阅读说明：本技术 一种智能控制型抽油机 (Intelligent control type beam-pumping unit ) 是由 黄少梅 于 2020-08-04 设计创作，主要内容包括：本发明属于抽油机技术领域,尤其为一种智能控制型抽油机,包括底座,底座的顶部固定连接有支架,支架的顶部设置有球铰,球铰的顶部设置有游梁,游梁的一端设置有驴头,驴头的底部设置有悬挂绳,悬挂绳远离驴头的一端设置有抽油头,抽油头的外表面设置有传感器,游梁远离驴头的一端设置有第一连杆,第一连杆远离游梁的一端设置有第二连杆,第二连杆靠近第一连杆的一端设置有配重块,第二连杆的另一端设置有传动轴,传动轴的两侧贯穿设置有安装座,安装座的外侧面设置有皮带,皮带远离安装座的一端设置有电动机,电动机远离安装座的一侧设置有智能控制柜。本发明通过设置传感器与智能控制柜,来自动控制抽油机的工作。(The invention belongs to the technical field of pumping units, and particularly relates to an intelligent control type pumping unit which comprises a base, wherein a support is fixedly connected to the top of the base, a spherical hinge is arranged at the top of the support, a walking beam is arranged at the top of the spherical hinge, a horse head is arranged at one end of the walking beam, a suspension rope is arranged at the bottom of the horse head, an oil pumping head is arranged at one end, away from the horse head, of the suspension rope, a sensor is arranged on the outer surface of the oil pumping head, a first connecting rod is arranged at one end, away from the horse head, of the walking beam, a second connecting rod is arranged at one end, away from the walking beam, of the first connecting rod, a balancing weight is arranged at one end, close to the first connecting rod, of the second connecting rod, a transmission shaft is arranged at the other end of the second connecting rod, mounting seats are. The invention automatically controls the work of the oil pumping unit by arranging the sensor and the intelligent control cabinet.)

一种智能控制型抽油机

技术领域

本发明涉及抽油机技术领域，具体为一种智能控制型抽油机。

背景技术

抽油机是开采石油的一种机器设备，俗称“磕头机”。抽油机是有杆抽油系统中最主要举升设备。根据是否有游梁，可分为游梁式抽油机和无游梁式抽油机。游梁式抽油机的基本特点是结构简单，制造容易，使用方便，特别是它可以长期在油田全天候运转，使用可靠。因此，尽管它存在驴头悬点运动的加速度较大、平衡效果较差、效率较低、在长冲程时体积较大和笨重等缺点，但仍然是应用最广泛的抽油机。现有的设备在抽油时，只能机械带动抽油装置做上下移动，无法检测到下降的位置是否有油，易出现空抽的现象。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种智能控制型抽油机，解决了易出现空抽的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括底座，所述底座的顶部固定连接有支架所述支架的顶部设置有球铰，所述球铰的顶部设置有游梁，所述游梁的一端设置有驴头，所述驴头的底部设置有悬挂绳，所述悬挂绳远离驴头的一端设置有抽油头，所述抽油头的外表面设置有传感器，所述游梁远离驴头的一端设置有第一连杆，所述第一连杆远离游梁的一端设置有第二连杆，所述第二连杆靠近第一连杆的一端设置有配重块，所述第二连杆的另一端设置有传动轴，所述传动轴的两侧贯穿设置有安装座，所述安装座的外侧面设置有皮带，所述皮带远离安装座的一端设置有电动机，所述电动机远离安装座的一侧设置有智能控制柜。

优选的，所述支架一端通过球铰与游梁铰链连接，所述支架的另一端与底座固定连接。

优选的，所述悬挂绳为钢丝绳，所述悬挂绳的一端与驴头的前端固定连接，所述悬挂绳的另一端与抽油头固定连接。

优选的，所述第一连杆的一端与游梁远离驴头的一端铰链连接，所述第一连杆的另一端与第二连杆的一端铰链连接，所述第二连杆靠近第一连杆的一端固定连接有配重块。

优选的，所述第二连杆远离第一连杆的一端与传动轴固定连接，所述传动轴的输出端贯穿延伸至安装座的外部，所述安装座的形状呈U型，所述传动轴与安装座活动连接。

优选的，所述电动机与底座固定连接，所述电动机的输出端通过皮带与传动轴传动链接。

优选的，所述智能控制柜与抽油头电性连接，所述智能控制柜与传感器电性连接，所述智能控制柜与电动机电性连接。

优选的，所述安装座设有刹车抱紧机构，所述刹车抱紧机构设有刹车底座，所述刹车底座和所述安装座通过螺栓连接，所述刹车抱紧机构包括：第一圆弧、第二圆弧、第三圆弧和连接轴，所述第一圆弧连接在所述刹车底座上，所述第一圆弧的一端通过所述连接轴转动连接有第三圆弧，所述第一圆弧的另一端与所述第二圆弧铰链连接，所述第一圆弧、第二圆弧、第三圆弧连接后构成圆形；

所述第二圆弧上设有弧形移动槽，所述弧形移动槽的内部设有连接柱和第一螺杆，所述连接柱的上下两截面均固定连接有移块，所述移块内设有驱动装置，驱动移块沿弧形移动槽移动，所述移块的两侧分别设有凹槽孔，所述移块的左侧凹槽孔内设有滑杆，所述移块的右侧凹槽孔内插有第三圆弧，所述滑杆上套有滑套，所述滑套的左侧固定连接有挤压块，所述挤压块上设有螺纹孔，所述第一螺杆穿过螺纹孔与挤压块螺纹连接，所述挤压块靠近第二圆弧的一侧固定连接有垫块，所述移块远离第二圆弧的一侧固定连接有螺纹筒，所述螺纹筒通过螺纹连接有第二螺杆，所述第二螺杆贯穿移块且套接有第三圆弧；

所述第一圆弧和第二圆弧内壁均固定连接有限位机构，所述限位机构包括支座杆和弧形壳体，所述支座杆和弧形壳体中部铰链连接，所述支座杆内设有滑槽，所述滑槽内设有滑块，所述滑块的一侧贯穿支座杆且与第一连接块固定连接，滑块可在滑槽内滑动，所述第一连接块铰链连接有连接杆，所述连接杆远离第一连接块的一端铰链连接有第二连接块，所述第二连接块的一侧和弧形壳体外部固定连接，所述弧形壳体内部靠近支座杆的一侧设有弹簧，所述弹簧的另一端连接有弧形片，所述弧形壳体内设有安装体，所述安装体与弧形壳体固定连接，所述安装体中部通过铰链连接有第一连接杆和第二连接杆，所述第一连接杆远离安装体的一侧转动连接有滚轮，所述滚轮与所述弧形片的内侧接触，所述第二连接杆远离安装体的一侧固定连接有保险销。

优选的，还包括：

位移传感器，设置在抽油头外表面，用于检测抽油头每次工作的位移；

压力传感器，设置在悬挂绳靠近驴头的一端，用于检测悬挂绳与驴头接触点每次工作过程中的压力；

转速传感器，设置在电动机上，用于检测电动机的实际转速；

报警器，设置在智能控制柜内；

所述控制器分别与所述位移传感器、压力传感器、报警器和转速传感器电性连接，所述控制器基于位移传感器、压力传感器和转速传感器调节所述电动机的转速及控制报警器报警包括以下步骤：

步骤一：所述控制器控制电动机和抽油头进行N次工作；

并根据位移传感器、压力传感器和公式(1)计算第二连杆的每次工作时的扭矩：

T_i＝300X_i+0.236X_i(N_imax-N_imin) (1)

其中，T_i为第二连杆第i次工作时的扭矩，X_i为位移传感器检测的抽油头第i次工作的位移，N_imax为电动机第i次工作过程中压力传感器检测的悬挂绳与驴头接触点的最大压力，N_imin为电动机第i次工作过程中压力传感器检测的悬挂绳与驴头接触点的最小压力，i＝1～N；

步骤二：基于步骤一和公式(2)计算第二连杆工作的实际扭矩：

其中，T_S为第二连杆工作的实际扭矩，T_i为第二连杆第i次工作时的扭矩；

步骤三：根据计算出的第二连杆工作的实际扭矩和公式(3)计算电动机的目标转速：

当转速传感器的检测值超出电动机的目标转速阈值范围外时，控制器控制报警器报警，同时控制器调节电动机的转速到电动机的目标转速；

其中，为电动机的目标转速，W_S为电动机的额定功率，γ为皮带的传动效率，T_S为第二连杆工作的实际扭矩。

与现有技术相比，本发明提供了一种智能控制型抽油机，具备以下有益效果：通过电动机反转来带动转动轴旋转，从而使得第二连杆向上移动，与之相铰链的第一连杆将推动游梁向上移动，此时驴头将向下移动，使得抽油头深入油井内部，当传感器与油面相接触时，传感器将信号反馈到智能控制柜中，智能控制柜将控制抽油头开始抽油，当抽油完成后，智能控制柜控制电动机正转将抽油头拉出油井。至此，智能抽油机完成一个工作循环，其抽油头外表面固定连接的传感器能够在接触油面时，给控制柜一个启动信号，这样能够防止油面下降后，抽油头还在固定位置抽油，从而出现空抽的现象。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明传动轴结构示意图；

图3为本发明安装座结构示意图；

图4为本发明电动机结构示意图；

图5为本发明刹车抱紧机构的正视图；

图6为本发明刹车抱紧机构侧视图；

图7为本发明刹车抱紧机构的局部剖视图；

图8为本发明保险槽和保险销配合图；

图9为本发明刹车抱紧机构限位机构剖视图。

图中：1、底座；2、支架；3、球铰；4、游梁；5、驴头；6、悬挂绳；7、抽油头；8、传感器；9、第一连杆；10、第二连杆；11、配重块；12、传动轴；1200、保险槽；13、安装座；14、皮带；15、电动机；16、智能控制柜；17、刹车抱紧机构；1700、刹车底座；1701、第一圆弧；1702、第二圆弧；1703、连接轴；1704、第三圆弧；1705、弧形移动槽；1706、连接柱；1707、第一螺杆；1708、移块；1709、滑杆；1710、滑套；1711、挤压块；1712、螺纹筒；1713、第二螺杆；1714、限位机构；1715、支座杆；1716、滑块；1717、连接杆；1718、第二连接块；1719、弧形壳体；1720、弹簧；1721、弧形片；1722、滚轮；1723、第一连接杆；1724、第二连接杆；1725、保险销；1726、垫块；1727、第一连接块；1728、安装体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在一个实施例中：包括底座1，底座1的顶部固定连接有支架2，支架2的顶部设置有球铰3，球铰3的顶部设置有游梁4，游梁4的一端设置有驴头5，驴头5的底部设置有悬挂绳6，悬挂绳6远离驴头5的一端设置有抽油头7，抽油头7的外表面设置有传感器8，游梁4远离驴头5的一端设置有第一连杆9，第一连杆9远离游梁4的一端设置有第二连杆10，第二连杆10靠近第一连杆9的一端设置有配重块11，第二连杆10的另一端设置有传动轴12，所述传动轴12上设有保险槽1200，传动轴12的两侧贯穿设置有安装座13，安装座13的外侧面设置有皮带14，皮带14远离安装座13的一端设置有电动机15，电动机15远离安装座13的一侧设置有智能控制柜16，能够防止出现空抽的现象。

在一个实施例中，支架2一端通过球铰3与游梁4铰链连接，支架2的另一端与底座1固定连接，游梁4可自由的上下摇摆；悬挂绳6为钢丝绳，悬挂绳6的一端与驴头5的前端固定连接，悬挂绳6的另一端与抽油头7固定连接，悬挂绳6来带动抽油头7上下移动；第一连杆9的一端与游梁4远离驴头5的一端铰链连接，第一连杆9的另一端与第二连杆10的一端铰链连接，第二连杆10靠近第一连杆9的一端固定连接有配重块11，，通过配重块11能够起到平衡的作用；第二连杆10远离第一连杆9的一端与传动轴12固定连接，传动轴12的输出端贯穿延伸至安装座13的外部，安装座13的形状呈U型，传动轴12与安装座13活动连接，传动轴12可在安装座13内部自由旋转；述电动机15与底座1固定连接，电动机15的输出端通过皮带14与传动轴12传动链接，电动机15作为传动轴12的动力装置；智能控制柜16与抽油头7电性连接，智能控制柜16与传感器8电性连接，智能控制柜16与电动机15电性连接，传感器8给智能控制柜16启动信号，智能控制柜16来控制抽油头7与电动机15，优选的，所述传感器也可为液位传感器，用于感应油面高度。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：电动机15反转通过皮带来带动传动轴12旋转，从而使得第二连杆10向上移动，与之相铰链的第一连杆9将推动其另一端游梁4的左端向上移动，此时横梁4的右端的驴头5将向下移动，使得抽油头7深入油井内部，当传感器8感应到抽油头到达油井液面时，传感器8将信号反馈到智能控制柜16中，智能控制柜16将控制抽油头7开始抽油，当抽油完成后，智能控制柜16控制电动机15正转将抽油头7拉出油井。至此，智能抽油机完成一个工作循环，其抽油头7外表面固定连接的传感器8能够在接触油面时，给控制柜一个启动信号，这样能够防止油面下降后，抽油头7还在固定位置抽油，从而出现空抽的现象。

在一个实施例中，所述安装座13设有刹车抱紧机构17，所述刹车抱紧机构17设有刹车底座1700，所述刹车底座1700和所述安装座13通过螺栓连接，所述刹车抱紧机构17包括：第一圆弧1701、第二圆弧1702、第三圆弧1704和连接轴1703，所述第一圆弧1701连接在所述刹车底座1700上，所述第一圆弧1701的一端通过所述连接轴1703转动连接有第三圆弧1704，所述第一圆弧1701的另一端与所述第二圆弧1702铰链连接，所述第一圆弧1701、第二圆弧1702、第三圆弧1704连接后构成圆形；

所述第二圆弧1702上设有弧形移动槽1705，所述弧形移动槽1705的内部设有连接柱1706和第一螺杆1707，所述连接柱1706的上下两截面均固定连接有移块1708，所述移块1708内设有驱动装置，驱动移块1708沿弧形移动槽1705移动，所述移块1708的两侧分别设有凹槽孔，所述移块1708的左侧凹槽孔内设有滑杆1709，所述移块1708的右侧凹槽孔内插有第三圆弧1704，所述滑杆1709上套有滑套1710，所述滑套1710的左侧固定连接有挤压块1711，所述挤压块1711上设有螺纹孔，所述第一螺杆1707穿过螺纹孔与挤压块1711螺纹连接，所述挤压块1711靠近第二圆弧1702的一侧固定连接有垫块1726，所述移块1708远离第二圆弧1702的一侧固定连接有螺纹筒1712，所述螺纹筒1712通过螺纹连接有第二螺杆1713，所述第二螺杆1713贯穿移块1708且套接有第三圆弧1704；

所述第一圆弧1701和第二圆弧1702内壁均固定连接有限位机构1714，所述限位机构1714包括支座杆1715和弧形壳体1719，所述支座杆1715和弧形壳体1719中部铰链连接，所述支座杆1715内设有滑槽，所述滑槽内设有滑块1716，所述滑块1716的一侧贯穿支座杆1715且与第一连接块1727固定连接，滑块1716可在滑槽内滑动，所述第一连接块1727铰链连接有连接杆1717，所述连接杆1717远离第一连接块1727的一端铰链连接有第二连接块1718，所述第二连接块1718的一侧和弧形壳体1719外部固定连接，所述弧形壳体1719内部靠近支座杆1715的一侧设有弹簧1720，所述弹簧1720的另一端连接有弧形片1721，所述弧形壳体1719内设有安装体1728，所述安装体1728与弧形壳体1719固定连接，所述安装体1728中部通过铰链连接有第一连接杆1723和第二连接杆1724，所述第一连接杆1723远离安装体1728的一侧转动连接有滚轮1722，所述滚轮1722与所述弧形片1721的内侧接触，所述第二连接杆1724远离安装体1728的一侧固定连接有保险销1725。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：安装刹车抱紧机构17时，用螺栓固定连接所述刹车底座1700和所述安装座13，将第二螺杆1713贯穿移块1708且套接在第三圆弧1704上并拧紧第二螺杆1713，使得第一圆弧1701、第二圆弧1702、第三圆弧1704和移块1708形成一个和传动轴12同心的封闭圈，当抽油机工作完毕，电动机15关闭后，刹车抱紧机构17启动，移块1708在驱动装置的驱动下沿弧形移动槽1705移动逐渐缩小封闭圈，使得传动轴12被抱紧，传动轴12由于惯性的作用继续转动，传动轴12的转动带动刹车抱紧机构17的弧形壳体1719摆动，弧形壳体1719摆动使得连接杆1717带动滑块1716在滑槽内滑动，滑块1716在滑槽内滑动使得弧形壳体1719更好的贴合传动轴12的表面，通过传动轴12对弧形壳体1719内的弧形片1721的挤压使得保险销1725凸起，勾到传动轴12上的保险槽1200内，使得传动轴12停止转动，弧形壳体1719设有弹簧1720大大降低了弧形片1721与传动轴12相对滑动时对传动轴12表面的损伤，整个刹车抱紧机构17结构简单安装方便容易拆装更换，同时解决了传统刹车装置因传动轴长期磨损导致刹车失灵的情况，设置刹车抱紧机构17使得抽油机工作完毕之后可以即刻停止，不会因为惯性而继续运动，同时还保证了生产效率，保障了操作人员的人身安全。

在一个实施例中还包括：

位移传感器，设置在抽油头7外表面，用于检测抽油头7每次工作的位移；

压力传感器，设置在悬挂绳6靠近驴头5的一端，用于检测悬挂绳6与驴头5接触点每次工作过程中的压力；

转速传感器，设置在电动机15上，用于检测电动机15的实际转速；

报警器，设置在智能控制柜16内；

所述控制器分别与所述位移传感器、压力传感器、报警器和转速传感器电性连接，所述控制器基于位移传感器、压力传感器和转速传感器调节所述电动机15的转速及控制报警器报警包括以下步骤：

步骤一：所述控制器控制电动机15和抽油头7进行N次工作；

并根据位移传感器、压力传感器和公式(1)计算第二连杆10的每次工作时的扭矩：

T_i＝300X_i+0.236X_i(N_imax-N_imin) (1)

其中，T_i为第二连杆10第i次工作时的扭矩，X_i为位移传感器检测的抽油头7第i次工作的位移，N_imax为电动机第i次工作过程中压力传感器检测的悬挂绳6与驴头5接触点的最大压力，N_imin为电动机第i次工作过程中压力传感器检测的悬挂绳6与驴头5接触点的最小压力，i＝1～N；其中，所述300表示为300牛顿(N)；

步骤二：基于步骤一和公式(2)计算第二连杆10工作的实际扭矩：

其中，T_S为第二连杆工作的实际扭矩，T_i为第二连杆第i次工作时的扭矩；

步骤三：根据计算出的第二连杆10工作的实际扭矩和公式(3)计算电动机15的目标转速：

当转速传感器的检测值超出电动机15的目标转速阈值范围外时，控制器控制报警器报警，同时控制器调节电动机15的转速到电动机15的目标转速；

其中，

为电动机15的目标转速，W_S为电动机15的额定功率，γ为皮带14的传动效率，T_S为第二连杆10工作的实际扭矩。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：根据位移传感器、压力传感器的检测值和公式1计算出第二连杆10的每次工作时的扭矩，采用位移传感器和压力传感器使得检测出的抽油头7每次工作的位移和悬挂绳6与驴头5接触点每次运行时的压力更加精确可靠，根据计算出的第二连杆10的每次工作时的扭矩和公式2计算第二连杆10工作的实际扭矩，计算第二连杆10工作的实际扭矩时乘以0.6使得计算出的实际扭矩更贴合实际，根据计算出的第二连杆10工作的实际扭矩和公式3计算电动机15的目标转速，计算中加入皮带14的传动效率γ使得计算出的电动机15的目标转速更贴合实际，利用转速传感器检测电动机的实际转速，当转速传感器的检测值超出电动机15的目标转速阈值范围外时，控制器控制报警器报警，同时控制器调节电动机15的转速到电动机15的目标转速，对电动机15的转速时刻检测和调节保证了抽油机的稳定工作使得抽油机的工作周期更加稳定，提高了抽油机的工作效率。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。