備。
[0025]4、應用變頻技術永磁同步調速電機，調參方便快捷只需一分鐘即可，省時省力，具有智能遠程控制系統，無線遙控起停，故障原因分析數字化監測功能，手機短信報警提示，人性化服務。
[0026]5、機身體積小、結構簡單合理，占地面積五平方米左右，超越常規抽油機體積，剎車系統采用液壓制動操作方便，維護保養及調參作業時更加安全可靠。
【附圖說明】
[0027]圖1是本發明的結構示意圖。
[0028]圖2是本發明的重力組合滾筒結構示意圖。
[0029]圖3是本發明的液壓剎車裝置結構示意圖。
[0030]圖4是本發明的液壓栗站流程順序圖。
【具體實施方式】
[0031]重力平衡差抽油機，包括框架1、固定在框架頂端的上平臺9、第一驅動油缸6、第二驅動油缸17、重力組合滾筒、驅動油缸拉繩、配重拉繩、抽油桿23、配重鐵24、液壓剎車裝置10、液壓栗站27。所述的第一驅動油缸6和第二驅動油缸17分別安裝在框架1的前后兩側，第一驅動油缸6和第二驅動油缸17通過油路連接液壓栗站27的柱塞栗，第一驅動油缸6的活塞桿連接有第一動滑輪4，第二驅動油缸17的活塞桿連接有第二動滑輪21，所述第一動滑輪4和第二動滑輪21分別連接在框架1的前后兩側所設的動滑輪滑道2上，可在動滑輪滑道2上下滑動。所述重力組合滾筒由重力組合驅動滾筒12與重力組合增徑滾筒13