[发明专利]高效节能抽油机

说明书

技术领域

本发明涉及一种抽油机，特别涉及一种高效节能抽油机。

背景技术

目前油田上使用最多的抽油机是游梁式抽油机， 游梁式抽油机的悬点载荷为周期性变载荷，悬点载荷在减速器曲柄轴上的扭矩曲线与曲柄平衡的正弦曲线差别很大， 使曲柄轴上的净扭矩曲线波动很大， 甚至出现负值。而普通的三相异步电动机输出的转速和扭矩基本上恒定不变，为满足峰值扭矩的要求， 抽油机不得不配用较大功率的电动机，这就造成了运行过程中大多数情况下电动机处于轻载状态，运行效率和功率因数都很低。因此，普遍认为游梁式抽油机工作效率不高的主要原因是其载荷特性与所用的普通三相异步电动机的工作特性不匹配。

游梁抽油机在运行过程中，曲柄的角度是时刻变化的，不同的角度平衡效果是不同的。当相位角在大于90°的情况下，有功电流为负，这就是发电状态，平衡效越差，发电越多。但是从电动机原理上看，在电动和发电的转换过程中电动机正好处在效率最低段，整个过程中能量转换的效率特别低。

游梁式抽油机有杆抽油泵全系统的总效率在国内一般地区平均只有12%～ 23% ，先进地区至今也不到30%。美国的常规型抽油机系统效率较高，但也仅有46%。系统效率低下，能耗大，耗电就多，因此，节能成为有杆抽油系统的一个亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效节能抽油机，该抽油机的驱动电机始终一个方向转动，由换向提升装置根据抽油杆的提起和下降程序而自动转换卷筒的转向，避免了驱动电机和减速器变向过程的能量损失；该抽油机采用有效的储能系统，在电动机提升井杆抽油时能起到能量补偿的作用，使电动机工作载荷平稳，没有载荷波动，进而达到节能的目的。

本发明是由井架、抽油杆、动滑轮组、吊绳、驱动电机、换向提升装置和卷筒组成，井架竖立在油井之上，驱动电机、换向提升装置和卷筒设置在井架的底部，吊绳绕设在卷筒上，吊绳的一端头绕过井架顶部的第一定滑轮和动滑轮组而固定在井架的顶部，吊绳的另一个端头绕过井架顶部的第二定滑轮和第三定滑轮而吊挂配重，动滑轮组悬吊有吊链，吊链的下端悬吊挂抽油杆，驱动电机的输出轴与换向提升装置的输入轴联接，卷筒与换向提升装置的输出轴联接。

所述的驱动电机的输出轴与减速器的输入轴联接，减速器的输出轴与换向提升装置的输入轴联接。 

所述吊绳绕设在卷筒上，吊绳的一端头绕过井架的顶部的第一定滑轮和动滑轮组的第一动滑轮而固定在井架的顶部，吊绳的另一个端头绕过井架顶部的第二定滑轮和第三定滑轮而吊挂配重，第一动滑轮悬吊有吊缆，该吊缆的另一端绕过动滑轮组的第二动滑轮而固定在井架的顶部，第二动滑轮悬吊有吊链，吊链的下端悬吊挂抽油杆。

所述的动滑轮组是由多个动滑轮组成。

所述的减速器与换向提升装置之间联接有飞轮，飞轮的设置是为了稳定转速。

所述的抽油杆设置有缓冲装置，该缓冲装置由缓冲弹簧或弹性橡胶体构成的缓冲垫和抽油杆顶端的挡圈组成。

所述的配重具有缓冲垫，该缓冲垫设置在地面上，并位于配重的下方。

所述的驱动电机、减速器、换向提升装置和卷筒可以设置在井架的顶部。

本发明的工作过程是：

1、驱动电机单向转动，带动换向提升装置的输出轴连同卷筒同向转动，将抽油杆提起而抽油，同时，配重下降。

2、驱动电机继续单向转动，此时，换向提升装置的输出轴连同卷筒反向转动，抽油杆下降，同时，提起配重。

本发明的工作原理是：驱动电机始终一个方向转动，由换向提升装置根据抽油杆的提起和下降程序而自动转换卷筒的转向。

本发明的有益效果是：

1、驱动电机始终一个方向转动，由换向提升装置根据抽油杆的提起和下降程序而自动转换卷筒的转向，避免了驱动电机、减速器和飞轮变向过程的能量损失。

2、在抽油杆下降过程中，由于配重的设置，可以减缓抽油杆自由回落井中的速度，同时也可以把抽油杆自由回落时产生的势能储备起来，当提升抽油杆时，配重储备的势能同时释放可以减少电动机的能源消耗。

3、采用动滑轮组省力机构，动滑轮组的滑轮个数可以随着工程需要变化，可以是一个或多个。

4、抽油杆之缓冲装置的设置把抽油杆自由回落的多余动能转化为弹性势能贮备起来，在提抽油杆最初的瞬间释放出来，进一步降低了电动机对能源的消耗。

5、配重之缓冲垫的设置，把配重下落的动能转化为弹簧势能贮备起来，在提配重最初的瞬间释放出来，进一步降低了电动机对能源的消耗。