[发明专利]自动调冲次及平衡的立式抽油机

说明书

一种自动调冲次及平衡的立式抽油机，属于油田采油设备技术领域，包括机架上端平台上安装的电机、电机同步带轮、失电制动器、同步带、滚筒同步带轮、滚筒，滚筒上设有正、反缠绕的两组提升带，一组为光杆提升带连接着井口光杆，另一组为配重箱提升带Ⅰ、配重箱提升带Ⅱ连接着配重箱，配重箱有摘挂机构及电磁推杆组成的自动调平衡执行机构，由控制柜的逻辑控制器根据提升带上下位移量控制电机正反转，实现设定冲程的往复运动，根据扭矩计算平衡度自动进行配重箱分拆或结合调整平衡度，按照无线载荷传感器传送的井口载荷自动调整冲次，按照能量回馈单元的回馈功率判断是否失载且停机保护，是一种机电一体化且智能化较高的理想采油设备。

技术领域

本发明属一种油田采油设备技术领域，具体为一种自动调冲次及平衡的立式抽油机。

背景技术

抽油机是油田采油的举升设备，由于深井、稠油等井况的需求，立式抽油机占比越来越大。无游梁式抽油机基本能够实现冲次的不停机调整，且能够人工分别调整上下行的速度；但现有抽油机还不能实现自动调整冲次，蒸汽吞吐开采的稠油井注汽后前期至末期稠油粘度变化很大，造成油井对光杆的下行阻力变化很大，经常造成抽油机下行运行速度大于光杆下行速度而超单边举升力停机，需要人员现场降低下行速度后才能运行；而抽油机上行运行越到后期负荷越大，同样需要在不超过设备的额定功率下运行，降低冲次可使设备不超功率运行；所以迫切需要一种能够自动同步抽油杆下行速度调整冲次，也能自动调整不超抽油机额定功率的冲次下运行的立式抽油机。

对于抽油机的平衡调整，现阶段只在游梁式抽油机有较多方法进行了实施，无游梁式抽油机平衡自动调整难度大，经检索现阶段没有能够实现自动调整平衡功能的立式抽油机。

无游梁式抽油机绝大部分为对重平衡且前后力臂相等，应用在稀油油井上时，只要不是改层、换泵等情况井口载荷变动不大，人工调整抽油机平衡后很长时间不需要进行调整。应用在稠油井上，冷采的情况下平衡情况同稀油相似，只是单边举升力要求更大；而在稠油井的蒸汽吞吐开采的初期对应稀油工况，中后期对应稠油工况，其平衡差距很大，非常必要进行配重的调整，使抽油机适应井况变动下的采油工作。而现阶段的平衡调整都是通过人工停机后进行调整，再运行一段时间检测平衡度，平衡不合适时再停井进行人工调整，直至达到平衡度要求。人工调整停机时间长，劳动强度大，跟踪不及时，非常必要设计一种能够自动调整平衡的立式抽油机。

现有成熟的无游梁式抽油机有机械换向宽带链条式抽油机和电气换向的旋转电机换向无游梁式抽油机，宽带链条换向抽油机冲程为固定冲程，传动链长、机械效率低；专利检索现有载荷皮带摩擦驱动的电机换向无游梁式抽油机，需要单独增加卸负荷及失载保护的机构；专利检索现有载荷皮带或钢丝绳缠绕驱动的电机换向无游梁式抽油机有“智能静音型抽油机”、“双滚筒无游梁式抽油机及控制方法”，“智能静音型抽油机”为外转子永磁同步大扭矩电机直接驱动，为了满足抽油的驱动载荷力，缠绕滚筒直径越小输出力越大，所以选取滚筒直径较小，造成皮带不能直接对中井口而增加对中前导向轮组，使载荷皮带工作曲挠次数翻倍而造成经常断带的现象；“双滚筒无游梁式抽油机及控制方法”为电机驱动减速箱带动滚筒驱动的结构，其减速箱运行时间长后具有噪声增大及漏油的隐患；且现有立式抽油机都无自动调整冲次和平衡的功能，为了实现高效率、低噪声、无需单独的卸负荷及失载保护的机构、具有自动调整冲次和平衡功能，本发明创造性地提出了自动调冲次及平衡立式抽油机。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动调冲次及平衡的立式抽油机，使传动链短、效率高、噪音低、具有失载保护、井口维修摘挂负荷方便、能够自动调整冲次及平衡的立式抽油机。