專利名稱：一種蓄能型節(jié)能液壓抽油機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種蓄能型節(jié)能液壓抽油機(jī)。
背景技術(shù)：
目前各國通常采用傳統(tǒng)的游梁式抽油機(jī)開采石油。傳統(tǒng)的游梁式抽油機(jī)在節(jié)能效果差，傳動(dòng)效率低，無法更好的實(shí)現(xiàn)節(jié)能；由于體積大，重量大，導(dǎo)致不方便運(yùn)輸，安裝，維修和調(diào)參；設(shè)備整體投入成本高。游梁式抽油機(jī)無法很好的實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)在采油過程中，抽油機(jī)下降過程中抽油桿等的重力勢(shì)能的有效回收，不能達(dá)到回收能量的作用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種蓄能型節(jié)能液壓抽油機(jī)，節(jié)約電機(jī)的能量消耗。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種蓄能型節(jié)能液壓抽油機(jī)，包括:電機(jī)；由所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓泵；用于與抽油機(jī)的抽油桿連接的連接裝置；驅(qū)動(dòng)連接裝置上升和下降的執(zhí)行單元；所述執(zhí)行單元包括加載單元及蓄能單元，所述液壓泵對(duì)加載單元及蓄能單元單向進(jìn)油；被觸發(fā)以設(shè)定抽油沖程的位置檢測(cè)裝置；與執(zhí)行單元的蓄能單元連接的蓄能器；所述蓄能器對(duì)執(zhí)行單元進(jìn)行蓄能或放能；建壓失壓單元，用于使加載單元及蓄能單元同時(shí)建立壓力或者使加載單元失去壓力。所述建壓失壓單元由位置檢測(cè)裝置的信號(hào)控制其得電或失電。所述執(zhí)行單元 在連接裝置上升時(shí)為加載單元與蓄能單元的總面積作用，所述執(zhí)行單元在連接裝置下降時(shí)為蓄能單元的面積作用；所述執(zhí)行單元在連接裝置上升時(shí)起作用的面積大于執(zhí)行單元在連接裝置下降時(shí)起作用的面積。進(jìn)一步地，初始狀態(tài)建壓失壓單元失電時(shí)，液壓泵輸出的液壓油同時(shí)單向進(jìn)入加載單元及蓄能單元，加載單元及蓄能單元同時(shí)建立壓力，加載單元及蓄能單元的面積同時(shí)起作用，加載單元及蓄能單元同時(shí)帶動(dòng)連接裝置上升。所述建壓失壓單元得電時(shí)加載單元失去壓力，此時(shí)僅有蓄能單元的面積起作用，蓄能單元產(chǎn)生蓄能油液，蓄能油液進(jìn)入蓄能器蓄能，蓄能單元帶動(dòng)連接裝置下降。在下一周期中所述建壓失壓單元再一次失電時(shí)蓄能器所蓄的蓄能油液進(jìn)入蓄能單元，蓄能單元帶動(dòng)連接裝置上升，液壓泵輸出的液壓油進(jìn)入加載單元帶動(dòng)連接裝置上升。進(jìn)一步地，所述建壓失壓單元包括:對(duì)加載單元起保護(hù)功能的建壓失壓控制閥、液壓油單向?qū)üδ艿牡谝粏蜗蜷y、液壓油單向?qū)üδ艿牡诙蜗蜷y；所述加載單元為一個(gè)以上的加載油缸，所述蓄能單元為一個(gè)以上的蓄能油缸；所述位置檢測(cè)裝置包括底部開關(guān)及頂部開關(guān)；所述頂部開關(guān)觸發(fā)時(shí)所述建壓失壓控制閥得電使加載單元失去壓力，所述底部開關(guān)觸發(fā)時(shí)所述建壓失壓控制閥失電使加載單元及蓄能單元同時(shí)建立壓力。所述加載單元可以為多個(gè)共同作用的加載油缸，所述蓄能單元可以為多個(gè)共同作用的蓄能油缸。[0010]所述液壓泵的出油口連接第一單向閥的進(jìn)口，所述第一單向閥的出口與加載油缸的油腔相通；所述建壓失壓控制閥安裝在第一單向閥的出口與加載油缸的油腔之間的油路上；所述建壓失壓控制閥在得電時(shí)所述加載油缸的油腔卸油失去壓力。所述第二單向閥的進(jìn)口連接第一單向閥的出口，所述第二單向閥的出口與蓄能油缸的油腔相通，所述蓄能油缸的油腔與蓄能器的進(jìn)口相通。 進(jìn)一步地，所述建壓失壓控制閥為電磁溢流閥。進(jìn)一步地，初始時(shí)建壓失壓控制閥失電建壓，液壓泵提供的液壓油經(jīng)過第一單向閥驅(qū)動(dòng)加載油缸的加載活塞，液壓泵提供的液壓油經(jīng)過第一單向閥和第二單向閥給蓄能器進(jìn)油，液壓泵提供的液壓油經(jīng)過第一單向閥和第二單向閥驅(qū)動(dòng)蓄能油缸的蓄能活塞，加載單元及蓄能單元同時(shí)建立壓力，加載活塞和蓄能活塞上升，與加載活塞連接的加載活塞桿上升、與蓄能活塞連接的蓄能活塞桿上升，加載活塞桿、蓄能活塞桿帶動(dòng)連接裝置上升。上升過程中頂部開關(guān)觸發(fā)，建壓失壓控制閥得電，加載油缸的油腔卸油，加載活塞失去壓力，僅蓄能活塞產(chǎn)生壓力，在第一單向閥、第二單向閥單向截止的作用下，蓄能活塞下降的同時(shí)將產(chǎn)生的蓄能油液全部進(jìn)入蓄能器蓄能，加載活塞和蓄能活塞下降，與加載活塞連接的加載活塞桿下降、與蓄能活塞連接的蓄能活塞桿下降，加載活塞桿、蓄能活塞桿帶動(dòng)連接裝置下降。下降過程中底部開關(guān)觸發(fā)，建壓失壓控制閥失電，液壓泵輸出的液壓油經(jīng)過第一單向閥驅(qū)動(dòng)加載活塞上升，同時(shí)蓄能器將蓄能油液輸出至蓄能油缸的油腔進(jìn)而驅(qū)動(dòng)蓄能活塞上升，在加載活塞和蓄能活塞的共同作用下帶動(dòng)連接裝置上升，上升過程中頂部開關(guān)觸發(fā)進(jìn)而建壓失壓控制閥得電開始周期性動(dòng)作。進(jìn)一步地，所述加載油缸為推力型油缸或拉力型油缸，所述蓄能油缸為推力型油缸或拉力型油缸，所述的加載油缸與蓄能油缸并聯(lián)或串聯(lián)連接，所述的加載油缸與蓄能油缸并聯(lián)連接的方式為:所述加載油缸與蓄能油缸左右并排設(shè)置，所述加載油缸的加載活塞桿、蓄能油缸的蓄能活塞桿同時(shí)與連接裝置固定連接。所述的加載油缸與液壓油缸并聯(lián)連接的方式為:所述加載油缸與蓄能油缸上下堆疊設(shè)置，所述蓄能油缸位于加載油缸上方，所述蓄能油缸的蓄能活塞桿與加載油缸的加載活塞連接，所述加載油缸的加載活塞桿與連接裝置連接。進(jìn)一步地，所述抽油機(jī)具有對(duì)蓄能單元及蓄能器起保護(hù)功能的第二溢流閥，所述第二溢流閥安裝在蓄能油缸的油腔與蓄能器連通的油路中；防止蓄能單元吸空或者抽油機(jī)停機(jī)可手動(dòng)調(diào)節(jié)及釋放蓄能壓力的第一單向節(jié)流閥，所述第一單向節(jié)流閥安裝在蓄能油缸的油腔與蓄能器連通的油路中；下降過程中用于調(diào)節(jié)連接裝置的下降速度或者上升過程中用于調(diào)節(jié)蓄能器蓄能釋放速度的節(jié)流閥，所述節(jié)流閥安裝在蓄能油缸的油腔與蓄能器連通的油路中；防止加載單元吸空或者抽油機(jī)停機(jī)可手動(dòng)調(diào)節(jié)的第二單向節(jié)流閥，所述第二單向節(jié)流閥安裝在第一單向閥與加載油缸的油腔連通的油路中。進(jìn)一步地，所述液壓泵為液壓輸出電子比例變化流量單元，蓄能單元與蓄能器連通的油路中安裝有控制油液流量變化的電子比例閥，加載單元與蓄能單元的位置控制為模擬量的磁尺傳感器；液壓電子比例變化流量單元根據(jù)電信號(hào)的大小成比例的輸出使液壓油流量變化無級(jí)可調(diào)。進(jìn)一步地，所述加載單元為加載用液壓馬達(dá)，所述蓄能單元為蓄能用液壓馬達(dá)，所述加載用液壓馬達(dá)與蓄能用液壓馬達(dá)串聯(lián)驅(qū)動(dòng)液壓絞車，液壓絞車與連接裝置連接。進(jìn)一步地，所述加載單元由上加載油缸、下加載油缸組成，所述蓄能單元由上蓄能油缸、下蓄能油缸組成，上加載油缸、下加載油缸布置在油井井口樹的連接法蘭上，上蓄能油缸、下蓄能油缸布置在油井井口樹的連接法蘭上，上加載油缸、下加載油缸、上蓄能油缸、下蓄能油缸各自的活塞桿與連接裝置固定連接。本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型的執(zhí)行單元在連接裝置上升時(shí)起作用的面積大于執(zhí)行單元在連接裝置下降時(shí)起作用的面積。初始建壓失壓單元失電時(shí)，液壓泵輸出的液壓油同時(shí)單向進(jìn)入加載單元及蓄能單元，加載單元及蓄能單元的面積同時(shí)起作用，力口載單元及蓄能單元同時(shí)帶動(dòng)連接裝置上升。建壓失壓單元得電時(shí)，執(zhí)行單元的加載單元失去壓力，此時(shí)僅有蓄能單元的面積起作用，蓄能單元產(chǎn)生蓄能油液，蓄能油液進(jìn)入蓄能器蓄能，蓄能單元帶動(dòng)連接裝置下降。在下一周期中所述建壓失壓單元再一次失電時(shí)蓄能器所蓄的蓄能油液進(jìn)入蓄能單元，蓄能單元帶動(dòng)連接裝置上升，液壓泵輸出的液壓油進(jìn)入加載單元帶動(dòng)連接裝置上升。在下一周期上升時(shí)，借助與蓄能器帶動(dòng)蓄能活塞上升的力，液壓泵僅需消耗較少的能耗也能使連接裝置上升，從而，大大節(jié)省了驅(qū)動(dòng)液壓泵的電機(jī)的能耗。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。


圖1是本實(shí)用新型的實(shí)施例一的連接原理圖；圖2是本實(shí)用新型的實(shí)施例二的連接原理圖；圖3是本實(shí)用新型的實(shí)施例三的連接原理圖；圖4是本實(shí)用新型的實(shí)施例四的連接原理圖；圖5是本實(shí)用新型的實(shí)施例五的連接原理圖；圖6是本實(shí)用新型的實(shí)施例六的連接原理圖；圖7是本實(shí)用新型安裝在井口樹的安裝布置圖；其中:1、電機(jī)，2、液壓泵，3.1、電磁溢流閥，3.2、第二溢流閥，4、蓄能器，5.1、第一單向節(jié)流閥，5.2、第二單向節(jié)流閥,6.1、第一單向閥,6.2、第二單向閥,7、節(jié)流閥,8、執(zhí)行單元,811、加載活塞,812、加載活塞桿,821、蓄能活塞,822、蓄能活塞桿,9.1、頂部開關(guān),9.2、底部開關(guān)，10.連接裝置，8.1、加載用液壓馬達(dá)，8.2、蓄能用液壓馬達(dá)，211、上加載油缸，212、下加載油缸，213、上蓄能油缸，214、下蓄能油缸，30、井口樹。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。這些附圖均為簡化的示意圖僅以示意方式說明本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實(shí)用新型有關(guān)的構(gòu)成。實(shí)施例一:如
圖1，
圖1示出了本實(shí)用新型的動(dòng)力單元為開關(guān)控制型以及執(zhí)行單元為并聯(lián)推力型液壓缸組合形式的液壓抽油機(jī)系統(tǒng)。如
圖1所示，一種蓄能型節(jié)能液壓抽油機(jī)，包括:電機(jī)I ;由電機(jī)I驅(qū)動(dòng)的液壓泵2 ；用于與抽油機(jī)的抽油桿連接的連接裝置10 ;驅(qū)動(dòng)連接裝置10上升和下降的執(zhí)行單元8 ;執(zhí)行單元8包括加載單元及蓄能單元,液壓泵2對(duì)加載單元及蓄能單元單向進(jìn)油；被觸發(fā)以設(shè)定抽油沖程的位置檢測(cè)裝置；與執(zhí)行單元8的蓄能單元連接的蓄能器4 ;蓄能器4對(duì)執(zhí)行單元8進(jìn)行蓄能或放能；建壓失壓單元，用于使加載單元及蓄能單元同時(shí)建立壓力或者使加載單元失去壓力；建壓失壓單元由位置檢測(cè)裝置的信號(hào)控制其得電失壓或失電建壓。建壓失壓單元得電時(shí)使加載單元失去壓力，所述建壓施壓單元失電時(shí)使加載單元及蓄能單元同時(shí)建立壓力。電機(jī)1、液壓泵2、建壓失壓單元以及蓄能器等形成抽油機(jī)的動(dòng)力單元。如
圖1所示，左側(cè)虛線框內(nèi)為抽油機(jī)的動(dòng)力單元，動(dòng)力單元為抽油機(jī)提供動(dòng)力，右側(cè)虛線框?yàn)槌橛蜋C(jī)的執(zhí)行單元。執(zhí)行單元8在連接裝置10上升時(shí)為加載單元與蓄能單元的總面積作用，執(zhí)行單元8在連接裝置10下降時(shí)為蓄能單元的面積作用。執(zhí)行單元8在連接裝置10上升時(shí)起作用的面積大于執(zhí)行單元8在連接裝置10下降時(shí)起作用的面積。建壓失壓單元包括:對(duì)加載單元起保護(hù)功能的建壓失壓控制閥、液壓油單向?qū)üδ艿牡谝粏蜗蜷y6.1、液壓油單向?qū)üδ艿牡诙蜗蜷y6.2。加載單元為一個(gè)以上的加載油缸，蓄能單元為一個(gè)以上的蓄能油缸。位置檢測(cè)裝置包括底部開關(guān)9.2及頂部開關(guān)9.1。頂部開關(guān)9.1觸發(fā)時(shí)建壓失壓控制閥得電，底部開關(guān)9.2觸發(fā)時(shí)，建壓失壓控制閥失電。加載單元可以為多個(gè)加載油缸，蓄能單元可以為多個(gè)蓄能油缸。建壓失壓控制閥為電磁溢流閥3.1或者其他類似功能的閥，如電磁換向閥與壓力閥的組合或者電磁比例閥來實(shí)現(xiàn)。抽油機(jī)包括給執(zhí)行單元8供油的液壓油箱。液壓泵2的出油口連接第一單向閥6.1的進(jìn)口，第一單向閥6.1的出口與加載油缸的油腔相通。建壓失壓控制閥安裝在第一單向閥6.1的出口與加載油缸的油腔之間的油路上。建壓失壓控制閥在得電時(shí)加載油缸的油腔卸油失壓。第二單向閥6.2的進(jìn)口連接第一單向閥6.1的出口，第二單向閥6.2的出口與蓄能油缸的油腔相通，蓄能油缸的油腔與蓄能器4的進(jìn)口相通。如
圖1所示，執(zhí)行單元為并聯(lián)推力型:加載油缸為推力型油缸，蓄能油缸為推力型油缸，加載油缸與蓄能油缸并聯(lián)連接，加載油缸與蓄能油缸左右并排設(shè)置，加載油缸的加載活塞桿812位于加載活塞811上方，蓄能油缸的蓄能活塞桿822位于蓄能活塞821的上方，加載活塞桿812、蓄能活塞桿822頂部通過水平連桿連接固定在一起，水平連桿中部與連接裝置10固定連接。加載油缸的加載活塞桿812位于加載活塞811上方，蓄能油缸的蓄能活塞桿822位于蓄能活塞821的上方，這種方案可以降低設(shè)備的安裝高度，只有在使用過程中加載活塞桿812和蓄能活塞桿822才伸出，這樣安裝維修高度降低，方便使用。抽油機(jī)具有對(duì)蓄能單元及蓄能器起保護(hù)功能的第二溢流閥3.2，第二溢流閥3.2安裝在蓄能油缸的油腔與蓄能器4連通的油路中。抽油機(jī)具有防止蓄能單元吸空或者抽油機(jī)停機(jī)可手動(dòng)調(diào)節(jié)及釋放蓄能壓力的第一單向節(jié)流閥5.1，第一單向節(jié)流閥5.1安裝在蓄能油缸的油腔與蓄能器4連通的油路中。抽油機(jī)具有下降過程中用于調(diào)節(jié)連接裝置的下降速度或者上升過程中用于調(diào)節(jié)蓄能器4蓄能釋放速度的節(jié)流閥7，節(jié)流閥7安裝在蓄能油缸的油腔與蓄能器4連通的油路中。抽油機(jī)具有防止加載單元吸空或者抽油機(jī)停機(jī)可手動(dòng)調(diào)節(jié)的第二單向節(jié)流閥
5.2，第二單向節(jié)流閥5.2安裝在第一單向閥6.1與加載油缸的油腔連通的油路中。電機(jī)I可以采用普通電機(jī)，也可以采用變頻電機(jī)。液壓泵2優(yōu)選為變量柱塞泵，蓄能器4優(yōu)選為性能穩(wěn)定的皮囊式蓄能器，其包括缸筒、用于隔開氣體和液壓油的皮囊。蓄能器4也可以為性能穩(wěn)定的活塞式蓄能器，其包括缸筒、用于隔開氣體和液壓油的活塞。蓄能器4也可以為性能穩(wěn)定的隔膜式蓄能器，其包括缸筒、用于隔開氣體和液壓油的隔膜。液壓泵2上方的流量閥來控制液壓泵的擺角和排量，從而改變連接抽油桿的連接裝置10的上升速度。連接裝置10的下降速度是靠節(jié)流閥7來調(diào)節(jié)。加載單元和蓄能單元組合的執(zhí)行單元8安裝在油缸支架上，加載活塞桿812、蓄能活塞桿822通過連接裝置10與井下泵的抽油桿連接在一起，以帶動(dòng)抽油桿上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。優(yōu)選地，加載活塞桿812，、蓄能活塞桿822與井下泵的抽油桿布置在平行線上，從而使三者始終沒有偏心地共線，保證了井下泵抽油桿可以長時(shí)間工作，延長了抽油系統(tǒng)使用壽命，并降低了設(shè)備的重量和安裝維護(hù)高度。位置檢測(cè)裝置安裝在油缸支架上，用來檢測(cè)加載活塞桿812，、蓄能活塞桿822的位置或者連接裝置的位置或者抽油桿的位置。位置檢測(cè)裝置優(yōu)選為位移傳感器，其可以是開關(guān)量傳感器，比如分別設(shè)置在油缸支架的上、下部的兩個(gè)開關(guān):頂部開關(guān)9.1和底部開關(guān)9.2，頂部開關(guān)9.1和底部開關(guān)9.2可采用接近開關(guān)，頂部開關(guān)9.1和底部開關(guān)9.2可以為常閉型，也可以為常開型，其間的距離決定了抽油機(jī)的抽油沖程。位置檢測(cè)裝置也可以是模擬量傳感器，從而可以在最大沖程范圍內(nèi)的任意位置調(diào)節(jié)沖程。抽油機(jī)的抽油桿上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)抽油，其一個(gè)工作循環(huán)如下:初始時(shí)，加載活塞桿812和蓄能活塞桿822位于其沖程的最底端即下止點(diǎn)，建壓失壓控制閥得電失壓，加載活塞桿812和蓄能活塞桿822靜止，電機(jī)I啟動(dòng)進(jìn)入正常原裝狀態(tài)。建壓失壓控制閥失電建壓，液壓泵2提供的液壓油經(jīng)過第一單向閥6.1驅(qū)動(dòng)加載油缸的加載活塞811，液壓泵2提供的液壓油經(jīng)過第一單向閥6.1和第二單向閥6.2給蓄能器4進(jìn)油，液壓泵2提供的液壓油經(jīng)過第一單向閥6.1和第二單向閥6.2驅(qū)動(dòng)蓄能油缸的蓄能活塞821，加載單元及蓄能單元同時(shí)建立壓力，加載活塞811和蓄能活塞821上升，與加載活塞811連接的加載活塞桿812上升、與蓄能活塞811連接的蓄能活塞桿822上升，力口載活塞桿812、蓄能活塞桿822帶動(dòng)連接裝置10上升。連接裝置10帶動(dòng)抽油桿上升，抽油桿上升過程中經(jīng)過了底部開關(guān)9.2但并不觸發(fā)底部開關(guān)9.2然后上升到達(dá)頂部時(shí)觸發(fā)頂部開關(guān)9.1 ο上升過程中頂部開關(guān)9.1觸發(fā)，建壓失壓控制閥得電，加載油缸的油腔卸油，加載活塞811失去壓力，僅蓄能活塞821產(chǎn)生壓力，在第一單向閥、第二單向閥單向截止的作用下，蓄能活塞821下降的同時(shí)將產(chǎn)生的蓄能油液全部進(jìn)入蓄能器4蓄能，經(jīng)過節(jié)流閥7調(diào)速后能量被蓄進(jìn)了蓄能器4，加載活塞811和蓄能活塞821下降，與加載活塞811連接的加載活塞桿812下降、與蓄能活塞811連接的蓄能活塞桿822下降，加載活塞桿812、蓄能活塞桿822帶動(dòng)連接裝置10下降。第二單向閥6.2截止了液壓油進(jìn)入加載單元，保證了蓄能器4蓄能，然后抽油桿下降到達(dá)底部時(shí)觸發(fā)底部開關(guān)9.2。下降過程中底部開關(guān)9.2觸發(fā)，建壓失壓控制閥失電，液壓泵2輸出的液壓油經(jīng)過第一單向閥6.1驅(qū)動(dòng)加載活塞811上升，同時(shí)蓄能器4已經(jīng)蓄到了足夠的能量，經(jīng)過節(jié)流閥7調(diào)節(jié)后蓄能器4將蓄能油液輸出至蓄能油缸的油腔進(jìn)而驅(qū)動(dòng)蓄能活塞821上升，在加載活塞811和蓄能活塞821的共同作用下帶動(dòng)連接裝置10上升，上升過程中頂部開關(guān)
9.1觸發(fā)進(jìn)而建壓失壓控制閥得電開始周期性動(dòng)作。當(dāng)建壓失壓控制閥不得電時(shí)，加載活塞811和蓄能活塞821分別都建立壓力，則加載活塞桿812和畜能活塞桿822帶動(dòng)抽油桿上升抽油。當(dāng)建壓失壓控制閥得電時(shí)，加載活塞811失壓，下降重力驅(qū)動(dòng)只有蓄能活塞821面積，則建立蓄能壓力，蓄能壓力經(jīng)過節(jié)流閥7節(jié)流后蓄進(jìn)蓄能器4，則加載活塞桿812和蓄能活塞桿822帶動(dòng)抽油桿下降。在下一個(gè)周期中所蓄的能量將用于驅(qū)動(dòng)下一上升周期中蓄能活塞821的力，因此在下一周期上升時(shí)，借助與蓄能器4帶動(dòng)蓄能活塞上升的力，液壓泵2僅需消耗較少的能耗也能使連接裝置10上升，從而，大大節(jié)省了驅(qū)動(dòng)液壓泵2的電機(jī)I的能耗。執(zhí)行單元8在提升過程中為加載活塞811和蓄能活塞821的總面積作用，在下降過程中僅為蓄能活塞821面積作用，加載活塞811油腔由于建壓失壓控制閥得電泄油失壓，液壓油接近零壓經(jīng)過建壓失壓控制閥流回油箱，下降過程中負(fù)載傳遞到液壓油缸的作用面積減小，從而提高了抽油機(jī)在下降過程中蓄入蓄能器4能量時(shí)壓力最大，而在上升釋放過程中建壓失壓控制閥失電，液壓泵2和加載油缸建壓并提供上升流量和動(dòng)力，上升為加載活塞811和蓄能活塞821的總面積作用，工作壓力為蓄能壓力和加載壓力共同分擔(dān)作用，讓提升抽油桿所需要的工作壓力最小，從而做到了高壓蓄能，低壓釋放能量，有效的提高了蓄能器4的工作壓差，達(dá)到了最高效和最大能力的蓄能。也讓整個(gè)液壓抽油機(jī)達(dá)到了真正意義上的高效蓄能。在上述循環(huán)工作中，抽油桿的下降勢(shì)能，直接蓄能進(jìn)了蓄能器4，從而最大程度地節(jié)省了能量。另外也做到了體積小、重量輕、運(yùn)輸方便、安裝、維修、調(diào)參方便等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)施例二:如圖2，圖2示出了本實(shí)用新型中執(zhí)行單元為并聯(lián)拉力型液壓缸組合形式的液壓抽油機(jī)系統(tǒng)。實(shí)施例二與實(shí)施例一的區(qū)別在于:加載油缸為拉力型油缸，蓄能油缸為拉力型油缸，加載油缸與蓄能油缸并聯(lián)連接，加載油缸與蓄能油缸左右并排設(shè)置，加載油缸的加載活塞桿812位于加載活塞811下方，蓄能油缸的蓄能活塞桿822位于蓄能活塞821的下方，力口載活塞桿812、蓄能活塞桿822底部通過水平連桿連接固定在一起，水平連桿中部與連接裝置10固定連接。實(shí)施例三:如圖3，圖3示出了本實(shí)用新型中執(zhí)行單元為串聯(lián)拉力型液壓缸組合形式的液壓抽油機(jī)系統(tǒng)。實(shí)施例三與實(shí)施例一的區(qū)別在于:加載油缸為拉力型油缸，蓄能油缸為拉力型油缸，加載油缸與蓄能油缸串聯(lián)連接，加載油缸與蓄能油缸上下堆疊設(shè)置，蓄能油缸位于加載油缸的上方，加載活塞811與加載活塞桿812串聯(lián)連接，蓄能活塞821與蓄能活塞桿822串聯(lián)連接。蓄能油缸的蓄能活塞桿822與加載油缸的加載活塞811串聯(lián)連接，加載油缸的加載活塞桿812與連接裝置10連接。實(shí)施例四:如圖4，圖4示出了本實(shí)用新型中執(zhí)行單元為并聯(lián)推力滑輪型液壓缸組合形式的液壓抽油機(jī)系統(tǒng)。實(shí)施例四與實(shí)施例一的區(qū)別在于:加載油缸為推力型油缸，蓄能油缸為推力型油缸，加載油缸與蓄能油缸并聯(lián)連接，加載油缸與蓄能油缸左右并排設(shè)置，加載油缸的加載活塞桿812位于加載活塞811上方，蓄能油缸的蓄能活塞桿822位于蓄能活塞821的上方，力口載活塞桿812頂部連接有第一滑輪，蓄能活塞桿822頂部連接有第二滑輪，第一滑輪與第二滑輪由皮帶連接，第一滑輪與第二滑輪連接的皮帶的中部與連接裝置10固定連接。推力滑輪型油缸行程為工作行程的一半，更加降低了抽油機(jī)的高度。實(shí)施例五:如圖5，圖5示出了本實(shí)用新型的動(dòng)力單元為比例控制型以及執(zhí)行單元為并聯(lián)推力型液壓缸組合形式的液壓抽油機(jī)系統(tǒng)。實(shí)施例五與實(shí)施例一的區(qū)別在于:液壓泵2為液壓輸出電子比例變化流量單元，蓄能單元與蓄能器連通的油路中安裝有控制油液流量變化的電子比例閥，加載單元與蓄能單元的位置控制為模擬量的磁尺傳感器；液壓電子比例變化流量單元根據(jù)電信號(hào)的大小成比例的輸出使液壓油流量變化無級(jí)可調(diào)。液壓輸出電子比例變化流量單元為電子比例泵或由泵和電子比例閥組成的單元，最終可以輸出電子比例變化流量。利用了電子比例變量泵，可以通過電信號(hào)的大小成比例的控制泵的擺角的變化，從而改變泵的排量，引起泵輸出的流量變化范圍可以從O到最大流量范圍內(nèi)無級(jí)可調(diào)，從而可以控制整個(gè)抽油機(jī)上升速度無級(jí)可調(diào)。蓄能器蓄能和釋放能量的為電子比例閥來控制流量的變化，優(yōu)選為電子比例流量閥和流向整流板組合使用。應(yīng)用了電磁比例流量閥，可以通過電信號(hào)的大小成比例的控制流量變化可以從O到最大流量范圍內(nèi)無級(jí)可調(diào)，從而可以控制整個(gè)抽油機(jī)下降速度無級(jí)可調(diào)，能量也被儲(chǔ)存進(jìn)了蓄能器，在上升過程中，通過增加的流向整流板，比例流量閥也可以比例控制蓄能器的能量釋放速度。執(zhí)行單元的位置控制為模擬量的磁尺傳感器，可以成比例的輸出電信號(hào)，準(zhǔn)確的判斷油缸的位移量，從而可以利用比例泵和比例閥來準(zhǔn)確的控制抽油機(jī)的位置、速度、力口速度?？梢允褂帽壤夹g(shù)，控制抽油機(jī)按照最優(yōu)的控制曲線運(yùn)動(dòng)，速度曲線任意可調(diào)，方便使用。抽油機(jī)的拉力成比例的轉(zhuǎn)換為液壓油的壓力。增加模擬量的壓力傳感器，可以成比例反饋控制電流，來控制整個(gè)設(shè)備的拉力大小，判斷抽油機(jī)斷桿和卡死故障。也可以通過比例技術(shù)控制調(diào)整運(yùn)動(dòng)模式蠕動(dòng)解卡。另外此比例技術(shù)可以經(jīng)過控制器把模擬量的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為設(shè)備的示功圖直接輸出。也可以直接增加網(wǎng)絡(luò)傳輸裝置，直接實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制調(diào)參數(shù)和數(shù)據(jù)回傳功能。實(shí)施例六:如圖6所示，圖5示出了執(zhí)行單元采用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)液壓絞車提升抽油的液壓抽油機(jī)系統(tǒng)。實(shí)施例六與實(shí)施例一的區(qū)別在于:加載單元為加載用液壓馬達(dá)8.1，蓄能單元為蓄能用液壓馬達(dá)8.2，加載用液壓馬達(dá)8.1與蓄能用液壓馬達(dá)8.2串聯(lián)驅(qū)動(dòng)液壓絞車，液壓絞車與連接裝置10連接。液壓絞車通過皮帶或鋼絲繩，帶動(dòng)與其連接的連接裝置10提升，連接裝置10帶動(dòng)抽油桿提升抽油。在初次上升過程中，液壓泵同時(shí)驅(qū)動(dòng)加載用液壓馬達(dá)以及蓄能用液壓馬達(dá)進(jìn)而驅(qū)動(dòng)液壓絞車提升抽油。當(dāng)觸發(fā)上行程開關(guān)后開始反向下降，在抽油桿下降過程中，下降的勢(shì)能推動(dòng)液壓絞車和加載用液壓馬達(dá)、蓄能用液壓馬達(dá)反向旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生壓力油，此時(shí)加載用液壓馬達(dá)的液壓油通過建壓失壓控制閥溢流，因此所有的能量全部經(jīng)過蓄能用液壓馬達(dá)蓄能。當(dāng)觸發(fā)下行程開關(guān)后開始反向上升，在抽油桿上升過程中，所提供的能量為經(jīng)過液壓泵提供的壓力油驅(qū)動(dòng)的加載用液壓馬達(dá)和經(jīng)過蓄能器提供的壓力油驅(qū)動(dòng)的蓄能用液壓馬達(dá)共同作用提升抽油桿。在下一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期中，下降的能量蓄進(jìn)了蓄能器，在下一上升過程中蓄能器又釋放出蓄能與液壓泵共同作用驅(qū)動(dòng)抽油桿上升，這樣反復(fù)周期性的運(yùn)動(dòng)，達(dá)到了設(shè)備真正的回收能量再利用的效果，進(jìn)一步減少液壓泵的能源消耗。實(shí)施例七:如圖7所示，圖7為本實(shí)用新型的執(zhí)行單元直接安裝在井口樹的布置圖。與實(shí)施例一相比，區(qū)別在于:加載單元由上加載油缸211、下加載油缸212組成，蓄能單元由上蓄能油缸221、下蓄能油缸222組成，上加載油缸211、下加載油缸212布置在油井井口樹30的連接法蘭上，上蓄能油缸221、下蓄能油缸222布置在油井井口樹30的連接法蘭上，上加載油缸211、下加載油缸212、上蓄能油缸221、下蓄能油缸222各自的活塞桿與連接裝置固定連接。上加載油缸211、下加載油缸212、上蓄能油缸221、下蓄能油缸222采用推力型油缸形式，上加載油缸211、下加載油缸212、上蓄能油缸221、下蓄能油缸222并聯(lián)設(shè)置，上加載油缸211、下加載油缸212呈對(duì)角線布置，上蓄能油缸221、下蓄能油缸222呈對(duì)角線布置。加載單元、蓄能單元對(duì)角線布置受力平衡。另外顯示出本實(shí)用新型可以安裝在井口樹上，并且減小了抽油機(jī)設(shè)備的重量和高度，方便安裝維護(hù)，費(fèi)用低。進(jìn)一步顯示本實(shí)用新型布置不局限于只安裝在地面上，減少了地面安裝時(shí)需要制作水泥地基，地面塌陷產(chǎn)生的設(shè)備故障，減少了設(shè)備投入和維護(hù)費(fèi)用。綜上所述，本實(shí)用新型的蓄能型節(jié)能液壓抽油機(jī)可以把抽油機(jī)在下降過程的抽油桿等的重力勢(shì)能回收到蓄能器中，在下一個(gè)抽油機(jī)上升過程中釋放出來，達(dá)到了真正意義的能量回收。本實(shí)用新型使得和連接裝置相連的抽油桿下降產(chǎn)生的勢(shì)能被蓄能器存儲(chǔ)起來用以隨后驅(qū)動(dòng)蓄能活塞桿上升的能量，從而回收了能量降低了用電量，并能使用功率小的電機(jī)，另外也減小了抽油機(jī)設(shè)備的重量，降低了成本。本實(shí)用新型的同一動(dòng)力單元可以為多種安裝形式的執(zhí)行單元提供動(dòng)力，而多種安裝形式的執(zhí)行單元可以使用在各種油田應(yīng)用工況。對(duì)于不同載荷、沖程、沖次的參數(shù)均可適用，另外對(duì)于應(yīng)用環(huán)境:不同的井口樹、不同的天氣和環(huán)境因素均可適用。執(zhí)行單元可以安裝在井口樹上，不需要水泥地基。也可以考慮實(shí)際應(yīng)用要求，讓執(zhí)行單元安裝在井口樹旁的基礎(chǔ)上。因此具有靈活多樣，適用性強(qiáng)的特點(diǎn)。對(duì)于沙漠，海上，近海區(qū)域，灘涂，山區(qū)等特殊地形的應(yīng)用，有著無可替代的優(yōu)點(diǎn)。執(zhí)行單元在提升過程中為兩個(gè)或多個(gè)油缸的總面積作用，在下降過程中為所有油缸總面積的一半面積或者更小面積作用，從而提高了液壓抽油機(jī)在下降過程中蓄入能量時(shí)壓力最大，而在上升釋放過程中為兩個(gè)缸或多個(gè)缸的總面積作用，讓提升所需要的壓力最小。從而做到了高壓蓄能，低壓釋放能量，有效的提高了蓄能器的工作壓差，達(dá)到了最高效和最大能力的蓄能。也讓整個(gè)液壓抽油機(jī)達(dá)到了真正意義上的高效蓄能。以上述依據(jù)本實(shí)用新型的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
權(quán)利要求1.一種蓄能型節(jié)能液壓抽油機(jī)，其特征在于:包括: 電機(jī)(I); 由所述電機(jī)(I)驅(qū)動(dòng)的液壓泵(2)； 用于與抽油機(jī)的抽油桿連接的連接裝置(10)； 驅(qū)動(dòng)連接裝置(10)上升和下降的執(zhí)行單元(8);所述執(zhí)行單元(8)包括加載單元及蓄能單元，所述液壓泵(2)對(duì)加載單元及蓄能單元單向進(jìn)油； 被觸發(fā)以設(shè)定抽油沖程的位置檢測(cè)裝置； 與執(zhí)行單元(8)的蓄能單元連接的蓄能器(4);所述蓄能器(4)對(duì)執(zhí)行單元(8)進(jìn)行蓄能或放能； 建壓失壓單元，用于使加載單元及蓄能單元同時(shí)建立壓力或者使加載單元失去壓力； 所述建壓失壓單元由位置檢測(cè)裝置的信號(hào)控制其得電或失電； 所述執(zhí)行單元(8)在連接裝置(10)上升時(shí)為加載單元與蓄能單元的總面積作用，所述執(zhí)行單元(8)在連接裝置(10)下降時(shí)為蓄能單元的面積作用；所述執(zhí)行單元(8)在連接裝置(10)上升時(shí)起作用的面積大于執(zhí)行單元(8)在連接裝置(10)下降時(shí)起作用的面積。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蓄能型節(jié)能液壓抽油機(jī)，其特征在于:初始狀態(tài)建壓失壓單元失電時(shí)，液壓泵(2)輸出的液壓油同時(shí)單向進(jìn)入加載單元及蓄能單元，加載單元及蓄能單元同時(shí)建立壓力，加載單元及蓄能單元的面積同時(shí)起作用，加載單元及蓄能單元同時(shí)帶動(dòng)連接裝置(10)上升； 所述建壓失壓單元得電時(shí)加載單元失去壓力，此時(shí)僅有蓄能單元的面積起作用，蓄能單元產(chǎn)生蓄能油液，蓄能油液進(jìn)入蓄能器(4)蓄能，蓄能單元帶動(dòng)連接裝置(10)下降； 在下一周期中所述建壓失壓單元再一次失電時(shí)蓄能器(4)所蓄的蓄能油液進(jìn)入蓄能單元，蓄能單元帶動(dòng)連接裝置(10)上升，液壓泵(2)輸出的液壓油進(jìn)入加載單元帶動(dòng)連接裝置(10)上升。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蓄能型節(jié)能液壓抽油機(jī)，其特征在于:所述建壓失壓單元包括:對(duì)加載單元起保護(hù)功能的建壓失壓控制閥、液壓油單向?qū)üδ艿牡谝粏蜗蜷y(6.1)、液壓油單向?qū)üδ艿牡诙蜗蜷y(6.2)； 所述加載單元為一個(gè)以上的加載油缸，所述蓄能單元為一個(gè)以上的蓄能油缸； 所述位置檢測(cè)裝置包括底部開關(guān)(9.2)及頂部開關(guān)(9.1);所述頂部開關(guān)(9.1)觸發(fā)時(shí)所述建壓失壓控制閥得電使加載單元失去壓力，所述底部開關(guān)(9.2)觸發(fā)時(shí)所述建壓失壓控制閥失電使加載單元及蓄能單元同時(shí)建立壓力；所述液壓泵(2)的出油口連接第一單向閥(6.1)的進(jìn)口，所述第一單向閥(6.1)的出口與加載油缸的油腔相通；所述建壓失壓控制閥安裝在第一單向閥(6.1)的出口與加載油缸的油腔之間的油路上；所述建壓失壓控制閥在得電時(shí)所述加載油缸的油腔卸油失去壓力；所述第二單向閥(6.2)的進(jìn)口連接第一單向閥(6.1)的出口，所述第二單向閥(6.2)的出口與蓄能油缸的油腔相通，所述蓄能油缸的油腔與蓄能器(4)的進(jìn)口相通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種蓄能型節(jié)能液壓抽油機(jī)，其特征在于:所述建壓失壓控制閩為電磁&流閩(3.1)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種蓄能型節(jié)能液壓抽油機(jī)，其特征在于:初始時(shí)建壓失壓控制閥失電建壓，液壓泵(2)提供的液壓油經(jīng)過第一單向閥(6.1)驅(qū)動(dòng)加載油缸的加載活塞(811)，液壓泵(2)提供的液壓油經(jīng)過第一單向閥(6.1)和第二單向閥(6.2)給蓄能器(4)進(jìn)油，液壓泵(2)提供的液壓油經(jīng)過第一單向閥(6.1)和第二單向閥(6.2)驅(qū)動(dòng)蓄能油缸的蓄能活塞(821)，加載單元及蓄能單元同時(shí)建立壓力，加載活塞(811)和蓄能活塞(821)上升，與加載活塞(811)連接的加載活塞桿(812)上升、與蓄能活塞(821)連接的蓄能活塞桿(822)上升，加載活塞桿(812)、蓄能活塞桿(821)帶動(dòng)連接裝置(10)上升； 上升過程中頂部開關(guān)(9.1)觸發(fā)，建壓失壓控制閥得電，加載油缸的油腔卸油，加載活塞(811)失去壓力，僅蓄能活塞(821)產(chǎn)生壓力，在第一單向閥(6.1)、第二單向閥(6.2)單向截止的作用下，蓄能活塞(821)下降的同時(shí)將產(chǎn)生的蓄能油液全部進(jìn)入蓄能器(4)蓄能，加載活塞(811)和蓄能活塞(821)下降，與加載活塞(811)連接的加載活塞桿(812)下降、與蓄能活塞(821)連接的蓄能活塞桿(822)下降，加載活塞桿(812)、蓄能活塞桿(822)帶動(dòng)連接裝置(10)下降； 下降過程中底部開關(guān)(9.2)觸發(fā)，建壓失壓控制閥失電，液壓泵(2)輸出的液壓油經(jīng)過第一單向閥(6.1)驅(qū)動(dòng)加載活塞(811)上升，同時(shí)蓄能器(4)將蓄能油液輸出至蓄能油缸的油腔進(jìn)而驅(qū)動(dòng)蓄能活塞(821)上升，在加載活塞(811)和蓄能活塞(821)的共同作用下帶動(dòng)連接裝置(10)上升，上升過程中頂部開關(guān)(9.1)觸發(fā)進(jìn)而建壓失壓控制閥得電開始周期性動(dòng)作。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種蓄能型節(jié)能液壓抽油機(jī)，其特征在于:所述加載油缸為推力型油缸或拉力型油缸，所述蓄能油缸為推力型油缸或拉力型油缸，所述的加載油缸與蓄能油缸并聯(lián)或串聯(lián)連接，所述的加載油缸與蓄能油缸并聯(lián)連接的方式為:所述加載油缸與蓄能油缸左右并排設(shè)置，所述加載油缸的加載活塞桿(812)、蓄能油缸的蓄能活塞桿(822)同時(shí)與連接裝置(10)固定連接； 所述的加載油缸與液壓油缸并聯(lián)連接的方式為:所述加載油缸與蓄能油缸上下堆疊設(shè)置，所述蓄能油缸位 于加載油缸上方，所述蓄能油缸的蓄能活塞桿(822)與加載油缸的加載活塞(811)連接，所述加載油缸的加載活塞桿(812)與連接裝置(10 )連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種蓄能型節(jié)能液壓抽油機(jī)，其特征在于:所述抽油機(jī)具有 對(duì)蓄能單元及蓄能器起保護(hù)功能的第二溢流閥(3.2)，所述第二溢流閥(3.2)安裝在蓄能油缸的油腔與蓄能器(4)連通的油路中； 防止蓄能單元吸空或者抽油機(jī)停機(jī)可手動(dòng)調(diào)節(jié)及釋放蓄能壓力的第一單向節(jié)流閥(5.1)，所述第一單向節(jié)流閥(5.1)安裝在蓄能油缸的油腔與蓄能器(4)連通的油路中； 下降過程中用于調(diào)節(jié)連接裝置的下降速度或者上升過程中用于調(diào)節(jié)蓄能器蓄能釋放速度的節(jié)流閥(7)，所述節(jié)流閥(7)安裝在蓄能油缸的油腔與蓄能器(4)連通的油路中； 防止加載單元吸空或者抽油機(jī)停機(jī)可手動(dòng)調(diào)節(jié)的第二單向節(jié)流閥(5.2)，所述第二單向節(jié)流閥(5.2)安裝在第一單向閥(6.1)與加載油缸的油腔連通的油路中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蓄能型節(jié)能液壓抽油機(jī)，其特征在于:所述液壓泵(2)為液壓輸出電子比例變化流量單元，蓄能單元與蓄能器(4)連通的油路中安裝有控制油液流量變化的電子比例閥，加載單元與蓄能單元的位置控制為模擬量的磁尺傳感器；液壓電子比例變化流量單元根據(jù)電信號(hào)的大小成比例的輸出使液壓油流量變化無級(jí)可調(diào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蓄能型節(jié)能液壓抽油機(jī)，其特征在于:所述加載單元為加載用液壓馬達(dá)(8.1)，所述蓄能單元為蓄能用液壓馬達(dá)(8.2)，所述加載用液壓馬達(dá)(8.1)與蓄能用液壓馬達(dá)(8.2)串聯(lián)驅(qū)動(dòng)液壓絞車，液壓絞車與連接裝置連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蓄能型節(jié)能液壓抽油機(jī)，其特征在于:所述加載單元由上加載油缸(211)、下加載油缸(212)組成，所述蓄能單元由上蓄能油缸(221)、下蓄能油缸(222)組成，上加載油缸(211)、下加載油缸(212)布置在油井井口樹(30)的連接法蘭上，上蓄能油缸(221)、下蓄能油缸(222)布置在油井井口樹(30)的連接法蘭上，上加載油缸(211)、下加載油缸(212)、上蓄能油缸(221)、下蓄能油缸(222)各自的活塞桿與連接裝置固定連接。 ·
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種蓄能型節(jié)能液壓抽油機(jī)，包括電機(jī)、由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓泵、連接裝置、執(zhí)行單元、建壓失壓單元、蓄能器、位置檢測(cè)裝置。所述執(zhí)行單元包括加載單元及蓄能單元，液壓泵對(duì)加載單元及蓄能單元單向進(jìn)油，蓄能器對(duì)執(zhí)行單元進(jìn)行蓄能或放能，建壓失壓單元用于使加載單元及蓄能單元同時(shí)建立壓力或者使加載單元失去壓力。執(zhí)行單元在連接裝置上升時(shí)起作用的面積大于執(zhí)行單元在連接裝置下降時(shí)起作用的面積。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)能量有效回收，大大節(jié)省了驅(qū)動(dòng)液壓泵的電機(jī)的能耗。
文檔編號(hào)F15B1/02GK203161681SQ20132008674
公開日2013年8月28日 申請(qǐng)日期2013年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月26日
發(fā)明者王文雯 申請(qǐng)人:王文雯