[实用新型]竖井抽油机系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及钻采设备技术领域，特别涉及一种竖井抽油机系统。

背景技术

现有的抽油机大部分为磕头机即游梁式抽油机，通常由普通交流异步电机直接带动曲柄滑块结构，进而带动游梁绕铰接点做俯仰动作。具体的，如图1所示，电机1通过皮带轮4与变速箱2连接，变速箱2带动曲柄5滑块作往复摆动，曲柄5上设有平衡块6，曲柄5通过连杆7与游梁8的一端铰接，游梁8中部与支架11铰接，游梁8的另一端连接有驴头9，驴头9下方悬挂有悬绳器10，悬绳器10用于连接抽油杆，上述所有部件均安装在底座上。游梁摆动带动抽油杆上下运动，抽油杆驱动井下抽油泵做固定周期的上下往复运动，把井下的油送到地面。

常规型游梁式抽油机主要有以下不足：

(1)抽油机在运行中，传动角波动较大，无法保证各位置的传动角均接近90°，造成曲柄轴受力很大但不均匀，即曲柄在转动过程中受到的作用力有很大的波动。

(2)悬点载荷造成的曲柄轴扭矩峰值较大，且为非正弦规律，而驱动曲柄轴的平衡力矩是以正弦规律变化的，二者无法相抵，造成曲柄轴上的净扭矩峰值较大，波动剧烈，甚至出现负扭矩。

(3)从能耗的角度来说净扭矩波动大，必然需要加大输入功率，能耗较大。

(4)从装机功率来说，由于扭矩峰值高，为了保证抽油机的正常运转，势必要选用较大功率的电机及大扭矩的减速器，这就是“大马拉小车”现象——造成电能的浪费。

(5)对于“渗透率”比较低的油井来说，单位时间出油量较少，抽油机负载小，抽油杆以较低的抽动速度就可；但是电机的转速却不能改变，从而导致传动系统的效率和功率因数很低，每次抽油量都比较少，很大一部分能量都被无功损耗白白的浪费了。

(6)对于“渗透率”比较高的油井来说，因为电机的转速不能提高，相应的其产量也不能提高。固定转速的电机无法满足不同渗透环境的油井，造成抽油速度无法与供油速度相匹配。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是：为解决现有的竖井抽油机，由于采用曲柄滑块以及游梁结构，工作过程中无法保证各位置的传动角均接近90°，导致曲柄受力有波动，电机输出的固定的驱动力无法与曲柄受到的波动的作用力相匹配的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种竖井抽油机系统，包括：井架、提升电机、提升皮带和提升物料，所述提升电机安装在所述井架上，所述提升皮带绕过所述提升电机的带轮后与所述提升物料连接，所述提升物料悬挂在所述提升电机下方，所述提升电机用于带动所述提升物料上下运动；所述提升电机连接有绝对值编码器，所述提升电机通过动力电缆连接有变频器，所述绝对值编码器与所述变频器连接；所述绝对值编码器用于向所述变频器提供所述提升物料的高度位置信号，所述变频器用于调节所述提升电机的转向和输出功率。

其中，所述提升皮带的一端与所述提升物料连接，另一端连接有皮带箱，所述皮带箱设置在所述井架的下部，所述皮带箱用于收集和释放所述提升皮带。

其中，所述皮带箱与提升电机之间的提升皮带上连接有配重块。

其中，所述井架上设有两个限位开关，两个所述限位开关均与所述变频器连接；两个所述限位开关沿所述提升物料的运动方向设置；当所述提升物料通过任意一个所述限位开关的检测点后，该限位开关将检测到的信息传递至所述变频器，所述提升电机停止转动。

其中，两个所述限位开关的安装高度可调。

其中，所述变频器为PowerFlex755变频器。

其中，所述提升物料为抽油杆。

其中，所述提升电机为永磁同步电机。

(三)有益效果

上述技术方案具有如下优点：本实用新型所述竖井抽油机系统，提升物料悬挂在提升电机下方，运动过程中传动角无变化，电机受力均匀；通过绝对值编码器将提升物料所处的位置实时反馈至变频器，变频器根据提升取料的位置确定电机的转向以及电机当前需要输出的功率，进而控制电机运行，使得电机的输出功率与提升物料所需的功率相匹配，功率几乎没有浪费，电机能耗低。

附图说明

图1是现有竖井抽油机的结构示意图；

其中，1、电机；2、变速箱；3、底座；4、皮带轮；5、曲柄；6、平衡块；7、连杆；8、游梁；9、驴头；10、悬绳器；11、支架；

图2是本实用新型所述竖井抽油机系统的结构示意图。