專利名稱：智能定力矩抽油裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于油田采油作業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50000N的油井采油作業，尤其是適用于低滲、超低滲油田的間歇采油作業。
背景技術：
目前油田采油作業采用的是游梁式抽油機，該種抽油機體型較大，而且能源消耗較大。例如10型游梁式型抽油機，所用電機為15KW，一年耗電15XMX335 = 120600度 (維修、故障天數30天計)，按每度1元的電價計算，一臺10型游梁式型抽油機一年用電量需要支付12. 06萬元人民幣。
發明內容本實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的可節省更多電能的智能定力矩抽油裝置。本實用新型的目的是這樣實現的，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、控制器、小鏈條輪及平衡塊，在主機架上通過連接軸前后連接有大鏈條輪和牽引輪，牽引輪左邊通過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，在副機架上固定有電機，電機的電機軸軸連接小鏈條輪，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鏈條連接。所述的牽引繩通過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。本實用新型的優點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。無論杠桿旋轉角度如何，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，所用電機為5. 5KW，一年耗電 5. 5X24X335 = 44220度(維修、故障天數30天計)，比10型游梁式抽油機每年節約76380 度電，按每度1元的電價計算，一年共節約7. 64萬元人民幣。智能定力矩抽油裝置比游梁式型抽油機節能效果非常明顯，尤其是低滲、超低滲油田間歇采油作業，利用其沖次可以任意調整，可以節省更多電能，而且抽油機功率越大節能效果也越明顯。
[0010]下面結合實施例附圖對本實用新型作進一步說明圖例說明圖1是本實用新型實施例結構示意圖。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、副機架；14、電機。
具體實施方式
如圖1所示，在主機架8上通過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通過懸繩器3與抽油桿2連接固定。牽引輪6右邊通過平衡塊牽引繩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。在副機架13上固定有電機14，電機14的電機軸軸連接小鏈條輪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通過鏈條連接，工作時，控制器控制電機14工作，電機軸帶動小鏈條輪11轉動，由小鏈條輪11通過鏈條帶動牽引輪6，牽引輪6帶動抽油桿2和平衡塊12上下往復移動，完成抽油機上下循環往復運動。為了節省電能，在平衡塊12上下位置有上限位器和下限位器，平衡塊12到達上限位器后，由上限位器給控制器上限位信號，平衡塊12到達下限位器后，由下限位器給控制器下限位信號。依次控制器完成電機正反轉。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，使系統安全可靠。控制器選用PLC，PLC控制電機啟動后，平衡塊向上升或者下降，當碰到上限位器后，電機停止轉動，PLC記錄這段運轉時間，并減去3 5秒，得時間、；電機停止3 5秒后，PLC給電機信號，驅使其向相反方向運轉，碰到下限位器后，電機停止轉動，PLC記錄這段運轉時間，并減去3 5秒，得時間t2 ；電機停止3 5秒后，PLC給電機信號，驅使其向相反方向運轉，運轉時間為t2+(3 5)，待運轉時間t2+(3 5)完畢，電機停止3 5秒后， PLC給電機信號，驅使其向相反方向運轉，并以運轉時間為t2為周期往復運轉。平衡配重塊重量依據如下計算公式(pmax+pmin)+2pmax =最大載荷，Fimin =最小載荷；抽油機提升機構載荷確定，最大載荷為100KN，最小載荷50KN，則平衡塊重量應為(100+50)+2 = 75KN。抽查5臺型抽油機示功圖，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。觀察眾多抽油機示功圖可以發現不管是幾型抽油機，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，是一個幾乎不變的參數。但是，在抽油泵結蠟或其他異常情況下，可以導致抽油桿上升與下降載荷差值增大，為了讓抽油機工作能承擔較大的不平衡重量，運轉更為平穩，因此取抽油桿上升與下降載荷最大相差約50KN進行設計。根據平衡塊的確定方法，配重塊重量p2 = 75KN,則在抽油桿上升時，作用在平衡塊上的力應該是(100-75) = 25KN，則在抽油桿下降時，作用在平衡塊上的力應該是 (75-50) = 25KN, KN 為千牛。結論由于無需考慮動載系數，因此只要抽油機能提升25KN的物重，該10型智能定力矩抽油裝置就能平穩運行。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 是抽油機完成一個沖程所繪制出的示功圖，橫坐標表示位移(單位m)，縱坐標表示載荷 (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、控制器、小鏈條輪及平衡塊，在主機架上通過連接軸前后連接有大鏈條輪和牽引輪，牽引輪左邊通過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，在副機架上固定有電機，電機的電機軸軸連接小鏈條輪，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鏈條連接。
2.根據權利要求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懸繩器與抽油桿連接固定。
3.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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
專利摘要本實用新型涉及一種用于油田采油作業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50000N的油井采油作業，尤其是適用于低滲、超低滲油田的間歇采油作業。至少包括牽引輪、抽油桿、電機、控制器、小鏈條輪及平衡塊，在主機架上通過連接軸前后連接有大鏈條輪和牽引輪，牽引輪左邊通過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，在副機架上固定有電機，電機的電機軸軸連接小鏈條輪，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鏈條連接。
文檔編號E21B43/00GK202181882SQ20112029808
公開日2012年4月4日 申請日期2011年8月16日 優先權日2011年8月16日
發明者李占生 申請人:李占生