專利名稱：動(dòng)態(tài)平衡抽汲系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械與智控技術(shù)相結(jié)合的地下油氣采汲設(shè)備，尤其是涉及一
種動(dòng)態(tài)平衡抽汲系統(tǒng)。
二背景技術(shù)：
常規(guī)油氣抽汲設(shè)備所存在的系統(tǒng)效率低、運(yùn)行能耗高的缺陷有目共睹，為此人們 從不同角度進(jìn)行了大量的研究，目前雖然在降低設(shè)備運(yùn)行能耗這一局部技術(shù)上取得了一些 進(jìn)展，但在如何進(jìn)一步簡化設(shè)備結(jié)構(gòu)、顯著提高設(shè)備整體運(yùn)行可靠性等關(guān)鍵性技術(shù)研究上 卻始終難以有重大突破。
三
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述背景技術(shù)中的不足之處，提供一種既適合于在孤 井上獨(dú)立工作，又適合于在叢式井系統(tǒng)中各相鄰井位上的抽汲設(shè)備協(xié)同聯(lián)動(dòng)的動(dòng)態(tài)平衡抽 汲系統(tǒng)。其在有效降低系統(tǒng)運(yùn)行能耗的同時(shí)，可顯著壓縮設(shè)備制造成本、并提高系統(tǒng)運(yùn)行的 可靠性。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為 —種動(dòng)態(tài)平衡抽汲系統(tǒng)，包括動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元、智能控制單元、單井采汲機(jī)械單元， 其特征在于動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元采用低速、大扭矩電機(jī)或調(diào)速便利、換向自如的電機(jī)，智能控制 單元由智能控制箱與傳感器件組成，智能控制箱內(nèi)設(shè)有微控制數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)與面板操作、 面板顯示部件，智能控制箱通過線纜與電機(jī)相連，單井采汲機(jī)械單元中的從動(dòng)裝置摒棄了 常規(guī)抽油機(jī)所使用的兩級(jí)或兩級(jí)以上從動(dòng)減速結(jié)構(gòu)，而改為結(jié)構(gòu)更為簡單的單級(jí)從動(dòng)裝 置。
上述單級(jí)從動(dòng)裝置有三種形式一種為將兩個(gè)曲柄置于雙從動(dòng)軸支撐座內(nèi)側(cè)，兩
個(gè)曲柄的一端以雙從動(dòng)軸支撐座為依托通過兩側(cè)的從動(dòng)軸分別連接從動(dòng)輪與剎車系統(tǒng)，另
一端通過曲柄連接軸相互連接；另一種為將從動(dòng)軸設(shè)置在雙從動(dòng)軸支撐座上，從動(dòng)軸伸出
雙從動(dòng)軸支撐座外側(cè)的一端安裝從動(dòng)輪，另一端安裝剎車系統(tǒng)，位于雙從動(dòng)軸支撐座內(nèi)側(cè)
的從動(dòng)軸的中間部位安裝用來驅(qū)動(dòng)采汲設(shè)備工作的鏈輪或索筒；還有一種為將從動(dòng)軸設(shè)置
在單從動(dòng)軸支撐座或雙從動(dòng)軸支撐座上，從動(dòng)軸的一端安裝從動(dòng)輪，而另一端設(shè)置用來驅(qū)
動(dòng)采汲設(shè)備工作的單曲柄，位于雙從動(dòng)軸支撐座內(nèi)側(cè)的從動(dòng)軸中間部位安裝剎車系統(tǒng)。 上述單井采汲機(jī)械單元不局限于結(jié)構(gòu)形式，既可以為以往常規(guī)抽油機(jī)的游梁式結(jié)
構(gòu)，也可以為非游梁式結(jié)構(gòu)。 上述系統(tǒng)包括單井游梁式單級(jí)從動(dòng)抽汲機(jī)，單井游梁式單級(jí)從動(dòng)抽汲機(jī)包括游梁 式機(jī)構(gòu)、單級(jí)從動(dòng)裝置、機(jī)架、底座、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元、智能控制單元；單井游梁式單級(jí)從動(dòng)抽 汲機(jī)的游梁前端設(shè)置有驢頭，游梁后端設(shè)置尾梁或后驢頭或尾梁與后驢頭的組合；尾梁上 偏于游梁，或下偏于游梁，或與游梁處于同一水平，或與游梁合二為一 ；平衡重裝置置于尾 梁末端或后驢頭或曲柄上，平衡重裝置由固定配重體與活動(dòng)配重體兩部分組成或由一個(gè)整體組成；單級(jí)從動(dòng)裝置通過曲柄、連桿組合，或曲柄、拖動(dòng)柔性繩帶及后驢頭組合，或鏈輪、
鏈條及后驢頭組合，或索筒、拖動(dòng)柔性繩帶組合，或帶輪、帶繩組合與游梁連接。 上述系統(tǒng)包括單井天輪式單級(jí)從動(dòng)抽汲機(jī)，單井天輪式單級(jí)從動(dòng)抽汲機(jī)包括天
輪、單級(jí)從動(dòng)裝置、機(jī)架、底座、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元、智能控制單元；天輪為單輪或雙輪，天輪的形
狀為圓形輪或扇形輪；單級(jí)從動(dòng)裝置通過曲柄、連桿組合，或曲柄、繩帶輪以及拖動(dòng)柔性繩
帶組合，或鏈輪、鏈條組合，或繩帶、索筒組合，或帶輪、皮帶組合與天輪連接；繩帶輪為單輪
或雙輪，繩帶輪為圓形輪或扇形輪或偏心異形輪；天輪與繩帶輪為一體輪或相互分離的同
軸不同徑的輪體或不同軸不同徑的輪體，抽油桿懸掛繩帶與垂吊平衡重裝置繩帶為同一組
繩帶或兩組相互獨(dú)立的繩帶置于天輪之上，平衡重裝置由固定配重體和活動(dòng)配重體兩部分
組成或由一個(gè)整體；在位于平衡重裝置側(cè)端的機(jī)架或底座上設(shè)置有平衡重防擺裝置。 上述單井采汲機(jī)械單元的機(jī)架主體可根據(jù)驢頭懸點(diǎn)載荷的大小選擇桁架結(jié)構(gòu)或
三角支架結(jié)構(gòu)或圓柱或棱柱結(jié)構(gòu)；處于維修井位便利及設(shè)備運(yùn)行安全方面的考慮，在平衡
重裝置的下端或側(cè)端可設(shè)置平衡重裝置臨時(shí)放置支撐架、安全限位及防撞裝置。 上述多臺(tái)單井采汲機(jī)械單元通過叢式井載荷互平衡傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相差一定相位角依
次連接組成叢式井載荷互平衡抽汲系統(tǒng)；叢式井載荷互平衡傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由固定在單井采汲機(jī)
械單元底座上或采汲機(jī)械單元旁的多臺(tái)叢式井傳動(dòng)箱通過串聯(lián)式傳動(dòng)軸或并聯(lián)式傳動(dòng)裝
置連接構(gòu)成。 上述叢式井傳動(dòng)箱內(nèi)的傳動(dòng)裝置由兩級(jí)傳動(dòng)軸或兩級(jí)以上傳動(dòng)軸組成，伸出箱體 外側(cè)的一級(jí)主動(dòng)軸的一端安裝與電機(jī)相連的輸入輪或聯(lián)軸器，而另一端安裝輸出輪；非安 裝有輸入輪與輸出輪或聯(lián)軸器的其它傳動(dòng)軸的外側(cè)用于連接串聯(lián)式傳動(dòng)軸或并聯(lián)式傳動(dòng) 裝置。 上述串聯(lián)式傳動(dòng)軸或并聯(lián)式傳動(dòng)裝置與叢式井傳動(dòng)箱上的傳動(dòng)軸之間采用傳動(dòng) 軸聯(lián)軸器或離合器或曲柄固定機(jī)構(gòu)依次連接，連接串聯(lián)式傳動(dòng)軸的傳動(dòng)軸聯(lián)軸器為具有軸 向伸縮和角度偏移功能的萬向軸結(jié)構(gòu)，并聯(lián)式傳動(dòng)裝置由曲柄連桿機(jī)構(gòu)構(gòu)成；叢式井載荷 互平衡傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與單井采汲機(jī)械單元中的從動(dòng)裝置通過傳送帶或鏈條或離合裝置進(jìn)行連 接，傳送帶或鏈條的側(cè)旁設(shè)置一個(gè)帶或鏈張緊輪。 上述叢式井載荷互平衡抽汲系統(tǒng)采用一臺(tái)或少數(shù)幾臺(tái)電機(jī)通過輸入輪或聯(lián)軸器 與若干個(gè)叢式井傳動(dòng)箱當(dāng)中相對(duì)應(yīng)的一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)一級(jí)主動(dòng)軸連接，可實(shí)現(xiàn)一臺(tái)或少數(shù) 幾臺(tái)電機(jī)帶動(dòng)叢式井中的多臺(tái)單井采汲設(shè)備聯(lián)動(dòng)運(yùn)行。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有如下積極效果 從革新機(jī)械結(jié)構(gòu)與改進(jìn)相應(yīng)的配套電氣驅(qū)動(dòng)及控制手段兩個(gè)方面同時(shí)著手，在使 系統(tǒng)內(nèi)的機(jī)電設(shè)施的綜合協(xié)調(diào)性能大為提高的同時(shí)，也使設(shè)備結(jié)構(gòu)更加緊湊，簡單而合理， 無論是對(duì)單井單機(jī)還是針對(duì)整個(gè)叢式井系統(tǒng)而言，既可確保設(shè)備運(yùn)行的高穩(wěn)定性，使產(chǎn)量 不會(huì)因短時(shí)間的偶爾停機(jī)而受到影響，又能顯著降低設(shè)備的制造成本和運(yùn)行能耗，并且還 有安裝、參數(shù)調(diào)節(jié)與日常維護(hù)都十分便捷等其它諸多公知技術(shù)所不具備的優(yōu)勢(shì)。
四
圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一的側(cè)視示意圖； 圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一的俯視示意圖；[0019] 圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例四的立體效果示意圖； 圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例五的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例六的立體效果示意圖； 圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例七的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖9是本實(shí)用新型實(shí)施例八的電氣控制框圖。 附圖中的數(shù)字編碼分別表示1為叢式井傳動(dòng)箱、2為串聯(lián)式傳動(dòng)軸、3為并聯(lián)式傳 動(dòng)裝置、4為輸入輪、5為輸出輪、6為電機(jī)、7為曲柄、8為連桿、9為傳送帶、10為拖動(dòng)柔性繩 帶、11為鏈輪、12為從動(dòng)軸、13為從動(dòng)軸支撐座、14為索筒、15為從動(dòng)輪、16為剎車系統(tǒng)、17 為傳動(dòng)軸聯(lián)軸器、18為張緊輪、19為驢頭、20為機(jī)架、21為游梁、22為底座、23為后驢頭、24 為尾梁、25為固定配重體、26為活動(dòng)配重體、27為天輪、28為繩帶輪、29為抽油桿懸掛繩帶、 30為垂吊平衡重裝置繩帶、31為智能控制箱、32為平衡重臨時(shí)放置支撐架、33為平衡重防 擺裝置、34為曲柄連接軸。
五具體實(shí)施方式地下采汲設(shè)備，特別是應(yīng)用在油田的抽油機(jī)，其系統(tǒng)效率低與能耗指標(biāo)高的現(xiàn)狀 只所以難于得到改觀，根本原因在于抽汲載荷是時(shí)刻變化的，而平衡配重又不可能和抽汲 載荷做到完全一致的變化，可以說抽汲設(shè)備的系統(tǒng)效率與能耗的高低取決于其平衡調(diào)整的 好壞。本實(shí)用新型所涉及的單井抽汲設(shè)備采用單級(jí)從動(dòng)裝置與驅(qū)動(dòng)調(diào)速技術(shù)相結(jié)合的技術(shù) 手段，使設(shè)備的制造成本與設(shè)備的運(yùn)行能耗成本皆大幅度得以下降，而設(shè)備的運(yùn)行可靠性 大為提高。而叢式井載荷瓦平衡抽汲系統(tǒng)則利用了叢式井中多口井上下行程懸點(diǎn)載荷的差 值來進(jìn)行互相平衡，即將一部分油井下行程的懸點(diǎn)勢(shì)能減小轉(zhuǎn)換為了另一部分油井上行程 的懸點(diǎn)勢(shì)能蓄積，以此實(shí)現(xiàn)抽汲系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡。為減少低效甚至無效抽汲，智能控制系 統(tǒng)會(huì)根據(jù)實(shí)時(shí)采集的各井井況參數(shù)來對(duì)采汲設(shè)備的運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化控制，并階段性的將 各井的示功圖顯示在置于智能控制箱內(nèi)的顯示屏中，井礦現(xiàn)場看護(hù)人員完全可據(jù)此進(jìn)行調(diào) 節(jié)，以使系統(tǒng)的平衡狀態(tài)更趨于合理。 本實(shí)用新型為一種動(dòng)態(tài)平衡抽汲系統(tǒng)，包括動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元、智能控制單元、單井采 汲機(jī)械單元，其特征在于動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元采用調(diào)速自如、換向便利的大扭矩磁性電機(jī)6，智 能控制單元由智能控制箱31與傳感器件組成，智能控制箱31內(nèi)設(shè)有微控制數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng) 與面板操作、面板顯示部件，傳感器件包括系統(tǒng)所需的各類電參數(shù)傳感器、井況參數(shù)傳感 器、位移傳感器等。單井采汲機(jī)械單元中的從動(dòng)裝置一改常規(guī)抽油機(jī)以往常用的兩級(jí)或兩 級(jí)以上的從動(dòng)減速機(jī)構(gòu)，而運(yùn)用結(jié)構(gòu)更加簡單的單級(jí)從動(dòng)裝置，可有效的減少設(shè)備在多級(jí) 機(jī)械傳動(dòng)中的能量損耗。單級(jí)從動(dòng)裝置有三種形式其一為將兩個(gè)曲柄7置于雙從動(dòng)軸支 撐座13內(nèi)側(cè)，兩個(gè)曲柄7的一端以雙從動(dòng)軸支撐座13為依托通過兩側(cè)的從動(dòng)軸12分別連 接從動(dòng)輪15與剎車系統(tǒng)16，另一端則通過曲柄連接軸34相互連接；其二為將從動(dòng)軸12設(shè) 置在雙從動(dòng)軸支撐座13上，從動(dòng)軸12伸出雙從動(dòng)軸支撐座13外側(cè)的一端設(shè)置從動(dòng)輪15， 另一端設(shè)置剎車系統(tǒng)16，位于雙從動(dòng)軸支撐座13內(nèi)側(cè)的從動(dòng)軸12的中間部位設(shè)置用來驅(qū) 動(dòng)采汲設(shè)備工作的鏈輪11或索筒14 ;其三為將從動(dòng)軸12設(shè)置在單從動(dòng)軸支撐座13或雙從動(dòng)軸支撐座13上，從動(dòng)軸12的一端設(shè)置從動(dòng)輪15，而另一端設(shè)置用來驅(qū)動(dòng)采汲設(shè)備工作 的單曲柄7，位于雙從動(dòng)軸支撐座13內(nèi)側(cè)的從動(dòng)軸12中間部位安裝剎車系統(tǒng)12。單井采 汲機(jī)械單元基于本實(shí)用新型所述的單級(jí)從動(dòng)裝置技術(shù)，既可以為以往常規(guī)抽油機(jī)的游梁式 結(jié)構(gòu)，但又不局限于游梁式結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)包括單井游梁式單級(jí)從動(dòng)抽汲機(jī)，單井游梁式單級(jí)從 動(dòng)抽汲機(jī)包括游梁式機(jī)構(gòu)、單級(jí)從動(dòng)裝置、機(jī)架20、底座22、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元、智能控制單元； 單井游梁式單級(jí)從動(dòng)抽汲機(jī)的游梁21前端設(shè)置有驢頭19，游梁21后端設(shè)置尾梁24或后驢 頭23或尾梁24與后驢頭23的組合；尾梁24上偏于游梁21，或下偏于游梁21，或與游梁21 處于同一水平，或與游梁21合二為一 ；平衡重裝置置于尾梁24末端或后驢頭23或曲柄上 7，平衡重裝置由固定配重體25與活動(dòng)配重體26兩部分組成或由一個(gè)整體組成；單級(jí)從動(dòng) 裝置通過曲柄7、連桿8組合，或曲柄7、拖動(dòng)柔性繩帶10及后驢頭23組合，或鏈輪11、鏈條 及后驢頭23組合，或索筒14、拖動(dòng)柔性繩帶10組合，或帶輪、帶繩組合與游梁21連接。同 時(shí)系統(tǒng)還包括單井天輪式單級(jí)從動(dòng)抽汲機(jī)，單井天輪式單級(jí)從動(dòng)抽汲機(jī)包括天輪27、單級(jí) 從動(dòng)裝置、機(jī)架20、底座22、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元、智能控制單元；天輪27為單輪或雙輪，天輪27 的形狀為圓形輪或扇形輪；單級(jí)從動(dòng)裝置通過曲柄7、連桿8組合，或曲柄7、繩帶輪28以及 拖動(dòng)柔性繩帶10組合，或鏈輪11、鏈條組合，或拖動(dòng)柔性繩帶10、索筒14組合，或帶輪、皮 帶組合與天輪27連接；繩帶輪28為單輪或雙輪，繩帶輪28為圓形輪或扇形輪或偏心異形 輪；天輪27與繩帶輪28為一體輪或相互分離的同軸不同徑的輪體或不同軸不同徑的輪體， 抽油桿懸掛繩帶29與垂吊平衡重裝置繩帶30為同一組繩帶或兩組相互獨(dú)立的繩帶置于天 輪27之上，平衡重裝置由固定配重體25和活動(dòng)配重體26兩部分組成或由一個(gè)整體；為確 保常年在野外工作的柔性吊重件不受風(fēng)吹影響，在平衡重裝置的側(cè)端設(shè)置平衡重防擺裝置 33。單井采汲機(jī)械單元的機(jī)架20的主體可根據(jù)驢頭懸點(diǎn)載荷的大小選擇桁架結(jié)構(gòu)或三角 支架結(jié)構(gòu)或圓柱或棱柱結(jié)構(gòu)；處于維修井位便利及設(shè)備運(yùn)行安全方面的考慮，在平衡重裝 置的下端或側(cè)端可設(shè)置平衡重裝置臨時(shí)放置支撐架、安全限位及防撞裝置。多臺(tái)單井采汲 機(jī)械單元通過叢式井載荷互平衡傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相差一定相位角依次連接組成叢式井載荷互平 衡抽汲系統(tǒng)；叢式井載荷互平衡傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由固定在單井采汲機(jī)械單元底座22上或采汲機(jī) 械單元旁的多臺(tái)叢式井傳動(dòng)箱1通過串聯(lián)式傳動(dòng)軸2或并聯(lián)式傳動(dòng)裝置3連接構(gòu)成。叢式 井傳動(dòng)箱1內(nèi)的傳動(dòng)裝置由兩級(jí)傳動(dòng)軸或兩級(jí)以上傳動(dòng)軸組成，伸出箱體外側(cè)的一級(jí)主動(dòng) 軸的一端安裝與電機(jī)6相連的輸入輪4或聯(lián)軸器，而另一端安裝輸出輪5 ;非安裝有輸入輪 4與輸出輪5或聯(lián)軸器的其它傳動(dòng)軸的外側(cè)用于連接串聯(lián)式傳動(dòng)軸2或并聯(lián)式傳動(dòng)裝置3。 串聯(lián)式傳動(dòng)軸2或并聯(lián)式傳動(dòng)裝置3與叢式井傳動(dòng)箱1上的傳動(dòng)軸之間采用傳動(dòng)軸聯(lián)軸器 17或離合器或曲柄固定機(jī)構(gòu)依次連接，連接串聯(lián)式傳動(dòng)軸2的傳動(dòng)軸聯(lián)軸器17為具有軸向 伸縮和角度偏移功能的萬向軸結(jié)構(gòu)；并聯(lián)式傳動(dòng)裝置3由類似于驅(qū)動(dòng)機(jī)車多個(gè)車輪的平行 曲柄連桿機(jī)構(gòu)構(gòu)成；叢式井載荷互平衡傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與單井采汲機(jī)械單元中的從動(dòng)裝置通過傳 送帶9或鏈條或離合裝置進(jìn)行連接，傳送帶9或鏈條的側(cè)旁設(shè)置一個(gè)帶或鏈張緊輪18。叢 式井載荷互平衡抽汲系統(tǒng)采用一臺(tái)少數(shù)幾臺(tái)電機(jī)6通過輸入輪4或聯(lián)軸器與若干個(gè)叢式井 傳動(dòng)箱1當(dāng)中相對(duì)應(yīng)的一臺(tái)少數(shù)幾個(gè)一級(jí)主動(dòng)軸連接，從而實(shí)現(xiàn)一臺(tái)或少數(shù)幾臺(tái)電機(jī)帶動(dòng) 叢式井中的多臺(tái)單井采汲設(shè)備的聯(lián)動(dòng)運(yùn)行，以此達(dá)到提高系統(tǒng)運(yùn)行效率、有效降低能耗的 目的。 本實(shí)用新型凡具有明顯特征功能和作用的裝置、機(jī)構(gòu)、部件或技術(shù)，在不影響系統(tǒng)
7正常運(yùn)行與效果的前提下，既可以增添或減少，也可以互為替用和相互組合，不受下述實(shí)施 例缺述、附圖缺畫或所示的具體形狀結(jié)構(gòu)的限制。 實(shí)施例一 如附圖1、圖2所示，為多臺(tái)單井天輪式單級(jí)從動(dòng)抽汲機(jī)在油田叢式井 中的應(yīng)用例。系統(tǒng)采用串聯(lián)式平衡方式，一部分單井采油設(shè)備在將其下行程的懸點(diǎn)勢(shì)能傳 遞給串聯(lián)式傳動(dòng)軸的同時(shí)，另一部分單井采油設(shè)備則從串聯(lián)式傳動(dòng)軸上吸汲了足夠其上行 程的懸點(diǎn)動(dòng)能。為最大限度降低由于安裝、地基下陷等原因造成尺寸偏差而導(dǎo)致傳動(dòng)故障 的發(fā)生率，本實(shí)用新型采取了兩項(xiàng)有效措施，一為在連接輸出輪與從動(dòng)輪的傳送帶的一側(cè) 旁設(shè)置一個(gè)傳送帶張緊輪，二為采用具有一定軸向伸縮和角度偏移功能的萬向軸桿來對(duì)串 聯(lián)式傳動(dòng)軸與叢式井傳動(dòng)箱中的傳動(dòng)軸進(jìn)行連接。為避免系統(tǒng)中的一口井或少數(shù)幾口井因 故發(fā)生停機(jī)，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)長時(shí)間處于停機(jī)狀態(tài)而直接影響正常生產(chǎn)情況的發(fā)生，本實(shí)用 新型所采取的解決方案為通過離合裝置或傳送帶及時(shí)切斷叢式井載荷互平衡傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與 單井傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之間的連接，并通過以下兩種方式快速調(diào)整被打破的系統(tǒng)平衡，其一調(diào)整系 統(tǒng)內(nèi)部分單井采油設(shè)備的平衡重的重量，其二調(diào)整系統(tǒng)內(nèi)部分單井采油設(shè)備的相位角。 實(shí)施例二 如附圖3所示，依然為多臺(tái)單井天輪式單級(jí)從動(dòng)抽汲機(jī)在油田叢式井 中的應(yīng)用例。系統(tǒng)采用并聯(lián)式平衡方式，并聯(lián)式傳動(dòng)裝置采用類似于多曲柄平行四桿機(jī)構(gòu)， 電機(jī)驅(qū)動(dòng)并聯(lián)式傳動(dòng)裝置，并聯(lián)式傳動(dòng)裝置對(duì)依次安裝在每臺(tái)單井采油設(shè)備底座上的叢式 井傳動(dòng)箱中的一級(jí)主動(dòng)軸進(jìn)行作用與反作用，從而實(shí)現(xiàn)叢式井抽油系統(tǒng)的高效抽汲和節(jié)能 運(yùn)轉(zhuǎn)。 實(shí)施例三如附圖4所示，單井采汲設(shè)備采用下偏游梁式單級(jí)從動(dòng)結(jié)構(gòu)，在每臺(tái)單 井采汲設(shè)備上，皆預(yù)留有可供設(shè)備脫離系統(tǒng)后仍能驅(qū)動(dòng)設(shè)備運(yùn)行的電機(jī)安裝位置，這樣既 確保了每臺(tái)單機(jī)能與系統(tǒng)內(nèi)的其它單井采汲設(shè)備協(xié)同運(yùn)行，又保證了其與系統(tǒng)脫離后依然 能夠獨(dú)立正常工作；動(dòng)力驅(qū)動(dòng)采用可調(diào)速、大扭矩的磁性電機(jī)，不但使設(shè)備的制造成本大 幅度得到下降，而且節(jié)能效果大大高于此前已公知的諸多游梁式抽油機(jī)，而機(jī)身的底座、機(jī) 架、橫梁、驢頭等關(guān)鍵部件則全部繼承了常規(guī)游梁機(jī)可靠耐用的特點(diǎn)，叢而為有效降低設(shè)備 的故障發(fā)生率提供了可靠保障。 實(shí)施例四如附圖5所示，將多臺(tái)下偏梁式單級(jí)從動(dòng)結(jié)構(gòu)的單井采汲設(shè)備通過叢 式井載荷互平衡傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行連接。每臺(tái)置于叢式井載荷互平衡系統(tǒng)中的單井采汲設(shè)備在 正常工作時(shí)，可充分利用不同單機(jī)上下行程所產(chǎn)生的勢(shì)能與動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)換，將安裝在尾 梁末端的活動(dòng)配重體全部或部分卸掉，使系統(tǒng)運(yùn)行更加平穩(wěn)和省功。 實(shí)施例五如附圖6所示，單井采汲設(shè)備采用下偏梁雙驢頭式單級(jí)從動(dòng)結(jié)構(gòu)，后驢 頭弧面置有鏈條，動(dòng)力驅(qū)動(dòng)采用可調(diào)速、大扭矩且適合頻繁正反轉(zhuǎn)的磁性電機(jī)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)從 動(dòng)輪使與之同軸的鏈輪產(chǎn)生同步旋轉(zhuǎn)，鏈輪與后驢頭弧面上的鏈條嚙合繼而作用于游梁工 作。 實(shí)施例六如附圖7所示，該圖為叢式井載荷互平衡傳動(dòng)機(jī)構(gòu)多種結(jié)構(gòu)形式當(dāng)中 的一種，該結(jié)構(gòu)主要是針對(duì)通過齒輪或鏈輪或索筒運(yùn)轉(zhuǎn)來作用于采油設(shè)備工作而設(shè)計(jì)的， 尤其是采用電機(jī)正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)方式。 實(shí)施例七如附圖8所示，單井采汲設(shè)備采用天輪式單級(jí)從動(dòng)結(jié)構(gòu)，繩帶輪與曲柄 皆為單件；繩帶輪之所以呈具有調(diào)徑變矩功能的偏心凸輪狀，主要是基于系統(tǒng)中的一口井 或少數(shù)幾口井因故需要退出系統(tǒng)時(shí)，既要確保其依然能夠獨(dú)立正常的運(yùn)行，同時(shí)還要兼顧其運(yùn)行的能耗不能超標(biāo)的考慮；偏心凸輪狀機(jī)構(gòu)能使拖動(dòng)柔性繩帶相對(duì)天輪回轉(zhuǎn)中心的力矩隨懸點(diǎn)載荷變化而變化，從而改善系統(tǒng)的平衡效果，降低曲柄靜扭矩峰值，使被選電機(jī)的功率大為降低。為確保設(shè)備檢修與增減活動(dòng)配重體時(shí)的安全，機(jī)架的下方設(shè)置有方便展開的平衡重臨時(shí)放置支撐架。 實(shí)施例八如附圖9所示，本實(shí)用新型所涉及的動(dòng)態(tài)平衡抽汲系統(tǒng)采用包括開關(guān)磁阻調(diào)速電機(jī)、永磁無刷電機(jī)在內(nèi)的多種調(diào)速方便、且適合頻繁正反運(yùn)行的大扭矩電動(dòng)機(jī)進(jìn)行動(dòng)力驅(qū)動(dòng)?？刂葡到y(tǒng)采用微型控制器控制技術(shù)和模塊化結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)抽汲機(jī)的沖次及抽汲狀態(tài)做出及時(shí)調(diào)整，并能對(duì)卡井、失載等突發(fā)性故障做出停機(jī)反應(yīng)。同時(shí)可根據(jù)用戶需求，借助于控制系統(tǒng)中的軟件和外聯(lián)硬件，采用無線通訊的方式，對(duì)礦井示功圖、回壓、溫度、電流、電壓、平衡率、耗電量、產(chǎn)液量及相應(yīng)的油水、油氣所占比例等關(guān)鍵生產(chǎn)參數(shù)24小時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)、分析，對(duì)油井不出、冬季回壓過高、油管堵塞、盜油、停電、電壓不穩(wěn)、電機(jī)缺相、平衡率低等異常情況報(bào)警，使各級(jí)生產(chǎn)、管理人員隨時(shí)掌握采油井的生產(chǎn)狀況，保證礦井正常高效安全運(yùn)行。 以上技術(shù)特征構(gòu)成的本實(shí)用新型實(shí)施例，可根據(jù)井況的實(shí)際需要采取其它相應(yīng)的技術(shù)措施和增減部分非必要技術(shù)，如動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)叢式井場的設(shè)備全部停機(jī)，通常情況下的做法是先將有故障的電機(jī)拆除，待安裝上新的電機(jī)之后，才能恢復(fù)系統(tǒng)運(yùn)行，本實(shí)用新型所涉及的技術(shù)方案更注重生產(chǎn)效率，將會(huì)采用一用一備或N用n備的電機(jī)配置方案，當(dāng)一臺(tái)電機(jī)出力不足或發(fā)生故障時(shí)，備用的電機(jī)即可會(huì)馬上啟動(dòng)。另外還如抽汲設(shè)備的剎車系統(tǒng)既可以使用機(jī)械控制也可以采取電氣控制方式。又如為方便對(duì)礦井進(jìn)行檢修，可在天輪式單級(jí)從動(dòng)抽汲設(shè)備的機(jī)架頂部設(shè)置既便于固定天輪又便于對(duì)天輪進(jìn)行前后移動(dòng)的槽孔裝置或其它類似的解決方案。
權(quán)利要求一種動(dòng)態(tài)平衡抽汲系統(tǒng)，包括動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元、智能控制單元、單井采汲機(jī)械單元，其特征在于動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元采用調(diào)速電機(jī)(6)，智能控制單元由智能控制箱(31)與傳感器件組成，智能控制箱(31)內(nèi)設(shè)有微控制數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)與面板操作、面板顯示部件，智能控制箱(31)通過線纜與電機(jī)(6)相連，單井采汲機(jī)械單元中的從動(dòng)裝置為單級(jí)從動(dòng)裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)平衡抽汲系統(tǒng)，其特征在于單井采汲機(jī)械單元中的單級(jí)從動(dòng)裝置為將兩個(gè)曲柄(7)置于雙從動(dòng)軸支撐座(13)內(nèi)側(cè)，兩個(gè)曲柄(7)的一端以雙從動(dòng)軸支撐 座(13)為依托通過兩側(cè)的從動(dòng)軸(12)分別連接從動(dòng)輪(15)與剎車系統(tǒng)(16)，另一端通過 曲柄連接軸(34)相互連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)平衡抽汲系統(tǒng)，其特征在于單井采汲機(jī)械單元中的單級(jí)從動(dòng)裝置為將從動(dòng)軸(12)設(shè)置在雙從動(dòng)軸支撐座(13)上，從動(dòng)軸(12)伸出雙從動(dòng)軸支撐座(13) 外側(cè)的一端設(shè)置從動(dòng)輪(15)，另一端設(shè)置剎車系統(tǒng)(16)，位于雙從動(dòng)軸支撐座(13)內(nèi)側(cè)的 從動(dòng)軸(12)的中間部位設(shè)置用來驅(qū)動(dòng)采汲設(shè)備工作的鏈輪(11)或索筒(14)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)平衡抽汲系統(tǒng)，其特征在于單井采汲機(jī)械單元中的單級(jí)從動(dòng)裝置為將從動(dòng)軸(12)設(shè)置在單從動(dòng)軸支撐座(13)或雙從動(dòng)軸支撐座(13)上，從動(dòng)軸(12) 的一端設(shè)置從動(dòng)輪(15)，而另一端設(shè)置用來驅(qū)動(dòng)采汲設(shè)備工作的單曲柄(7)，位于雙從動(dòng) 軸支撐座(13)內(nèi)側(cè)的從動(dòng)軸(12)中間部位安裝剎車系統(tǒng)(12)。
5 根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)平衡抽汲系統(tǒng)，其特征在于單井采汲機(jī)械單元為游梁 式結(jié)構(gòu)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2、3、4或5所述的動(dòng)態(tài)平衡抽汲系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)包括單井游 梁式單級(jí)從動(dòng)抽汲機(jī)，單井游梁式單級(jí)從動(dòng)抽汲機(jī)包括游梁式機(jī)構(gòu)和單級(jí)從動(dòng)裝置；單井 游梁式單級(jí)從動(dòng)抽汲機(jī)的游梁(21)前端設(shè)置有驢頭(19)，游梁(21)后端設(shè)置尾梁(24)與 后驢頭(23)的組合；尾梁(24)上偏于游梁(21);平衡重裝置置于尾梁(24)末端，平衡重 裝置由固定配重體(25)與活動(dòng)配重體(26)兩部分組成，單級(jí)從動(dòng)裝置通過曲柄(7)、連桿 (8)組合與游梁(21)連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2、3、4或5所述的動(dòng)態(tài)平衡抽汲系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)包括單井天 輪式單級(jí)從動(dòng)抽汲機(jī)，單井天輪式單級(jí)從動(dòng)抽汲機(jī)包括天輪(27)和單級(jí)從動(dòng)裝置；天輪 (27)為單輪，天輪(27)的形狀為圓形輪，單級(jí)從動(dòng)裝置通過曲柄(7)、連桿(8)組合與天輪 (27)連接，平衡重裝置由固定配重體(25)和活動(dòng)配重體(26)兩部分組成，在平衡重裝置的 側(cè)端設(shè)置平衡重防擺裝置(33)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的動(dòng)態(tài)平衡抽汲系統(tǒng)，其特征在于單井采汲機(jī)械單元的機(jī)架 (20)主體包括桁架結(jié)構(gòu)或三角支架結(jié)構(gòu)或圓柱或棱柱結(jié)構(gòu)；在平衡重裝置的下端或側(cè)端 設(shè)置有平衡重裝置臨時(shí)放置支撐架(32)及安全限位、防撞裝置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的動(dòng)態(tài)平衡抽汲系統(tǒng)，其特征在于多臺(tái)單井采汲機(jī)械單元通 過叢式井載荷互平衡傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相差相位角依次連接組成叢式井載荷互平衡抽汲系統(tǒng)；叢式 井載荷互平衡傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由固定在單井采汲機(jī)械單元底座(22)上或采汲機(jī)械單元旁的多臺(tái) 叢式井傳動(dòng)箱(1)通過串聯(lián)式傳動(dòng)軸(2)或并聯(lián)式傳動(dòng)裝置(3)連接構(gòu)成；并聯(lián)式傳動(dòng)裝置(3)由曲柄連桿機(jī)構(gòu)構(gòu)成。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的動(dòng)態(tài)平衡抽汲系統(tǒng)，其特征在于叢式井傳動(dòng)箱(1)內(nèi)的傳動(dòng)裝置由兩級(jí)傳動(dòng)軸或兩級(jí)以上傳動(dòng)軸組成，伸出箱體外側(cè)的一級(jí)主動(dòng)軸的一端安裝與電機(jī)(6)相連的輸入輪(4)或聯(lián)軸器，而另一端安裝輸出輪(5)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的動(dòng)態(tài)平衡抽汲系統(tǒng)，其特征在于串聯(lián)式傳動(dòng)軸(2)或并聯(lián) 式傳動(dòng)裝置(3)與叢式井傳動(dòng)箱(1)上的傳動(dòng)軸之間采用傳動(dòng)軸聯(lián)軸器(17)或離合器或 曲柄固定機(jī)構(gòu)依次連接，連接串聯(lián)式傳動(dòng)軸(2)的傳動(dòng)軸聯(lián)軸器(17)為具有軸向伸縮和角 度偏移功能的萬向軸結(jié)構(gòu)；并聯(lián)式傳動(dòng)裝置(3)由曲柄連桿機(jī)構(gòu)構(gòu)成；叢式井載荷互平衡 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與單井采汲機(jī)械單元中的從動(dòng)裝置通過傳送帶(9)或鏈條或離合裝置進(jìn)行連接， 傳送帶(9)或鏈條的側(cè)旁設(shè)置一個(gè)帶或鏈張緊輪(18)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的動(dòng)態(tài)平衡抽汲系統(tǒng)，其特征在于叢式井載荷互平衡抽汲 系統(tǒng)采用至少一臺(tái)電機(jī)(6)通過輸入輪(4)或聯(lián)軸器與若干個(gè)叢式井傳動(dòng)箱(1)當(dāng)中相對(duì) 應(yīng)的至少一個(gè)一級(jí)主動(dòng)軸連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種動(dòng)態(tài)平衡抽汲系統(tǒng)。常規(guī)油氣抽汲設(shè)備所存在的系統(tǒng)效率低、運(yùn)行能耗高的缺陷有目共睹，如何進(jìn)一步簡化設(shè)備結(jié)構(gòu)、顯著提高設(shè)備整體運(yùn)行可靠性等技術(shù)始終難以有重大突破。本實(shí)用新型提供的動(dòng)態(tài)平衡抽汲系統(tǒng)，包括動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元、智能控制單元、單井采汲機(jī)械單元，其中，動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元采用調(diào)速電機(jī)，智能控制單元由智能控制箱與傳感器件組成，智能控制箱內(nèi)設(shè)有微控制數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)與面板操作、面板顯示部件，智能控制箱通過線纜與電機(jī)相連，單井采汲機(jī)械單元中的從動(dòng)裝置為單級(jí)從動(dòng)裝置。本實(shí)用新型提供的動(dòng)態(tài)平衡抽汲系統(tǒng)既適合于在孤井上獨(dú)立工作，又適合于在叢式井系統(tǒng)中各相鄰井位上的抽汲設(shè)備協(xié)同聯(lián)動(dòng)的動(dòng)態(tài)平衡抽汲系統(tǒng)。
文檔編號(hào)F16H33/00GK201443365SQ200820222308
公開日2010年4月28日 申請(qǐng)日期2008年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月6日
發(fā)明者龐超乾, 張保國, 楊武成 申請(qǐng)人:張保