天平式液压游梁抽油机、液压控制部件及换向器的制作方法

本技术涉及抽油机，具体为天平式液压游梁抽油机、液压控制部件及换向器。

背景技术：

1、目前世界上油田采油举升设备以游梁抽油机为主，螺杆泵、电泵、塔架式抽油机，直线电机抽油机为辅。游梁抽油机采用力学理论中的杠杆原理，在抽油机的尾部设计了四连杆机构，通过电动机带动减速器，把圆周运动改变为抽油杆的直线往复运动，实现了抽油的目的。

2、常规游梁抽油机简称常规机，具有结构简单、制造容易、可靠性高、耐久性好、维修方便、适应现场工况等优点，在采油机械中占有举足轻重的地位。在今后相当长的时间内仍是油田的首选采油设备。但是由于常规机本身的结构特征，决定了它存在以下缺点：1、四连杆机构设计使其结构庞大，耗材很高。2、传动效率极低，能耗大，与国家提倡的节能降耗政策不符合。3、使用过程中调参困难，其结构因素实现数字化控制比较难。

3、在公开的中国专利申请中，公开号：cn214787321u，专利名称：液压驱动自平衡游梁抽油机，虽然，利用配重和调整配重差使输入功率最小，采用液压驱动用最小的电机功率完成相同型号、相同规格的抽油机功能；由于配重与抽油杆系的重力差是人为设置的，所以液压驱动器的拉力是个定值，且较小，故省力，故电机功率只需要选很小，从而实现节能。但是，该现有技术通过采用外置液压驱动器(液压缸)辅助驱动游梁实现往复运动，反而增加了游梁抽油机的整体结构，大大的增加了耗材。所以该现有技术仍然无法解决上述问题1、3。

4、在公开的中国专利申请中，公开号：cn111485857b，专利名称：一种单双缸井口式自动换向液压抽油机、液压控制方法，电机驱动油泵将液压油经过滤清器吸入后，将液压油输送至蓄能器在经过流量调节阀调节流量，实现冲程速度的快慢；通过止回阀和连接管路至自动换向液压控制系统，之后进入液压油缸使油缸上升或下降；通过调节自动液压控制系统上端感应器的高低可实现冲程的长度改变。但是，该现有技术在具体实施过程中，通过止回阀和连接管路至自动换向液压控制系统，之后进入液压油缸使油缸上升或下降，其本质仍然是利用液压油缸的伸缩杆的伸出(或收缩)驱动抽油机(游梁)的配重部实现上升(或下降)，其无法有效解决上述问题。所以为了解决现有技术中存在的技术问题，特提出本申请予以解决。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本实用新型提供了天平式液压游梁抽油机、液压控制部件及换向器，解决了上述背景技术中提出的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：换向器，包括换向壳体，所述换向壳体内转动设置有齿轮，所述换向壳体上贯穿且转动设置有换向轴，所述换向轴与齿轮键连接；所述换向壳体内滑动设置有活塞件，所述活塞件的中部与齿轮啮合；所述活塞件的一端将换向壳体内部一侧分隔成第一液压腔，所述活塞件的另一端将换向壳体内部另一侧分隔成第二液压腔。

5、可选的，所述活塞件包括齿条及两个活塞，两个所述活塞固定安装在齿条的两端，所述齿条与齿轮啮合。

6、液压控制部件，包括液压泵、伺服电机、伺服控制器、换向阀及换向器，所述伺服电机的输出轴端与液压泵组合安装，所述液压泵的介质流出端与换向阀的第一介质口通过导管连通，所述液压泵的介质流入端与换向阀的第二介质口通过导管连通；所述换向器的第一液压腔通过导管与换向阀的第三介质口连通，所述换向器的第二液压腔通过导管与换向阀的第三介质口连通；所述伺服控制器分别与伺服电机、换向阀控制连接。

7、可选的，还包括旋转编码器、压力传感器，所述伺服控制器分别与旋转编码器、压力传感器控制连接；所述液压泵与换向阀之间的两个导管上均设置溢流阀。

8、天平式液压游梁抽油机，包括架体、游梁、基座及液压控制部件，所述液压控制部件用于驱动游梁在架体上进行往复运动；所述架体固定安装在基座上，所述游梁的中部下表面固定安装有游梁支座，所述游梁通过游梁支座与架体的上端转动连接，所述液压控制部件中的换向器固定安装在架体的上端，且所述换向器上的换向轴与游梁支座传动连接。

9、可选的，所述游梁的两端分别固定安装有平衡驴头、工作驴头，所述平衡驴头的下方且位于地面上设置有导向轨，所述平衡驴头的外圆上端点处吊挂有钢丝绳，所述钢丝绳的下端固定连接有配重箱，所述配重箱的两侧壁与导向轨滑动连接。

10、可选的，所述工作驴头的外圆上端点处吊挂有吊索，所述吊索的下端安装有悬绳器，所述吊索的下端通过悬绳器固定连接有光杆，所述光杆的下端固定连接有井口设备总成。

11、(三)有益效果

12、本实用新型提供了天平式液压游梁抽油机、液压控制部件及换向器，具备以下有益效果：

13、1、该天平式液压游梁抽油机，通过液压控制部件、游梁、游梁支座的配合设置，使该天平式液压游梁抽油机、液压控制部件及换向器具备了采用液压控制游梁在架体上实现往复运动的效果，通过液压控制部件中的伺服电机驱动液压泵，液压泵内介质流动进入到换向器中，采用换向阀改变介质流动方向，从而改变换向器内部第一液压腔、第二液压腔的压力变化，换向器压力变化驱动游梁以游梁支座为中心实现往复运动。从而实现通过液压驱动的方式实现游梁抽油机游梁的往复运动，而采用液压方式在游梁中部能够以较小功耗驱动游梁往复运动，整体传动效率较高且能耗较低。

14、2、该天平式液压游梁抽油机，在不扩大游梁结构的同时，可采用液压控制部件对游梁抽油机实施改进，从而避免游梁抽油机耗材较高；通过采用伺服电机驱动液压泵，从而使液压泵内介质流动实现液压驱动，其伺服电机能够实现数字化控制，利用伺服控制器智能控制伺服电机的启停、转速等，同时可通过伺服控制器对伺服电机进行参数调整，从而控制伺服电机驱动液压泵时的冲程、冲次等，以实现智能化控制液压系统控制游梁抽油机，使游梁抽油机在抽油时达到实现智能可控的目的。

15、3、液压控制部件，通过伺服电机、液压泵、换向器、换向阀、伺服控制器的配合设置，使该液压控制部件具备了智能调整液压参数、实现智能控制液压换向的效果，利用伺服控制器搭载的逻辑控制程序、时序程序等控制伺服电机启停、转速，通过对伺服电机参数调整控制液压泵内介质流速变化，液压泵内部介质流速变化使换向器内部压力发生变化，换向器内部压力变化驱动活塞件做活塞运动，活塞件做活塞运动过程中驱动换向轴往复运动，达到了智能调整液压参数、实现智能控制液压换向的目的。

16、4、换向器，用于在介质压力推动下使换向轴往复运动；第一液压腔内的压力较大时，介质推动活塞件向远离第一液压腔的一侧移动，并在移动过程中带动换向轴逆时针方向转动；第二液压腔内的压力较大时，介质推动活塞件向远离第二液压腔的一侧移动，并在移动过程中带动换向轴顺时针方向转动。

技术特征：

1.换向器，其特征在于：包括换向壳体(201)，所述换向壳体(201)内转动设置有齿轮(202)，所述换向壳体(201)上贯穿且转动设置有换向轴(203)，所述换向轴(203)与齿轮(202)键连接；所述换向壳体(201)内滑动设置有活塞件，所述活塞件的中部与齿轮(202)啮合；所述活塞件的一端将换向壳体(201)内部一侧分隔成第一液压腔(205)，所述活塞件的另一端将换向壳体(201)内部另一侧分隔成第二液压腔(206)。

2.根据权利要求1所述的换向器，其特征在于：所述活塞件包括齿条(204)及两个活塞(207)，两个所述活塞(207)固定安装在齿条(204)的两端，所述齿条(204)与齿轮(202)啮合。

3.液压控制部件，其特征在于：包括液压泵(902)、伺服电机(901)、伺服控制器(903)、换向阀(904)及如权利要求1所述的换向器(2)，所述伺服电机(901)的输出轴端与液压泵(902)组合安装，所述液压泵(902)的介质流出端与换向阀(904)的第一介质口通过导管连通，所述液压泵(902)的介质流入端与换向阀(904)的第二介质口通过导管连通；所述换向器(2)的第一液压腔(205)通过导管与换向阀(904)的第三介质口连通，所述换向器(2)的第二液压腔(206)通过导管与换向阀(904)的第三介质口连通；所述伺服控制器(903)分别与伺服电机(901)、换向阀(904)控制连接。

4.根据权利要求3所述的液压控制部件，其特征在于：还包括旋转编码器、压力传感器，所述伺服控制器(903)分别与旋转编码器、压力传感器控制连接；所述液压泵(902)与换向阀(904)之间的两个导管上均设置溢流阀。

5.天平式液压游梁抽油机，其特征在于：包括架体(1)、游梁(4)、基座(10)及如权利要求3所述的液压控制部件(9)，所述液压控制部件(9)用于驱动游梁(4)在架体(1)上进行往复运动；所述架体(1)固定安装在基座(10)上，所述游梁(4)的中部下表面固定安装有游梁支座(3)，所述游梁(4)通过游梁支座(3)与架体(1)的上端转动连接，所述液压控制部件(9)中的换向器(2)固定安装在架体(1)的上端，且所述换向器(2)上的换向轴(203)与游梁支座(3)传动连接。

6.根据权利要求5所述的天平式液压游梁抽油机，其特征在于：所述游梁(4)的两端分别固定安装有平衡驴头(5)、工作驴头(6)，所述平衡驴头(5)的下方且位于地面上设置有导向轨(7)，所述平衡驴头(5)的外圆上端点处吊挂有钢丝绳，所述钢丝绳的下端固定连接有配重箱(8)，所述配重箱(8)的两侧壁与导向轨(7)滑动连接。

7.根据权利要求6所述的天平式液压游梁抽油机，其特征在于：所述工作驴头(6)的外圆上端点处吊挂有吊索(11)，所述吊索(11)的下端安装有悬绳器(12)，所述吊索(11)的下端通过悬绳器(12)固定连接有光杆(13)，所述光杆(13)的下端固定连接有井口设备总成(14)。

技术总结本技术公开了天平式液压游梁抽油机、液压控制部件及换向器，涉及抽油机技术领域，具体为天平式液压游梁抽油机，包括架体、游梁、基座及液压控制部件，所述液压控制部件用于驱动游梁在架体上进行往复运动；所述架体固定安装在基座上，所述游梁的中部下表面固定安装有游梁支座；通过采用伺服电机驱动液压泵，从而使液压泵内介质流动实现液压驱动，其伺服电机能够实现数字化控制，利用伺服控制器智能控制伺服电机的启停、转速等，同时可通过伺服控制器对伺服电机进行参数调整，从而控制伺服电机驱动液压泵时的冲程、冲次等，以实现智能化控制液压系统控制游梁抽油机，使游梁抽油机在抽油时达到实现智能可控的目的。技术研发人员：张敬周受保护的技术使用者：张敬周技术研发日：20231121技术公布日：2024/7/23