專利名稱：通用型油井三抽合一抽油機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于油田抽油井生產(chǎn)的地面、井下組合設(shè)備，屬機(jī)械采油設(shè)備裝置類。
背景技術(shù)：
目前，各種游梁式抽油機(jī)與常規(guī)型抽油泵均為分開設(shè)計(jì)，造成結(jié)構(gòu)不合理，電機(jī)耗電量偏高，浪費(fèi)能源較大，不利于節(jié)能和經(jīng)濟(jì)效益的提高，急需改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種可以減輕工作載荷、有利于節(jié)能的通用型油井三抽合一抽油機(jī)。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的。此種三抽合一節(jié)能泵由進(jìn)油球閥罩接頭、進(jìn)油球閥、工作泵筒、分隔密封組合接頭、筒式工作拉桿、柱塞體、出油球閥罩接頭、出油球閥經(jīng)組合用各自內(nèi)外螺紋旋緊連接而成。這種泵與常規(guī)抽油泵相比在排油作業(yè)時(shí)工作方向相反，是在下沖程時(shí)排油的。其作業(yè)工藝是抽油桿與筒式工作拉桿上部出油球閥罩接頭連接后，抽油機(jī)帶動(dòng)抽油桿進(jìn)行上沖程運(yùn)行，抽油桿帶動(dòng)筒式工作拉桿與柱塞體在泵筒內(nèi)上沖程上提，這時(shí)筒式工作拉桿上部出油球閥罩接頭內(nèi)的出油球閥下落在出油球閥密封環(huán)上，使筒式工作拉桿及工作泵筒內(nèi)密封，形成負(fù)壓狀態(tài)，從而把工作泵筒下部進(jìn)油球閥罩頭內(nèi)的進(jìn)油球閥在閥罩內(nèi)上浮，使進(jìn)油球閥罩接頭下方的原油吸進(jìn)工作泵筒內(nèi)，隨后由于抽油機(jī)曲柄運(yùn)行到下死點(diǎn)，使上沖程到高點(diǎn)停止位置轉(zhuǎn)而開始進(jìn)行下沖程運(yùn)行，下沖程使抽油桿向下傳送下沖程作用力，抽油桿經(jīng)筒式工作拉桿上的柱塞體下端面在工作泵筒內(nèi)向下運(yùn)行，這時(shí)工作泵筒下部進(jìn)油球閥接頭內(nèi)的進(jìn)油球閥下落在進(jìn)油球閥密封環(huán)上，使工作泵筒下密封，同時(shí)柱塞體下端面在向下落的過程中由抽油桿下落的重量產(chǎn)生的下沖程作用力使工作泵筒內(nèi)原油液體產(chǎn)生相應(yīng)量的壓力，這種設(shè)定的下沖程作用力，經(jīng)原油液體傳遞，頂開筒式工作拉桿上部出油球閥罩接頭內(nèi)的出油球閥，使出油球閥上浮，原油涌入油管中。這種下沖程作用力設(shè)定大于出油球閥直徑截面積承載的因井深形成的環(huán)形油柱壓強(qiáng)力就可使這種泵進(jìn)行排油作業(yè)。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)方案采用三抽合一組合設(shè)計(jì)，井下用三抽合一節(jié)能泵經(jīng)抽油桿與地面抽油機(jī)連接組成通用型油井三抽合一抽油機(jī)。
三抽合一節(jié)能泵的特點(diǎn)是泵的上部設(shè)有密封分隔組合接頭，分隔密封組合接頭承載油管中環(huán)形油柱重量，泵下沖程作業(yè)排油頂開泵上部出油球閥的力小于油管中全井深環(huán)形油柱上提時(shí)的力，從而起到減載節(jié)能作用。
三抽合一抽油機(jī)的特點(diǎn)是平衡配重采用減法配重法計(jì)算確定配重量，即以井中抽油桿總長的總重量為靜載荷量，減去泵下沖程作業(yè)時(shí)頂開泵上部出油球閥力即動(dòng)載荷量的50％，再減去原油粘度系數(shù)乘以井中抽油桿長度的表面積所得磨擦力的50％，形成平衡配重量，因而可以大大減小平衡配重量。
三抽合一抽油機(jī)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)采用大傳動(dòng)比和低沖次。調(diào)沖次是采用在電機(jī)控制電路中加裝變頻器調(diào)電機(jī)轉(zhuǎn)速經(jīng)減速器在一定沖次范圍內(nèi)調(diào)控。大傳動(dòng)比可使機(jī)械扭矩力增大的同時(shí)降低所配電機(jī)的功率，有利于節(jié)能。
本實(shí)用新型三抽合一節(jié)能泵的材料其泵筒、筒式工作拉桿為國產(chǎn)合金鋼，閥罩接頭45#鋼經(jīng)加工成型后滲氮處理，新型泵的配件連接方式用內(nèi)外螺紋相互旋緊連接而成，本實(shí)用新型中抽油機(jī)的材料用國內(nèi)通用鋼材加工，所用減速器、電動(dòng)機(jī)為國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備配件，抽油機(jī)各設(shè)備配件用螺栓連接組成整機(jī)。
三抽合一節(jié)能泵作業(yè)時(shí)所需的下沖程作用力是經(jīng)抽油桿下落時(shí)產(chǎn)生的，因此為實(shí)現(xiàn)通用型油井三抽合一抽油機(jī)的往復(fù)作業(yè)，須相應(yīng)地對(duì)抽油機(jī)的動(dòng)平衡配重量進(jìn)行匹配的設(shè)計(jì)。
本實(shí)用新型抽油機(jī)的動(dòng)平衡設(shè)計(jì)是把泵掛入井中抽油桿總長度的重量設(shè)定靜載荷，把抽油機(jī)下沖程作業(yè)時(shí)，從三抽合一節(jié)能泵上部出油球閥頂開壓在出油球閥上截面積上的油柱重量即下沖程作用力為動(dòng)載荷，另外把井中抽油桿總長度表面積與原油粘度的磨擦力也設(shè)定為動(dòng)載荷。這三種載荷在具體設(shè)定時(shí)是把靜載荷的總量減去下沖程作用力的動(dòng)載荷的50％及抽油桿與原油粘度磨擦力的動(dòng)載荷50％，這樣形成動(dòng)平衡配重量總量。
機(jī)械作用力按下沖程的作用力與抽油桿和原油粘度磨擦力相加后的50％的數(shù)量值設(shè)定機(jī)械的扭矩力。
電機(jī)功率的配置，應(yīng)考慮工藝上作示功圖時(shí)的需要，即傳動(dòng)系統(tǒng)的輸出軸能把配重塊在井口把泵掛摘掉后能自如的上下旋轉(zhuǎn)，這樣電機(jī)功率的配置以配重總量除以傳動(dòng)系統(tǒng)總傳動(dòng)比數(shù)值后所得的數(shù)值為電機(jī)軸功率的輸出扭矩量。
本實(shí)用新型構(gòu)思新穎，設(shè)計(jì)合理，利用泵的分隔密封組合接頭減小工作載荷，同時(shí)利用大泵徑與大傳動(dòng)比形成低沖次的組合結(jié)構(gòu)，從而可以大幅度減輕抽油機(jī)的工作載荷，降低所配電機(jī)功率，獲得良好的節(jié)能效果。


圖1是通用型油井三抽合一抽油機(jī)配置三抽合一節(jié)能泵構(gòu)造剖面示意圖。
圖2是通用型三抽合一抽油機(jī)成套組裝示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
如圖所示，本實(shí)用新型由工作泵筒1，分隔密封組合接頭上連件2，分隔密封組合接頭密封件3，分隔密封組合接頭支撐件4，分隔密封組合接頭下連件5，工作泵筒下連件6，進(jìn)油球閥罩接頭7，進(jìn)油球閥密封環(huán)8，進(jìn)油球閥9，進(jìn)油球閥罩下連件10，筒式工作拉桿11，柱塞體12，工作拉桿上連件13，出油球閥罩接頭14，出油球閥密封環(huán)15，出油球閥16，油管17，抽油桿18，抽油機(jī)驢頭19，游梁20，橫梁軸21，連桿22，曲柄軸23，曲柄24，動(dòng)平衡配重塊25，減速器輸出軸26，減速器27，皮帶輪28，電動(dòng)機(jī)29，機(jī)座30，抽油機(jī)底座31，支架32和支架軸33組成。其中三抽合一節(jié)能泵的組裝關(guān)系是分隔密封組合接頭上連件2內(nèi)螺紋與分隔密封組合接頭密封件3連接，分隔密封組合接頭支撐件4與分隔密封組合接頭上連件2外螺紋和密封組合接頭下連件5上部螺紋旋緊連接，組成分隔密封組合接頭；分隔密封組合下連件5下部與泵筒1上部螺紋連接，泵筒1下部螺紋與進(jìn)油球閥罩接頭7連接，進(jìn)油球閥罩下連件10的上部螺紋與進(jìn)油球閥罩接頭7下部螺紋連接，組成泵的外殼體；工作拉桿11預(yù)先穿過分隔密封組合接頭密封件3的中孔，工作拉桿11下部用螺紋連接柱塞體12預(yù)先安入泵筒1內(nèi)，工作拉桿11上部用螺紋連接工作拉桿上連件13，上連件13與出油球閥罩接頭14相連，出油球閥罩接頭14內(nèi)放入出油球閥16、出油球閥密封環(huán)15。抽油機(jī)安裝是在抽油機(jī)底座31上用螺栓連接機(jī)座30和支架32，在機(jī)座30上用螺栓連接減速器27、電動(dòng)機(jī)29，用皮帶輪28及皮帶把電動(dòng)機(jī)29與減速器27連接，減速器輸出軸26與曲柄24用軸銷連接，曲柄24與連桿22用曲柄軸23連接，曲柄軸23上安裝動(dòng)平衡配重塊25，連桿22用橫梁軸21與游梁20連接，游梁20用銷釘與抽油機(jī)驢頭19連接，在游梁20中間下部支架軸33與支架32用螺栓連接，支架32下部用螺栓與抽油機(jī)底座31連接，這樣組成抽油機(jī)；抽油機(jī)驢頭19用鋼絲繩與抽油桿18連接，抽油桿18下部用螺紋與三抽合一節(jié)能泵連接，這樣整體上組成通用型油井三抽合一抽油機(jī)。其中，構(gòu)成抽油泵上部密封分隔組合接頭的上連件2、下連件5分別與油管17和泵筒1相配，密封件3和支撐件4分別與上、下連件2、5上下端螺紋相配。其他井下、地面裝置各部件均采用常規(guī)抽油機(jī)部件。
以下參照常規(guī)10型抽油機(jī)與抽油桿的配置對(duì)實(shí)施例作進(jìn)一步說明。
假設(shè)某抽油井井深1800m，油管內(nèi)徑62mm，日排液量16方，配置泵徑Φ70mm，泵的出油球閥直徑35mm，設(shè)定4項(xiàng)參數(shù)(1)沖程3m；(2)沖次1次/min；(3)最大懸點(diǎn)負(fù)荷63KN；(4)下沖程作用力1455kg.f。這4項(xiàng)參數(shù)中最大懸點(diǎn)負(fù)荷是抽油桿的全重，其下沖程作用力1455kg.f是1800m油柱原油比重0.84在每平方厘米井底壓強(qiáng)力為151.2kg.f，與直徑35mm的出油球閥截面積9.62cm2所承載的壓強(qiáng)力乘積所得。這種新型抽油機(jī)靜載荷平衡配重量是抽油桿重6311kg減去1455kg.f的50％即728kg配重量；1800m抽油桿與原油粘度系數(shù)按稀油計(jì)300kg.f的50％即150kg配重量，三者相減總配重量是5432，需機(jī)械扭矩力為下沖程作用力的50％即728kg.f.m與抽油桿與原油粘度系數(shù)的50％即150kg.f.m，兩者相加為機(jī)械扭矩力878kg.f.m，抽油機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比740∶1，所需電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩力為878÷740＝1.186kg.f.m，考慮傳動(dòng)系統(tǒng)功率損耗按30％計(jì)算，傳動(dòng)損耗為1.186×0.3＝0.36kg.f.m，實(shí)際電機(jī)軸輸出扭矩力為1.186+0.36＝1.546kg.f.m。綜合考慮工藝需要，最終確定減速器輸出軸配重塊為5432kg，設(shè)定配置功率為11KW、740轉(zhuǎn)/min的8極電機(jī)。
權(quán)利要求1.一種通用型油井三抽合一抽油機(jī)，由三抽合一節(jié)能泵、抽油桿、抽油機(jī)相連接組合而成，其中三抽合一節(jié)能泵由工作泵筒(1)、分隔密封組合接頭上連件(2)、分隔密封組合接頭密封件(3)、分隔密封組合接頭支撐件(4)、分隔密封組合接頭下連件(5)、工作泵筒下連件(6)、進(jìn)油球閥罩接頭(7)、進(jìn)油球閥密封環(huán)(8)、進(jìn)油球閥(9)、進(jìn)油球閥罩下連件(10)、筒式工作拉桿(11)、柱塞體(12)、工作拉桿上連件(13)、出油球閥罩接頭(14)、出油球閥密封環(huán)(15)、出油球閥(16)用各件內(nèi)、外螺紋旋緊連接和按各件設(shè)定位置組裝而成；抽油機(jī)由抽油機(jī)底座(31)、支架(32)、支架軸(33)、機(jī)座(30)、減速器(27)、皮帶輪(28)、電動(dòng)機(jī)(29)、減速器輸出軸(26)、曲柄(24)、曲柄軸(23)、動(dòng)平衡配重塊(25)、連桿(22)、橫梁軸(21)、游梁(20)、抽油機(jī)驢頭(19)按各自設(shè)定位置用螺栓連接組成；抽油桿(18)下部用螺紋與三抽合一節(jié)能泵連接，上部與抽油機(jī)驢頭(19)用鋼絲繩連接，整體上組成通用型油井三抽合一抽油機(jī)；其特征在于三抽合一節(jié)能泵為下沖程作業(yè)排油泵，泵的上部設(shè)有分隔密封組合接頭，分隔密封組合接頭上連件(2)內(nèi)螺紋與分隔密封組合接頭密封件(3)連接，分隔密封組合接頭支撐件(4)與分隔密封組合接頭上連件(2)外螺紋和密封組合接頭下連件(5)上部螺紋旋緊連接，組成分隔密封組合接頭；分隔密封組合接頭下連件(5)下部與泵筒(1)上部用螺紋連接，泵筒(1)下部螺紋與進(jìn)油球閥罩接頭(7)連接，進(jìn)油球閥罩下連件(10)的上部螺紋與進(jìn)油球閥罩接頭(7)下部螺紋連接，組成泵的外殼體；工作拉桿(11)預(yù)先穿過分隔密封組合接頭密封件(3)的中孔，工作拉桿(11)下部用螺紋連接柱塞體(12)預(yù)先安入泵筒(1)內(nèi)，工作拉桿(11)上部用螺紋連接工作拉桿上連件(13)、出油球閥罩接頭(14)，出油球閥罩接頭(14)內(nèi)放入出油球閥(16)、出油球閥密封環(huán)(15)；抽油機(jī)安裝是在抽油機(jī)底座(31)上用螺栓連接機(jī)座(30)和支架(32)，在機(jī)座(30)上用螺栓連接減速器(27)、電動(dòng)機(jī)(29)，用皮帶輪(28)及皮帶把電動(dòng)機(jī)(29)與減速器(27)連接，減速器輸出軸(26)與曲柄(24)用軸銷連接，曲柄(24)與連桿(22)用曲柄軸(23)連接，曲柄軸(23)上安裝動(dòng)平衡配重塊(25)，連桿(22)用橫梁軸(21)與游梁(20)連接，游梁(20)用銷釘與抽油機(jī)驢頭(19)連接，在游梁(20)中間下部支架軸(33)與支架(32)用螺栓連接，支架(32)下部用螺栓與抽油機(jī)底座(31)連接；抽油機(jī)驢頭(19)用鋼絲繩與抽油桿(18)連接，抽油桿(18)下部用螺紋與三抽合一節(jié)能泵的出油球閥罩接頭(14)連接，整體上構(gòu)成通用型油井三抽合一抽油機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型是一種油田用通用型油井三抽合一抽油機(jī)，這種抽油機(jī)由三抽合一節(jié)能泵、常規(guī)鋼制抽油桿、常規(guī)游梁抽油機(jī)調(diào)平衡配重后組合而成。其中三抽合一節(jié)能泵是一種上部設(shè)有密封分隔組合接頭的下沖程作業(yè)排油新型抽油泵，抽油機(jī)平衡配重量采用減法配重法計(jì)算確定，較常規(guī)抽油機(jī)平衡配重量大大減小，抽油機(jī)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)采用大傳動(dòng)比和低沖次。本實(shí)用新型構(gòu)思新穎設(shè)計(jì)合理，利用它可以大幅度減輕抽油機(jī)的工作載荷，降低所配電機(jī)的功率，獲得良好的節(jié)能效果。
文檔編號(hào)F04B47/00GK2858940SQ20042012067
公開日2007年1月17日 申請(qǐng)日期2004年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月22日
發(fā)明者黃玉華 申請(qǐng)人:黃玉華