[发明专利]双牵引抽油机

说明书

技术领域

本发明涉及一种石油机械，尤其是能够节约能源的抽油机。

背景技术

目前公知的游梁式抽油机还是120多年前由美国人自拉夫金(lifkin)发明的，由于这种抽油机皮实耐用，管理粗放，故在石油开采过程中一直使用至今，但是随着现代科学技术的发展和节约能源的战略需要，该型抽油机所存在的能耗高，体积大，耗材多，机构复杂，调参困难以及不能应用于长冲程、低冲次、稠油开采场合的缺陷逐步凸现出来，无疑，传统游梁式抽油机受到了前所未有的技术挑战。在此形势下，科技人员研发出好多种无游梁式抽油机，如皮带抽油机，直线电机抽油机，塔架式外转子电机抽油机，摩擦换向抽油机等。客观地讲，这些无游梁式抽油机都有一定程度的技术进步，比较节能，并能应用于长冲程、低冲次、小泵深抽，大泵提液的场合，但是上述的多种无游梁式抽油机电机配备功率较大，制造成本高，节电效果不显著，皮带、钢丝绳等柔索使用寿命短。

发明内容

为了克服传统游梁式抽油机和无游梁式抽油机的上述不足，本发明提供双牵引抽油机，该型抽油机不仅能够满足各种井况的原油抽吸，而且动力配备大幅度降低，更大程度节约能源，同时，皮带、钢丝绳、链条等使用寿命大大延长，安全系数也有了很大提高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：双牵引抽油机主要由上平台1，电机及滚筒2，前导轮3，索带4、11、12，光杆卡子5，悬绳器6，光杆7，井口8，机架9，主配重10，中导轮13，副配重14，控制柜15构成。由机架9和上平台1构成抽油机载体，在上平台1上设置电机及滚筒2、前导轮3，索带4的一端用螺栓固定在电机及滚筒2上，另一端从前导轮3上绕过后再与悬绳器6连结，光杆7自井口8中心伸出与悬绳器6用光杆卡子5连接，索带11的上端固定在电机及滚筒2上，另一端与主配重10连结，至此，构成抽油机的主牵引系统，它是通过电机及滚筒2利用卷扬方式牵引悬点负荷的。在上平台1的电机及滚筒2与导轮3之间设置中导轮13，用索带12绕过中导轮13，前导轮3，前端与悬绳器6相连结，后端与副配重14相连结，至此，构成了抽油机的副牵引系统，它是利用无功损耗副配重的重力曳引方式牵引悬点负荷的。所述索带为皮带或钢丝绳或链条。所述电机为开关磁阻电机或稀土永磁同步电机。

当电机及滚筒2通电旋转后(设为逆时针转动)，索带4通过电机滚筒2卷扬，牵引前侧悬点负荷向上止点运行，后侧主配重在重力作用下向下止点运行，索带11在滚筒上逐步放开，与此同时，副配重14在自身重力作用下拉着索带12经过中导轮13和前导轮3，与电机及滚筒2、主配重10一起合力把前侧悬点负荷从下止点拉升到上止点，从而带动光杆7带动抽油泵把地下原油抽吸到地面。当电机及滚筒2换向旋转后(顺时针转动)，光杆及杆柱、液柱在其重力作用下向下止点运行，索带4随着电机及滚筒2旋转，拽着悬点负荷向下止点运行，主配重10随着索带11通过电机及滚筒2卷扬向上止点运行，与此同时，悬点负荷拉着索带12将副配重14向上止点提升，直至将其提升到上止点，把重力能储存起来，为下一冲程作准备。

显而易见，设置副配重，将悬点负荷进行合理分解，由主配重和副配重分别承担，而副配重参与拉升悬点负荷并未消耗任何能源，而是利用自身的重力作功，也就是将悬点自身固有的重量加以挖潜，变成可利用的重力作功。

现以油田最常用的14型抽油机为例，进一步说明安装副牵引系统的作用。一般14型抽油机工作时从示功图上可以看到悬点上升时最大负荷100KN，悬点下降时最小负荷60KN。在未设置副配重时，主配重一般为80KN，即最大悬点负荷和最小悬点负荷之平均值，抽油机在运行时，当电机及滚筒逆时针转动时，电机前侧悬点负荷往上止点运行，负荷为100KN，主配重为80KN，电机承担20KN(摩擦力忽略不计，下同)，把悬点负荷从下止点提升到上止点，抽油泵完成抽油过程。当电机及滚筒顺时针转动时，悬点负荷为60KN，主配重为80KN，电机同样也是承担20KN，把悬点负荷从上止点下放到下止点，抽油泵完成充油过程。设滚筒直径为1000mm，上冲程时电机及滚筒输出的扭矩，前侧为：100KN×1000/2＝50KN·m，后侧为：80KN×1000/2＝40KN·m。