一種智能式無游梁液壓抽油機的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種智能式無游梁液壓抽油機，屬于油氣田抽采設備技術領域。技術方案是：底座直接與采油井的井口法蘭連接，支架立式安裝在底座上；液壓缸垂直設置在支架上，液壓缸上端設置升降滑輪，固定滑輪設置在支架上，鋼絲繩匹配在升降滑輪和固定滑輪上，鋼絲繩的端部設有懸繩器；主機中的液壓缸（2）與雙向節能分配器(7)連接，雙向節能分配器和蓄能器（1）通過閥組后連接液壓馬達和油箱(16)；多個傳感器分別設置在主機和液壓站，電控箱連接主機和液壓站，數據分析處理器分別連接多個傳感器和電控箱。本實用新型的有益效果：具有長沖程、低沖次、載荷大等特點，調節方便,經濟效益高；實現沖次的自適應調節，提高液壓馬達效率。
【專利說明】
一種智能式無游梁液壓抽油機
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種智能式無游梁液壓抽油機，屬于油氣田抽采設備技術領域。
【背景技術】
[0002]目前，我國大部分油田處于開發的中后期，開發油藏類型日益復雜，稠油井及高含水量油井比重增多，要提高稠油井的產量及開采效率就需要抽油機具有長沖程、低沖次、大載荷的特點。【背景技術】中的傳統游梁式抽油機已經比較成熟，但是，由于游梁式抽油機自身的結構特點，要想實現以上功能還是存有較大難度;【背景技術】存在主要問題如下:游梁抽油機重量重，占地面積大，土建基礎也較大;設備安裝、調整及檢修麻煩，過程繁瑣，需要大量的人力物力；由于設備的曲柄、游梁、驢頭等運動部件體積大，重量重，因此，在安裝、運行及維護過程中容易出現安全問題;沖程及沖次調節麻煩；由于游梁抽油機需要的啟動力矩較大，因此裝機功率大，存在大馬拉小車問題;需經常對平衡率進行檢測，并進行調整，使平衡率在85%_115%之間，否則設備會有振動及耗電的情況；需專門安裝檢測儀表對示功圖進行測量;無法實現集中監控。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型目的是提供一種智能式無游梁液壓抽油機，具有長沖程、低沖次、載荷大等特點，調節方便、體積小，經濟效益高，解決【背景技術】中存在的上述問題。
[0004]本實用新型的技術方案是:
[0005]—種智能式無游梁液壓抽油機，由主機、液壓站和智能電控系統組成；
[0006]主機包含:底座、支架、升降滑輪、固定滑輪、鋼絲繩、懸繩器和液壓缸，底座直接與采油井的井口法蘭連接，支架立式安裝在底座上;液壓缸垂直設置在支架上，液壓缸上端設置升降滑輪，固定滑輪設置在支架上，鋼絲繩匹配在升降滑輪和固定滑輪上，鋼絲繩的端部設有懸繩器；
[0007]液壓站包含:油箱、液壓栗、閥組、雙向節能分配器和蓄能器，主機中的液壓缸與雙向節能分配器連接，雙向節能分配器和蓄能器通過閥組后連接液壓栗和油箱；
[0008]智能電控系統包含:傳感器、電控箱、數據分析處理器，多個傳感器分別設置在主機和液壓站，電控箱連接主機和液壓站，數據分析處理器分別連接多個傳感器和電控箱。
[0009]采油工作中，液壓缸由液壓站提供動力，通過液壓缸推動升降滑輪帶動光桿做往復工作;通過雙向節能分配器，將下沖程的重力勢能與液壓栗的輸出進行儲存，并在上沖程時進行釋放，降低能耗;工作中產生的載荷力和沖程由傳感器測量，并傳送至智能電控系統中；經數據分析處理器后，以示功圖形式存儲;實時工作中的示功圖通過與預存系統中的故障示功圖進行分析比對后，提供有效的數據分析和報警指示;可通過示功圖的計算，推導出動液面高度或通過在線式動液面測量儀器的接入，實現沖次的自適應調節，提高液壓栗效率。
[0010]所述智能電控系統還設有無線電臺綜合傳輸系統，通過無線電臺實現多臺智能式無游梁液壓抽油機的網絡化管理。
[0011]所述主機的升降滑輪設有高度調節機構，便于維護。
[0012]所述液壓站的雙向節能分配器與蓄能器組合，回收下沖程的重力勢能，在上沖程時釋放重力勢能做功，以降低整機能耗，實現節能。
[0013]所述液壓站和智能電控系統，作為一個整體集成在一起，與主機分開布置，中間采用油管連接，不受油井作業區域限制。
[0014]所述液壓站的液壓栗由變量柱塞栗和電機組成，并設有電動冷卻風扇，液壓油散熱冷卻技術采用電動冷卻風扇散熱，無需供水。
[0015]所述液壓站即可做單井使用，也可雙井使用。
[0016]所述智能電控系統的傳感器，用于沖程測量的傳感器，采用在線檢測式磁致伸縮式傳感器，可以實時檢測沖程變化;用于懸點載荷力測量的傳感器，采用在線檢測式壓力傳感器，可間接測量;并在主機支架的上下死點位置，各裝有一個限位行程開關，用于沖程切換。
[0017]所述液壓站的閥組，包括比例換向閥、電磁換向閥一、電磁換向閥二、電磁換向閥三，上、下沖程切換中，采用電磁換向閥和比例換向閥來實現換向調節。
[0018]所述智能電控系統，設有報表打印接口，提供井下故障信息提示和報表存檔打印功能。
[0019]本實用新型的有益效果:具有長沖程、低沖次、載荷大等特點，調節方便、體積小，經濟效益高;實現沖次的自適應調節，提高液壓栗效率。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型液壓系統原理圖；
[0021]圖中:1.蓄能器、2.液壓缸、3.高壓球閥、4.變量柱塞栗、5.避震喉、6.壓力繼電器、7.雙向節能分配器、8.電機、9.比例換向閥、10.電磁換向閥一、11.電磁換向閥二、12.溢流電磁閥、13.電磁換向閥三、14.電動冷卻風扇、15.回油過濾器、16.油箱；
[0022]圖2為本實用新型實施例主機結構圖；
[0023]圖3為本實用新型實施例主機側視結構圖；
[0024]圖中:2.液壓缸、17.螺栓一、18.支架、19.限位行程開關、20.升降滑輪、21.定滑輪、22.螺母、23.懸繩器、24.爬梯、25.鋼絲繩；
[0025]圖4為本實用新型實施例主機連接板結構圖；
[0026]圖5為本實用新型實施例主機連接板側視結構圖；
[0027]圖6為本實用新型實施例主機連接板螺栓二結構圖；
[0028]圖中:18.支架、26.上連接板、27.底座、28.螺栓二、29.液壓缸螺栓孔、30.滑輪連接孔、31.底座螺栓孔；
[0029]圖7為本實用新型實施例主機的液壓缸總成結構圖；
[0030]圖8為本實用新型實施例主機的液壓缸總成側視結構圖；
[0031]圖中:32.液壓缸底座、33.螺栓孔、34.油缸、35.液壓桿、36.油口；
[0032]圖9為本實用新型實施例懸繩器結構圖；
[0033]圖10為本實用新型實施例懸繩器側視結構圖；
[0034]圖11為本實用新型實施例懸繩器俯視結構圖；
[0035]圖中:37.壓緊蓋、38.光桿孔、39.懸繩器本體、40.中心孔、41.壓緊螺栓、42.鋼絲繩孔；
[0036]圖12本實用新型實施例電控箱布置圖；
[0037]圖13本實用新型實施例電控箱表面圖；
[0038]圖中:53.隔離開關、54.軟啟動器、55.接觸器、56.斷路器、57.DC24V直流電源、58.微型斷路器、59.PLC控制器、60.中間繼電器、61.端子、62.電壓表、63.電流表、64.顯示觸摸屏。
【具體實施方式】
[0039]以下結合附圖，通過實施例對本實用新型做進一步說明。
[0040]—種智能式無游梁液壓抽油機，由主機、液壓站和智能電控系統組成；
[0041 ] 主機包含:底座27、支架18、升降滑輪20、固定滑輪21、鋼絲繩、懸繩器23和液壓缸2，底座直接與采油井的井口法蘭連接，支架立式安裝在底座上;液壓缸垂直設置在支架上，液壓缸上端設置升降滑輪，固定滑輪設置在支架上，鋼絲繩匹配在升降滑輪和固定滑輪上，鋼絲繩的端部設有懸繩器；
[0042]液壓站包含:油箱16、液壓栗、閥組、雙向節能分配器7和蓄能器I，主機中的液壓缸2與雙向節能分配器7連接，雙向節能分配器7和蓄能器I通過閥組后連接液壓栗和油箱16;
[0043]智能電控系統包含:傳感器、電控箱、數據分析處理器，多個傳感器分別設置在主機和液壓站，電控箱連接主機和液壓站，數據分析處理器分別連接多個傳感器和電控箱。
[0044]采油工作中，液壓缸由液壓站提供動力，通過液壓缸推動升降滑輪帶動光桿做往復工作;通過雙向節能分配器，將下沖程的重力勢能與液壓栗的輸出進行儲存，并在上沖程時進行釋放，降低能耗;工作中產生的載荷力和沖程由傳感器測量，并傳送至智能電控系統中；經數據分析處理器后，以示功圖形式存儲;實時工作中的示功圖通過與預存系統中的故障示功圖進行分析比對后，提供有效的數據分析和報警指示;可通過示功圖的計算，推導出動液面高度或通過在線式動液面測量儀器的接入，實現沖次的自適應調節，提高液壓栗效率。
[0045]所述智能電控系統還設有無線電臺綜合傳輸系統，通過無線電臺實現多臺智能式無游梁液壓抽油機的網絡化管理。
[0046]所述主機的升降滑輪20設有高度調節機構，便于維護。
[0047]所述液壓站的雙向節能分配器與蓄能器組合，回收下沖程的重力勢能，在上沖程時釋放重力勢能做功，以降低整機能耗，實現節能。
[0048]所述液壓站和智能電控系統，作為一個整體集成在一起，與主機分開布置，中間采用油管連接，不受油井作業區域限制。
[0049]所述液壓站的液壓栗由變量柱塞栗4和電機8組成，并設有電動冷卻風扇14，液壓油散熱冷卻技術采用電動冷卻風扇散熱，無需供水。
[0050]所述液壓站即可做單井使用，也可雙井使用。
[0051]所述智能電控系統的傳感器，用于沖程測量的傳感器，采用在線檢測式磁致伸縮式傳感器，可以實時檢測沖程變化;用于懸點載荷力測量的傳感器，采用在線檢測式壓力傳感器，可間接測量;并在主機支架的上下死點位置，各裝有一個限位行程開關19，用于沖程切換。
[0052 ] 所述液壓站的閥組，包括比例換向閥9、電磁換向閥一 1、電磁換向閥二 11、電磁換向閥三13，上、下沖程切換中，采用電磁換向閥和比例換向閥來實現換向調節。
[0053]所述智能電控系統，設有報表打印接口，提供井下故障信息提示和報表存檔打印功能。
[0054]參照附圖，本實用新型更具體的實施方式如下:
[0055]主機支架18通過底座27直接與油井井口法蘭連接，光桿在支架18外側通過穿過懸繩器23的中心孔40，上下用光桿卡子連接，懸繩器兩側壓蓋用螺栓將一根鋼絲繩25兩端壓緊，鋼絲繩25繞過支架18，固定在支架的上連接板26的固定滑輪21上，鋼絲繩搭在頂部升降滑輪20上方，升降滑輪與液壓桿35連接;當液壓桿35帶動光桿上下往復運動時，帶動升降滑輪20上下運動，使光桿實現上、下沖程運動。
[0056]下沖程運動:油箱的一路液壓油，從液壓站的變量柱塞栗4出口，經溢流電磁閥12進入雙向節能分配器7的B腔；另一路液壓油，在光桿通過重力作用帶動下液壓桿35向下勻速運動，將液壓缸2內的油從底部的油口 36排回到液壓站，進入雙向節能分配器7的Al腔;兩路液壓油共同作用下，使雙向節能分配器7活塞向雙向節能分配器7的BI腔方向運動，雙向節能分配器7的A腔油，經電動冷卻風扇14冷卻后，回油箱16，雙向節能分配器7的BI腔油，被擠壓后進入蓄能器I存儲；當升降滑輪20行程至下死點時，觸發下死點限位行程開關件，液壓站的電磁換向閥二 11換向，結束下沖程運動；
[0057]上沖程時:油箱的一路液壓油，從液壓站的變量柱塞栗4出口，經溢流電磁閥12進入雙向節能分配器7的A腔；另一路液壓油從蓄能器I出口排出，進入雙向節能分配器7的BI腔;兩路液壓油共同作用下，使雙向節能分配器7活塞向雙向節能分配器7的Al腔方向運動，雙向節能分配器7的B腔油，經電動冷卻風扇14冷卻，后回油箱16;雙向節能分配器7的Al腔中的油，從雙向節能分配器7出口，進入主機的液壓缸2底部的油口 36，帶動活塞向上運動，活塞帶動升降滑輪20和懸繩器16向上勻速運動，當導向滑輪20行程至上死點時，觸發上死點限位行程開關，液壓站的電磁換向閥二 11換向，結束上沖程運動。
[0058]也可采取比例換向閥9控制上下沖程速度，達到無極調速的效果。
[0059]智能電控系統實施方式:
[0060]液壓栗的啟動由軟啟動器54完成，電控箱內配備西門子PLC控制器59、DC24V直流電源57、隔離開關53、接觸器55、斷路器56、微型斷路器58;PLC控制器59對油箱溫度和液位、雙向節能分配器油壓、主機限位行程開關和傳感器，進行信號采集，經過數據分析處理器的轉換和分析運算后，將檢測值和處理結果送到電控箱面板的顯示觸摸屏64上，可供人工查詢和操作。PLC控制器，采用西門子S7-200系列CPU216作為主控制器，并與顯示觸摸屏RS232串口連接通訊。通過顯示觸摸屏的觸摸操作，可手動對沖程、沖次進行在線調整；也可使用自動調整方式:雙向節能分配器的壓力傳感器和磁致伸縮位移傳感器采集的數據，通過電纜傳輸到數據分析處理器的S7200PLC模擬量輸入模塊，由數據分析處理器的CPU進行處理后，通過示功圖的形式顯示在顯示觸摸屏64上，再通過數據分析處理器中預存的故障狀態示功圖數據與實時繪制的示功圖進行比對，判斷出是否存在故障隱患并分析出故障類型，傳送到顯示觸摸屏上顯示，用于提醒工人維護和注意，實時繪制的示功圖經過分析計算后可得出井下動液面高度，根據動液面高度可自動調整沖次:當動液面高度增加時，增加沖次(不超過設計最大值)；當動液面高度降低時，減少沖次。
[0061]智能電控系統設有無線電臺綜合傳輸系統，通過無線電臺實現多臺智能式無游梁液壓抽油機的網絡化管理;無線電臺綜合傳輸系統的無線電臺信號收發器，使用CDMA網絡DTU模塊與油田集中管理系統連接通訊，并通過CDMA網絡將油井產量、運行等數據實時傳輸到遠方油田管理等系統中，提供報表自動存儲、導入導出和打印等功能。
【主權項】
1.一種智能式無游梁液壓抽油機，其特征在于:由主機、液壓站和智能電控系統組成；主機包含:底座(27)、支架(18)、升降滑輪(20)、固定滑輪(21)、鋼絲繩、懸繩器(23)和液壓缸(2)，底座直接與采油井的井口法蘭連接，支架立式安裝在底座上;液壓缸垂直設置在支架上，液壓缸上端設置升降滑輪，固定滑輪設置在支架上，鋼絲繩匹配在升降滑輪和固定滑輪上，鋼絲繩的端部設有懸繩器;液壓站包含:油箱(16)、液壓栗、閥組、雙向節能分配器(7)和蓄能器(I)，主機中的液壓缸(2)與雙向節能分配器(7)連接，雙向節能分配器(7)和蓄能器(I)通過閥組后連接液壓栗和油箱(16);智能電控系統包含:傳感器、電控箱、數據分析處理器，多個傳感器分別設置在主機和液壓站，電控箱連接主機和液壓站，數據分析處理器分別連接多個傳感器和電控箱。2.根據權利要求1所述的一種智能式無游梁液壓抽油機，其特征在于:所述主機的升降滑輪(20)設有高度調節機構。3.根據權利要求1或2所述的一種智能式無游梁液壓抽油機，其特征在于:所述液壓站和智能電控系統，作為一個整體集成在一起，與主機分開布置，中間采用油管連接。4.根據權利要求1或2所述的一種智能式無游梁液壓抽油機，其特征在于:所述液壓站的液壓栗由變量柱塞栗(4)和電機(8)組成，并設有電動冷卻風扇(14)。5.根據權利要求1或2所述的一種智能式無游梁液壓抽油機，其特征在于:在主機支架的上下死點位置，各裝有一個限位行程開關。6.根據權利要求1或2所述的一種智能式無游梁液壓抽油機，其特征在于:所述液壓站的閥組，包括比例換向閥(9)、電磁換向閥一(10)、電磁換向閥二(11)、電磁換向閥三(13)。
【文檔編號】E21B43/00GK205422657SQ201620308493
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年4月14日
【發明人】張成武
【申請人】麥格瑞科技（北京）有限公司