專(zhuān)利名稱(chēng)：磁力抽油機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種磁力抽油機(jī)，屬于機(jī)械工程石油開(kāi)采機(jī)械領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)油田非自噴井采油廣泛使用游梁式曲柄平衡抽油機(jī)。該機(jī)以交流電機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，通過(guò)皮帶傳動(dòng)與凸輪機(jī)構(gòu)把電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為抽油桿的上、下往復(fù)式運(yùn)動(dòng)，上提需功大，下落做無(wú)用功，耗電高，效率低，故障率高。近幾年中國(guó)石油部門(mén)和工程技術(shù)人員曾進(jìn)行了多次研討，均在電控裝置和改進(jìn)上做文章，至今沒(méi)有突破性的進(jìn)展，其改進(jìn)的雙驢頭、偏輪式、擺桿式和下偏杠鈴式幾種機(jī)型，其節(jié)電率一般僅為25％左右。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種節(jié)約電能的磁力抽油機(jī)。
本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種磁力抽油機(jī)，包括吊裝在支架橫梁上的機(jī)體，其特殊之處在于所述機(jī)體內(nèi)套裝有抽油活塞，抽油活塞下有行程軸，行程軸上有連接抽油繩的抽油繩吊環(huán)B，抽油繩吊環(huán)B經(jīng)抽油繩保護(hù)環(huán)、抽油滑輪、抽油繩吊環(huán)A、合力軸連接抽油桿。
本發(fā)明的磁力抽油機(jī)，所述抽油活塞內(nèi)安裝有同極性交替排列的永磁體和電磁體；最底部設(shè)有一與上一永磁體相斥的底部永磁體。
所述永磁體和電磁體分別包括有永磁鐵和電磁鐵，永磁鐵和電磁鐵外包裹有多層相互絕緣的矽鋼片，矽鋼片外設(shè)有鋼保護(hù)套。所述鋼保護(hù)套的頂部和底部固定有減震橡膠墊。
本發(fā)明是隨著稀土永磁材料的出現(xiàn)，磁性材料制造技術(shù)的發(fā)展，永磁體材料的磁感應(yīng)強(qiáng)度、矯頑力、磁能積已具備了作為動(dòng)力應(yīng)用的條件下應(yīng)運(yùn)而生的。本發(fā)明利用永磁體的磁能，在電磁體的作用下，形成能做功的勢(shì)能，在能量利用領(lǐng)域，具有開(kāi)創(chuàng)意義。
工作動(dòng)態(tài)是安裝在不銹鋼抽油活塞內(nèi)的電磁體A通電，在同性相斥的作用下，永磁體A推下電磁體A，電磁體A推下永磁體B；接著電磁體B通電，在同性相斥的作用下，永磁體B推下電磁體B，電磁體B推下永磁體C；接下來(lái)電磁體C通電，在同性相斥的用下，永磁體C推下電磁體C，電磁體C推下永磁體D；不銹鋼抽油活塞通過(guò)電磁體和永磁體的作用，被推至機(jī)底，系在抽油吊環(huán)上的抽油繩經(jīng)過(guò)滑輪拉上抽油桿，完成一次抽油過(guò)程。抽油過(guò)程結(jié)束后，一、電磁體C斷電，在油泵下落的作用下，永磁體C吸上電磁體C和永磁體D；二、電磁體B斷電，在油泵下落的作用下，永磁體B吸上電磁體B、C和3號(hào)、永磁體D；三、電磁體A斷電，在油泵下落的作用下，永磁體A吸上電磁體A、電磁體B、電磁體C和永磁體B、永磁體C、永磁體D；不銹鋼抽油活塞通過(guò)永磁體的作用，被拉上機(jī)頂。系在抽油吊環(huán)上抽油繩經(jīng)過(guò)滑輪放下抽油桿，完成下落過(guò)程。電磁體A、電磁體B、電磁體C斷通電時(shí)間，根據(jù)油泵每分鐘需要的提升次數(shù)由時(shí)間繼電器控制。
通過(guò)工作動(dòng)態(tài)可以看出一、本發(fā)明下落抽油桿過(guò)程，是在油泵的作用下，通過(guò)抽油桿、抽油繩，拉上較重的永磁體和電磁體過(guò)程(使永磁體能夠吸上斷電后的電磁體)，從根本上解決了困擾石油界工程技術(shù)人員幾十年的抽油機(jī)下沖程做無(wú)用功的問(wèn)題。
二、本發(fā)明的提升抽油桿過(guò)程，即抽油過(guò)程，是一個(gè)永磁體和電磁體相斥、下落過(guò)程，充分利用了磁體的磁能和地球的引力能。
三、本發(fā)明永磁體和電磁體做的功，通過(guò)滑輪直接傳至油泵，減少了功的傳動(dòng)環(huán)節(jié)，最大限度地減少了能量在傳動(dòng)方面的損耗。
四、制造長(zhǎng)短沖程抽油機(jī)，只需增減永磁體、電磁體的數(shù)量和機(jī)體及抽油活塞的長(zhǎng)短。
五、調(diào)換“上快下慢”、“上慢下快”、“上下同速”和“停滯間抽”運(yùn)動(dòng)模式，調(diào)時(shí)間繼電器即可。
六、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便、運(yùn)行可靠。
節(jié)電分析一、從發(fā)電原理上電由磁生，本發(fā)明一半用磁一半用電，節(jié)電50％。
二、從用電過(guò)程上，本發(fā)明由滑輪直接到拉油桿，游梁式抽油機(jī)則是電動(dòng)機(jī)---傳動(dòng)軸---減速器---傳動(dòng)軸---主動(dòng)輪---皮帶---被動(dòng)輪---連桿---平衡鐵---驢頭---拉油桿，每一個(gè)環(huán)節(jié)都有大小不同的能耗，其中皮帶的傳動(dòng)效率僅在0.8左右(游梁式抽油機(jī)皮帶傳動(dòng)效率不是一個(gè)常數(shù)，它與抽油機(jī)的負(fù)載變化和平衡狀況有關(guān)，在扭矩接近于零的位置，效率極低)，全部傳動(dòng)過(guò)程的傳動(dòng)效率不會(huì)超過(guò)0.7。而本發(fā)明的傳動(dòng)效率則接近1。在用電過(guò)程中本發(fā)明節(jié)電30％。
三、在工作中本發(fā)明提升油桿時(shí)用電，下落油桿時(shí)不用電，用電量是所需電量的1/2。
四、從工作動(dòng)態(tài)上，抽油過(guò)程是一個(gè)永磁體和電磁體下落過(guò)程，地球?qū)τ来朋w和電磁體的引力能相當(dāng)于自身的重力能。
五、綜合一、二、三條，100％-50％-30％-(50-30％)/2＝10％，本發(fā)明的用電量?jī)H僅是游梁式抽油機(jī)的10％，加上第四條還要小于10％。
綜上所述，和游梁式抽油機(jī)相比，本發(fā)明的節(jié)電率大于90％。本發(fā)明徹底拋棄了游梁式抽油機(jī)等傳統(tǒng)抽油機(jī)的原理和結(jié)構(gòu)，利用磁體同性相斥異性相吸的作用力和地球引力，而設(shè)計(jì)完成的一種嶄新的抽油機(jī)械，大幅度降低了電力的消耗，是對(duì)抽油機(jī)機(jī)械的一次革命，對(duì)機(jī)械領(lǐng)域的變革有著啟示意義和推動(dòng)作用。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
圖1為本發(fā)明永磁體的剖面示意圖；圖2為本發(fā)明電磁體的剖面示意圖；圖3為本發(fā)明抽油活塞結(jié)構(gòu)示意圖；圖4A為本發(fā)明的主視示意圖；圖4B為本發(fā)明的左視示意圖5A為本發(fā)明主視局部剖視示意圖；圖5B為本發(fā)明左視局部剖視示意圖；圖6A-圖6D為本發(fā)明提升抽油桿工作示意圖；圖7A-圖7D為本發(fā)明下落抽油桿工作示意圖。
圖中，1、支架橫梁，2、抽油滑輪，3、機(jī)體吊繩，4、抽油繩，5、抽油活塞，6、機(jī)體吊環(huán)，7、抽油繩保護(hù)環(huán)，8、機(jī)體上固定法蘭，9、抽油繩吊環(huán)A，10、合力軸，11、抽油桿，12、抽油繩吊環(huán)B，13、抽油活塞行程軸，14、機(jī)體，15、機(jī)體下固定法蘭，16、抽油活塞行程槽，17、永磁體A，18、電磁體A，19、永磁體B，20、電磁體B，21、永磁體C，22、電磁體C，23、永磁體D，24、底部永磁體，25、進(jìn)線行程槽，26、電磁體A電源線，27、電磁體B電源線，28、電磁體C電源線，29、永磁鐵，30、多層相互絕緣的矽鋼片，31、不繡鋼保護(hù)套，32、減震橡膠墊，33、電磁鐵電源線，34、電磁鐵，35、普通結(jié)構(gòu)鋼保護(hù)套。
具體實(shí)施方式
附圖為本發(fā)明的具體實(shí)施例。該實(shí)施例主要有永磁體、電磁體、不銹鋼抽油活塞5、不銹鋼機(jī)體14、機(jī)體上固定法蘭8、機(jī)體下固定法蘭15和滑輪、支架組成。由圖1、圖2所示，永磁體是永磁鐵29外裹多層相互絕緣的矽鋼片30、另加不繡鋼保護(hù)套31和減震橡膠墊32構(gòu)成，多層相互絕緣的矽鋼片30起到屏蔽磁力線、防止磁輻射的作用；不繡鋼保護(hù)套31主要是保護(hù)永磁鐵29，在吸引、相吸、相斥運(yùn)動(dòng)時(shí)，保護(hù)套受力；減震橡膠墊32是在吸引、相吸、相斥運(yùn)動(dòng)時(shí)減緩震動(dòng)。電磁體是電磁鐵34外裹多層相互絕緣的矽鋼片30、另加普通結(jié)構(gòu)鋼保護(hù)套35，電磁鐵34連接有電磁鐵電源線33。永磁體在圖中加“S”“N”標(biāo)記，電磁體在圖里帶電時(shí)加S”“N”標(biāo)記，不帶電時(shí)則不加“S”“N”標(biāo)記。永磁體和電磁體同極性排列安裝在不銹鋼抽油活塞5內(nèi)，不銹鋼抽油活塞5安裝在不銹鋼機(jī)體14中。一個(gè)永磁體和一個(gè)電磁體同極性排列，組成一個(gè)獨(dú)立工作單元；多個(gè)永磁體和電磁體同極性排列組成工作組。每個(gè)獨(dú)立工作單元或工作組底部加一永磁體，使其與上一永磁體相斥。機(jī)體固定法蘭一是固定不銹鋼抽油活塞的行程，二是固定頂部永磁體，三是固定機(jī)體。底部永磁體和永磁體D永遠(yuǎn)處于相斥狀態(tài)，其作用是增加磁體在不銹鋼抽油活塞相互作用時(shí)的穩(wěn)定性。永磁體和電磁體同極性排列安裝在不銹鋼抽油活塞內(nèi)，不銹鋼抽油活塞安裝在不銹鋼機(jī)體中，不銹鋼機(jī)體吊裝在支架上。不銹鋼抽油活塞底部有行程軸，軸兩端有抽油吊環(huán)，抽油繩系在抽油吊環(huán)上，通過(guò)滑輪連接抽油桿。
機(jī)體14的機(jī)身開(kāi)有單面進(jìn)線行程槽和雙面抽油活塞行程槽，固定法蘭內(nèi)開(kāi)4個(gè)抽油活塞運(yùn)動(dòng)槽，上面安裝機(jī)體吊環(huán)6和抽油繩保護(hù)環(huán)，機(jī)體吊環(huán)6與支架橫梁1之間為機(jī)體吊繩3。機(jī)身材料用不銹鋼方管加工，法蘭材料用普通結(jié)構(gòu)鋼加工。抽油活塞5套裝在機(jī)體14內(nèi)，機(jī)體14吊裝在支架橫梁1上；不銹鋼抽油活塞5下有行程軸13，行程軸13上有抽油繩吊環(huán)B12，抽油繩4連接抽油繩吊環(huán)B12，經(jīng)抽油繩保護(hù)環(huán)7、抽油滑輪2、抽油繩吊環(huán)A9、合力軸10，連接抽油桿11。抽油活塞內(nèi)裝有永磁體A17、電磁體A18，永磁體B19、電磁體B20、永磁體C21、電磁體C22、永磁體D23、底部永磁體24、進(jìn)線槽25、電磁體A電源線26、電磁體B電源線27、電磁體C電源線28。永磁體和電磁體均同極性排列。工作時(shí)電磁體A電源線26、電磁體B電源線27、電磁體C電源線28在進(jìn)線行程槽25里運(yùn)動(dòng)，抽油活塞行程軸在行程槽16里運(yùn)動(dòng)。
圖6A-圖6D為本發(fā)明提升抽油桿工作示意圖。圖6A中電磁體A18、電磁體B20、電磁體C22不帶電；圖6B中電磁體A18通電，在同性相斥的作用下，永磁體A17推下電磁體A18，推下永磁體B19；圖6C中電磁體B20通電，在同性相斥的作用下，永磁體B19推下電磁體B20，電磁體B20推下永磁體C21；圖6D中電磁體C22通電，在同性相斥的作用下，永磁體C21推下電磁體C22，電磁體C22推下永磁體D23；不銹鋼抽油活塞通過(guò)電磁體A18、電磁體B20、電磁體C22和永磁體的作用，被推至機(jī)底，系在抽油吊環(huán)12上的抽油繩4經(jīng)過(guò)滑輪2拉上抽油桿11，完成一次抽油過(guò)程。
圖7A-圖7D為本發(fā)明下落抽油桿工作示意圖。圖7A中電磁體A18、電磁體B20、電磁體C22帶電；圖7B中電磁體C22斷電，在抽油桿11下落的作用下，永磁體C21吸上電磁體C22和永磁體D23；圖7C中電磁體B20斷電，在抽油桿11下落的作用下，永磁體B19吸上電磁體B20、電磁體C22和永磁體C21、永磁體D23；圖7D中電磁體A18斷電，在抽油桿11下落的作用下，永磁體A17吸上電磁體A18、電磁體B20、電磁體C22和永磁體B19、永磁體C20、永磁體D21；不銹鋼抽油活塞5通過(guò)永磁體的作用，被拉上機(jī)頂。系在抽油吊環(huán)上抽油繩4經(jīng)過(guò)抽油滑輪2放下抽油桿11，完成下落過(guò)程。
權(quán)利要求
1.一種磁力抽油機(jī)，包括吊裝在支架橫梁(1)上的機(jī)體(14)，其特征在于所述機(jī)體(14)內(nèi)套裝有抽油活塞(5)，抽油活塞(5)下有行程軸(13)，行程軸(13)上有連接抽油繩(4)的抽油繩吊環(huán)B(12)，抽油繩吊環(huán)B(12)經(jīng)抽油繩保護(hù)環(huán)(7)、抽油滑輪(2)、抽油繩吊環(huán)A(9)、合力軸(10)連接抽油桿(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁力抽油機(jī)，其特征在于所述抽油活塞(5)內(nèi)安裝有同極性交替排列的永磁體和電磁體；最底部設(shè)有一與上一永磁體相斥的底部永磁體(24)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁力抽油機(jī)，其特征在于所述永磁體和電磁體分別包括有永磁鐵(29)和電磁鐵(34)，永磁鐵(29)和電磁鐵(34)外包裹有多層相互絕緣的矽鋼片(30)，矽鋼片外設(shè)有鋼保護(hù)套。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁力抽油機(jī)，其特征在于所述永磁鐵(29)鋼保護(hù)套的頂部和底部固定有減震橡膠墊(32)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種磁力抽油機(jī)，屬于機(jī)械工程石油開(kāi)采機(jī)械領(lǐng)域。該磁力抽油機(jī)，包括吊裝在支架橫梁上的機(jī)體，其特殊之處在于所述機(jī)體內(nèi)套裝有抽油活塞，抽油活塞下有行程軸，行程軸上有連接抽油繩的抽油繩吊環(huán)B，抽油繩吊環(huán)B經(jīng)抽油繩保護(hù)環(huán)、抽油滑輪、抽油繩吊環(huán)A、合力軸連接抽油桿。所述抽油活塞內(nèi)安裝有同極性交替排列的永磁體和電磁體；最底部設(shè)有一與上一永磁體相斥的底部永磁體。本發(fā)明徹底拋棄了游梁式抽油機(jī)等傳統(tǒng)抽油機(jī)的原理和結(jié)構(gòu)，利用磁體同性相斥異性相吸的作用力和地球引力，而設(shè)計(jì)完成的一種嶄新的抽油機(jī)械，大幅度降低了電力的消耗。
文檔編號(hào)H02K41/02GK101037934SQ200710015410
公開(kāi)日2007年9月19日 申請(qǐng)日期2007年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月20日
發(fā)明者張文彥 申請(qǐng)人:張文彥