[发明专利]一种落地式多绳抽油机系统

权利要求书

1.一种落地式多绳抽油机系统，其包括抽油机主体、注气热采抽油泵以及封隔器组件，抽油机主体通过其牵引系统与注气热采抽油泵连接，注气热采抽油泵与封隔器组件通过丢手接头连接，

抽油机主体包括：混凝土基础、移机导轨、夹轨器组件、控制柜、支架、可调平衡配重、上平台、上护栏组合、动力装置、制动器、牵引系统以及提引器，

牵引系统包括牵引轮、钢丝绳、动滑轮组以及钢丝绳接头，钢丝绳分为提引钢丝绳和平衡钢丝绳，提引钢丝绳一端固定于牵引轮并从牵引轮上绕过，另一端通过提引器、提引器上的动滑轮与支架上的钢丝绳接头固定连接，平衡钢丝绳与提引钢丝绳反向，一端固定于牵引轮并从牵引轮上绕过，另一端通过可调平衡配重、可调平衡配重上的动滑轮与支架上的钢丝绳接头固定连接；

多根钢丝绳绕过牵引轮两端分别连接安装在提引器和可调平衡配重上的动滑轮组，并各自固定于牵引系统的钢丝绳接头；

支架为组合桁架结构，其高度上满足长冲程，截面尺寸满足现场要求、结构强度以及可调平衡配重的往复运动条件，

动力装置包括电机、液力耦合器、转向调整机构；

电机为稀土永磁同步电机，该电机采用单向转动，并通过动力装置的转向调整机构根据冲程要求来完成动力输出的转向；

液力耦合器是以液体为工作介质的一种非刚性联轴器，靠液体与泵轮、涡轮的叶片相互作用产生动量矩的变化来传递扭矩，液力耦合器的泵轮和涡轮组成一个可使液体循环流动的密闭工作腔，泵轮装在输入轴上，涡轮装在输出轴上，电机带动输入轴旋转时，液体被离心式泵轮甩出，高速液体进入涡轮后推动涡轮旋转，将从泵轮获得的能量传递给输出轴，液体返回泵轮，形成周而复始的流动，液力耦合器的传动效率等于输出轴转速与输入轴转速之比，转速比在0.95以上；液力耦合器的油放空，液力耦合器就处于脱开状态，能起离合器的作用；

液力耦合器输入轴与输出轴间靠液体联系，工作构件间不存在刚性联接，能消除冲击和振动；输出轴转速低于输入轴转速，两轴的转速差随载荷的增大而增加；过载保护性能和起动性能好，载荷过大而停转时输入轴仍可转动，不致造成动力机的损坏；当载荷减小时，输出轴转速增加直到接近于输入轴的转速，使传递扭矩趋于零；

转向调整机构由伞齿轮减速器、带键拨套、比例拨叉、滑杆、一个推送连杆、一个定位连杆、浮动拨杆、冲程调整轴组成，传动轴为电机的输出轴，伞齿轮减速器的左、右换向伞齿轮套在伞齿轮减速器的传动轴上，带键拨套用于调整动力方向，通过调拨带键拨套实现动力传递方向的改变，比例拨叉以2:1的比例使带键拨套快速调拨，比例拨叉的下部长槽与滑杆的导块接触，滑杆在导座里往复运动，比例拨叉运动，滑杆的一端与推送连杆、定位连杆和浮动拨杆铰接在一起，浮动拨杆套装在传动轴上，当固定在牵引轮上的挡销转动并碰到浮动拨杆时，随牵引轮一起转动；

封隔器组件包括：丢手接头、第一出油管、第一侧封芯轴、第二出油管、第二侧封芯轴、第三出油管、第三侧封芯轴、封隔器主体、单向阀、第一喷头、第二喷头、密封圈、第四出油管、第四侧封芯轴、第五出油管、第五侧封芯轴、第三喷头、通气管、电缆入口导引件以及旁侧气体管路；封隔器主体上方旁侧气体管路保持压力，确保各个组件的连接不泄漏，第三喷头安装在下部的第四侧封芯轴的下方，第三喷头中设置塞子以迫使旁侧气体管路通过进气口的气体能够流入到最底部的第四侧封芯轴，并将旁侧气体管路与井筒中产生的井液分离，电缆入口导引件安装在第四侧封芯轴的下方，在电缆入口导引件、封隔器主体以及丢手接头上分别设置用于封隔器工况监测的井下测量仪，在封隔器的次级端口上方构造多孔管，以使得能够从上部区域中的环形空间提升，从而绕过封隔器到下部区域中的主管柱，通过第一、二、三、四侧封芯轴实现了封隔器组件各个部分可调联合，以实现根据井深调整长度；

封隔器组件的安装步骤如下：

步骤l、用70～80℃热水彻底反洗井，根据井口溢流情况压井液反循环压井，取出原井封隔器组件；

步骤2、下入刮削通井管柱，对井段反复刮削，探砂面，并冲砂至人工井底，取出刮削通井管柱；

步骤3、下入验漏管柱至预定深度验漏，观察溢流情况，然后上提验漏管柱至射孔井段以上；

步骤4、验证封隔器组件密封情况，如合格进入步骤5，否则更换封隔器组件；

步骤5、下入封隔器主体、单向阀、第一喷头、第二喷头、密封圈、第四出油管、第四侧封芯轴、第五出油管、第五侧封芯轴、第三喷头、通气管、电缆入口导引件以及旁侧气体管路，封隔器主体经磁性定位校深无误后，用水泥车将管柱灌满清水后，从而排净空，放入第一出油管、第一侧封芯轴、第二出油管、第二侧封芯轴、第三出油管、第三侧封芯轴，并从第一出油管内正打压，如压力平衡，则进行加固；

步骤6、上提第一出油管，插入丢手接头，完成封隔器组件安装；

其中，封隔器工况监测的井下测量仪包括应变片、压力传感器、信号放大调制电路、模数转换电路、数据采集电路以及处理器，通过井下测量仪获取的数据对封隔器工况进行监测，判断其是否处于安全状态，判断过程如下：

步骤1，通过采集的数据计算封隔器截面压力，

抽油时，封隔器截面压力P_c为：

蒸汽注入时，封隔器截面压力P_z为：

其中P_s为井口压力，P_b为井底压力，L为封隔器长度，H为封隔器所处井深；

步骤2，计算封隔器弯曲轴力F_wz，

F_wz＝-F_zb-Q_fH+Q_vH+F_bh，

F_zb为截面弯曲等效轴力，Q_f为粘滞摩擦系数，Q_v库伦摩擦系数，F_bh截面活塞力；

步骤3，应力计算，分别计算抽油截面压应力σ_c 、注气截面压应力σ_z、轴向拉应力σ_wz：

R_w为封隔器最大外部半径，R_n为封隔器最小外部半径；

步骤4，应力极限判断，

σ_s为封隔器材料的屈服极限应力，n_s为安全系数，MAX(σ_c,σ_z,σ_wz)为极大值函数；

如果计算结果满足上式，则封隔器应力材料安全，否则发出警告，提醒封隔器进入应力极限状态。