直线电机驱动液压传动式采油用抽油机的制作方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种采油用抽油机，更详细地说是一种直线电机驱动液压传动式采油用抽油机。
【【背景技术】】
[0002]现有技术中，国内外油气田提升地下原油的基本方法，包括初期利用地层压力自喷的采油方式;初期过后，靠人为创造外部条件，通过补充地层能量或采用动力机械方式提取地下原油。
[0003]其中动力机械方式大体分为有杆式采油和无杆式采油。有杆式采油机械包括:游梁机、链条机、皮带机、螺杆机等;无杆式抽油有:水力、气举、电潜栗、地下螺杆栗等。其中，有杆式抽油机约占总量的95%以上。
[0004](一)有杆式采油现状:
[0005]1、地上式螺杆栗采油方式，螺杆栗对含气、含沙及一定粘稠原油的适应能力较强，但目前仅适应与下栗深度在1400?1600米的油井内。超过1600米的油井并不适用，即使使用了效果也不好。
[0006]2、其他有杆采油为常见的游梁机、链条机、皮带机，都是现用的主力机群。其固有的共性缺点是必须利用油井内长达数千米抽油杆传递能量，提取原油的同时，抽油杆在油管内做往复运动，因其负荷很大，所以造成地面设备庞大，大量消耗钢材和电能，且占用地面场地也大，运输安装多有不便。
[0007](二)无杆式采油现状:
[0008]1、水力采油方式，一般采用水力活塞栗或水力射流栗。因其地面设备较为复杂，一次投资和维护费用高，除特殊油井需要，一般极少使用。
[0009]2、气举采油方式，同样涉及地面设备复杂，投资大，特别是气体能量利用率低，一般不采用。
[0010]3、电潜栗采油方式，去除了抽油杆，井下采用动力电缆，一般为多级离心栗，电机功率大，耗能高，且仅适用于产气少，含沙少及粘度低的高产井;而对于大量的产气、含沙中低产油井及稠油井不适用，故不能广泛使用。
[0011]4、地下螺杆栗采油方式，去除了抽油杆，井下采用动力电缆，对含气、含砂、一定粘度原油较适用，但其举升能力欠缺，目前国内尚属研制实验阶段。
[0012]综上所述，现有技术中的采油方式，均存在着地面设备复杂、一次投资和维护费用高以及适应性差的技术缺陷。
【
【发明内容】
】
[0013]本发明提供一种直线电机驱动液压传动动力式采油用抽油机，以克服地面设备复杂、一次投资维护费用高以及适应性差的技术缺陷。
[0014]为了解决上述技术缺陷，所采用的技术方案是:
[0015]—种直线电机驱动液压传动式采油用抽油机，包括井口装置、油管、电控设备、直线电机、液压动力系统和采油栗;所述井口装置通过所述油管连接所述直线电机，所述电控设备用于控制所述直线电机并为其供电，所述直线电机设置在井内，所述直线电机为所述液压动力系统提供动力，所述液压动力系统能够为所述采油栗提供上下往复运动的动力。
[0016]本发明的有益效果是:采用井下安装直线电机作为动力源的抽油机，解决了现有技术中的有杆式采油负荷大、能源和耗材的大量浪费的缺陷；同时直线电机设置在井下避免了使用庞大的井口设备，大大降低维护费用，而且适应性强。
[0017]在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0018]进一步地，所述液压动力系统包括柱塞栗、油箱和液压缸;所述柱塞栗由所述直线电机提供动力进行上下往复运动并通过液压油管路驱动油箱内的液压油对液压缸做功。
[0019]采用上述进一步方案的有益效果是:所述直线电机作为一次动力源驱动柱塞栗，柱塞栗通过液压油管路带动液压缸动作，利用液压系统，即小的柱塞栗带动大的液压缸，利用的是帕斯卡定律，对传递的力进行了放大;从而以有限的动力输入，实现了对地下原油进行举升；由于采用了帕斯卡原理的液压系统。实现了力的二次放大功能，经过指标测算，与现有的有杆式抽油机相比，在相同的工况下，采用直线电机结合液压动力系统的抽油方案所需的额定功率仅为现有技术中的抽油机的10%左右，因此节能十分明显。
[0020]在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0021]进一步地，所述柱塞栗包括上柱塞栗和下柱塞栗，所述油箱包括上油箱和下油箱；所述上柱塞栗和所述下柱塞栗均由所述直线电机提供动力进行上下往复运动，所述上柱塞栗通过液压油管路驱动所述上油箱内的液压油对所述液压缸做功，所述下柱塞栗通过液压油管路驱动所述下油箱内的液压油对所述液压缸做功;所述直线电机驱动液压传动式采油用抽油机还包括液压阀组件，所述液压阀组件包括泄压阀和二位五通机动换向滑阀；所述泄压阀设置在液压油管路上，用于泄压;所述二位五通机动换向滑阀也设置在液压油管路上，依靠所述液压缸的上活塞杆上下往复运动时碰触所述二位五通机动换向滑阀的滑杆完成换向动作；通过所述二位五通机动换向滑阀的换向实现所述直线电机上下运动时，保证所述液压缸一直处于工作状态。
[0022]采用上述进一步方案的有益效果是:直线电机中的动子同时连接上柱塞栗和下柱塞栗，无论是所述动子向上运动还是向下运动，都能够驱动上柱塞栗和下柱塞栗工作，再通过所述液压阀组件对液压油管路进行换向，能够保证液压缸一直处于工作状态，大大节能。
[0023]在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0024]进一步地，所述液压缸具有上活塞杆和下活塞杆;所述上活塞杆连接所述二位五通机动换向滑阀，所述下活塞杆用于连接所述采油栗。
[0025]需要说明的是，所述上活塞杆与所述二位五通机动换向滑阀的换向结构连接，液压缸完成一个工作循环后刚好上活塞杆触碰到所述二位五通机动换向滑阀的换向结构，实现了液压油在流动方向的改变，从而液压缸向相反方向动作。
[0026]采用上述进一步方案的有益效果是:采用机械结构的液压缸的上活塞杆对所述二位五通机动换向滑阀进行控制，控制相比电控运行更稳定。
[0027]在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0028]进一步地，所述上柱塞栗和上油箱设置在所述直线电机的上侧，所述下柱塞栗和下油箱设置在所述直线电机的下侧，所述直线电机的动子向上连接所述上柱塞栗的柱塞，所述直线电机的动子向下连接所述下柱塞栗的柱塞。
[0029]在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0030]进一步地，所述井口装置与所述上油箱之间的所述油管上还连接有单向阀和泄油阀。
[0031]采用上述进一步方案的有益效果是:单向阀防止了原油倒流，泄油阀保护抽油机所有原油流通管道免受高压破坏的危险。
[0032]在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0033]进一步地，所述电控设备包括变压器、控制柜、接线盒和电缆;所述变压器通过所述电缆与所述控制柜电连接，所述控制柜通过所述电缆与所述接线盒电连接，所述接线盒通过所述电缆与所述直线电机电连接。
[0034]采用上述进一步方案的有益效果是:电控设备控制直线电机更稳定。
[0035]在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0036]进一步地，所述控制柜为变频器，所述变频器具有短路、过载、欠载保护功能，且所述变频器通过改变交流电的频率改变所述直线电机的速度。
[0037]采用上述进一步方案的有益效果是:变频器能够控制直线电机软启动，减少直线电机的启动次数，同时可在一定频率内变化，控制直线电机运行速度，达到调速功能，能够延长直线电机的使用寿命。
[0038]在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0039]进一步地，所述直线电机为潜入到原油液面以下或者处于原油液面到井口的中间任意位置处。
【【附图说明】】
[0040]图1是本发明的一个实施例的结构示意图；
[0041]图2是本发明的一个实施例的流程图。
[0042]附图标记说明如下:
[0043]1-井口装置;2-油管;3-电控设备;4-直线电机;5-液压动力系统;6_采油栗;7_液压阀组件;8-单向阀；9-泄油阀；31-变压器;32-控制柜;33-接线盒;34-电缆;51-柱塞栗；52-油箱;53-液压缸;511-上柱塞栗;512-下柱塞栗;521-上油箱;522-下油箱。
【【具体实施方式】】
[0044]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
[0045]如图1、图2所示，一种直线电机驱动液