一種風力抽油系統的製作方法
2023-07-05 12:11:51 3
專利名稱：一種風力抽油系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種在油田進行石油開採所用的抽油設備，具體是指一種風力抽油系統。
背景技術：
至今，各種環保節能的的政策及措施都已成為我們耳熟能詳的文明生活發展趨勢，圍繞應用面廣、節能潛力大的鍋爐窯爐、電機系統、餘熱餘壓利用等重點領域，通過重大技術和裝備產業化示範、規模化應用等，形成10-15個大型流化床鍋爐、粉煤氣化(15.25，0.14，0.93%)、蓄熱式燃燒、高效換熱器等以高效燃燒和換熱技術為特色的製造基地；15-20個稀土永磁無鐵芯電機、高壓變頻控制、無功補償等高效電機及其控制系統產業化基地；5-10個低品位餘熱發電、中低濃度煤層氣利用等餘熱餘能利用裝備製造基地。到2015年，高效節能技術 與裝備市場佔有率由目前不足5%提高到30%左右，產值達到5000億
元ο然而傳統的採油廠所用的抽油系統，都是以電力作為動力源，一般油田都位於偏遠地區，在油田的自然風能是很大的，但沒有得到充分的利用，如遼河油田歡喜嶺採油廠就是以電力為動力源進行抽油，所使用的電機大多數額定功率為22kW或者37kW這兩種，油田動力電以0.81元/度計算，22kff的電機耗電量為80000度/年；對於37kW的電機來說，耗電量更大，為104000度/年，上述如此之大的用電量，不符合我國目前所提倡的節能環保的要求。中國知識產權局於2004年07月28日公開了公開號為CN1515781的專利文獻，本實用新型公開了一種石油開採井抽油裝置，包括地面平臺，安置於井口上，該平臺上安設電動機式燃油、燃氣發動機和泵，所述泵為真空泵、泵的入口與井口及井下油管柱相連接，井下油管柱上安設單流閥。上述石油開採井抽油裝置就是以電動機式燃油、燃氣發動機和泵作為動力源。儘管該實用新型結構獨特，簡單實用的特點，可廣泛應用於石油開採的抽油井工藝中，但是不能滿足節能環保的要求。再比如，中國知識產權局於2009年06月10日公開了專利號為CN200710077401.7
的實用新型專利，該專利為一種真空和氣壓雙動力多井抽油系統裝置，包括多臺由井下分級抽油系統、井上管路調控系統組成的真空壓力深井抽油機；包括由多個真空獲得器、真空製冷器、氣水分離器、水泵、輸水管路、電器控制箱、循環水池、溫度傳感器、工作平臺組成水柱塞式真空泵和壓縮機，將水柱塞式真空泵和壓縮機裝置在多臺真空壓力深井抽油機中心位置，通過真空管路和壓縮氣體管路與多臺真空壓力深井抽油機連接成一體構成。本實用新型利用多臺真空壓力深井抽油機、水柱塞式真空泵和壓縮機，通過真空管路、壓縮氣體管路將其連通構成一體組成，利用水柱塞式真空泵和壓縮機規模獲得的真空能量和壓縮氣體為動力，使多臺真空壓力深井抽油機同時完成深井大流量抽油工作，上述實用新型專利儘管具有一定的科技含量，但其動力源為真空壓力深井抽油機、水柱塞式真空泵和壓縮機，這幾個設備都是以電為動力，耗電量同樣很大，也不符合我國目前所提倡的節能環保的要求。發明內容為了克服上述之不足，本實用新型的目的在於提供一種節能環保、工作性能穩定的風力抽油系統。為解決上述技術問題，本實用新型所採用的技術方案是:一種風力抽油系統，包括油田磕頭式抽油機，還包括支架和設在支架頂部的風能採集裝置，所述風能採集裝置通過長軸傳動機構將動力傳給油田磕頭式抽油機。所述風能採集裝置主要由機箱、增速箱、動力輸入軸、風葉輪、轉向輸出裝置構成，所述增速箱和轉向輸出裝置設在機箱內，所述轉向輸出裝置設在增速箱的輸出軸上，轉向輸出裝置將動力傳給長軸傳動機構，所述增速箱的動力輸入軸的一端從機箱內穿出，位於機箱外的所述風葉輪設在動力輸入軸上。還包括偏航裝置，所述偏航裝置是由蓄電池、控制器、風速儀、風向儀、伺服電機、減速箱、齒輪、軸承和偏航環狀制動盤和內齒圈構成，所述內齒圈固定支撐在支架頂部上，所述機箱固定支撐在偏航環狀制動盤上，所述偏航環狀制動盤通過軸承安裝在內齒圈的外圍上，所述齒輪設在減速箱的輸出軸上並與內齒圈相嚙合，所述蓄電池為控制器提供電源，所述控制器，用以接收風速儀和風向儀傳送過來的風速信息和風向信息，控制器依據風速信息和風向信息對伺服電機的啟動和轉向進行控制，啟動後的伺服電機通過減速箱帶動齒輪沿著內齒圈滾動，固定在機箱內的減速箱帶動機箱和偏航環狀制動盤轉動。
所述伺服電機、減速箱、齒輪為一組，共設有兩組，每組的齒輪與內齒圈相嚙合。所述增速箱的輸出軸上還設有液壓式制動盤，所述液壓式制動盤通過液壓油管與設在機箱內的液壓站連接，液壓站上的液壓電磁閥與所述控制器電連接。所述機箱內設有12V發電機，所述12V發電機與增速箱的輸出軸的軸端部聯接，所述12V發電機為蓄電池充電。所述支架的頂部豎向固定有支撐筒，所述內齒圈固定在支撐筒的頂部。所述增速箱採用的是星形齒輪變速箱。還設有22kW或37kW的備用電機、風力電力轉換離合器、PLC控制器和轉速和力矩傳感器，所述風力電力轉換離合器，用以將油田德頭式抽油機的動力輸入端與長軸傳動機構聯接或與備用電機的輸出軸聯接，轉速和力矩傳感器將長軸傳動機構的轉速和力矩信息傳送給PLC控制器，所述PLC控制器依據轉速和力矩信息控制風力電力轉換離合器的動力源的轉換，並對備用電機進行啟動控制。所述長軸傳動機構是由豎向傳動軸、轉向輸出器和水平傳動軸構成，所述豎向傳動軸的上端與所述轉向輸出裝置的軸出軸聯接，所述豎向傳動軸的下端通過轉向輸出器與水平傳動軸的一端聯接，所述水平傳動軸的另一端通過所述風力電力轉換離合器與油田磕頭式抽油機的動力輸入端聯接。本實用新型的有益效果在於:由於採用風力抽油為主，電力抽油為輔的工作模式，不僅更加節能環保，而且還保證了連續的生產作業，具有工作性能穩定、生產成本低、制動化程度高的特點；由於增設了偏航裝置，使風葉輪能正對風向，以獲得最大的風力，當然，如果風力過大，通過偏航裝置轉動機箱，使風葉輪能相對風向有一個偏角，從而對風力的輸入進行調節。以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細說明:
圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2為
圖1所示的側視圖；圖3為
圖1所示風能採集裝置的結構示意圖；圖4為圖3所示的俯視的結構示意圖；圖5為圖3所示的側視圖。圖中:1、油田磕頭式抽油機；2、支架；3、風能採集裝置；4、機箱；5、增速箱；
6、動力輸入軸；7、風葉輪；8、轉向輸出裝置；9、增速箱的輸出軸；10、蓄電池；11、控制器；12、風速儀；13、風向儀；14、伺服電機；15、減速箱；16、齒輪；17、軸承；18、偏航環狀制動盤；19、內齒圈；20、支撐筒；21、液壓式制動盤；22、液壓站；23、12V發電機；24、備用電機；25、風力電力轉換離合器；26、PLC控制器；27、轉速和力矩傳感器；28、豎向傳動軸；29、轉向輸出器；30、水平傳動軸。
具體實施方式
如
圖1、2、3所示，一種風力抽油系統，包括油田磕頭式抽油機I，還包括支架2和設在支架2頂部的風能採集裝置3，所述風能採集裝置3主要由機箱4、增速箱5、動力輸入軸
6、風葉輪7、轉向輸出裝置8構成，所述增速箱5和轉向輸出裝置8設在機箱4內，所述轉向輸出裝置8設在增速箱的輸出軸9上，轉向輸出裝置8將動力傳給長軸傳動機構，所述增速箱5的動力輸入軸的一端從機箱4內穿 出，位於機箱4外的所述風葉輪7設在動力輸入軸6上。所述增速箱5採用的是星形齒輪變速箱。所述長軸傳動機構是由豎向傳動軸28、轉向輸出器29和水平傳動軸30構成，所述豎向傳動軸28的上端與所述轉向輸出裝置8的軸出軸聯接，所述豎向傳動軸28的下端通過轉向輸出器29與水平傳動軸30的一端聯接，所述水平傳動軸30的另一端通過所述風力電力轉換離合器25與油田磕頭式抽油機I的動力輸入端聯接。風葉輪7轉動，將風的動力通過上述長軸傳動機構傳遞給油田磕頭式抽油機
1如圖3、4、5所示，還包括偏航裝置，其作用主要使風葉輪能正對風向，以獲得最大的風力，當然，如果風力過大，通過偏航裝置轉動機箱，使風葉輪能相對風向有一個偏角，故偏航裝置可以對風力的輸入進行調節。所述偏航裝置是由蓄電池10、控制器11、風速儀12、風向儀13、伺服電機14、減速箱15、齒輪16、軸承17和偏航環狀制動盤18和內齒圈19構成，所述支架2的頂部豎向固定有支撐筒20，所述內齒圈19固定在支撐筒20的頂部，所述機箱4固定支撐在偏航環狀制動盤18上，所述偏航環狀制動盤18通過軸承17安裝在內齒圈19的外圍上，所述伺服電機14、減速箱15、齒輪16為一組，共設有兩組，每組的齒輪16設在減速箱15的輸出軸上並與內齒圈19相嚙合，所述蓄電池10為控制器11提供電源，風速儀12和風向儀13設在機箱4的頂部，所述控制器11，用以接收風速儀12和風向儀13傳送過來的風速信息和風向信息，控制器11依據風速信息和風向信息對伺服電機14的啟動和轉向進行控制，啟動後的伺服電機14通過減速箱15帶動齒輪16沿著內齒圈19滾動，固定在機箱4內的減速箱15帶動機箱4和偏航環狀制動盤18轉動，從而帶動風葉輪7轉向，從而調節風葉輪7相對風向的偏角。所述增速箱的輸出軸9上還設有液壓式制動盤21，用以對風葉輪剎車，所述液壓式制動盤21通過液壓油管與設在機箱4內的液壓站22連接，液壓站22上的液壓電磁閥與所述控制器11電連接。所述機箱4內設有12V發電機23，所述12V發電機23與增速箱的輸出軸9的軸端部聯接，所述12V發電機為蓄電池10充電。如
圖1所示，還設有22kW或37kW的備用電機24、風力電力轉換離合器25、PLC控制器26和轉速和力矩傳感器27，所述風力電力轉換離合器25，用以將油田磕頭式抽油機I的動力輸入端與長軸傳動機構聯接或與備用電機24的輸出軸聯接，轉速和力矩傳感器27將長軸傳動機構的轉速和力矩信息傳送給PLC控制器，所述PLC控制器26依據轉速和力矩信息控制風力電力轉換離合器的動力源的轉換，並對備用電機24進行啟動控制。工作原理:本實用新型是將風能作為主要的動力源，為了保證油田磕頭式抽油機I能正常的工作，將22kW或37kW的備用電機作為電力動力源的補充，在風力很小時，轉速和力矩傳感器27將該信息傳給PLC控制器26，PLC控制器26發出指令給風力電力轉換離合器25,風力電力轉換離合器25將風能系統中的長軸傳動機構與油田德頭式抽油機I的動力輸入軸脫開，與此同時，使油田德頭式抽油機I的動力輸入軸與備用電機相聯接，並啟動備用電機，通過備用電機為油田磕頭式抽油機I提供動能；另外，通過偏航裝置使風葉輪能正對風向，以獲得最大的風力，當然，如果風力過大，通過偏航裝置轉動機箱，使風葉輪能相對風向有一個偏角，實現對偏航裝置對風力的輸入進行調節。總之，本實用新型雖然列舉了上述優選實施方式，但是應該說明，雖然本領域的技術人員可以進行各種變化和改型，除非這樣的變化和改型偏離了本實用新型的範圍，否則都應該包括在本實用新型的 保護範圍內。
權利要求1.一種風力抽油系統，包括油田磕頭式抽油機，其特徵在於:還包括支架和設在支架頂部的風能採集裝置，所述風能採集裝置通過長軸傳動機構將動力傳給油田磕頭式抽油機。
2.根據權利要求1所述的風力抽油系統，其特徵在於:所述風能採集裝置主要由機箱、增速箱、動力輸入軸、風葉輪、轉向輸出裝置構成，所述增速箱和轉向輸出裝置設在機箱內，所述轉向輸出裝置設在增速箱的輸出軸上，轉向輸出裝置將動力傳給長軸傳動機構，所述增速箱的動力輸入軸的一端從機箱內穿出，位於機箱外的所述風葉輪設在動力輸入軸上。
3.根據權利要求2所述的風力抽油系統，其特徵在於:還包括偏航裝置，所述偏航裝置是由蓄電池、控制器、風速儀、風向儀、伺服電機、減速箱、齒輪、軸承和偏航環狀制動盤和內齒圈構成，所述內齒圈固定支撐在支架頂部上，所述機箱固定支撐在偏航環狀制動盤上，所述偏航環狀制動盤通過軸承安裝在內齒圈的外圍上，所述齒輪設在減速箱的輸出軸上並與內齒圈相嚙合，所述蓄電池為控制器提供電源，所述控制器，用以接收風速儀和風向儀傳送過來的風速信息和風向信息，控制器依據風速信息和風向信息對伺服電機的啟動和轉向進行控制，啟動後的伺服電機通過減速箱帶動齒輪沿著內齒圈滾動，固定在機箱內的減速箱帶動機箱和偏航 環狀制動盤轉動。
4.根據權利要求3所述的風力抽油系統，其特徵在於:所述伺服電機、減速箱、齒輪為一組，共設有兩組，每組的齒輪與內齒圈相嚙合。
5.根據權利要求4所述的風力抽油系統，其特徵在於:所述增速箱的輸出軸上還設有液壓式制動盤，所述液壓式制動盤通過液壓油管與設在機箱內的液壓站連接，液壓站上的液壓電磁閥與所述控制器電連接。
6.根據權利要求4所述的風力抽油系統，其特徵在於:所述機箱內設有12V發電機，所述12V發電機與增速箱的輸出軸的軸端部聯接，所述12V發電機為蓄電池充電。
7.根據權利要求4所述的風力抽油系統，其特徵在於:所述支架的頂部豎向固定有支撐筒，所述內齒圈固定在支撐筒的頂部。
8.根據權利要求4所述的風力抽油系統，其特徵在於:所述增速箱採用的是星形齒輪變速箱。
9.根據權利要求4所述的風力抽油系統，其特徵在於:還設有22kW或37kW的備用電機、風力電力轉換離合器、PLC控制器和轉速和力矩傳感器，所述風力電力轉換離合器，用以將油田德頭式抽油機的動力輸入端與長軸傳動機構聯接或與備用電機的輸出軸聯接，轉速和力矩傳感器將長軸傳動機構的轉速和力矩信息傳送給PLC控制器，所述PLC控制器依據轉速和力矩信息控制風力電力轉換離合器的動力源的轉換，並對備用電機進行啟動控制。
10.根據權利要求9所述的風力抽油系統，其特徵在於:所述長軸傳動機構是由豎向傳動軸、轉向輸出器和水平傳動軸構成，所述豎向傳動軸的上端與所述轉向輸出裝置的軸出軸聯接，所述豎向傳動軸的下端通過轉向輸出器與水平傳動軸的一端聯接，所述水平傳動軸的另一端通過所述風力電力轉換離合器與油田磕頭式抽油機的動力輸入端聯接。
專利摘要本實用新型公開了一種風力抽油系統，包括油田磕頭式抽油機，還包括支架和設在支架頂部的風能採集裝置，風能採集裝置通過長軸傳動機構將動力傳給油田磕頭式抽油機。風能採集裝置主要由機箱、增速箱、動力輸入軸、風葉輪、轉向輸出裝置構成。還設有22kW或37kW的備用電機、風力電力轉換離合器、PLC控制器和轉速和力矩傳感器。由於採用風力抽油為主，電力抽油為輔的工作模式，不僅更加節能環保，而且還保證了連續的生產作業，具有工作性能穩定、生產成本低、制動化程度高的特點；由於增設了偏航裝置，使風葉輪能正對風向，以獲得最大的風力，當然，如果風力過大，通過偏航裝置轉動機箱，使風葉輪能相對風向有一個偏角，從而對風力的輸入進行調節。
文檔編號E21B43/00GK203097835SQ20122068954
公開日2013年7月31日 申請日期2012年12月14日 優先權日2012年12月14日
發明者田育均, 高景軒 申請人:田育均, 高景軒