[發明專利]用于油田井口抽油機的動力互補系統

無效

• 申請號: 201010265826.2
• 申請日: 2010-08-22
• 公開（公告）號: CN101943057A
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發明（設計）人: 蒙國寧
• 申請（專利權）人: 蒙國寧
• 主分類號: F02B63/06
• 分類號: F02B63/06;F02B43/10;E21B43/00;H02K7/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

背景技術

油田伴生氣是石油開采過程中所產生的副產品，是一種分布廣泛，總量巨大，單一量小的優質燃料；對伴生氣進行收集利用在經濟上不合理，致使目前仍有相當數量的伴生氣白白排放或燃燒排放到大氣中，造成不可再生的寶貴資源浪費的同時還嚴重地污染了環境；由于節能減排的雙重壓力，整個社會的石油工業都在想方設法利用這種大量放空污染環境的優質燃料作為油田井口抽油的動力源；然而伴生氣是一種輸出流量波動極大的燃氣源，同時有間斷輸出的現象，它對燃氣發動機的燃料輸入適應能力提出了新的要求，現有的燃氣發動機無法適應這種苛刻的輸出特性，在燃料輸入特性變化無常的條件下做到每天24小時連續正常作業；因此，用戶寧愿使用柴油機也不使用伴生氣發動機；現有的伴生氣抽油動力系統，伴生氣發動機工作不正常時會影響抽油機的正常抽油作業，影響抽油產量，這是用戶最難接受的；另一方面，在伴生氣源輸出恢復正常時不會自動進入伴生氣抽油作業狀態，整個抽油管理的工作量大，成本高，也是用戶不愿意使用伴生氣作抽油動力的一個原因。這些技術問題在阻礙伴生氣發動機在油田抽油領域的推廣應用；用于燃氣發動機的真空度恒壓混合器(專利號：ZL200510054632.1)、用于燃氣發動機混合器的空氣燃氣輸入壓力平衡器(專利申請號：200610077522.7)、一閥多門大流量單級減壓調節器(專利申請號：200710088040.6)系列技術的出現大幅度提高了燃氣發動機對伴生氣源輸出特性的適應能力，使伴生氣發動機連續穩定工作時間得到了明顯改善；用于燃氣發動機的燃油自動補給裝置(專利申請號：200910003465.1)解決了伴生氣源間斷輸出時發動機無法連續工作的技術問題；但是，在伴生氣源間斷輸出時間較長時，燃油補給會使抽油經濟性下降；至今，盡管燃氣發動機技術越來越成熟，伴生氣發動機連續工作穩定性還是不及燃油發動機，更不能與電動機相比較，因此，如何在保持原抽油作業穩定性不變的前提下使用伴生氣發動機，成為伴生氣發動機普及應用于油田抽油井口抽油動力領域的關鍵所在。

發明內容

本發明的目的是：補救伴生氣發動機工作穩定性差的技術缺陷，解決伴生氣發動機工作不穩定造成抽油機作業不正常的技術問題；在伴生氣源輸出量不足的情況下保持伴生氣發動機繼續正常工作，繼續向抽油機提供與伴生氣輸出量相對應的動力功率；另一方面，降低伴生氣發動機抽油作業的管理成本，提高伴生氣抽油動力系統的經濟效益。

本發明以下述方式實現其目的：由電動機、抽油機、單向離合器、伴生氣發動機組成；電動機接線柱與外電網連接，電動機的皮帶輪通過三角皮帶分別與抽油機皮帶輪、伴生氣發動機皮帶輪連動，伴生氣發動機皮帶輪與伴生氣發動機輸出軸之間安裝單向離合器。

與現有技術比較，本發明在伴生氣發動機工作不正常的情況下保持抽油機正常作業，解除了用戶使用伴生氣抽油動力的后顧之憂；在伴生氣輸出量達不到抽油機功率需要的能量時，本發明也能把不足量的伴生氣能量轉化成抽油動力，也就是說本發明在伴生氣輸出量不足時，伴生氣發動機也能正常工作，也能為抽油機提供與伴生氣輸出能量相對應的動力功率，做到有多少伴生氣就為抽油機提供多少動力，對伴生氣源的輸出量沒有任何要求；這就意味著所有油田井口的伴生氣源都能轉化成抽油動力，這些是現有技術無法做到的，由于本發明的燃氣作業動力轉換是自動的，大幅度降低了伴生氣抽油動力的管理成本，進一步提高了伴生氣抽油動力的經濟性。

附圖說明

附圖1是本發明平面結構示意圖

具體實施方式

見附圖1，由電動機6、抽油機5、伴生氣發動機7、單向離合器4組成；電動機的皮帶輪2通過三角皮帶輪分別與抽油機的皮帶輪3、伴生氣發動機的皮帶輪1連動，伴生氣發動機皮帶輪1與伴生氣發動機輸出軸之間安裝單向離合器4，電動機6的接線柱與外電網連連接；在伴生氣發動機7啟動前，電動機6利用外輸入電力帶動抽油機5實現常規的電力抽油作業，此時，伴生氣發動機的皮帶輪1也跟隨電動機皮帶輪2轉動，由于單向離合器4的單向分離作用，使皮帶輪1與伴生氣發動機7動力輸出軸分離，伴生氣發動機7不會跟隨電動機6轉動；伴生氣發動機7啟動后，由于轉速沒有超過電動機6的轉速，單向離合器4依舊使皮帶輪1與伴生氣發動機的動力輸出軸分離；當伴生氣發動機的轉速超過電動機6的轉速時，單向離合器4自動結合，伴生氣發動機輸出動力通過皮帶輪1、皮帶輪2、皮帶輪3傳給抽油機5，此時如果伴生氣發動機的輸出功率小于抽油機5所需的功率，抽油機5需要的功率由電動機6的輸出功率和伴生氣發動機7的輸出功率合成；當伴生氣發動機7輸出功率等于抽油機5所需的功率時，電動機6就處于空載狀態，電動機所耗的電功率就是空載運轉的功率，實現了抽油動力從外輸入電力轉到伴生氣動力的過程；如果由于伴生氣源輸出量不足導致發動機7的輸出功率無法達到抽油機5需要的功率時，伴生氣發動機7的轉速就會下降，電動機6轉子的轉速也跟隨下降，轉子切割磁力線速度增加，感應電流加大，電動機6輸出的功率加大，補償了伴生氣發動機7輸出降低的功率，依舊保持抽油機得到的功率不變，抽油機就能在伴生氣源輸出量不足的情況下正常作業，伴生氣發動機7也就能在伴生氣源輸出量不足的情況下向抽油機提供力所能及的抽油動力；如果伴生氣源的輸出量實在太小時，伴生氣發動機的轉速就會低于電動機的轉速，此時單向離合器分離，伴生氣發動機處于空轉等待狀態，電動機恢復原來的外輸入電力供給狀態，可見，本發明的伴生氣發動機不正常時，抽油機也能正常作業；當半生氣源供給恢復正常時又重復上述過程，抽油動力又從電力作業狀態轉到伴生氣作業狀態，轉換過程完全自動，不需人工幫助，實現了本發明的目的。