[實用新型]一種游梁式智能抽油系統

有效

• 申請號: 201520701911.7
• 申請日: 2015-09-11
• 公開（公告）號: CN205047197U
• 公開（公告）日: 2016-02-24
• 發明（設計）人: 閆琳;房小立;吳荒原;畢少華;章振保;明棚
• 申請（專利權）人: 武漢市威爾貝特科技有限公司
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;H02P27/04
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 許美紅

技術領域

本實用新型屬于石油采油領域，具體涉及一種游梁式智能抽油系統。

背景技術

傳統游梁式抽油機一般是通過電動機驅動皮帶輪帶動減速器驅動四連桿換向機構帶動懸點做上、下往復運動進行抽油，因其結構簡單、皮實耐用且壽命長所以成為了機械采油中應用最廣泛的裝備。但是傳統游梁式抽油機也存在如下缺點：傳動鏈長、傳動效率低；減速機結構復雜且漏油現象嚴重、污染環境、噪聲大、維護成本較高；調參不便（如，游梁式抽油機通過更換皮帶輪來調節抽油機的沖次，所以一般游梁式抽油機在設計的時候根據皮帶輪的尺寸有三種沖次）、系統效率低、維護安全系數低；電動機機械特性與負載特性不匹配（電動機功率利用率在20%-50%左右），造成電能的大量浪費。為了克服傳統游梁式抽油機的缺點，人們設計了直驅游梁式抽油機，通過直驅電機直接驅動四連桿換向機構帶動懸點做上、下往復運動進行抽油，省去了皮帶輪和減速器，傳動效率高、維護成本低。

目前，國內油田大部分油井都進入中、后期開采，泵掛越來越深，油液含水率進一步增大，有的油田含水率甚至高達95%，這對抽油機的節能性能提出了更高的要求。現有的直驅游梁式抽油機雖然克服了傳動效率低的問題，但是仍不能滿足節能的要求，依然不能避免抽油機低效率運行、空抽、因停抽而導致凍井口等常見問題。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種游梁式智能抽油系統，通過信號采集模塊收集游梁式抽油機的工作狀態信號，并通過控制器控制電機作變速運動，使電機的機械特性與負載特性相匹配，從而達到了節能效果，且避免了游梁式抽油機低效率運行、空抽、因停抽而導致凍井口等問題。

本實用新型所采用的技術方案是：

一種游梁式智能抽油系統，包括游梁式抽油機、信號采集模塊和控制器，所述控制器包括相互連接的信號處理器和變頻器，所述信號采集模塊與信號處理器連接，所述變頻器與游梁式抽油機上的電機連接。

進一步地，所述信號采集模塊包括用于測量采液量的流量傳感器、用于測量游梁式抽油機上曲柄位置的位置傳感器以及用于測量上沖程和下沖程電流的電流互感器，所述流量傳感器、位置傳感器和電流互感器分別與信號處理器連接。

進一步地，所述游梁式抽油機采用電機直驅形式，包括底座、機架、電機、電機支架、曲柄、連桿、游梁、橫梁和驢頭；機架固定在底座前端，游梁與機架頂部鉸接，驢頭和橫梁分別固定在游梁的前后兩端，電機支座固定在底座后端，電機固定在電機支座頂部，曲柄分別固定在電機兩側的輸出軸上，連桿一端與曲柄連接另一端與橫梁鉸接。

進一步地，所述電機一側或兩側的輸出軸上固定有鎖止輪盤，所述鎖止輪盤的附近固定有與其配合的鎖止裝置。

進一步地，所述的鎖止裝置包括互相獨立的自動鎖止裝置和手動鎖止裝置，所述自動鎖止裝置與信號處理器連接，所述手動鎖止裝置與手動剎車總成連接。

進一步地，所述電機為永磁同步電機。

進一步地，所述曲柄和游梁上均設有平衡塊或僅有一個設有平衡塊。

本實用新型的有益效果是：

1.工作時，信號采集模塊可以實時監測并收集反應抽油機工作狀況的信號（如單位時間的采液量、曲柄的位置、上沖程和下沖程電流等），信號處理器根據信號通過變頻器調節電機做變速運動，使電機的機械特性與負載特性相匹配—信號處理器自動調節抽油機的工作參數，選擇最佳沖次，并在上、下沖程范圍內調節電機轉速，降低抽油機懸點的加速度，改善懸點受力狀況，減少抽油桿的應變進而降低沖程損失，提高泵的充滿系數，提高泵效，進一步改善抽油機的運行狀況，延長抽油機的壽命；信號處理器根據信號選擇間抽模式或不停機低沖次抽油模式，最大限度的避免了抽油機低效率運行、空抽或者因停抽而導致的凍井口等故障，在保證產液量的基礎上達到節能的目的；信號處理器可以根據上、下沖程電流自動計算出抽油機平衡率，方便平衡調節；信號處理器根據上、下沖程電流判斷井下故障，及時停機，安全系數高。本實用新型實現了抽油機的遠程監測與調節，方便集中控制管理。

2.采用電機直驅游梁式抽油機，省去了皮帶輪和減速器，簡化了傳動鏈，運行平穩，噪音小，改善了工作過程中的振動狀況同時提升了系統傳動效率。

3.鎖止輪盤與電機輸出軸同步轉動，當井下故障時，可以通過鎖止裝置卡住鎖止輪盤上的齒槽，及時停機，防止故障擴大。

4.采用自動和手動兩套相互獨立的鎖止裝置，安全可靠；當信號處理器判斷故障或斷電時，自動鎖止裝置能夠自動卡住鎖止輪盤；當人工觀測到故障時，可以手動操作手動剎車總成，帶動手動鎖止裝置卡住鎖止輪盤。