专利名称：柱塞式液压抽油机的制作方法
技术领域：
本实用新型属采油设备的动力机，它涉及一种新型抽油机的结构。
目前，在国内外采油的主要手段仍为机械采油。常规的抽油机即游梁式抽油机主要的弱点是能耗高、效率低、潜力小，很难开发成大负荷长冲程的抽油机。为了满足相当数量粘稠油井的需要和提高采用油效率发展无游梁长冲程抽油机是必由之路，势在必行。实践证明，无游梁长冲程抽油机给采油业带来巨大的经济效益，是抽油机的主要发展方向，其中以利用具有高功率密度为特征的液压技术作成的液压抽油机以负荷大、冲程长、体积小、工作品质优、结构简单紧凑、重量轻、占地面积小、工作可靠、运动平稳、抽油系统寿命长等优点而引人注目。经检索知，CN89201974.3《无支架全液压抽油机》专利是一个改变传统的机械形式面以液压技术而代替之抽油机的先例。它在井口的上方竖立起一个串联式的油缸，包括上方的平衡油缸和下部的工作油缸，两油缸中的活塞杆联在一起，下端与抽油泵的泵杆相联，它还有一个动力站，包括电机、油泵、分配器和储能器。工作时油泵的压力油向平衡油缸和储能器供油，达到一定压力时再向工作油缸供压力油，平衡油缸和工作油缸两活塞背面排出的油以零压的状态流入油池，活塞到达上死点时分配器换向，使压力油通入工作油缸活塞的上端，活塞杆和泵杆受压力和重力的作用而下降，两活塞下端的油以零压状态流入油池，如此往复工作。与机构式的抽油机比它虽显示了一些液压技术形式的优越性，但它还存在着采用串联的两个油缸其结构庞大，加工工艺难度高、活塞下降及油泵杆返程时的位能没有被利用，及偶遇故障时维修保养不便等缺点。
本实用新型的目的在于再提供一种新型的液压抽油机方案，它应克服已有技术之不足，并具有负荷能力大，工艺难度低、可靠性高且维修方便等特点。
按如上构思，本方案所提供的柱塞式液压抽油机是由油缸及拉杆部分、支撑基座部分和动力系统所组成，其具体的特征是它的油缸及拉杆部分的柱塞油缸是由三层圆管和密封元件所构成，它包括缸筒、柱塞、衬筒、小内导向套、小密封件、大内导向套、大密封件、缸筒端盖、防尘器、柱塞顶盖、拉杆、卡瓦、拉杆紧固器、及带轴销孔的底座，它的缸筒与底座密封联接，大内导向套及大密封件装在缸筒上端的内缘与柱塞相配合，防尘器和缸筒端盖装在缸筒上端，防尘器与柱塞相配合，小内导向套和小密封件安装在柱塞下端的内缘与衬筒相配合，衬筒的下端固定在底座上，柱塞顶盖装在柱塞筒的上口，通过拉杆紧固器和卡瓦夹持住拉杆，拉杆的下端通过接箍与抽油泵的杆柱联接，它的支撑基座部分由支撑架、上平台、及轴销构成，支撑架安装在井口装置的法兰上支撑着上平台，上平台通过轴销与油缸部分的底座联接；它的动力系统由油池、单向阀、油泵、调压阀、三位四通阀、蓄能器及蓄能调压阀构成，三位四通阀的两初端之一与串联的油泵及单向阀相联，同时接调压阀，另一端接在油泵和单向阀之间，三位四通阀的两次端之一经管道通入缸筒的下端，另一端接蓄能器和蓄能调压阀。
本方案中抽油泵的杆柱与柱塞之间可作成增距式的联接关系，那就是油泵的杆柱通过接箍与提拉绳索相联，该提拉绳索绕过柱塞顶盖上的滑轮固定在抽油机的外端。
图1是本方案柱塞式液压抽油机的结构示意图，通过剖示显示了油缸部分的结构。
图2是本方案的液压动力系统的原理图；图3是本方案的增距式联接时的结构示意图。
以下结合
本方案实施例的工作原理、工作过程及所显示的优越性。工作开始时由控制系统的作用在蓄能器无压力的情况下使三位四通阀(27)位于左端工作位置(图示的三位四通阀为右端工作位置)，油泵(28)输出的压力油送至蓄能器(26)，当压力升至指定压力Pa时三位四通阀(27)切换，使压力油经管道(25)送入缸筒(9)的下端，此时蓄能器(26)的压力油Pa送至油泵增压△P，油泵输出的压力为Pw，推动柱塞(7)并带动拉杆(14)上行，柱塞(14)至上死点后由控制系统作用使三位四通阀(27)切换到左端工作位置(控制系统操作三位四通阀的结构在本专利中从略)，柱塞(7)靠拉杆(14)和杆柱(22)的重力下降，油缸中的油经管道(25)经三位四通阀(27)送至油泵(28)与单向阀(31)之间，油缸中排出的油的位能Pd经油泵增压△P送至蓄能器(26)，这样抽油泵杆柱(22)拉杆(14)等的位能全部被回收，管道(25)中送出压力油的压力由调压阀(32)限定，蓄能器(26)中的最高压力由蓄能调压阀(33)限定，多余的油流回油池(30)。
电机的负荷是平衡的，其过程是若设预先蓄能器蓄压为Pa，最高蓄压为Pb，平均蓄压为Pc，油泵可增压△P，柱塞下降位能产生的压力Pd，顶起柱塞的压力为Pw，可见 Pc＝ 1/2 (Pa＋Pb)；Pc＋△P＝Pw；Pd＋△P＝Pc，由后两式可得出△P＝ 1/2 (Pw＋Pd)，可见泵的增压应当是个恒量，实际上蓄能器的工作压力随工作油液的输入输出而上下波动在Pa与Pb之间，蓄能器储蓄的油量多一些，Pc的波动范围就小一些，电机的负荷波动亦小，从而能使电机的负荷处于最佳平衡状态。
本方案的油缸采用三层圆管(8)、(7)、(9)再加上大、小内导向套(10)、(4)和大小密封件(11)、(5)的结构，本方案可以大幅度地降低加工难度，只要保证柱塞(7)和衬筒(8)的表面粗糙度和两者的形状上的不圆度和不柱度的精度就可免去细长的内圆柱面高精度的加工，它能大幅度地降低成本，且方便制造。
另外，由于油缸底座(3)与上平台(20)用轴销(19)联接，在维修作业或偶遇故障时可在接箍(21)处将拉杆(14)和杆柱(22)断开并将油缸部分倾倒成水平状态，对抽油机和抽油泵的保养修理都很方便。此种结构为实现标准化和互换性提供了良好条件。
在正常工作负荷时拉杆(14)通过柱塞顶盖(17)上的拉杆紧固器(16)和卡瓦(15)被夹持，拉杆又通过接箍(12)与抽油泵的杆柱(22)相联，在缸筒上端装有缸筒顶盖(12)和防尘器(13)，在柱塞下端装有缓冲环(18)与底座(3)上相对应的尺寸稍大的窝配合起到缓冲的作用。
在需要长冲程的场合，可采用图3中表示的增距式的传动形式，利用固定在柱塞顶盖(17)上的滑轮(29)和固定在机外的提拉绳索(34)作成增距式的抽油机，这样使杆柱的行程加大一倍。
该方案具有占地面积小的特点，油缸通过支架(2)、上平台(20)直接座落在井口(1)上方的法兰(24)上，动力系统占地面积不大，因此特别适合于海上采油平台，密集井、丛式井及斜井采油使用，适应性广，它采用液压传动因此冲程和冲次可随意调整，且工作平稳可靠。油缸和井口构成一封闭力系，工作力使两者牢固结合，提高了安装的稳定性，也改善了油缸的受力情况，作到较高的同轴度能减少磨损并能提高零件的寿命。
经设计，本方案可实现长冲程、低冲次、大悬重的结构，如冲程6米，冲次4次／分，负荷16吨。已有的游梁式抽油机最大负荷能力为12吨，冲程只达4米，可见它能开拓大型抽油机的道路，是一个性能价格比比较好的方案。
权利要求1.一种柱塞式液压抽油机，它是由油缸及拉杆部分、支撑基座部分和动力系统所组成，其特征是它的油缸及拉杆部分的柱塞油缸是由三层圆管和密封元件所构成，它包括缸筒(9)、柱塞(7)、衬筒(8)、小内导向套(4)、小密封件(5)、大内导向套(10)、大密封件(11)、缸筒端盖(12)、防尘器(13)、柱塞顶盖(17)、拉杆(14)、带有卡瓦(15)的拉杆紧固器(16)、及带轴销孔的底座(3)，它的缸筒(9)与底座(3)密封联接，大内导向套(10)及大密封件(11)装在缸筒(9)上端的内缘与柱塞(7)配合，防尘器(13)和缸筒端盖(12)装在缸筒(9)的上端，防尘器与柱塞(7)相配合，小内导向套(4)和小密封件(5)安装在柱塞下端的内缘与衬筒(8)相配合，衬筒(8)的下端固定在底座(3)上，柱塞顶盖(17)装在柱塞筒的上口，通过柱塞顶盖上的拉杆紧固器(16)和卡瓦(15)夹持拉杆(14)，拉杆的下端通过接箍(21)与抽油泵的杆柱(22)联接；它的支撑基座部分由支撑架(2)、上平台(20)、扩轴销(19)构成，支撑架(2)安装在井口装置(1)的法兰(24)上支撑着上平台，上平台(20)通过轴销(19)与油缸部分的底座(3)联接；它的动力系统由油池(30)、单向阀(31)、油泵(28)、调压阀(32)、三位四通阀(27)、蓄能器(26)、及蓄能调压阀(33)构成，三位四通阀(27)的两初端之一与串联的油泵(28)和单向阀(31)相联，同时接调压阀(32)，另一端接在油泵(28)和单向阀(31)之间，三位四通阀(27)的两次端之一经管道(25)通入缸筒(9)的下端，另一端接蓄能器(26)和蓄能调压阀(33)。
2.按照权利要求1所述的抽油机，其特征是它的杆柱(22)通过接箍(21)与拉提绳索(34)相联接，该拉拉绳索(34)绕过柱塞顶盖(17)上的滑轮(29)固定在抽油机外端。
专利摘要本实用新型属采油设备的动力机，为克服已有的抽油机效率低造价高、机体笨重等不足特提出本方案。它是由油缸及拉杆部分、支撑基座部分和动力系统构成，它的油缸是由三层圆管、导向套及密封件组成，可免去细长的高精度的内圆面加工，大幅度降低工艺难度和成本。它的动力系统采用了三位四通阀及蓄能器，可蓄存机械能和柱塞部分下降的位能，使油泵和电机能平稳地工作，另外它还具有负荷能力大，占地面积小，维修方便的特点。
文档编号F04B47/00GK2118839SQ9220583
公开日1992年10月14日 申请日期1992年4月4日 优先权日1992年4月4日
发明者刘晓年 申请人:刘晓年