[发明专利]具有摇动效应的机械液压泵送单元

说明书

技术领域

本发明涉及机械工程领域，特别地涉及应用在石油工程领域中的机械工程，并且更特别地涉及应用在用于碳氢化合物的人工举升的技术和设备中的机械工程。

背景技术

机械液压泵送单元是用于执行在地下发现的原油的人工举升的装置。为此，可使用由一系列独立元件构成的液压系统。通常，这些泵送单元使用马达和其他元件来生成执行这个工序的流体和举升机构的人工举升所需要的功率。

具体地，哥伦比亚专利申请第10130183号描述了一种机械液压泵送单元，该机械液压泵送单元包括液压动力模块以及具有液压致动器的底座。当双系统的第一泵采用液压油箱中的液压油并且将该液压油作为加压流发送至位于底座顶部处的液压致动器时，所述发明起作用。因此，液压致动器使油井投入生产所需要的载荷升高。

虽然这种泵送单元改进了设计并且减少了安装的能耗，但该泵送单元不具有使流体的升高更有效的补充系统。

一些发明使用了配重系统来改进操作设计和结果。具体地，专利文件US4187680描述了一种泵送单元，该泵送单元包括由竖直移动的双效应液压缸液压操作的模块。这个装置的设计还包括横过齿面而拖动的链条，其中，该链条的一部分被锚接抵抗竖直运动，并且另一部分使杆保持，使得位于抛光杆上的竖直运动是液压输送至操作单元的竖直运动的两倍。链条上的抛光杆的载荷由通过链条而连接至杆的配重装置来平衡，该配重装置连接至提升滑轮。供应液压缸的液压泵的出口是凸轮控制的，使得在操作单元接近或远离其运动上限值和下限值时，其运动缓慢地加速和减速。

在这个设计中，液压致动器通过压缩而运行且非张力地运行，使得该液压制动器在两个滑轮之间的操作复杂。此外，使重量平衡的链条使用两个独立的砝码，这两个砝码可引起泵送单元的结构不平衡。

还描述了另一种机构，该机构包括使用配重装置来优化用于升高载荷的泵送单元设计。具体地，专利文件GR1005062描述了液压辅助设备，该辅助设备包括具有摩擦力的滑轮，该滑轮在一个端部处通过平衡配重装置拉动保持的两个线缆并且该滑轮在另一端部处通过在导轨上方滑动的块的悬置框架拉动保持的两个线缆，并且该辅助设备包括液压马达、变速箱(必要时)、高压柔性或金属管以及动力单元，该动力单元包括容纳液体(矿物液体、油、水等)的箱体。电动机、泵、阀门的控制面板以及设计成控制液压油的压力、供应、厚度和温度的其他必不可少的仪器均位于液压单元内部。动力单元还具有流体冷却系统以改进流体性能的利用。

这个系统不包括诸如用于较长冲程的致动器的机构，并且该系统仅基于马达可生成的使大摩擦滑轮运行的力矩。这表示了在控制位于载荷上的功率和速度方面的缺点。

专利申请CN101307685描述了一种具有长冲程的液压泵送单元，该泵送单元包括底盘、抽油杆以及具有配重装置的砝码。所描述的泵送单元还具有油箱、液体入口以及与油箱连接的液压泵，其中，液压泵的出口连接至液压换向阀的入口。而且，该泵送单元具有换向阀的两个出口，这两个出口借助于管道而连接至竖直地放置在底盘上的两个液压缸。第一液压缸的活塞杆和第二液压缸的活塞杆借助于使其移动的输送带而连接至放置在底盘上的绕组柱体线圈和绕组线圈。通过长期使用这种液压泵送单元，减少了操作成本和能量消耗。

在这个装置中，致动器、滑轮以及配重装置彼此层叠地连接，这需要使线缆和致动器非常精确地对准。由于液压致动器水平地放置在地面上，所以还需要更多的空间。

在技术情况中描述了用于更有效地操作液压泵送单元的其他技术。

具体地，专利文件CN2656630描述了一种变频液压泵送单元，该变频液压泵送单元包括机械系统、液压系统以及具有交流(AC)变流器和控制器的用于检测和控制的系统。本发明使用张力技术和变频技术来控制三相电流异步马达的速度，其目的在于维持液压泵的流出量恒定以便使液压缸运行，并由此控制泵送单元的操作速度。同时，使用配重装置的累积平衡，减小了泵送单元的安装功率并且有效地使用泵送单元向下运动的力，这对其能量消耗具有明显的影响。泵送单元还使用变频控制的数字技术，以使泵送单元的操作速度电弧达到理想状态，其目的在于，使泵送单元的抽吸系统达到最大效率。液压泵送单元的变频能够改变速度和冲程长度。

该泵送单元不使用配重装置来改进机器的电力消耗，并且该泵送单元使用更容易使其损坏的液压储压器的复杂系统。该泵送单元是一种较昂贵的系统。