探井試油連續(xù)排液裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型是探井試油連續(xù)排液裝置，用于油田勘探井試油排液生產(chǎn)。該裝置包括動力裝置，所述動力裝置包括電動系統(tǒng)，所述電動系統(tǒng)包括順序相連的電動機(jī)、減速機(jī)和大繩滾筒，所述電動系統(tǒng)連接蓄能系統(tǒng)。所述蓄能系統(tǒng)是液壓馬達(dá)/泵蓄能系統(tǒng)或者是由液缸蓄能裝置所構(gòu)成的系統(tǒng)。由于在動力裝置中設(shè)置了蓄能系統(tǒng)，減緩了抽油桿上、下行程中不同的載荷差異導(dǎo)致的電機(jī)載荷不平衡，改善了電機(jī)負(fù)載狀態(tài)，提高了電機(jī)壽命，且有效提高電機(jī)的工作效率，減少電機(jī)裝機(jī)功率。
【專利說明】探井試油連續(xù)排液裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及石油開采井機(jī)械采油使用的地面動力裝置，具體地講是探井試油連續(xù)排液裝置，用于油田勘探井試油排液生產(chǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002]石油勘探是油田最重要的工作之一，為了確定油藏的產(chǎn)能等參數(shù)，勘探井完井后要進(jìn)行試油排液作業(yè)。以往排液作業(yè)有兩種方式，一是安裝抽油機(jī)進(jìn)行排液，這種方法投資較大；二是采用作業(yè)設(shè)備，依靠人工操作通井機(jī)進(jìn)行抽吸排液，這種方法人工勞動強(qiáng)度大，效率低，設(shè)備工作參數(shù)變化較大。為了解決這一問題，中國專利:專利號ZL200720025542.X，申請日2007年07月23日，專利名稱“探井試油連續(xù)排液裝置”發(fā)明了一種可以代替通井機(jī)的動力裝置，該動力裝置的大繩滾筒能夠自動進(jìn)行正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換，從而帶動柱塞式抽油泵進(jìn)行排液作業(yè)。為了解決抽油泵系統(tǒng)上行與下行的載荷不平衡問題，該動力裝置采用電阻發(fā)熱方式來消耗掉抽油桿下行產(chǎn)生的勢能。該電阻發(fā)熱方式在實(shí)際應(yīng)用過程中暴露出以下問題，抽油桿柱上行程提液時，電機(jī)運(yùn)行處于電動機(jī)工況；抽油桿柱下行程時，電機(jī)運(yùn)行處于發(fā)電機(jī)工況。一方面使得開關(guān)磁阻電機(jī)運(yùn)行工況處于惡劣狀態(tài)，發(fā)生電流回?fù)衄F(xiàn)象，導(dǎo)致電機(jī)絕緣和控制元器件容易燒毀，縮短設(shè)備的使用壽命，也增加了設(shè)備現(xiàn)場維護(hù)工作量。另一方面，增大了電機(jī)和配套發(fā)電機(jī)的裝機(jī)功率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了探井試油連續(xù)排液裝置，通過采用蓄能系統(tǒng)的平衡方式，改善了裝置的運(yùn)行工況，提高了系統(tǒng)效率。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:探井試油連續(xù)排液裝置，包括動力裝置，所述動力裝置包括電動系統(tǒng)，所述電動系統(tǒng)包括順序相連的電動機(jī)、減速機(jī)和大繩滾筒，所述電動系統(tǒng)連接蓄能系統(tǒng)。
[0005]所述蓄能系統(tǒng)是液壓馬達(dá)/泵蓄能系統(tǒng)，液壓馬達(dá)/泵蓄能系統(tǒng)包括液壓馬達(dá)/泵、蓄能器和油箱，所述液壓馬達(dá)/泵通過油管分別連接蓄能器和油箱。所述液壓馬達(dá)/泵連接大繩滾筒；或者，所述液壓馬達(dá)/泵通過三軸減速箱連接在大繩滾筒和減速機(jī)之間；或者，所述液壓馬達(dá)/泵通過三軸減速箱連接在電動機(jī)和減速機(jī)之間；或者，所述電動機(jī)是一種雙軸伸電動機(jī)，所述液壓馬達(dá)/泵與電動機(jī)相連接。
[0006]探井試油連續(xù)排液裝置還可以這樣實(shí)現(xiàn):所述蓄能系統(tǒng)包括蓄能滾筒、皮帶和液缸蓄能裝置，蓄能滾筒與大繩滾筒相連，皮帶一端纏繞在蓄能滾筒上，另一端與液缸蓄能裝置的活塞相連。所述液缸蓄能裝置包括用油管分別相連的液缸、蓄能器和油箱，所述液缸是一種單作用液缸，蓄能器通過油管與液缸的活塞端相連，液缸的液缸套端與油箱用油管連通。所述蓄能滾筒與大繩滾筒之間還可以連接一個蓄能減速機(jī)，所述蓄能減速機(jī)可以是一種直交軸減速機(jī)；或者，所述電動機(jī)是一種雙軸伸電動機(jī)，所蓄能滾筒與電動機(jī)相連接。所述蓄能滾筒與電動機(jī)之間還可以連接一個蓄能減速機(jī)，所述蓄能減速機(jī)可以是一種直交軸減速機(jī)?；蛘撸S減速箱安裝在電動系統(tǒng)的任何兩個裝置之間，所述蓄能滾筒與三軸減速箱相連。
[0007]在電動機(jī)、減速機(jī)和大繩滾筒之間任意位置連接一個剎車裝置。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是，在動力裝置中設(shè)置了蓄能系統(tǒng)，該系統(tǒng)把抽油桿下行時的勢能通過蓄能器存儲起來，在抽油桿上行過程中蓄能器儲存的能量和電機(jī)一起驅(qū)動大繩滾筒來提升抽油桿，這樣就減緩了抽油桿上、下行程中不同的載荷差異導(dǎo)致的電機(jī)載荷不平衡，改善了電機(jī)負(fù)載狀態(tài)，提高了電機(jī)壽命，且有效提高電機(jī)的工作效率，減少電機(jī)裝機(jī)功率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是探井試油連續(xù)排液裝置構(gòu)成示意圖。
[0010]圖2是動力裝置構(gòu)成示意圖。
[0011]圖3是液壓馬達(dá)/泵蓄能系統(tǒng)連接在電動系統(tǒng)一端的動力裝置構(gòu)成示意圖。
[0012]圖4是液壓馬達(dá)/泵蓄能系統(tǒng)連接在電動系統(tǒng)裝置之間的動力裝置構(gòu)成示意圖。
[0013]圖5是液缸蓄能裝置示意圖。
[0014]圖6是采用液缸蓄能裝置的動力裝置構(gòu)成示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]見圖1探井試油連續(xù)排液裝置構(gòu)成示意圖所示，探井試油連續(xù)排液裝置包括動力裝置1、大繩2、井架與滑輪系統(tǒng)3和大鉤4構(gòu)成，大繩2纏繞在動力裝置I的大繩滾筒上，動力裝置I拖動大繩2做往復(fù)運(yùn)動，大繩2又帶動大鉤3做上下往復(fù)運(yùn)動，大鉤3又帶動抽油桿5進(jìn)行抽油作業(yè)。
[0016]見圖2動力裝置構(gòu)成示意圖所示,動力裝置包括電動系統(tǒng)20和蓄能系統(tǒng)25,其中電動系統(tǒng)20是圖中虛線框中的部分包括電動機(jī)21、減速機(jī)23和大繩滾筒24，電動機(jī)21連接減速機(jī)23，同樣地，減速機(jī)23、大繩滾筒24和蓄能系統(tǒng)25依次相連。當(dāng)電動機(jī)21采用雙軸伸電動機(jī)時，畜能系統(tǒng)25也可以連接在電動機(jī)21右端。電動系統(tǒng)20中的各裝直以及電動系統(tǒng)20與蓄能系統(tǒng)25的聯(lián)接，其傳動軸都是用聯(lián)軸器聯(lián)接的，如電動機(jī)21通過聯(lián)軸器22連接減速機(jī)23，以下的敘述中對傳動軸的這種聯(lián)接方式不再重復(fù)說明。此處說明:文中所述的“雙軸伸電動機(jī)”是指電動機(jī)的兩端同時有輸出軸，本申請文件中稱為雙軸伸電動機(jī)。
[0017]見圖3液壓馬達(dá)/泵蓄能系統(tǒng)連接在電動系統(tǒng)一端的動力裝置構(gòu)成示意圖所示，所述蓄能系統(tǒng)25是一種液壓馬達(dá)/泵蓄能系統(tǒng)，液壓馬達(dá)/泵蓄能系統(tǒng)包括液壓馬達(dá)/泵39、蓄能器37和油箱36，所述液壓馬達(dá)/泵39通過油管38分別連接蓄能器37和油箱36。所述液壓馬達(dá)/泵39連接大繩滾筒24 ；當(dāng)電動機(jī)21采用雙軸伸電動機(jī)時，所述液壓馬達(dá)/泵蓄能系統(tǒng)的液壓馬達(dá)/泵39還可以與電動機(jī)21相連，也就是把圖3中的蓄能系統(tǒng)25從圖的左邊移至右邊。圖3中的電動系統(tǒng)20包括電動機(jī)21、減速機(jī)23和大繩滾筒24，其連接方式與圖2中的連接方式相同。為了安全和操作方便，一般地在電動系統(tǒng)20中還安裝有剎車裝置31，剎車裝置31可以安裝在電動系統(tǒng)20的任何兩個裝置之間，在圖2至圖5的所有裝置中，剎車裝置31的安裝方式和作用是相同的，在后面的敘述中就不再重復(fù)。[0018]上述圖3液壓馬達(dá)/泵蓄能系統(tǒng)連接在電動系統(tǒng)一端的動力裝置的工作原理是:電動機(jī)21是一種開關(guān)磁阻電機(jī),在電機(jī)控制系統(tǒng)的控制信號下實(shí)現(xiàn)正、反交替旋轉(zhuǎn)。液壓馬達(dá)/泵39是一種具有馬達(dá)和泵兩種功能的液壓機(jī)械，當(dāng)它的軸正轉(zhuǎn)時，它處于泵狀態(tài)，把吸入的低壓液壓油加壓后泵出，當(dāng)它的軸反轉(zhuǎn)時，它處于馬達(dá)狀態(tài)，高壓液壓油驅(qū)它的軸反轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動其它機(jī)械。電動機(jī)21通過減速機(jī)23驅(qū)動大繩滾筒24，大繩滾筒24上纏繞有大繩，當(dāng)電動機(jī)21正轉(zhuǎn)時，大繩滾筒24正轉(zhuǎn)提升抽油桿，同時，儲存在蓄能器37中的能量做功驅(qū)動液壓馬達(dá)/泵39正轉(zhuǎn)，此時的液壓馬達(dá)/泵39處于馬達(dá)狀態(tài)，與電動機(jī)一起驅(qū)動大繩滾筒24正轉(zhuǎn)上提抽油桿。當(dāng)電動機(jī)21反轉(zhuǎn)時，大繩滾筒24反轉(zhuǎn)下放抽油桿，抽油桿的勢能與電動機(jī)21 —起驅(qū)動大繩滾筒24和液壓馬達(dá)/泵39反轉(zhuǎn)，此時的液壓馬達(dá)/泵39處于泵狀態(tài)，把油箱36中的液壓油泵入蓄能器37，通過蓄能器37把抽油桿下行過程中的勢能儲存起來。
[0019]見圖4液壓馬達(dá)/泵蓄能系統(tǒng)連接在電動系統(tǒng)裝置之間的動力裝置構(gòu)成示意圖所示，圖4所示的裝置是把圖3中的蓄能系統(tǒng)25從安裝在電動系統(tǒng)20的一端改為安裝在電動系統(tǒng)20中兩個裝置之間。具體地，所述蓄能系統(tǒng)25是一種液壓馬達(dá)/泵蓄能系統(tǒng)，液壓馬達(dá)/泵蓄能系統(tǒng)包括液壓馬達(dá)/泵39、蓄能器37和油箱36，所述液壓馬達(dá)/泵39通過油管38分別連接蓄能器37和油箱36。所述液壓馬達(dá)/泵39通過三軸減速箱41連接在電動機(jī)21和減速機(jī)23之間；或者，所述液壓馬達(dá)/泵39通過三軸減速箱41連接在大繩滾筒24和減速機(jī)23之間。圖4所示裝置的工作原理與圖3所示裝置的工作原理相同。
[0020]見圖5液缸蓄能裝置示意圖，這是一種常用的蓄能裝置。液缸蓄能裝置60包括液缸63、蓄能器37和油箱61,所述液缸63是一種單作用液缸。蓄能器37通過油管66與液缸63的活塞端64相連，液缸63的液缸套端62與油箱61用油管66連通。液缸蓄能裝置的工作原理是:蓄能器37上部充滿氮?dú)?，?dāng)然也可以是其它惰性氣體，蓄能器37下部和液缸中充滿液壓油。當(dāng)外力拉動活塞65向左運(yùn)動時，活塞端64內(nèi)的液壓油被壓進(jìn)蓄能器37中，蓄能器37中的壓力升高，外力所做的功被蓄能器37儲存起來。當(dāng)活塞65向右運(yùn)動時，蓄能器37中的氣體膨脹，壓力降低，推動活塞65向右運(yùn)動，蓄能器37儲存的能量又釋放了出來。當(dāng)活塞65向左運(yùn)動時，液缸套端62是從油箱61中吸入液壓油；當(dāng)活塞65向右運(yùn)動時，液缸套端62是流出液壓油到油箱61中。
[0021]見圖6采用液缸蓄能裝置的動力裝置構(gòu)成示意圖，電動系統(tǒng)20包括電動機(jī)21、減速機(jī)23和大繩滾筒24，電動機(jī)21連接減速機(jī)23，同樣地，減速機(jī)23、大繩滾筒24和蓄能系統(tǒng)25依次相連，剎車裝置31可以安裝在電動系統(tǒng)20的任何兩個裝置之間。所述蓄能系統(tǒng)25包括蓄能滾筒502、皮帶503和液缸蓄能裝置60，蓄能滾筒502與大繩滾筒24相連，皮帶503 —端纏繞在蓄能滾筒上，另一端與液缸蓄能裝置60的活塞65相連。為了安裝緊湊，所述蓄能滾筒502與大繩滾筒24之間還可以連接一個蓄能減速機(jī)501，所述蓄能減速機(jī)501可以是一個輸入軸與輸出軸成90°的直交軸減速機(jī)，這樣蓄能系統(tǒng)25還包括蓄能減速機(jī)
501。液缸蓄能裝置60的結(jié)構(gòu)與圖5所示完全相同。當(dāng)電動機(jī)21采用雙軸伸電動機(jī)時，蓄能系統(tǒng)25也可以安裝在電動機(jī)21的右端；如果使用三軸減速箱，蓄能系統(tǒng)25還可以安裝在電動系統(tǒng)20的任何兩個裝置之間。皮帶503也可以是鋼絲繩。
[0022]采用液缸蓄能裝置的動力裝置的工作原理是:電動機(jī)21是一種開關(guān)磁阻電機(jī)，在電機(jī)控制系統(tǒng)的控制信號下實(shí)現(xiàn)正、反交替旋轉(zhuǎn)。電動機(jī)21通過減速機(jī)23驅(qū)動大繩滾筒24，大繩滾筒24上纏繞有大繩，當(dāng)電動機(jī)21正轉(zhuǎn)時，大繩滾筒24正轉(zhuǎn)提升抽油桿，同時，儲存在蓄能器中的能量做功推動活塞65向右運(yùn)動，活塞65拖動皮帶503從而帶動蓄能滾筒
502、蓄能減速機(jī)501和大繩滾筒24正轉(zhuǎn)，儲存在蓄能器中的能量就變成了提升抽油桿的動力。當(dāng)電動機(jī)21反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)時，大繩滾筒24反轉(zhuǎn)下放抽油桿，抽油桿的勢能與電動機(jī)21 —起驅(qū)動大繩滾筒24、蓄能減速機(jī)501和蓄能滾筒502反轉(zhuǎn)，拖動皮帶503和活塞65向左運(yùn)動，通過蓄能器把抽油桿下行過程中的勢能和電動機(jī)21做的功儲存起來。
【權(quán)利要求】
1.探井試油連續(xù)排液裝置，包括動力裝置(1)，所述動力裝置(I)包括電動系統(tǒng)(20)，所述電動系統(tǒng)(20)包括順序相連的電動機(jī)(21)、減速機(jī)(23)和大繩滾筒(24)，其特征在于，所述電動系統(tǒng)(20)連接蓄能系統(tǒng)(25)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探井試油連續(xù)排液裝置，其特征在于，所述蓄能系統(tǒng)(25)是液壓馬達(dá)/泵蓄能系統(tǒng)，所述的液壓馬達(dá)/泵蓄能系統(tǒng)包括液壓馬達(dá)/泵(39)、蓄能器(37)和油箱(36)，所述液壓馬達(dá)/泵(39)通過油管(38)分別連接蓄能器(37)和油箱(36)，所述液壓馬達(dá)/泵(39 )連接大繩滾筒(24 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探井試油連續(xù)排液裝置，其特征在于，所述蓄能系統(tǒng)(25)是液壓馬達(dá)/泵蓄能系統(tǒng)，所述的液壓馬達(dá)/泵蓄能系統(tǒng)包括液壓馬達(dá)/泵(39)、蓄能器(37)和油箱(36)，所述液壓馬達(dá)/泵(39)通過油管(38)分別連接蓄能器(37)和油箱(36);所述電動機(jī)(21)是一種雙軸伸電動機(jī)，所述液壓馬達(dá)/泵(39)與電動機(jī)(21)相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探井試油連續(xù)排液裝置，其特征在于，所述蓄能系統(tǒng)(25)是液壓馬達(dá)/泵蓄能系統(tǒng)，所述的液壓馬達(dá)/泵蓄能系統(tǒng)包括液壓馬達(dá)/泵(39)、蓄能器(37)和油箱(36)，所述液壓馬達(dá)/泵(39)通過油管(38)分別連接蓄能器(37)和油箱(36)，所述液壓馬達(dá)/泵(39)通過三軸減速箱(41)連接在大繩滾筒(24)和減速機(jī)(23)之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探井試油連續(xù)排液裝置，其特征在于，所述蓄能系統(tǒng)(25)是液壓馬達(dá)/泵蓄能系統(tǒng)，所述的液壓馬達(dá)/泵蓄能系統(tǒng)包括液壓馬達(dá)/泵(39)、蓄能器(37)和油箱(36)，所述液壓馬達(dá)/泵(39)通過油管(38)分別連接蓄能器(37)和油箱(36)，所述液壓馬達(dá)/泵(39)通過三軸減速箱(41)連接在電動機(jī)(21)和減速機(jī)(23)之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探井試油連續(xù)排液裝置，其特征在于，所述蓄能系統(tǒng)(25)包括蓄能滾筒(502)、皮帶(50 3)和液缸蓄能裝置(60)，蓄能滾筒(502)與大繩滾筒(24)相連，皮帶(503) —端纏繞在蓄能滾筒(502)上，另一端與液缸蓄能裝置(60)的活塞(65)相連；所述液缸蓄能裝置(60)包括用油管(66)分別相連的液缸(63)、蓄能器(37)和油箱(61)，所述液缸(63)是一種單作用液缸，蓄能器(37)通過油管(66)與液缸(63)的活塞端(64)相連，液缸(63)的液缸套端(62)與油箱(61)用油管(66)連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探井試油連續(xù)排液裝置，其特征在于，所述電動機(jī)(21)是一種雙伸軸電動機(jī)；所述蓄能系統(tǒng)(25)包括蓄能滾筒(502)、皮帶(503)和液缸蓄能裝置(60)，蓄能滾筒(502)與電動機(jī)(21)相連，皮帶(503) —端纏繞在蓄能滾筒(502)上，另一端與液缸蓄能裝置(60)的活塞(65)相連；所述液缸蓄能裝置(60)包括用油管(66)分別相連的液缸(63)、蓄能器(37)和油箱(61),所述液缸(63)是一種單作用液缸,蓄能器(37)通過油管(66)與液缸(63)的活塞端(64)相連，液缸(63)的液缸套端(62)與油箱(61)用油管(66)連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的探井試油連續(xù)排液裝置，其特征在于，所述蓄能滾筒(502)與大繩滾筒(24)之間還連接一個蓄能減速機(jī)(501)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的探井試油連續(xù)排液裝置，其特征在于，所述蓄能減速機(jī)(501)是一種直交軸減速機(jī)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的探井試油連續(xù)排液裝置，其特征在于，所述蓄能滾筒(502)與電動機(jī)(21)之間還連接一個蓄能減速機(jī)(501)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的探井試油連續(xù)排液裝置，其特征在于，所述蓄能減速機(jī)(501)是一種直交軸減速機(jī)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探井試油連續(xù)排液裝置，其特征在于，三軸減速箱安裝在電動系統(tǒng)20的任何兩個裝置之間；所述蓄能系統(tǒng)(25)包括蓄能滾筒(502)、皮帶(503)和液缸蓄能裝置(60)，蓄能滾筒(502)與三軸減速箱相連，皮帶(503) —端纏繞在蓄能滾筒(502)上，另一端與液缸蓄能裝置(60)的活塞(65)相連；所述液缸蓄能裝置(60)包括用油管(66)分別相連的液缸(63)、蓄能器(37)和油箱(61)，所述液缸(63)是一種單作用液缸，蓄能器(37)通過油管(66)與液缸(63)的活塞端(64)相連，液缸(63)的液缸套端(62)與油箱(61)用油管(66)連通。
13.根據(jù)權(quán)利要求1~12任一權(quán)利要求所述的探井試油連續(xù)排液裝置，其特征在于，在電動機(jī)(21)、減速機(jī)( 23)和大繩滾筒(24)之間任意位置連接一個剎車裝置(31)。
【文檔編號】E21B43/00GK203584379SQ201320738027
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】劉常福, 徐文慶, 汪云家, 李加慶, 仲如冰, 賀啟強(qiáng), 肖姝, 杭發(fā)琴 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司采油工藝研究院