[发明专利]一种节能型塔架式抽油装置

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种石油开采设备，尤其是涉及一种塔架式的抽油机。

 

背景技术

目前，在石油开采技术领域，塔架式抽油机得到了广泛的应用，其常见的结构如下：曳引机（电机）通过减速机构减速后带动曳引轮转动，曳引轮上绕设有牵引绳，牵引绳两端分别连接抽油杆和配重块。曳引机的转动经过减速机构减速增扭后带动曳引轮转动，从而通过绕设在曳引轮上的牵引绳带动抽油杆上升以完成抽油，配重块将储存的势能释放用于辅助提升抽油杆，以减小曳引机的启动扭矩，当抽油杆到达行程上限时，控制机构控制曳引机反向转动，此时抽油杆下降，配重块上升，曳引机对配重块做功以储存势能。如此上下循环动作，抽油杆即完成持续抽油。

减速机构通常采用的是皮带传动和齿轮减速箱，由于齿轮减速箱的体积较大，其制造难度大，成本高，而且减速箱在运转时会产生较大的噪音，其平时的维护保养工作量大，不便于维修。而皮带传动容易打滑，从而造成曳引轮的制动失灵并发生安全事故。此外，抽油杆在上升和下降行程中，其所需牵引力包括抽油杆的重量、油的重量和整个传动机构的摩擦力，因为油的重量是逐步减轻的，而摩擦力与抽油杆的运动方向相反，因此，用于抽油杆端的牵引力（悬点载荷）会在上冲程刚起动时的最大值Fmax与下冲程到达下限时的最小值Fmin之间线性变化，而为了尽量减小曳引机的最大扭矩，通常将配重块的重量W即配重块的牵引力设置在上述最大值和最小值的平均值，即W=(Fmax+Fmin)/2，进而降低曳引机的功率和规格，有利于降低成本。由于配重块所产生的牵引力是恒定不变的，曳引机在提升抽油杆的上冲程中，刚起步时，配重块所提供的牵引力小于抽油杆端所需的牵引力，此时曳引机对抽油杆作正功，起牵引提升作用；当抽油杆逐步上升，其所需牵引力（悬点载荷）逐步减小，配重块所产生的牵引力大于抽油杆端所需的牵引力时，曳引机开始做无用功，也就是说，曳引机起到一个阻力和刹车的作用，以使配重块所产生的牵引力和抽油杆端所需的牵引力之间保持平衡，从而降低了曳引机的工作效率。进一步地，连接配重块和抽油杆的牵引绳是绕设在曳引轮上的，因此，当配重块所产生的牵引力和抽油杆端所需的牵引力（悬点载荷）不平衡时，牵引绳与曳引轮之间容易出现打滑现象，并且，曳引机是通过皮带传动与曳引轮连接的，因此当皮带长期使用后也容易出现打滑现象，从而影响安全生产。

一种在中国专利文献上公开的“超低能耗塔吊式抽油机”，其公告号为CN2908774Y，在与井口对应的支架上端固定有异径连接为一体的大小滑轮，大滑轮下支架上端固定有定滑轮组，大滑轮上缠绕有游绳，游绳一端分别通过定滑轮组及动滑轮组后固定在定滑轮组上，动滑轮组与抽油杆相连，游绳的另一端连接有配重块，大小滑轮的左侧固定有电机，电机上的皮带轮通过皮带与小滑轮相连。该塔吊式抽油机通过一组滑轮机构降低游绳的牵引力，从而降低电机的启动功率，但其存在下列问题：1.滑轮组起到了减速箱的减速作用，但其配重块所产生的牵引力也是不变的，因此仍然无法解决在抽油杆在上冲程中电机做无用功的问题，从而降低了电机的效率，增加能耗。2.抽油杆悬挂在动滑轮组上，因此容易出现晃动，进而影响抽油杆行程的稳定，不利于抽油机工作时的安全。3.游绳和皮带容易打滑，进而降低其安全性和传动效率。4.滑轮组使配重块的行程成倍增加，从而使塔架过高或抽油杆的冲程过低。

 

发明内容

本发明是为了解决现有技术的塔架式抽油机所存在的电机效率低、整机的结构复杂、使用维护成本高以及安全性差的问题，提供一种电机效率高、结构简单、安全性好以及成本低的塔架式抽油装置。