專(zhuān)利名稱：油田井下轉(zhuǎn)動(dòng)式機(jī)械傳動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種用于油田井下采油的井 下轉(zhuǎn)動(dòng)式機(jī)械傳動(dòng)裝置。
技術(shù)背景一般來(lái)講，油田井的作用是通過(guò)井從地下采出流體或向地下注入流體， 對(duì)于相當(dāng)多的井，受地下和/或地面條件的限制，為了完成這項(xiàng)任務(wù)，需要將 轉(zhuǎn)動(dòng)式馬達(dá)和轉(zhuǎn)動(dòng)式泵負(fù)載安裝在井下工作，轉(zhuǎn)動(dòng)式馬達(dá)主要有水力轉(zhuǎn)動(dòng)式 馬達(dá)和三相異步電機(jī)，轉(zhuǎn)動(dòng)式泵負(fù)載主要有離心泵和螺桿泵。以往基本是采 用馬達(dá)直接拖帶泵負(fù)載，導(dǎo)致的問(wèn)題是馬達(dá)和泵負(fù)載的工況都不合理、設(shè)備 工作可靠性很差。例如電機(jī)拖帶螺桿泵情況螺桿泵工作轉(zhuǎn)距比較大，合理轉(zhuǎn)速在每分鐘 數(shù)十轉(zhuǎn)至數(shù)百轉(zhuǎn)之間，而相對(duì)于螺桿泵，電機(jī)屬于高轉(zhuǎn)速低轉(zhuǎn)矩輸出，因油 田井下因素而導(dǎo)致的設(shè)計(jì)和制造上的限制，目前電機(jī)做到四極可行,工頻輸出轉(zhuǎn)速在1430rpm左右，同一電機(jī)采用變頻雖可降低轉(zhuǎn)速但不能提高輸出轉(zhuǎn)矩； 另外螺桿泵工作所產(chǎn)生的數(shù)噸甚至數(shù)十噸的軸向力也是電機(jī)無(wú)法承受的；定 軸轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)與行星運(yùn)動(dòng)的螺桿泵之間也需要的撓性聯(lián)軸器傳動(dòng)。再例如電機(jī)拖帶離心泵情況，馬達(dá)采用的是二極電機(jī)，工頻輸出轉(zhuǎn)速在 2860rpm左右，離心泵可在更高的轉(zhuǎn)速下工作，如果使用增速機(jī)械傳動(dòng)，能 夠以轉(zhuǎn)速約3次方的關(guān)系提高離心泵負(fù)載的輸出功率，顯著拓寬離心泵的使 用范圍。又例如水力驅(qū)動(dòng)式螺桿泵情況，其馬達(dá)部分與螺桿泵負(fù)載部分雖然同為 螺桿水力機(jī)械，考慮到它們的工況不同，它們?cè)谠O(shè)計(jì)方式和技術(shù)參數(shù)上也不 同，這就要求它們之間靠機(jī)械傳動(dòng)聯(lián)接，既有減速的情況也有增速的情況。所以，從機(jī)電一體化角度，合理的方案是在轉(zhuǎn)動(dòng)式馬達(dá)與轉(zhuǎn)動(dòng)式泵負(fù)載之間采用相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)式機(jī)械傳動(dòng)，而且這種機(jī)械傳動(dòng)裝置還要適應(yīng)特殊的井 下使用環(huán)境和特殊的使用要求，即井的深度一般是從幾百米到幾千米，環(huán)境溫度可能達(dá)到IO(TC以上，井的內(nèi)徑一般在120mm—230mm,起下尤其在 海上油田起下井下設(shè)備的經(jīng)濟(jì)代價(jià)高，要求井下設(shè)備免維修保養(yǎng)下工作可靠 且連續(xù)運(yùn)行壽命超過(guò)450天。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種用于油田井下采油的，在井下轉(zhuǎn)動(dòng)式泵負(fù)載 與井下轉(zhuǎn)動(dòng)式馬達(dá)之間設(shè)置的井下轉(zhuǎn)動(dòng)式機(jī)械傳動(dòng)裝置。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它包括有變速器，聯(lián)軸節(jié)，其特征是在 井下轉(zhuǎn)動(dòng)式泵負(fù)載與井下轉(zhuǎn)動(dòng)式馬達(dá)之間依次設(shè)置有輸出端接頭，聯(lián)軸器， 止推式軸承節(jié)、補(bǔ)償式潤(rùn)滑油油箱或補(bǔ)償式潤(rùn)滑油油箱、止推式軸承節(jié)，變 速器和輸入端接頭；在聯(lián)軸器，止推式軸承節(jié)，補(bǔ)償式油箱和變速器之間分 別設(shè)置有一中間接頭，其中在軸承節(jié)與補(bǔ)償式油箱及補(bǔ)償式油箱與變速器或 軸承節(jié)與變速器之間的中間接頭內(nèi)設(shè)有彼此相通的潤(rùn)滑油通孔，在補(bǔ)償式潤(rùn) 滑油油箱的外壁上設(shè)置有傳遞外部壓力的通孔；在聯(lián)軸器的外壁上還設(shè)置有井液通孑L本發(fā)明的補(bǔ)償式潤(rùn)滑油油箱選用膠囊式潤(rùn)滑油油箱，與該油箱外壁上設(shè) 置傳遞外部壓力的通孔配合使用，從而使共用一個(gè)潤(rùn)滑油油箱的軸承節(jié)和變 速器，能自動(dòng)調(diào)節(jié)其內(nèi)腔的壓力與外部壓力平衡，因此該裝置在油田井下的 工作壽命周期內(nèi)不用維修保養(yǎng)。本發(fā)明的變速器選用行星齒輪減速器或行星齒輪增速器。為了縮小本發(fā)明機(jī)械傳動(dòng)裝置的徑向尺寸，本發(fā)明的行星齒輪減速器或 行星齒輪增速器的內(nèi)齒直接加工在外殼內(nèi)壁上。在行星齒輪減速器或行星齒輪增速器的潤(rùn)滑油內(nèi)腔還設(shè)置有用于吸附金 屬碎屑的磁性材料，從而使?jié)櫥蛢?nèi)腔的潤(rùn)滑油具有自潔功能。本發(fā)明的聯(lián)軸器由于選用撓性聯(lián)軸器，這樣提高了整個(gè)機(jī)械傳動(dòng)裝置對(duì)不同泵負(fù)載的適應(yīng)性，并且選用開(kāi)式結(jié)構(gòu)而依靠井液潤(rùn)滑，從而大大地延長(zhǎng)
在井下的使用壽命。
由于在油田井下采油的井下轉(zhuǎn)動(dòng)式泵負(fù)載與轉(zhuǎn)動(dòng)式馬達(dá)之間增設(shè)了本發(fā)
明的轉(zhuǎn)動(dòng)式機(jī)械傳動(dòng)裝置，因此起到傳遞轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡的作用，
并承擔(dān)來(lái)自泵負(fù)載的、馬達(dá)不能承受的力或力矩，在高溫、高壓、徑向尺寸
小的這種特殊環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)了馬達(dá)與泵負(fù)載的有效和可靠傳動(dòng)以及馬達(dá)輸出
性能與泵負(fù)載輸入要求的匹配，同時(shí)也顯著降低了這類(lèi)井下設(shè)備的制造和使
用成本，拓寬了這類(lèi)井下設(shè)備的使用范圍。本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方
便、使用壽命長(zhǎng)、應(yīng)用范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明的局剖結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖2是本發(fā)明的行星齒輪減速器的半剖結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖3是本發(fā)明的行星齒輪增速器的半剖結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖。
※※附圖主要部分的符號(hào)說(shuō)明※※ 1:撓性聯(lián)軸器； 3:止推式軸承節(jié)； 4:中間接頭；
5:膠囊式潤(rùn)滑油油箱；7:行星齒輪減速器； 9:軸；
12:井液通孔； 16:潤(rùn)滑油通孔； 18:通孔；
下面將通過(guò)實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但下述的實(shí)例僅僅是本發(fā)
明其中的例子而己，并不代表本發(fā)明所限定的權(quán)利保護(hù)范圍，本發(fā)明的權(quán)利
保護(hù)范圍以權(quán)利要求書(shū)為準(zhǔn)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)例l
如圖1 2所示，主要由撓性聯(lián)軸器l、止推式軸承節(jié)3、膠囊式潤(rùn)滑油 油箱5、行星齒輪減速器7依次串聯(lián)組成。在進(jìn)行本發(fā)明整體裝配前，各部 分先做為總成完成裝配，然后進(jìn)行整體連接裝配。其中聯(lián)軸器l、軸承節(jié)3、 潤(rùn)滑油油箱5之間，軸采用花鍵副連接，外殼通過(guò)中間接頭2、 4采用絲扣連接；膠囊式潤(rùn)滑油油箱5與行星齒輪減速器7之間，軸采用齒輪聯(lián)軸器連接， 外殼通過(guò)中間接頭6采用絲扣連接；輸入端與馬達(dá)之間，軸9采用花鍵副連 接，外殼采用法蘭盤(pán)8連接；輸出端與負(fù)載之間，軸10采用花鍵連接，外殼
采用法蘭頭ll連接。
如圖1所示，膠囊式潤(rùn)滑油油箱5的內(nèi)腔17與軸承節(jié)3的內(nèi)腔15通過(guò) 潤(rùn)滑油通孔16連通，膠囊式潤(rùn)滑油油箱5的內(nèi)腔20與行星齒輪減速器7的 內(nèi)腔22通過(guò)通孔21連通，膠囊式潤(rùn)滑油油箱5的內(nèi)腔17和內(nèi)腔20是相通的。
如圖1所示，膠囊式潤(rùn)滑油油箱5通過(guò)膠囊19的膨脹與收縮和傳遞外部 壓力的通孔18來(lái)實(shí)現(xiàn)內(nèi)腔與外部的壓力平衡。
如圖1所示，井液通過(guò)井液通孔12和通孔14進(jìn)入聯(lián)軸器空心軸13內(nèi)。 如圖2所示，行星齒輪減速器7采用NGW型，該減速情況主要用于負(fù) 載為螺桿泵的采油情況。該行星齒輪減速器7主要由中心輪軸701，行星架 704，外殼703，齒輪聯(lián)軸器706組成；為中心輪軸701輸入，行星架704輸 出，內(nèi)齒直接加工在外殼703內(nèi)壁上，潤(rùn)滑油自潔功能是通過(guò)吸附金屬碎屑 的永磁件702、 705來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 實(shí)例2
如圖3所示，圖中的30為行星齒輪增速器，該行星齒輪增速器30替換 圖1中的行星齒輪減速器7時(shí)，則為增速情況，該增速情況主要用于負(fù)載為 離心泵的采油情況。該行星齒輪增速器30主要由行星架301，中心輪軸304， 外殼3CB，齒輪聯(lián)軸器306組成；為行星架301輸入，中心輪軸304輸出，， 內(nèi)齒直接加工在外殼303內(nèi)壁上，潤(rùn)滑油自潔功能是通過(guò)吸附金屬碎屑的永 磁件302、 305來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
增速情況與減速情況相比較除了減速器為增速器外，其余基本相同，
這樣設(shè)計(jì)是為了實(shí)現(xiàn)兩者的互換性，因此不再贅述。
權(quán)利要求
1、一種油田井下轉(zhuǎn)動(dòng)式機(jī)械傳動(dòng)裝置，它包括有變速器，聯(lián)軸節(jié)，其特征是在井下轉(zhuǎn)動(dòng)式泵負(fù)載與井下轉(zhuǎn)動(dòng)式馬達(dá)之間依次設(shè)置有輸出端接頭，聯(lián)軸器，止推式軸承節(jié)、補(bǔ)償式潤(rùn)滑油油箱或補(bǔ)償式潤(rùn)滑油油箱、止推式軸承節(jié)，變速器和輸入端接頭；在聯(lián)軸器，止推式軸承節(jié)，補(bǔ)償式油箱和變速器之間分別設(shè)置有一中間接頭，其中在軸承節(jié)與補(bǔ)償式油箱及補(bǔ)償式油箱與變速器或軸承節(jié)與變速器之間的中間接頭內(nèi)設(shè)有彼此相通的潤(rùn)滑油通孔，在補(bǔ)償式潤(rùn)滑油油箱的外壁上設(shè)置有傳遞外部壓力的通孔；在聯(lián)軸器的外壁上還設(shè)置有井液通孔。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田井下轉(zhuǎn)動(dòng)式機(jī)械傳動(dòng)裝置，其特征是聯(lián)軸器為依靠井液潤(rùn)滑的撓性聯(lián)軸器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的油田井下轉(zhuǎn)動(dòng)式機(jī)械傳動(dòng)裝置，其特征是補(bǔ) 償式潤(rùn)滑油油箱為膠囊式潤(rùn)滑油油箱。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的油田井下轉(zhuǎn)動(dòng)式機(jī)械傳動(dòng)裝置，其特征是變 速器為行星齒輪減速器或行星齒輪增速器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的油田井下轉(zhuǎn)動(dòng)式機(jī)械傳動(dòng)裝置，其特征是行 星齒輪減速器或行星齒輪增速器的內(nèi)齒直接加工在外殼內(nèi)壁上。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的油田井下轉(zhuǎn)動(dòng)式機(jī)械傳動(dòng)裝置，其特征是在 行星齒輪減速器或行星齒輪增速器的潤(rùn)滑油內(nèi)腔還設(shè)置有用于吸附金屬碎屑 的磁性材料。
全文摘要
一種用于油田井下采油的井下轉(zhuǎn)動(dòng)式機(jī)械傳動(dòng)裝置，在井下轉(zhuǎn)動(dòng)式馬達(dá)與井下轉(zhuǎn)動(dòng)式泵負(fù)載之間，起到傳遞轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡的作用，并承擔(dān)來(lái)自泵負(fù)載的、馬達(dá)不能承受的力或力矩。主要包括聯(lián)軸器、軸承節(jié)、潤(rùn)滑油油箱、變速器、輸出端接頭和輸入端接頭，其中變速器采用減速器或增速器。與馬達(dá)和泵負(fù)載的連接方式是軸間采用絲扣或花鍵連接，外殼采用絲扣或法蘭連接。本發(fā)明的主要特征是在高溫、高壓、徑向尺寸小的這種特殊環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)了馬達(dá)與泵負(fù)載的有效傳動(dòng)以及馬達(dá)輸出性能與泵負(fù)載輸入要求的匹配，同時(shí)也顯著降低了這類(lèi)井下設(shè)備的制造和使用成本，拓寬了這類(lèi)井下設(shè)備的使用范圍。
文檔編號(hào)E21B43/00GK101225738SQ20081001042
公開(kāi)日2008年7月23日 申請(qǐng)日期2008年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月19日
發(fā)明者鋒 鮑, 鮑貴田 申請(qǐng)人:鋒 鮑