[实用新型]压力平衡柔性光杆抽油机

说明书

技术领域

本实用新型为一种压力平衡柔性光杆抽油机，属机电一体化应用新领域。 

背景技术

在油田开发中，主要采油手段是四连杆游梁式抽油机和各类天平平衡立式抽油机。据不完全统计，全世界目前有油井约200万口，其中抽油机机械采油约占95％以上。 

传统四连杆游梁式抽油机已逾120多年应用历史，具有疲实可靠、经久耐用、作业让位简单、卸载挂抽方便、失载保护可靠的的优点。该机型虽不断改进，不断创新，但其结构和原理万变不离其宗，至今仍占机械采油的90％左右，成为机械采油的主导机型。 

随着人类对节能高效、低碳、环保的需求越来越迫切，各类节能省材、不停机智能调参、安全、环保的天平平衡立式抽油机相继诞生。与传统四连杆游梁式抽油机相比，天平平衡立式抽油机具有节能、省材30％以上，不停机智能调参提高工效大于1000倍，适于长冲程、低冲次的工作制度，维护工作量减少60％以上的明显技术优势，有更新传统四连杆游梁式抽油机的发展趋势。 

上述传统四连杆游梁式抽油机和天平平衡立式抽油机各有利弊。四连杆游梁式抽油机结构庞大、传动链长、效率低、能耗高，亟待更新。 

天平平衡立式抽油机机架高，维护不方便，存在作业让位、卸载挂抽、失载保护技术瓶颈，亟需技术完善。 

不论何种抽油机，上下行程都依靠平衡重辅助做功，如果用压力平衡取代重物平衡，并用柔性光杆代替刚性光杆入井，将使平衡能量、传动效率、机械结构、节能省材、操作维护得到最大优化，并彻底消除作业让位、失载保护、卸载挂抽技术瓶颈，实现采油机械的创新。 

发明内容

针对上述抽油机存在的不足，本实用新型的目的是采用柔性光杆悬挂点入井的矮机架结构和压力平衡原理，下行程抽油杆位能释放储存压能，上行程平衡装置压能释放帮助做功，从而攻克作业让位、卸载挂抽、失载保护等技术瓶颈，实现优化抽汲参数、方便操作管理、大幅度节能省材，为机械采油提供一种高效低耗的全新采油机械。 

本实用新型的技术解决方案是： 

所述的压力平衡柔性光杆抽油机包括置于设有螺杆举升移机机构矮机架前上端的平衡轮1、该轮下部或机架底座中部的驱动装置和后部的压力平衡装置，其中平衡轮1与驱动装置的驱动轮耦合传动，该平衡轮绳槽内设置柔性光杆或平衡绳2，平衡绳2经导向轮4通过触点式绳杆连接器14连接平衡液压泵11柱塞，平衡液压泵11尾部设置空气干燥净化器12；压力平衡装置的三合一储罐上部为气压平衡罐5，内置平衡液压缸6和真空导热管7，下部为缓冲补偿罐10，内置电热管；平衡液压缸6底部的平衡导压管8串联强磁旋流自发电加热器9并与平衡液压泵11有柱塞前端连接，其余相关连接管路与三合一储罐和压力补偿器13定向联接。 

所述的平衡轮1为起平衡、换向、抽汲作用的高强度尼龙或钢制三用轮，其绳槽内披复一端经井口盘根盒连接入井抽油杆，另一端经导向轮4连接平衡液压泵11柱塞的柔性光杆；或者逆时针固定与入井抽油杆连接的柔性光杆，顺时针固定经导向轮4通过触点式绳杆连接器14连接平衡液压泵11柱塞的平衡绳2；其与驱动装置的传动方式至少为以下五种类型之一： 

第一种为平衡轮1和驱动装置的驱动轮设置的齿轮直接啮合传动； 

第二种为平衡轮1和驱动装置的驱动轮设置的链轮通过链条传动； 

第三种为平衡轮1和驱动装置的驱动轮设置的V形槽通过皮带传动； 

第四种为平衡轮1和驱动装置的驱动轮设置的曲柄通过摇杆传动； 

第五种为平衡轮1小轮上固定的柔性绳和驱动装置的驱动轮设置的曲柄通过柔性绳传动。 

所述的驱动装置为异型直驱电机3或用联轴器20耦合的通用电机21加对称输出减速器19联合驱动装置，其中异型直驱电机3为异型开关磁阻电机或异型永磁电机，其结构至少为以下四种类型之一： 

第一种为图4所示的嵌套式异型外转子结构，其嵌套式异型内定子24通过空心轴、键、轴承、密封端盖固定于嵌套式异型外转子22空腔内，镶嵌套外圆面圆周上均布如图9所示的偶数条轴向外键槽，嵌套式异型内定子铁心42分三段错齿1-6°嵌入外键槽内；嵌套式异型外转子22内圆面圆周上均布与嵌套式异型内定子24对应的轴向内键槽，嵌套式异型外转子铁心40凸极嵌套入三组嵌套式异型内定子铁心42间隔槽内，其条型平面嵌套入轴向内键槽内，并用螺栓紧固；嵌套式异型内定子铁心42凹槽内放置集中环式绕组23；空心轴轴头和密封端盖上设置磁性霍尔传感器25或无线遥感传感器；