[发明专利]电磁抽油机

说明书

目前，油田使用的采油机械，均采用机械传动的游梁式抽油机和无游梁式的抽油机。它由旋转电动机，经多级齿轮减速，通过游梁或链条等转换成直线运动，驱动抽油杆往返运动，实现抽油目的。它具有运动特性差、机械效率低、平衡度差、能耗高、体积重等缺陷。这些中间转换机构的机械零件，结构复杂、易损件多，长期运转，易产生磨损和疲劳，引发多种故障。

本发明的目的是提供一种电磁抽油机。电磁抽油机，采用直线步进电动机驱动，直线步进电动机是一种电磁脉冲信号直接转换成直线步进运动的驱动装置，其动子(次级)直接连接抽油杆，由计算机控制系统控制直线步进电动机按指令给定的步距上、下位移，带动抽油杆上下往返运动，实现抽油目的。

本发明的目的是这样实现的：机架的上部安装直线步进电动机的定子(初级)，直线步进电动机的动子(次级)下端连接抽油杆，由计算机控制系统发出电脉冲序列，指令直线步进电动机定子驱动动子按步距直线上下往返移动。电磁抽油机采用计算机闭环控制系统，由配置的硬、软件和外设传感器组成自适应系统，根据各类油井数据编写专用软件的自适应系统，能对各种类型的油井(如稀油井、稠油井、贫油井、富油井等)不同的数据，选择抽油机最佳的冲程次数和冲程长度，使抽油机始终处于最佳经济状态下运行。

本发明的电磁抽油机另一特点是：由气包与两个平衡缸和补气泵组成的气平衡可控系统。能自动调节气包对平衡缸放能、蓄能，实现抽油机的动态平衡。根据拉力传感器的信息，当抽油机发生超载、卡泵的现象时，计算机控制系统即指令停机，并发出警报声，确保抽油机始终处在安全状态下运行，

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的结构原理示意图。

图2是图1电磁抽油机的左视图。

图3是平衡缸密封室的多级软密封装置的剖面图。

图4是计算机控制系统框图。

图中1、固定底座  2、电控柜  3、移机汽缸  4、行走器 5、机架  6、补气泵  7、抽油杆  8、左平衡缸  9、右平衡缸  10、拉力传感器  11、气包  12、直线步进电机定子  13、直线步进电机动子  14平衡缸柱塞、15连接架、16、第一级密封圈、17、第二级密封圈。18、第三级密封圈、19、第四级密封圈20、第五级密封圈、21、第六级密封圈、22、第七级密封圈、23、第八级密封圈  24、润滑室25、防尘密封圈26、密封室。

在图1中，直线步进电机的定子(12)固定在左、右平衡缸(8)、(9)的缸体和气包(11)组成的机架(5)的上方，动子(13)下方通过拉力传感器(10)与抽油杆(7)连接。计算机控制系统发出电脉冲序列信号，指令动子按步距上下往返运动，实现抽油目的。

机架(5)置于固定底座(1)的滑座上，修井时，将机架(5)上的底座螺栓松开，顶下行走器(4)的行走轮，使机架(5)离开固定底座(1)，启动移机汽缸(3)，机架(5)沿固定底座(1)上的滑轨后移。修井完毕，退回移机汽缸(3)，机架(5)复位，抬起行走器(4)的行走轮，机架(5)接触固定底座(1)，拧紧固定底座螺栓。

图2所示的实施例中，连接架(15)的中部，固定在直线步进电动机动子(13)的上端，两侧与两个平衡缸柱塞(14)上端连接，组成双平衡缸的平衡机构，采用双平衡缸的目的，是保证动子(13)运行平稳。气包(11)与两个平衡缸(8)、(9)和补气泵(6)组成气平衡系统。抽油机在运动中，气包(11)对平衡缸(8)、(9)放能、蓄能，实现平衡目的。

抽油机工作时，上、下冲程的受力是不同的。根据抽油机悬点载荷计算公式：

悬点最大载荷P_max=P_油+P_杆+P_动

悬点最小载荷P_min=P_杆-P_动

式中：P_油——柱塞以上油柱重力；

      P_杆——抽油杆柱自身重力；

      P_动——悬点所受的动载荷。