[发明专利]一种动力驱动系统及其应用该系统的抽油机

说明书

技术领域

本发明涉及一种动力传动系统及其应用，尤其涉及一种气液动能驱动系统及其应用该系统的抽油机。

背景技术

目前，油田采用的采油机械，均采用机械传动的游梁式和无游梁式抽油机。它由旋转电动机，经多级齿轮减速，通过游梁上驴头牵动钢丝绳或链条等机构转换成直线运动，驱动抽油光杆上下往返运动，实现抽油目的。如中国专利“游梁式液压抽油机(CN2561926Y)”，它由机械和液压两部分组成。其中机械部分保留原有的游梁、驴头、支架、底盘和悬绳器及悬绳；液压部分包括四腔油缸、主蓄能器、换向系统、油源和辅助系统。油缸杆与游梁后力臂端部之间有轴承连接与特殊驴头连接两种方式，该机通过主蓄能器、油缸和换向系统完成平衡与抽油功能；通过辅助系统实现节能、运动上快下慢、超断载停机报警、液位停机报警、温度停机报警、冲程冲次连续可调和消除抽油杆偏磨等功能。这种结构的抽油机运动特性差、机械效率低、平衡度差、能耗高、体积重等缺陷。这些中间转换机构的机械零部件，结构复杂、易损件多，长期运转，易产生摩擦和疲劳，引发多种故障。还有中国专利“节能型液压抽油机(CN2194423Y)”，有油箱、滤油器、原动机、变量泵、安全阀、蓄能器、电液换向阀、液压缸、传动带、抽油杆，特征是液压缸的无杆腔连通了一个蓄能机构，传动带通过一个滚筒和一个设在活塞杆上的动滑轮后固定在基架上。这种液压结构是个开环系统，节能效果不好。

发明内容

本发明提供了一种节约能源，效率高，低碳减排效果好的动力驱动系统，以及一种结构简单，体积小，机械易损零件少，使用寿命长的抽油机；解决了现有技术中存在的动力系统所需原动力大，节能效果不够理想，抽油机容易疲劳损坏，故障多的技术问题。

本发明同时还提供一种密封性能好，安全性高，能自动报警的，方便更好密封圈的动力驱动系统，以及一种可以折叠，方便搬运的抽油机；解决了现有技术中存在的动力驱动系统密封结构复杂，抽油机机械效率低，不易搬运的技术问题。

本发明的上述技术问题是通过下述技术方案解决的：一种动力驱动系统，包括气液蓄能器和执行柱塞缸，所述的气液蓄能器依次通过管道连接有第一两位两通阀、第一单向阀、第一换向阀、加压泵和第二换向阀后液压油推动执行柱塞缸内的柱塞完成上冲程过程形成驱动油路；在第一两位两通阀换向后，执行柱塞缸内的柱塞处于下冲程过程，液压油通过第一换向阀和加压泵的加压后，由第二换向阀选择回油管路将液压油送回气液蓄能器形成回油油路，驱动油路与回油油路构成闭环回路。柱塞的上冲程过程是由气液蓄能器内的膨胀气体对油液施压，油液产生再生的气液动能转换为液压能，液压能经加压泵再增压，增压后的液压能通过阀门、高压油管进入两侧柱塞缸工作腔内，推动柱塞上升。柱塞下冲程过程，抽油机最小载荷通过抽油光杆经柱塞对柱塞缸施压产生的再生液压能进入加压泵入口端，再经加压泵增压将柱塞缸腔内抽出的液压油送回气液蓄能器，实现下冲程运动，从而使油路形成闭环回路，实现上下冲程往返运动，上冲程主要由气液动能的再生能量承担，加压泵只加入约20％的辅助能量完成，下冲程主要由柱塞上负载的载荷对柱塞缸内的油液施压产生再生能量。加压泵液只需加入约20％的辅助能量完成，因此气液动能的动力驱动系统节能效果能达到80％以上。

气液动能的载荷的工作模式可以采用全载荷也可以采用半载荷方式，全载荷方式，柱塞的外在负载起升的最大重量P＝负载自重P₀+额定动载荷重量P₁，全载荷方式的气液蓄能器的承受压力为P_Q＝P₀+P₁，半载荷方式，柱塞的外在负载起升的最大重量P＝负载自重P₀+额定动载荷重量P₁/2，半载荷方式的气液蓄能器的压力是承担P_B＝P₀+P₁/2，全载荷带着负载的柱塞下降，由负载的自重P₀对柱塞缸腔内产生压力油进入加压泵的入口，经加压泵P₁功率再增到P_Q，将柱塞缸液压油送回气液蓄能器，半载荷带着负载的柱塞下降，由负载的自重P₀对柱塞缸腔内产生压力油进入加压泵的入口，经加压泵P₁/2功率再增到P_B，将柱塞缸液压油送回气液蓄能器，作为优选，所述的加压泵的额定载荷为执行柱塞所承载的动载荷的1/2。这样工作的系统平衡性好，稳定性高。采用全载荷的蓄能器压力大，造价高，半载荷蓄能器压力小，造价低。