專利名稱：節(jié)能型氣液動能抽油機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及油田采油機(jī)械領(lǐng)域，尤其涉及一種可控沖程沖次的長沖程全封閉氣液動能驅(qū)動系統(tǒng)及其應(yīng)用該系統(tǒng)的氣液動能抽油機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，油田采用的采油機(jī)械，均采用機(jī)械傳動的游梁式和無游梁式抽油機(jī)。它由旋轉(zhuǎn)電動機(jī)，經(jīng)多級齒輪減速，通過游梁上驢頭牽動鋼絲繩或鏈條等機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換成直線運動，驅(qū)動抽油光桿上下往返運動，實現(xiàn)抽油目的。如中國專利“游梁式液壓抽油機(jī)(CN2561926Y) ”， 它由機(jī)械和液壓兩部分組成。其中機(jī)械部分保留原有的游梁、驢頭、支架、底盤和懸繩器及懸繩；液壓部分包括四腔油缸、主蓄能器、換向系統(tǒng)、油源和輔助系統(tǒng)。油缸桿與游梁后力臂端部之間有軸承連接與特殊驢頭連接兩種方式，該機(jī)通過主蓄能器、油缸和換向系統(tǒng)完成平衡與抽油功能；通過輔助系統(tǒng)實現(xiàn)節(jié)能、運動上快下慢、超斷載停機(jī)報警、液位停機(jī)報警、 溫度停機(jī)報警、沖程沖次連續(xù)可調(diào)和消除抽油桿偏磨等功能。這種結(jié)構(gòu)的抽油機(jī)運動特性差、機(jī)械效率低、平衡度差、能耗高、體積重等缺陷。這些中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的機(jī)械零部件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易損件多，長期運轉(zhuǎn)，易產(chǎn)生摩擦和疲勞，引發(fā)多種故障。還有中國專利“節(jié)能型液壓抽油機(jī)(CN2194423Y)”，有油箱、濾油器、原動機(jī)、變量泵、安全閥、蓄能器、電液換向閥、液壓缸、傳動帶、抽油桿，特征是液壓缸的無桿腔連通了一個蓄能機(jī)構(gòu)，傳動帶通過一個滾筒和一個設(shè)在活塞桿上的動滑輪后固定在基架上。這種液壓結(jié)構(gòu)是個開環(huán)系統(tǒng)，節(jié)能效果不好。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型提供一種可控沖程、沖次的長沖程、全封閉氣液動能驅(qū)動系統(tǒng)及其應(yīng)用該系統(tǒng)的氣液動能抽油機(jī)。氣液動能抽油機(jī)其特征在于采用柱塞缸柱塞頭部連接橫梁兩側(cè)直接驅(qū)動橫梁中部的抽油光桿，結(jié)構(gòu)極為簡單。整機(jī)沒有齒輪、軸承、鋼絲繩、鏈條等易損件組成的中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，徹底解決了斷繩事故的發(fā)生。由工控機(jī)及PLC處理器智能系統(tǒng)，控制可控的沖程、沖次，系統(tǒng)給抽油桿漸進(jìn)式加力，使上沖程過程的抽油桿減緩沖擊，使抽油機(jī)避免斷桿、空抽、 超載事故的發(fā)生。系統(tǒng)專業(yè)模塊軟件采集優(yōu)化各傳感器數(shù)據(jù)，使抽油機(jī)始終處于最佳經(jīng)濟(jì)狀態(tài)下運行。本實用新型同時還提供一種密封性能好，安全性高，能自動檢測密封壽命并報警的多級密封裝置，確保抽油機(jī)長期無故障運行。本實用新型最大特點是提供了一種節(jié)約能源，效率高，低碳減排效果好的氣液動能動力系統(tǒng)，節(jié)能效果高達(dá)80%以上。本實用新型的上述技術(shù)問題是通過下述技術(shù)方案解決的一種節(jié)能型氣液動能抽油機(jī)，包括底座，在所述的底座上連接有活動底座，所述的活動底座上固定有柱塞缸和氣液蓄能器，所述的氣液蓄能器的上部設(shè)有柱塞缸固定架和位于柱塞缸固定架上方的防護(hù)罩固定架，所述的柱塞缸固定架上連接有下纜風(fēng)繩，所述的防護(hù)罩固定架上端連接有上纜風(fēng)繩，所述的柱塞缸內(nèi)的柱塞端部連接有橫梁，所述的橫梁中部固定有抽油光桿，在所述的底座上連接有起臥油缸的一端，所述的起臥油缸的另一端連接在起臥油缸支架上；所述的護(hù)罩固定架上較接有防護(hù)罩，所述的防護(hù)罩上連接有折疊油缸的一端，所述的折疊油缸的另一端固定在上油缸支架上。柱塞頭部連接著橫梁，所述的橫梁中部連接抽油光桿，帶動抽油光桿上下運動從而實現(xiàn)抽油動作，確保抽油機(jī)的正常工作。通過起臥油缸可以將整機(jī)立起或臥倒，同時折疊油缸也可以調(diào)整防護(hù)罩的折疊狀態(tài)。整個抽油機(jī)構(gòu)件少，整機(jī)沒有齒輪、軸承、鋼絲繩、鏈條等中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)等易損件，結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，性能可靠，效率高。防護(hù)罩是為了保護(hù)柱塞不受塵土風(fēng)沙侵蝕，纜繩使得抽油機(jī)在任何惡劣氣象環(huán)境中正常運行。作為優(yōu)選，所述的橫梁中部安裝拉力傳感器，所述的拉力傳感器下端與抽油光桿連接。作為優(yōu)選，所述的底座包括固定底座和活動調(diào)節(jié)座，在固定底座上設(shè)有橫向滑軌， 在所述的橫向滑軌上設(shè)有活動調(diào)節(jié)座，所示的活動調(diào)節(jié)座的底部設(shè)有與橫向滑軌配合的橫向槽，在所述的活動調(diào)節(jié)座上設(shè)有與橫向滑軌垂直的縱向滑軌，所述的活動底座底部設(shè)有與縱向?qū)к壟浜系耐蛊穑龅幕顒拥鬃c所述的活動調(diào)節(jié)座通過螺栓固定，所述的起臥油缸的一端固定在活動調(diào)節(jié)座上，所述的起臥油缸支架位于所述的氣液蓄能器上，所述的折疊油缸支架固定在氣液蓄能器上?；顒诱{(diào)節(jié)座可以在縱向滑軌上縱向滑動，從而調(diào)整活動底座的縱向位置，同時，活動底座又可以在活動調(diào)節(jié)座上橫向活動，從而調(diào)整活動底座的橫向位置，從而將抽油光桿對準(zhǔn)井口位置，在調(diào)整活動底座和活動調(diào)節(jié)座后將纜繩系好，實施抽油。作為優(yōu)選，所述的防護(hù)罩上連接有過渡油缸，所述的過渡油缸的一端通過過渡緩沖板連接在防護(hù)罩上，所述的過渡油缸的另一端固定在柱塞缸固定架上。防護(hù)罩上翻到重心臨界點，防護(hù)罩的底部接觸過渡緩沖板，重心過臨界點后，防護(hù)罩隨著過渡油缸緩緩?fù)嘶?，防護(hù)罩底部接觸防護(hù)罩支架上平面，防護(hù)罩上翻動作完成。過渡油缸和過渡緩沖板的設(shè)置提高了防護(hù)罩翻轉(zhuǎn)過程的平穩(wěn)性，從而使得結(jié)構(gòu)更為合理，運作更為穩(wěn)定。作為優(yōu)選，所述的氣液蓄能器依次通過管道連接有第一兩位兩通閥、第一單向閥、 第一換向閥、加壓泵和第二換向閥后液壓油推動柱塞缸內(nèi)的柱塞完成上沖程過程形成驅(qū)動油路；在第一兩位兩通閥換向后，柱塞缸內(nèi)的柱塞處于下沖程過程，液壓油通過第一換向閥和加壓泵的加壓后，由第二換向閥選擇回油管路將液壓油送回氣液蓄能器形成回油油路， 驅(qū)動油路與回油油路構(gòu)成閉環(huán)回路。所述的氣液蓄能器依次通過管道連接有數(shù)字啟動閥、第一單向閥、第一換向閥、加壓泵和第二換向閥后液壓油推動柱塞缸內(nèi)的柱塞完成上沖程過程形成驅(qū)動油路；在數(shù)字啟動閥關(guān)閉，第一換向閥、第二換向閥換向后，柱塞缸內(nèi)的柱塞處于下沖程過程，液壓油通過第一換向閥和加壓泵的加壓后，由第二換向閥選擇回油管路將液壓油送回氣液蓄能器形成回油油路，驅(qū)動油路與回油油路構(gòu)成閉環(huán)回路。柱塞的上沖程過程是由氣液蓄能器內(nèi)的膨脹氣體對油液施壓，油液產(chǎn)生再生的氣液動能轉(zhuǎn)換為液壓能，液壓能經(jīng)加壓泵再增壓，增壓后的液壓能通過數(shù)字啟動閥、高壓油管進(jìn)入兩側(cè)柱塞缸工作腔內(nèi)，推動柱塞上升。抽油機(jī)下沖程過程，抽油機(jī)最小載荷通過抽油光桿經(jīng)柱塞對柱塞缸內(nèi)的液壓施壓產(chǎn)生的再生液壓能進(jìn)入加壓泵入口端，再經(jīng)加壓泵增壓將柱塞缸腔內(nèi)抽出的液壓油送回氣液蓄能器，實現(xiàn)下沖程運動，從而使油路形成閉環(huán)回路，實現(xiàn)上下沖程往返運動，上沖程主要由氣液動能的再生能量承擔(dān)，加壓泵只加入約20%的輔助能量完成，下沖程主要由抽油機(jī)最小載荷通過柱塞對柱塞缸內(nèi)的油液施壓產(chǎn)生再生能量，加壓泵液只需加入約20 %的輔助能量完成，因此氣液動能的動力驅(qū)動系統(tǒng)節(jié)能效果能達(dá)到80%以上。氣液動能的載荷的工作模式可以采用全載荷也可以采用半載荷方式，全載荷方式，柱塞的外在負(fù)載起升的最大重量P =負(fù)載自重Ptl+額定動載荷重量P1，全載荷方式的氣液蓄能器的承受壓力為Pq = PfP1，半載荷方式，柱塞的外在負(fù)載起升的最大重量P =負(fù)載自重Ptl+額定動載荷重量Pi/2，半載荷方式的氣液蓄能器的壓力是承擔(dān)= &+P/2，全載荷帶著負(fù)載的柱塞下降，由負(fù)載的自重Ptl對柱塞缸腔內(nèi)產(chǎn)生壓力油進(jìn)入加壓泵的入口，經(jīng)加壓泵約P1^功率再增到PQ，將柱塞缸液壓油送回氣液蓄能器，半載荷帶著負(fù)載的柱塞下降，由負(fù)載的自重Ptl對柱塞缸腔內(nèi)產(chǎn)生壓力油進(jìn)入加壓泵的入口，經(jīng)加壓泵約P/5率再增到IV將柱塞缸液壓油送回氣液蓄能器，作為優(yōu)選，所述的加壓泵的額定載荷為執(zhí)行柱塞所承載的動載荷的1/2。這樣工作的系統(tǒng)平衡性好，穩(wěn)定性高。采用全載荷的蓄能器壓力大， 造價高，半載荷蓄能器壓力小，造價低。作為優(yōu)選，所述的加壓泵的額定載荷為執(zhí)行柱塞所承載的動載荷的18% -22%。作為優(yōu)選，所述的氣液蓄能器與補(bǔ)氣電機(jī)之間連接有補(bǔ)氣泵和補(bǔ)氣閥。萬一氣液蓄能器漏氣，系統(tǒng)采集到氣壓下降信號，自動啟動補(bǔ)氣電機(jī)，打開補(bǔ)氣閥，補(bǔ)氣泵向氣液蓄能器補(bǔ)氣達(dá)到設(shè)定值。提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和平衡性。作為優(yōu)選，所述的柱塞缸設(shè)置缸體和多級密封室，多級密封室內(nèi)設(shè)有多級密封圈， 在相鄰兩個密封圈之間設(shè)有壓力傳感器。所述的柱塞缸采用多級密封。多級密封的工作原理YX型密封圈與柱塞之間最小原始直徑方向間隙為0. 12 0. 2mm，在柱塞缸液壓壓力作用下，第一級密封圈向徑向方向變形，使間隙消除，實現(xiàn)密封。其余的密封圈與液壓隔離，不參與密封工作。當(dāng)經(jīng)過、時間后，第一級密封圈因磨損間隙增大到臨界間隙時，或因密封圈長期承受軸向壓力，將密封圈后端部擠進(jìn)間隙而撕裂(一般密封圈的工作壓力高達(dá)32Mpa，本系統(tǒng)工作壓力< 7. 5Mpa,出現(xiàn)這種撕裂的可能性很小)，此時，第一級密封圈失效，脫離密封工作。液壓油立即穿透失效的密封圈進(jìn)入第二級。同理，第二級密封圈受到液壓，密封圈向徑向方向變形，消除了與柱塞之間的間隙，參與密封工作，經(jīng)t2時間后，第二級密封圈到臨界間隙或撕裂而失效，脫離密封工作，又有第三級密封圈接替。由此，組成一個不斷接替的后備密封系統(tǒng)。況且，當(dāng)一個密封圈工作，其余密封圈處于卸載狀態(tài)，不參與密封，因此，這些密封圈只產(chǎn)生微小的磨損，其磨損的速度比承壓的工作密封件要小得多。且工作性質(zhì)、> t2 > t3，···，>&<> t0 = 0。密封系統(tǒng)工作指標(biāo)，就是柱塞工作副的壽命，這個多級密封裝置的工作壽命等于各密封件的工作期限之和。本系統(tǒng)的多級密封，根據(jù)密封件的磨耗指標(biāo)或由實踐中確定密封件的最佳數(shù)量。密封部位總工作期限設(shè)計指標(biāo)大于lOOOOh。如果設(shè)備保養(yǎng)期定為一年 (365X24 = 8760h)的保養(yǎng)期更換全部密封圈，就可保證本機(jī)柱塞缸的密封部位，處于長期無故障運行。密封機(jī)構(gòu)設(shè)置壽命預(yù)告裝置，在各密封件之間，設(shè)置壓力傳感器，當(dāng)?shù)谝患壝芊饧В簤哼M(jìn)入第二級密封時，裝在1 2級密封圈間的壓力傳感器受壓發(fā)出信號，告知第一級密封件失效，位于2 3密封圈間的壓力傳感器有信號，說明第二級密封圈失效，…直到最后一級傳感器發(fā)出信號時，說明密封系統(tǒng)工作壽命將要結(jié)束，系統(tǒng)檢測到警告信號，告知監(jiān)控人員必須立即制定維修措施或更換全部密封圈，確保抽油機(jī)正常無故障運行。作為優(yōu)選，所述的密封室與缸體通過螺栓連接，在密封室和缸體的連接處設(shè)有密封墊，所述的密封室的內(nèi)壁直徑等于柱塞外徑，所述的密封室內(nèi)設(shè)置多級密封圈，所述的安全擋圈外徑大于柱塞外徑小于缸體內(nèi)徑。密封室和缸體通過密封圈密封，從而保證柱塞缸的密封性能。由于安全擋圈的外徑大于密封室的內(nèi)徑，因此安全擋圈在運動到密封室和缸體的交匯處時，就不能再往上運動。在柱塞的下端連接有安全擋圈，從而可以約束柱塞的上移極限，防止一旦柱塞失去約束，會像導(dǎo)彈一樣射出，造成重大事故，確保柱塞缸的工作可靠安全。因此，本實用新型的一種動力驅(qū)動系統(tǒng)及其應(yīng)用該動力驅(qū)動系統(tǒng)的氣液動能抽油機(jī)具備下述優(yōu)點動力驅(qū)動系統(tǒng)采用閉環(huán)半載荷方式運作，節(jié)省能源，多級密封結(jié)構(gòu)，安全性高，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)性緊湊合理，系統(tǒng)升降過程平衡。抽油機(jī)體積小，整機(jī)沒有易損零件， 使用壽命長，方便移動和調(diào)整。

圖1為本實用新型的抽油機(jī)的主視圖。圖2為圖1內(nèi)的左視圖。圖3為抽油機(jī)整機(jī)臥倒示意圖。圖4為防護(hù)罩折疊的示意圖。圖5為左柱塞缸的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為氣液動能動力驅(qū)動系統(tǒng)的原理圖。圖中1、固定底座，2、縱向滑軌，3、活動調(diào)節(jié)底座，4、起臥油缸，5、底座銷軸5A、活動底座，6、氣液蓄能器，7、左柱塞缸，8、右柱塞缸，9、折疊油缸10、柱塞缸固定架，11、防護(hù)罩固定架，11a、過度油缸，lib、過度緩沖板，12、防護(hù)罩，13、上纜風(fēng)繩，14、防護(hù)罩銷軸，14A、 折疊油缸銷軸，15、下纜風(fēng)繩 16、折疊油缸支架，17、螺栓，17A、銷軸，17B、起臥油缸支架， 18、井口，19、抽油光桿接連器，20、抽油光桿，21、抽油光桿護(hù)套，22、密封室，22A右柱塞，23、 橫梁，23A、拉力傳感器，2!3B、缸體，23C、密封墊、24A左柱塞，24C、安全擋圈，24、第一級密封圈，25、第二級密封圈，26、第三級密封圈，27、第四級密封圈，28、第N級密封圈，29、末級密封圈，31防塵密封圈，32、末級壓力傳感器，33、第N級壓力傳感器，34、第三級壓力傳感器， 35、第二級壓力傳感器，36、第一級壓力傳感器37、數(shù)字壓力表，38、第一單向閥39、數(shù)字啟動閥，40、加壓泵，41、截止閥，42、加壓泵電機(jī)，42A、回油油路，43、第二換向閥，44、驅(qū)動油路，45、第一換向閥，46、第二單向閥，47、補(bǔ)氣電機(jī)，48、補(bǔ)氣泵，49、補(bǔ)氣閥
具體實施方式
下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對實用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。實施例如圖1所示，一種氣液動能抽油機(jī)，包括固定底座1，在固定底座1上固定有橫向滑軌2，在橫向滑軌2上安裝有活動調(diào)節(jié)座3，活動調(diào)節(jié)座3的底部開設(shè)有與橫向滑軌2配合的橫向滑槽，在活動調(diào)節(jié)座3上安裝有活動底座5A，在活動調(diào)節(jié)座3的上表面設(shè)有與橫向滑軌垂直的縱向滑軌，在活動底座5A的底面設(shè)有與縱向滑軌配合的凸起，活動底座5A與活動調(diào)節(jié)座3的相對位置確定后通過螺栓17固定。活動底座5A上固定有位于前端的左柱塞缸7、右柱塞缸8和位于柱塞缸后側(cè)的氣液蓄能器6，氣液蓄能器6為圓柱狀，氣液蓄能器6 的上固定柱塞缸固定架10和位于柱塞缸固定架10上方的防護(hù)罩固定架11，柱塞缸固定架 10上連接有下纜風(fēng)繩15，防護(hù)罩固定架11上連接有上纜風(fēng)繩13，柱塞缸內(nèi)的柱塞端部連接有橫梁23，橫梁23中部固定有抽油光桿20，在活動調(diào)節(jié)座3連接有起臥油缸4的一端，起臥油缸4的另一端通過銷軸17A連接在起臥油缸支架17B上，起臥油缸17B固定在氣液蓄能器6上；護(hù)罩固定架11上連接有防護(hù)罩12，防護(hù)罩12上通過折疊油缸銷軸14A連接有折疊油缸9的一端，折疊油缸9的另一端固定在折疊油缸支架16上，折疊油缸支架16也同樣固定在氣液蓄能器6上。氣液蓄能器上氣液蓄能器6、左柱塞缸7、右柱塞缸8固定在活動底座5A上，組成抽油機(jī)支架?；顒拥鬃?A鉸接在底座銷軸5上，起臥油缸4的缸底耳環(huán)鉸接在活動調(diào)節(jié)座3上，起臥油缸4的活塞桿頭部耳環(huán)鉸接在氣液蓄能器6中部的銷軸17A 上。防護(hù)罩12鉸接在防護(hù)罩支架11的防護(hù)罩銷軸14上。折疊油缸9的底部耳環(huán)鉸接折疊油缸支架16的銷軸上，折疊油缸9的活塞桿頭部耳環(huán)鉸接在折疊油缸銷軸14A上。調(diào)節(jié)活動調(diào)節(jié)座3，就能將支架上的抽油光桿20精確地對準(zhǔn)井口 18。擰緊螺栓 17，固定在活動調(diào)節(jié)座3上，再擰緊各活動調(diào)節(jié)座3與固定底座1連接的螺栓，調(diào)節(jié)抽油光桿與井口位置就完成了。一組上纜風(fēng)繩13系在防護(hù)罩12頂部，另一組下攬風(fēng)繩15系在防護(hù)罩支架11上， 下端系在地錨上，使抽油機(jī)能抗拒強(qiáng)風(fēng)暴的襲擊。如圖2所示，抽油光桿護(hù)套21罩住抽油光桿20，抽油光桿20的下端設(shè)有光桿連接器19，抽油光桿20的上端設(shè)有拉力傳感器23A。防護(hù)罩12保護(hù)運動中的柱塞22A、24A，構(gòu)成全封閉系統(tǒng)，保護(hù)左右柱塞22A、24A和抽油光桿20不受環(huán)境風(fēng)塵污染。如圖3所示，卸掉上纜風(fēng)繩13與地錨的連接，下翻時，啟動過度油缸11a，推動過度緩沖板11b，過度緩沖板lib與防護(hù)罩12共同為銷軸14為圓心，過度緩沖板lib貼在防護(hù)罩12底部，隨著過度油缸Ila上升，防護(hù)罩12向逆時針方向旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)到防護(hù)罩12的重心過臨界點時，折疊油缸9接力，過度油缸Ila停止，防護(hù)罩12隨著折疊油缸9緩慢退回，向下旋轉(zhuǎn)180度。防護(hù)罩12上翻時，操縱折疊油缸9，防護(hù)罩12以銷軸14為圓心，隨著折疊油缸9 的上升，防護(hù)罩12沿順時針方向上翻，上翻到上重心臨界點，防護(hù)罩12的底部接觸過度緩沖板11b，重心過臨界點后，防護(hù)罩12隨著過度油缸Ila緩慢退回，防護(hù)罩12底部接觸防護(hù)罩支架11上平面，防護(hù)罩12上翻動作完成。如圖4所示，抽油機(jī)整機(jī)立起、臥倒機(jī)構(gòu)，抽油機(jī)支架6支撐在活動底座5A上?；顒拥鬃?A以底座銷軸5為圓心，啟動兩側(cè)起臥油缸4，驅(qū)動抽油機(jī)整機(jī)逆時針起立或順時針臥倒。如圖6所示，在氣液蓄能器6上安裝有壓力表37，氣液蓄能器6的出口處安裝有截止閥41，氣液蓄能器6依次通過管道連接有數(shù)字啟動閥39、第一單向閥38、第一換向閥45、 加壓泵40和第二換向閥43后液壓油推動左柱塞缸7和右柱塞缸8內(nèi)的左柱塞24A和右柱塞22A完成上沖程過程形成驅(qū)動油路44，加壓泵上連接加壓泵電機(jī)42，左柱塞缸7和右柱塞缸8的結(jié)構(gòu)是完全相同的；氣液蓄能器6與所述的補(bǔ)氣泵48之間有補(bǔ)氣閥49，補(bǔ)氣泵48上連接有補(bǔ)氣電機(jī)47，萬一氣液蓄能器6漏氣，系統(tǒng)采集到氣壓下降信號，自動啟動補(bǔ)氣電機(jī)，打開補(bǔ)氣閥，補(bǔ)氣泵48向氣液蓄能器6補(bǔ)氣達(dá)到設(shè)定值。當(dāng)進(jìn)行下沖程過程時，將數(shù)字啟動閥39關(guān)閉，第一換向閥45和第二換向閥43換向后，執(zhí)行柱塞缸內(nèi)的柱塞處于下沖程過程，液壓油通過第一換向閥45和加壓泵40的加壓后，加壓泵的額定載荷為執(zhí)行柱塞所承載的動載荷的1/5，由第二換向閥43選擇回油油路42A將液壓油送回氣液蓄能器6形成回油油路。驅(qū)動油路44與回油油路42A構(gòu)成閉環(huán)回路。如圖5所示，執(zhí)行柱塞缸包括密封室22和缸體23，密封室22和缸體23通過螺栓連接，在密封室22和缸體23的連接處設(shè)有密封墊23C，密封室的內(nèi)壁直徑小于缸體的內(nèi)徑。 在密封室22的內(nèi)壁上開設(shè)有相互平行的環(huán)形凹槽，在環(huán)形凹槽內(nèi)設(shè)有多級密封圈，在每相鄰的兩個密封圈之間安裝有壓力傳感器。執(zhí)行柱塞缸內(nèi)設(shè)有柱塞24A，柱塞24A的一端連接著橫梁，柱塞的另一端螺紋連接安全擋圈MC，安全擋圈24C的外徑與缸體23的內(nèi)徑相同大于密封室22的內(nèi)徑。如圖5所示，密封室22裝有多級密封圈M 四，采用虹型或U型密封圈，多級密封圈M 四，密封圈與柱塞20之間最小原始直徑方向間隙為0. 12 0. 2mm，柱塞缸工作時，驅(qū)動柱塞缸內(nèi)的液壓油對第一級密封圈M施壓，第一級密封圈M向直徑方向變形，使間隙消除，實現(xiàn)密封。其余的密封圈25 四與液壓油隔離，不參與密封工作。當(dāng)經(jīng)過tl 時間后，第一級密封圈M因磨損間隙增大到臨界間隙時，第一級密封圈M失效，脫離密封工作，液壓油立即穿透失效的第一級密封圈M進(jìn)入第二級。同理，第二級密封圈25受到氣壓，第二級密封圈25向徑向方向變形，消除了與柱塞24A之間的間隙，參與密封工作，經(jīng)t2時間后，第二級密封圈25磨損到臨界間隙而失效，脫離密封工作，又有第三級密封圈26接替。由此，組成一個具有不斷接替的后備密封系統(tǒng)。況且， 當(dāng)一個密封圈工作時，其余密封圈處于卸載狀態(tài)，不參與密封，因此，這些密封圈只產(chǎn)生微小的磨損，其磨損的速度比承壓工作的密封圈要小得多。且工作性質(zhì)tl > t2 > t3，……， > tn-1 > t0 = 0。圖5中，第N級密封圈28是根據(jù)密封圈的磨耗指標(biāo)或由實踐中確定密封圈的最佳 (N級)數(shù)量。密封系統(tǒng)工作指標(biāo)，就是柱塞工作副的壽命，這個多級密封裝置的工作壽命等于各密封圈的工作期限之和。本系統(tǒng)的多級密封裝置，總工作期限設(shè)計指標(biāo)大于10000小時。如果設(shè)備保養(yǎng)期定為一年(365XM = 8760小時)更換全部密封，就可保證本機(jī)驅(qū)動柱塞缸的軟密封部位，處于連續(xù)長期無故障運行。圖5中的壓力傳感器32 36組成密封圈檢測系統(tǒng)和密封圈壽命報警系統(tǒng)。當(dāng)?shù)谝患壝芊馊磨損失效，液體壓力穿透失效的第一級密封圈M進(jìn)入第二級，位于第一級密封圈M和第二級密封圈25之間的第一級壓力傳感器36被激活，檢測到第一級密封圈M擊穿，并將第一級密封圈M擊穿的信號發(fā)送到控制室，同理，第二級壓力傳感器35至第N級壓力傳感器33檢測到第二級密封圈25至第N級密封圈觀擊穿的信號發(fā)送給控制室，供監(jiān)控人員參考，直到末級壓力傳感器32檢測到最后一級密封圈四前一級級密封圈觀失效， 發(fā)出警報。通知監(jiān)控室密封圈的壽命將要結(jié)束，采取維修或更換全部密封圈。圖5中的安全擋圈24C固定在柱塞底部，約束柱塞上移極限，即安全擋圈24C的上平面接觸左密封室22下平面時，即約束左柱塞24A向上移動極限。防止一旦抽油光桿斷裂，左柱塞24A、右柱塞22A失去約束，會像導(dǎo)彈一樣射出，造成重大事故，確保柱塞缸工作可靠、安全。圖6所示的實施例中，使用前將氣液蓄能器6加入適量的油液，并實施充氣，達(dá)到設(shè)定氣壓備用。開始工作時，打開截止閥41，上沖程時，智能控制系統(tǒng)指令數(shù)字啟動閥39、 第一換向閥45、第二換向閥43向上沖程方向，啟動加壓泵電機(jī)40，驅(qū)動加壓泵42，氣液蓄能器6膨脹氣體對油液施壓，產(chǎn)生氣液動能轉(zhuǎn)換為液壓能，液壓能經(jīng)數(shù)字啟動閥39、第一換向閥45進(jìn)入加壓泵42的入口端，加壓泵電機(jī)40帶動加壓泵42再增壓，增壓后的液壓油從加壓泵42出口端輸出，經(jīng)第二換向閥43沿驅(qū)動油路44注入左右柱塞缸7、8的工作腔，液壓能推動左右柱塞24A、22A上升，并帶動橫梁23、抽油光桿20上升，實現(xiàn)上沖程運動。下沖程時，智能系統(tǒng)指令數(shù)字啟動閥39關(guān)閉，第二換向閥43、第一換向閥45換向， 啟動加壓泵電機(jī)40，加壓泵電機(jī)42驅(qū)動加壓泵40運轉(zhuǎn)，加壓泵40將左右柱塞缸7、8工作腔內(nèi)的液壓油抽出，抽油機(jī)最小程載荷將抽油光桿20下拉，抽油光桿20帶動橫梁23，通過左右柱塞24A、22A對柱塞缸7、8腔內(nèi)油液施壓，產(chǎn)生再生的液壓能進(jìn)入加壓泵40入口端， 經(jīng)加壓泵再增壓后，由加壓泵40出口端輸出、再經(jīng)第二換向閥43、回油油路42A送回氣液蓄能器6，使油路形成閉環(huán)回路，實現(xiàn)上下沖程往返循環(huán)運動?？刂萍訅罕秒姍C(jī)42速度，等于控制加壓泵40的流量，同時也是控制抽油光桿20 的速度或沖次，實現(xiàn)無級調(diào)速的目的。萬一氣液蓄能器漏氣，系統(tǒng)采集到數(shù)字壓力表37的氣壓下降信號，自動啟動補(bǔ)氣電機(jī)47，打開補(bǔ)氣閥49，補(bǔ)氣泵48向氣液蓄能器補(bǔ)氣達(dá)到設(shè)定值。附12型氣液動能抽油機(jī)技術(shù)參數(shù)與計算表
權(quán)利要求1.一種節(jié)能型氣液動能抽油機(jī)，包括底座，其特征在于在所述的底座上連接有活動底座，所述的活動底座上固定有柱塞缸和氣液蓄能器，所述的氣液蓄能器的上設(shè)有柱塞缸固定架和位于柱塞缸固定架上方的防護(hù)罩固定架，所述的柱塞缸固定架上連接有下纜風(fēng)繩，所述的防護(hù)罩固定架上連接有上纜風(fēng)繩，所述的柱塞缸內(nèi)的柱塞端部連接有橫梁，所述的橫梁上固定有抽油光桿，在所述的底座上連接有起臥油缸的一端，所述的起臥油缸的另一端連接在起臥油缸支架上；所述的護(hù)罩固定架上連接有防護(hù)罩，所述的防護(hù)罩上連接有折疊油缸的一端，所述的折疊油缸的另一端固定在折疊油缸支架上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能型氣液動能抽油機(jī)，其特征在于所述的橫梁中部安裝拉力傳感器，所述的拉力傳感器下端與抽油光桿連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的節(jié)能型氣液動能抽油機(jī)，其特征在于所述的底座包括固定底座和活動調(diào)節(jié)座，在固定底座上設(shè)有橫向滑軌，在所述的橫向滑軌上設(shè)有活動調(diào)節(jié)座，所示的活動調(diào)節(jié)座的底部設(shè)有與橫向滑軌配合的橫向槽，在所述的活動調(diào)節(jié)座上設(shè)有與橫向滑軌垂直的縱向滑軌，所述的活動底座底部設(shè)有與縱向?qū)к壟浜系耐蛊穑龅幕顒拥鬃c所述的活動調(diào)節(jié)座通過螺栓固定，所述的起臥油缸的一端固定在活動調(diào)節(jié)座上， 所述的起臥油缸支架位于所述的氣液蓄能器上，所述的折疊油缸支架固定在氣液蓄能器上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的節(jié)能型氣液動能抽油機(jī)，其特征在于所述的防護(hù)罩上連接有過渡油缸，所述的過渡油缸的一端通過過渡緩沖板連接在防護(hù)罩上，所述的過渡油缸的另一端固定在柱塞缸固定架上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的節(jié)能型氣液動能抽油機(jī)，其特征在于所述的氣液蓄能器依次通過管道連接有第一兩位兩通閥、第一單向閥、第一換向閥、加壓泵和第二換向閥后液壓油推動柱塞缸內(nèi)的柱塞完成上沖程過程形成驅(qū)動油路；在第一兩位兩通閥換向后，柱塞缸內(nèi)的柱塞處于下沖程過程，液壓油通過第一換向閥和加壓泵的加壓后，由第二換向閥選擇回油管路將液壓油送回氣液蓄能器形成回油油路，驅(qū)動油路與回油油路構(gòu)成閉環(huán)回路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的節(jié)能型氣液動能抽油機(jī)，其特征在于所述的加壓泵的額定載荷為執(zhí)行柱塞所承載的動載荷的18% — 22%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的節(jié)能型氣液動能抽油機(jī)，其特征在于所述的氣液蓄能器與補(bǔ)氣電機(jī)之間連接有補(bǔ)氣泵和補(bǔ)氣閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的節(jié)能型氣液動能抽油機(jī)，其特征在于所述的柱塞缸包括缸體和多級密封室，多級密封室內(nèi)設(shè)有多級密封圈，在相鄰兩個密封圈之間設(shè)有壓力傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的節(jié)能型氣液動能抽油機(jī)，其特征在于所述的密封室與缸體通過螺栓連接，在密封室和缸體的連接處設(shè)有密封墊，所述的密封室的內(nèi)壁直徑等于柱塞外徑，所述的密封室內(nèi)設(shè)置多級密封圈，所述的安全擋圈外徑大于柱塞外徑小于缸體內(nèi)徑。
專利摘要一種可控沖程、沖次的長沖程、全封閉節(jié)能型氣液動能抽油機(jī)。其特征在于柱塞缸柱塞頭部連接橫梁直接驅(qū)動橫梁中部的抽油光桿，結(jié)構(gòu)極為簡單。整機(jī)沒有齒輪、軸承、鋼絲繩等易損件，徹底解決了斷繩事故的發(fā)生。由微機(jī)智能系統(tǒng)控制可控的沖程、沖次，使抽油桿上沖程過程漸進(jìn)式加力，緩解對抽油桿的啟動沖擊，使抽油機(jī)避免斷桿、空抽、卡泵、超載事故發(fā)生。系統(tǒng)專業(yè)模塊軟件采集優(yōu)化各傳感器數(shù)據(jù)，使抽油機(jī)始終處于最佳經(jīng)濟(jì)狀態(tài)下運行。本實用新型還提供一種密封性能好，安全性高，能自動檢測密封壽命并報警的多級密封裝置，確保密封部位長期無故障運行。本實用新型最大特點是提供了一種節(jié)能高效的氣液動能動力驅(qū)動系統(tǒng)，節(jié)能效果高達(dá)80%以上。
文檔編號E21B43/00GK201991493SQ201020625780
公開日2011年9月28日 申請日期2010年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月7日
發(fā)明者楊崇恩 申請人:楊崇恩