单驱抽油机构的制作方法

本发明涉及采油抽油机领域，具体而言，涉及一种单驱抽油机构。

背景技术：

抽油机构是开采石油的一种机器设备，能够通过加压的方法使石油出井。在单机单井抽油机构，也就是包含一台柔性机的采油机构对一口油井采集时，通过柔性绳的收绳操作把抽油泵的柱塞提升起来，再通过柔性绳的放绳操作把抽油泵的柱塞降落下去，如此往复。在抽油泵的提升过程中，电能转化为势能，电动机做工；在柱塞的降落过程中，势能转换为电能，电动机发电，，但发电的能量如果不能通过能量反馈装置反馈回电网的话，只能通过制动单元和制动电阻把发出的电能转化为热能发散到空气中。而能量反馈装置成本比较高，而且，反馈的电能要成功进入电网，需要得到电力部门的入网许可，操作起来也十分麻烦。因此，如何有效利用抽油泵下降时产生的电能就成为一个亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种单驱抽油机构，以解决上述问题。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本发明提供一种单驱抽油机构，所述单驱抽油机构包括第一柔性机、第一抽油泵、第二柔性机、第二抽油泵以及变频器。所述第一柔性机与所述第一抽油泵连接，用于带动所述第一抽油泵做上升、下降运动；所述第二柔性机与所述第二抽油泵连接，用于带动所述第二抽油泵做上升、下降运动。所述第一柔性机包括第一电动机，所述第二柔性机包括第二电动机，所述变频器分别与所述第一电动机以及第二电动机电连接，用于驱动所述第一电动机以及第二电动机。所述第一电动机设置有三相线路，所述第二电动机设置有三相线路，所述变频器包括三相线路，所述第一电动机的三相线路以及所述第二电动机的三相线路分别与所述变频器的三相线路连接，且所述第一电动机的三相线路与所述第二电动机的三相线路接入所述变频器的相位不同，以使所述第一抽油泵以及第二抽油泵做互为提升、降落的运动，所述变频器还包括电能存储装置，所述电能存储装置分别与所述第一电动机以及第二电动机电连接，所述电能存储装置用于存储做降落运动的第一柔性机产生的电能，以便做提升运动的第二柔性机做提升运动时利用所述电能。

在本发明较佳的实施例中，所述变频器的三相线路分别为U1线路、V1线路以及W1线路，所述第一电动机的三相线路分别为U2线路、V2线路以及W2线路，所述第二电动机的三相线路分别为U3线路、V3线路以及W3线路。

在本发明较佳的实施例中，上述U1线路分别与所述U2线路以及U3线路电连接，所述V1线路分别与所述V2线路以及W3线路连接，所述W1线路分别与所述W2以及V3连接。

在本发明较佳的实施例中，上述U1线路分别与所述U2线路以及V3线路电连接，所述V1线路分别与所述V2线路以及U3线路连接，所述W1线路分别与所述W2以及W3连接。

在本发明较佳的实施例中，上述U1线路分别与所述U2线路以及V3线路电连接，所述V1线路分别与所述V2线路以及W3线路连接，所述W1线路分别与所述W2以及U3线路连接。

在本发明较佳的实施例中，上述U1线路分别与所述U2线路以及W3线路电连接，所述V1线路分别与所述V2线路以及V3线路连接，所述W1线路分别与所述W2以及U3线路连接。

在本发明较佳的实施例中，上述U1线路分别与所述U2线路以及W3线路电连接，所述V1线路分别与所述V2线路以及U3线路连接，所述W1线路分别与所述W2以及V3线路连接。

在本发明较佳的实施例中，上述第一柔性机包括第一抽油杆卷筒以及第一柔性绳，所述第一抽油杆卷筒与所述第一电动机连接，且所述第一抽油杆卷筒上设置有第一螺旋槽，所述第一柔性绳螺旋绕设有所述第一螺旋槽，所述第一柔性绳的自由端连接有第一抽油泵。所述第二柔性机包括第二抽油杆卷筒以及第二柔性绳，所述第二抽油杆卷筒与所述第二电动机连接，且所述第二抽油杆卷筒上设置有第二螺旋槽，所述第二柔性绳螺旋绕设与所述第二螺旋槽，所述第二柔性绳的自由端连接有第二抽油泵。

在本发明较佳的实施例中，上述第一电动机以及第二电动机为三相交流电动机。

本发明实施例的有益效果是：

本发明实施例提供的单驱抽油机构，采用两台柔性机配合抽取两个油井的石油，第一电动机的三相线路与第二电动机的三相线路接入变频器的相位不同，以使所述第一抽油泵以及第二抽油泵做互为提升、降落的运动。电能存储装置分别与第一电动机以及第二电动机电连接，电能存储装置用于存储做降落运动的第一柔性机产生的电能，以便做提升运动的第二柔性机做提升运动时利用。也就是说当一台柔性机做降落运动时，另外一台柔性机做提升运动。使得做降落运动的柔性机发出的电能，为另外一台做上升运动的柔性机所利用。既省去了增加能量反馈装置，将电能反馈回电网的麻烦，又避免了将电能释放到空气中，造成的资源浪费。不需要电力部门审批进入电网，就能够有效地利用做降落运动的柔性机产生的电能。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为现有技术的抽油机构的结构示意图；

图2为本发明较佳实施例提供的单驱抽油机构的一种结构示意图；

图3为本发明较佳实施例提供的单驱抽油机构的另一种结构示意图。

图标：100-采油机构；110-柔性机；111-柔性绳；120-电动机；200-单驱抽油机构；210-第一柔性机；211-第一柔性机本体；213-第一柔性绳；215-第一电动机；250-第二柔性机；251-第二柔性机本体；253-第二柔性绳；255-第二电动机；270-变频器；280-电能存储装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“耦合”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。本申请所描述的装置实施例仅仅是示意性的。另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

能抽油机构是用于开采石油的一种机器设备，能够通过加压的方法使石油出井。通常由交流异步电动机直接拖动。其曲柄带以配重平衡块带动抽油杆，驱动井下抽油泵做固定周期的上下往复运动，把井下的油送到地面。随着抽油杆的提升、降落。而使电动机工作在电动、发电的状态。

具体地，请参见图1，为现有的采油机构100的结构示意图，在一台柔性机110对一口井的采油机构100中，通过柔性绳111的收绳操作把抽油泵柱塞提升起来，再通过柔性绳111的放绳操作把抽油泵柱塞降落下去，如此往复。在柱塞的提升过程中，电动机120是做功的；在柱塞的降落过程中，电动机120是发电的。

一般情况下，上升过程中，从电网吸收能量电动运行；下降过程中电机的负载性质为位势负载，加之井下负压等使电动机120处于发电状态，把机械能转换为电能通过能量转换装置回馈到电网。

然而能量反馈装置成本比较高，也存在一定的可靠性问题，反馈的电能要成功进入电网，需要得到电力部门的入网许可，操作起来也十分麻烦。

但是发电的能量如果不能通过能量反馈装置反馈回电网的话，只能通过制动单元和制动电阻把发出的电能转化为热能发散到空气中，造成了资源的浪费。

有鉴于此，发明人经过长期的研究以及不断地探索，提出本发明实施例提供的单驱抽油机构。

第一实施例

请参见图2以及图3，为本发明较佳实施例提供的单驱抽油机构200的结构示意图。单驱抽油机构200包括第一柔性机210、第一抽油泵、第二柔性机250、第二抽油泵、变频器270。

其中，变频器270分别与所述第一柔性机210以及第二柔性机250电连接，所述第一柔性机210与所述第一抽油泵连接，用于带动所述第一抽油泵做提升、降落运动。所述第二柔性机250与所述第二抽油泵连接，用于带动所述第二抽油泵做提升、降落运动。

其中，第一柔性机210包括第一柔性机本体211以及第一柔性绳213，所述第一柔性绳213绕设于所述第一柔性机本体211上，所述第一柔性绳213的自由端连接有所述第一抽油泵。所述第一柔性绳213用于带动所述第一抽油泵做向上的提升运动或者向下的降落运动。

进一步地，所述第一柔性机本体211上设置有第一抽油杆卷筒，所述第一柔性绳213绕设于所述第一抽油杆卷筒。

进一步地，所述第一抽油杆卷筒上设置有第一螺旋槽，所述第一螺旋槽沿所述第一抽油杆卷筒的轴向设置，所述第一柔性绳213绕设于所述第一抽油杆卷筒。具体地，所述第一柔性绳213由所述螺旋槽的一端顺时针或者逆时针绕设。

进一步地，为了便于驱动第一柔性绳213的自动、变向旋转，所述第一柔性机210包括第一电动机215，所述第一电动机215分别与所述变频器270以及第一抽油杆卷筒电连接。第一电动机215用于实现对第一柔性绳213的卷绳或者放绳，以使第一抽油泵做提升或者降落运动。另外，还可以设置控制装置，用于控制第一电动机215的转速，以实现控制第一柔性绳213的伸缩速度，例如，可以控制第一柔性绳213的速度在每秒0.01-0.35mm。

作为一种实施方式，第一电动机215为三相交流电动机，三相电动机具有三相线路，三相定子绕组各自相差120度，从而在转子绕组中产生感应电流。其中，转子绕组是闭合回路。载流的转子导体在定子旋转磁场作用下产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，三相交流电动机旋转方向与旋转磁场方向相同。

与第一柔性机210的结构相类似，所述第二柔性机250包括第二柔性机本体251以及第二柔性绳253，所述第二柔性绳253绕设于所述第二柔性机本体251上，所述第二柔性绳253的自由端连接有第二抽油泵。所述第二柔性机本体251上设置有第二抽油杆卷筒，所述第一柔性绳213绕设于所述第一抽油杆卷筒，所述第二柔性绳253绕设于所述第二抽油杆卷筒。所述第二抽油杆卷筒上设置有第二螺旋槽，所述第二螺旋槽沿所述第二抽油杆卷筒的轴向设置，所述第二柔性绳253绕设于所述第二抽油杆卷筒。所述第二柔性机250还包括第二电动机255，所述第二电动机255分别与所述变频器270以及第二抽油杆卷筒电连接。同样地，第二电动机255三相交流电动机。

由于第一电动机215以及第二电动机255是以三相线路接入变频器270，为了解决现有技术中存在的抽油泵降落时产生的电能再次利用不方便或者电能浪费的问题，将第一电动机215以及第二电动机255分别以不同相位的线路接入变频器270，以使第一抽油泵或者第二抽油泵做互为提升、降落的运动，最终实现带动抽油泵做降落运动的柔性机产生的电能存储于电能存储装置280，以使带动抽油泵做提升运动的柔性机利用该电能。

具体地，变频器270的三相线路分别为U1线路、V1线路以及W1线路，第一电动机215的三相线路分别为U2线路、V2线路以及W2线路，所述第二电动机255的三相线路分别为U3线路、V3线路以及W3线路。第一电动机215以及第二电动机255与变频器270的几种方式如下：

作为一种实施方式，所述变频器270的U1线路分别与所述第一电动机215的U2线路以及第二电动机255的U3线路电连接，所述变频器270的V1线路分别与所述第一电动机215的V2线路以及第二电动机255的W3线路连接，所述变频器270的W1线路分别与所述第一电动机215的W2线路以及第二电动机255的V3线路连接。

作为第二种实施方式，所述变频器270的U1线路分别与第一电动机215的U2线路以及第二电动机255的V3线路电连接，所述变频器270的V1线路分别与所述第一电动机215的V2线路以及第二电动机255的U3线路连接，所述变频器270的W1线路分别与所述第一电动机215的W2线路以及第二电动机255的W3线路连接。

作为第三种实施方式，所述变频器270得U1线路分别与所述第一电动机215的U2线路以及第二电动机255的V3线路电连接，所述变频器270的V1线路分别与所述第一电动机215的V2线路以及第二电动机255的W3线路连接，所述变频器270的W1线路分别与所述第一电动机215的W2线路以及第二电动机255的U3线路连接。

作为第四种实施方式，所述变频器270的U1线路分别与所述第一电动机215的U2线路以及第二电动机255的W3线路电连接，所述变频器270的V1线路分别与所述第一电动机215的V2线路以及第二电动机255的V3线路连接，所述变频器270的W1线路分别与所述第一电动机215的W2以及第二电动机255的U3线路连接。

作为第五种实施方式，所述变频器270的U1线路分别与所述第一电动机215的U2线路以及第二电动机255的W3线路电连接，所述变频器270的V1线路分别与所述第一电动机215的V2线路以及第二电动机255的U3线路连接，所述变频器270的W1线路分别与所述第一电动机215的W2线路以及第二电动机255的V3线路连接。

变频器270还包括电能存储装置280，电能存储装置280分别与第一电动机215以及第二电动机255电连接，电能存储装置280用于存储做降落运动的柔性机产生的电能，以便做提升运动的柔性机做提升运动时利用所述电能。

具体的，由于第一电动机215以及第二电动机255接入变频器270的相位不同，因此第一电动机215与第二电动机255做相反的运动。，在第一柔性机210提升与之相连接的第一抽油泵的时候，第二柔性机250放下与之连接的第二抽油泵。此时，第一柔性机210是需要外界对它做功的，也就是说，第一柔性机210的第一电动机215从电能存储装置280上取电，把电能转换为上升的动力；同时，第二柔性机250是对外做功的，也就是说，第二电动机255工作在发电模式，把下降的势能转换为电能，并输出到电能存储装置280。这两个过程是同时发生的，第二柔性机250带动的第二抽油泵降落时所发的电，在电能存储装置280中被第一柔性机210带动的第一抽油泵做上升运动时利用了。反之，也是类似的工作过程，这里不再详述。

当然，从抽油机的特性上看，提升时需要的电能总是比下降时产生的电能多。因此整个过程，电网一直在向变频器270供电，只是其中一台电动机发的电直接听过电能存储装置280供给另一台发电机用了。本发明提供的单驱抽油机构200在没有增加任何设备的情况下，充分利用了电动机发电的能量，与两套独立的抽油机构相比，节约了能量。

作为一种实施方式，电能存储装置280可以为直流母线，直流母线能够在取得较好的动静性能、调速精度的同时，将单驱抽油机构200的的再生能量合理的加以利用，省去了大量的制动单元、制动电阻，使得单驱抽油机构200能效提高。

其中，为了保证本发明实施例提供的单驱抽油机构200具有较优的抽油能力，上述单驱抽油机构200所工作的两个油井之间的直线距离可以控制在12-30米的范围内。

本发明实施例提供的单驱抽油机构200，采用两台柔性机配合抽取两个油井的石油，当一台柔性机做降落运动时，另外一台柔性机做提升运动。使得做降落运动的柔性机发出的电能，为另外一台做上升运动的柔性机所利用。既省去了增加能量反馈装置，将电能反馈回电网的麻烦，又避免了将电能释放到空气中，造成资源浪费。不需要电力部门审批进入电网，就能够有效地利用做降落运动的柔性机产生的电能。

综上所述，本发明提供的单驱抽油机构200，能够合理的利用能量，节约成本。

也就是说，在第一柔性机210带动第一抽油泵做降落运动时，第二柔性机250带动第二抽油泵做提升运动，第一抽油泵降落时产生的电能存储到电能存储装置280，以使第二柔性机250带动第二抽泵做提升运动时利用；同样地，在第二柔性机250带动第二抽油泵做降落运动时，会将第二抽油泵降落时产生的电能存储到电能存储装置280，以使第一柔性机210带动第一抽油泵做提升运动时利用。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。