一种抽油机保护装置及抽油机的制作方法

1.本实用新型涉及一种抽油机保护装置及抽油机，属于抽油机技术领域。


背景技术：

2.抽油机是开采石油的重要机械设备，其最主要运行方式是光杆做固定周期的上下往复运动，通过抽油泵把井筒内的油水混合液抽出进入到地面集输管网。抽油机井在生产过程中随时都会发生以下几种异常情况：1.地下油层的出油情况特别复杂或者油水混合液中含有砂、蜡、气等杂质时导致抽油机工作时出现异常；2.抽油机运转过程中，会出现皮带打滑、磨损；曲柄销子脱出或断脱；毛辫子、光杆断脱及井下管柱漏失等负荷变化的情况。如果在上述几种异常情况下继续生产，那么抽油机将是在严重不平衡状态下运行，极易发生烧电动机、烧皮带和设备损坏等事故。因此需要在抽油机出现异常情况下停止抽油机工作，对抽油机进行保护。
3.目前，有人提出针对某个故障进行自动停机的方法，例如：授权公告号为cn 2893139 y的中国实用新型专利，该专利文件公开了一种抽油机曲柄销子防脱断自动停井装置，通过曲柄销子感应器对曲柄销子的状态进行检测，曲柄销子感应器包括了控制变压器、集成感应电路、中间继电器、交流接触器、起动按钮、以及停止按钮，其中集成感应电路的触点与抽油机的电机控制箱连接，在正常运行下，触点是闭合的，电机正常运转；在曲柄销子脱出或断脱时，触点断开，电机停止运行，实现了故障时进行自动停井。
4.然而上述专利文件所针对的故障单一，大部分故障都需要操作人员到现场后进行停机，但是由于抽油机都是处于野外环境工作，且部分井距较远，操作人员不能随时发现抽油机运行的异常情况，因此无法及时对抽油机停机，导致抽油机设备损坏、井下采油设备事故和安全事故的发生。


技术实现要素：

5.本申请的目的在于提供一种抽油机保护装置及抽油机，用以解决现有自动停机方式无法兼顾所有故障的问题。
6.为实现上述目的，本申请提出了一种抽油机保护装置的技术方案，抽油机保护装置包括：
7.两个行程开关，第一行程开关和第二行程开关，分别设置在抽油机的支架顶部的两侧，使得游梁上下摆动时接触到行程开关，改变行程开关的状态；
8.控制电路，控制电路包括并联的第一控制支路、第二控制支路、第三控制支路；
9.第一控制支路上串联设置所述第二行程开关和一个时间继电器的控制线圈，第一行程开关与第二行程开关并联；
10.第二控制支路上串设有时间继电器的延时闭合触点以及中间继电器的控制线圈；
11.第三控制支路上串设有中间继电器的常闭触点；并且中间继电器的常闭触点用于与电动机串联，控制电动机的运作与停止，进而控制抽油机的工作与停机。
12.本实用新型的抽油机保护装置的技术方案的有益效果是：本实用新型经过对所有故障进行分析发现，所有故障出现时抽油机出现的统一变化为游梁上下摆动的周期变长，摆动的速度降低，因此在支架顶部的两侧，可以与游梁进行接触的地方，设置了行程开关，通过行程开关和控制电路的配合检测抽油机是否出现故障。在抽油机正常工作时，游梁的运动周期是固定的，两个行程开关周期性的闭合与断开，使得控制电路中时间继电器的控制线圈的带电时间不会超过其设定时间，时间继电器的延时闭合触点不会闭合，进而中间继电器的控制线圈不会带电，中间继电器的的常闭触点保持闭合状态，电动机正常运动，抽油机正常工作；在抽油机出现异常情况时，游梁的运动周期加长，导致行程开关的闭合时间加长，最终使得控制电路中时间继电器的控制线圈的带电时间超过其设定时间，时间继电器的延时闭合触点闭合，进而中间继电器的控制线圈带电，中间继电器的的常闭触点断开，电动机停止运动，抽油机停机。本实用新型通过两个行程开关和控制电路实现了抽油机所有故障的自动停机，提高了抽油机的可靠性，并且行程开关的安装不会受到抽油机结构的影响，更加实用、简便。
13.进一步的，为了提高抽油机保护装置的可靠性，时间继电器的控制线圈、时间继电器的延时闭合触点、中间继电器的控制线圈以及中间继电器的常闭触点均设置在配电箱内部，两个行程开关并联后通过线缆接入配电箱内部。
14.进一步的，为了实现抽油机的手动控制，第三控制支路上还串设有用于控制电动机的手动按钮。
15.另外，本申请还提出一种抽油机的技术方案，包括抽油机本体，还包括抽油机保护装置，所述抽油机保护装置包括：
16.两个行程开关，第一行程开关和第二行程开关，分别设置在抽油机的支架顶部的两侧，使得游梁上下摆动时接触到行程开关，改变行程开关的状态；
17.控制电路，控制电路包括并联的第一控制支路、第二控制支路、第三控制支路；
18.第一控制支路上串联设置所述第二行程开关和一个时间继电器的控制线圈，第一行程开关与第二行程开关并联；
19.第二控制支路上串设有时间继电器的延时闭合触点以及中间继电器的控制线圈；
20.第三控制支路上串设有中间继电器的常闭触点；并且中间继电器的常闭触点用于与电动机串联，控制电动机的运作与停止，进而控制抽油机的工作与停机。
21.本实用新型的抽油机保护装置的技术方案的有益效果是：本实用新型经过对所有故障进行分析发现，所有故障出现时抽油机出现的统一变化为游梁上下摆动的周期变长，摆动的速度降低，因此在支架顶部的两侧，可以与游梁进行接触的地方，设置了行程开关，通过行程开关和控制电路的配合检测抽油机是否出现故障。在抽油机正常工作时，游梁的运动周期是固定的，两个行程开关周期性的闭合与断开，使得控制电路中时间继电器的控制线圈的带电时间不会超过其设定时间，时间继电器的延时闭合触点不会闭合，进而中间继电器的控制线圈不会带电，中间继电器的的常闭触点保持闭合状态，电动机正常运动，抽油机正常工作；在抽油机出现异常情况时，游梁的运动周期加长，导致行程开关的闭合时间加长，最终使得控制电路中时间继电器的控制线圈的带电时间超过其设定时间，时间继电器的延时闭合触点闭合，进而中间继电器的控制线圈带电，中间继电器的的常闭触点断开，电动机停止运动，抽油机停机。本实用新型通过两个行程开关和控制电路实现了抽油机所
有故障的自动停机，提高了抽油机的可靠性，并且行程开关的安装不会受到抽油机结构的影响，更加实用、简便。
22.进一步的，为了提高抽油机保护装置的可靠性，时间继电器的控制线圈、时间继电器的延时闭合触点、中间继电器的控制线圈以及中间继电器的常闭触点均设置在配电箱内部，两个行程开关并联后通过线缆接入配电箱内部。
23.进一步的，为了实现抽油机的手动控制，第三控制支路上还串设有用于控制电动机的手动按钮。
附图说明
24.图1是本实用新型抽油机的结构图；
25.图2是本实用新型抽油机保护装置的电路原理图；
26.图中：1为行程开关、2为中轴、3为游梁、4为电动机、5为支架、6为配电箱、7为底座。
具体实施方式
27.抽油机实施例：
28.本实用新型的主要构思在于，通过对抽油机的各种异常情况进行观察，找出所有异常情况将导致抽油机发生一个共同的变化：游梁上下摆动速度降低，因此本实用新型通过抽油机保护装置对游梁的摆动周期进行监测，即可体现出所有异常情况，进而实现抽油机自动停机保护。
29.具体的，抽油机包括如图1所示的抽油机本体以及如图2所示的抽油机保护装置，抽油机保护装置包括：两个行程开关1，第一控制支路、第二控制支路、第三控制支路、以及电源l/n；第一控制支路、第二控制支路、第三控制支路并联后与电源l/n的供电端连接。
30.两个行程开关1为第一行程开关k1和第二行程开关k2，第一行程开关k1和第二行程开关k2分别设置在抽油机的支架5顶部的两侧，具体为安装在中轴2的两侧，抽油机的游梁3上下摆动时，游梁3可以触碰到行程开关1，进而使得行程开关1的状态发生变化，使得行程开关1从断开状态变化为闭合状态。
31.第一控制支路上串联设置第二行程开关k2和时间继电器的控制线圈js，第一行程开关k1与第二行程开关k2并联；
32.第二控制支路上串设有时间继电器的延时闭合触点js
‑
1以及中间继电器的控制线圈zj；
33.第三控制支路上串设有中间继电器的常闭触点zj
‑
1、手动按钮sb(即配电箱6的停止按钮)以及电动机4；
34.电源l/n为36v，电源l/n为从配电箱6引出的电源，配电箱6中的1140v/380v的电压经过变压器后降压为36v的安全电压。
35.时间继电器的控制线圈js、时间继电器的延时闭合触点js
‑
1、中间继电器的控制线圈zj、中间继电器的常闭触点zj
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1、手动按钮sb均设置在配电箱6内部。
36.并联的第一行程开关k1和第二行程开关k2通过线缆，具体为软导线与配电箱6内的电源l/n、时间继电器的控制线圈js连接，也即软导线的一端连接并联的第一行程开关k1和第二行程开关k2，另一端经过中轴2、支架5、底座7，最后进入配电箱6内部，连接电源l/n
和时间继电器的控制线圈js。其中软导线可采用2*2.5mm2的橡套软线。
37.手动按钮sb和中间继电器的常闭触点zj
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1可以控制电动机4的供电与断电，以实现电动机4的运作与停止，进而控制抽油机工作或者停机。
38.时间继电器的控制线圈js和时间继电器延时闭合触点js
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1组合为时间继电器，时间继电器的工作原理为：当时间继电器的控制线圈js带电持续时长达到设定时间(设定时间可以根据需要进行设置)，时间继电器的延时闭合触点js
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1闭合；当时间继电器的控制线圈js带电持续时长未达到设定时间，时间继电器的延时闭合触点js
‑
1保持断开状态。因此，当抽油机出现各种异常情况时，游梁3上下摆动速度降低，导致任意一个行程开关1的闭合时间加长，使得时间继电器的控制线圈js带电持续时长达到设定时间，时间继电器的延时闭合触点js
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1闭合，进而中间继电器的控制线圈zj带电，中间继电器的常闭触点zj
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1断开，电动机4断电后抽油机停止工作。
39.以一台冲次为3次/分钟的抽油机为例，对抽油机保护装置的工作原理进行说明：
40.一台冲次为3次/分钟，那么当抽油机正常运行过程时，每20秒抽油机的游梁3分别触碰到中轴2两侧的第一行程开关k1和第二行程开关k2一次，第一行程开关k1和第二行程开关k2被抽油机的游梁3不停的触碰，交替接通和断开，并且在时间继电器的设定时间内断开，因此时间继电器的控制线圈js的带电时长无法达到设定时间，时间继电器的延时闭合触点js
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1保持断开状态，中间继电器的控制线圈zj无法带电，中间继电器的常闭触点zj
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1保持闭合状态，电动机4带电，抽油机正常工作。
41.当抽油机运行异常时，例如皮带打滑，或光杆、毛辫子断脱时，以及抽油机严重不平衡和抽油机负荷变化异常时，会造成抽油机运转速度变慢或停止运行，抽油机的游梁3就不能在20秒内有规律的触碰到第一行程开关k1和第二行程开关k2。此时行程开关1不能在时间继电器的设定时间内动作，也即行程开关1的闭合时间超出时间继电器的设定时间，使得时间继电器的控制线圈js带电持续时长达到设定时间，时间继电器的延时闭合触点js
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1闭合，进而中间继电器的控制线圈zj带电，中间继电器的常闭触点zj
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1断开，电动机4与供电电源l/n断开，抽油机停止工作，完成抽油机异常保护停机。
42.上述实施例中，为了保证保护装置内连接的可靠性，通过软导线，经过中轴2、支架5、底座7后进入配电箱6内部，实现了行程开关1的连接，作为其他实施方式，保护装置中除了行程开关1外的电器也可以设置一个专用的壳体内，安装在中轴2处，通过软导线与电动机4和配电箱6连接。
43.上述实施例中，为了实现电动机4的手动控制，在保护装置的第三控制支路中设置了手动按钮sb，作为其他实施方式，在不考虑人工操作的情况下，手动按钮sb也可以不设置。
44.关于行程开关1的设置位置，上述实施例中，设置在中轴2的两侧，作为其他实施方式，本实用新型对此不做限制，只要游梁3在运动过程中可以接触到的位置即可。
45.本实用新型通过监测游梁3的运动周期，实现了抽油机在所有异常情况下的自动停机，及时的对抽油机进行保护，为抽油机安全平稳运行提供了有力保障，并且整体电路结构简单、可靠。
46.抽油机保护装置实施例：
47.抽油机保护装置的具体结构和工作过程在上述抽油机实施例中已经介绍，这里不
做赘述。