專利名稱：雙進(jìn)單出潛油螺桿泵采油裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種油田采油系統(tǒng)用的采油裝置，特別是一種顯著延長(zhǎng)使用周
期、加大采油量、擴(kuò)大適用范圍的雙進(jìn)單出潛油螺桿泵采油裝置。
背景技術(shù)：
目前，由于油田采油系統(tǒng)中采用的潛油螺桿泵裝置，采油的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能顯著、無(wú)桿
管偏磨、占地面積小、適合含砂和含水量較多的油田，所以得到了廣泛應(yīng)用。國(guó)內(nèi)、外油田
在采油過(guò)程中，為了獲得環(huán)保、節(jié)能、高效等優(yōu)點(diǎn)，其潛油螺桿泵采油系統(tǒng)普遍都在對(duì)其機(jī)
械傳動(dòng)裝置進(jìn)行改進(jìn)?，F(xiàn)有潛油螺桿泵采油系統(tǒng)用的機(jī)械傳動(dòng)裝置，如各種減速器、聯(lián)軸
節(jié)及其組合機(jī)構(gòu)等較多，但均不能直接運(yùn)用于潛油螺桿泵采油系統(tǒng)。因其無(wú)法傳遞和承受
較大的軸向壓力，不能自動(dòng)對(duì)螺桿泵轉(zhuǎn)子偏心量調(diào)整和難以在正常運(yùn)轉(zhuǎn)期內(nèi)對(duì)傳動(dòng)部件進(jìn)
行自潤(rùn)滑保護(hù)，對(duì)含砂量大的采油系統(tǒng)中使用的潛油螺桿泵也一直沒(méi)有理想的防止泥沙
沉積的措施，故降低了采油效率，增加了維護(hù)成本。專利公告號(hào)為CN2173871Y的"雙向?qū)?br>
稱單螺桿抽油泵"，該裝置將對(duì)稱布置雙向工作的兩個(gè)螺桿泵的螺桿通過(guò)撓軸連接起來(lái)，試
圖以兩個(gè)螺桿轉(zhuǎn)子抵消軸向力，這種均衡軸向力的設(shè)計(jì)不合理，無(wú)法在深井內(nèi)得到實(shí)際應(yīng)
用。為此，專利公告號(hào)為CN2821226Y的"電潛螺桿泵上的壓力平衡裝置"、專利公告號(hào)為
CN100434701C的"一種電潛螺桿泵的軸向力液力止推機(jī)構(gòu)"的報(bào)導(dǎo)中都公開(kāi)了對(duì)螺桿軸向
力進(jìn)行平衡抵消的設(shè)計(jì)，但由于受使用條件的限制，其使用壽命都達(dá)不到理想周期。 針對(duì)上述存在的問(wèn)題，本發(fā)明人曾設(shè)計(jì)出一種"電潛螺桿泵采油系統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)裝
置"(專利公告號(hào)為CN201059345Y)，該機(jī)械傳動(dòng)裝置除具有傳遞扭矩大、傳動(dòng)效率高的特點(diǎn)
外，還能對(duì)螺桿泵轉(zhuǎn)子偏心量實(shí)現(xiàn)較大范圍的調(diào)整，顯著提高其使用壽命和采油效率，不僅
可以對(duì)含水量多、含氣量大的油田進(jìn)行正常開(kāi)采作業(yè)，而且能有效地防止含砂量大的采油
系統(tǒng)發(fā)生泥沙沉積。該裝置包括分別與置于油井套管內(nèi)的潛油電機(jī)、螺桿泵相接的漸開(kāi)線
行星減速器、油保護(hù)器(強(qiáng)力潤(rùn)滑自動(dòng)補(bǔ)償保護(hù)器)、球鉸型自動(dòng)調(diào)心聯(lián)軸體等件。這種機(jī)
械傳動(dòng)裝置的特點(diǎn)是聯(lián)軸器的下部裝有隔離密封把上、下油隔開(kāi)，下面在裝置內(nèi)用的是潤(rùn)
滑油，只有在聯(lián)軸器的隔離密封上部開(kāi)有原油進(jìn)口，在潛油螺桿泵旋轉(zhuǎn)時(shí)原油從這些孔進(jìn)
入泵的下端入口。潛油螺桿泵通過(guò)旋轉(zhuǎn)向上推油的同時(shí)，存在一個(gè)方向向下的反作用力，這
個(gè)反力就由設(shè)在隔離密封下的推力軸承來(lái)承載，并且都要采用一種持殊結(jié)構(gòu)的限徑軸承來(lái)
承載反力。但是，在軸承外徑受限的情況下，無(wú)法設(shè)計(jì)出壽命更好的軸承，因此，限徑軸承的
使用壽命仍達(dá)不到理想周期，軸承的疲勞破壞會(huì)導(dǎo)致整個(gè)采油系統(tǒng)癱瘓。為解決這個(gè)使用
壽命短的問(wèn)題，也曾設(shè)計(jì)出了許多不同結(jié)構(gòu)的軸承，由于螺桿的反力很大，加之井下復(fù)雜作
業(yè)的工況，仍然滿足不了采油裝置長(zhǎng)期作業(yè)的要求。 因油井的尺寸限定了該裝置的推力軸承外徑尺寸，在軸承外徑受限的情況下，無(wú) 法設(shè)計(jì)出壽命更好的軸承，軸承的疲勞破壞會(huì)導(dǎo)致整個(gè)采油系統(tǒng)癱瘓。軸承的使用壽命 是動(dòng)負(fù)荷系數(shù)與實(shí)際負(fù)載之商的一個(gè)指數(shù)倍，在限徑條件下不可能把動(dòng)負(fù)荷系數(shù)提高得很 大，結(jié)果使大多數(shù)的此種采油系統(tǒng)中的采油裝置都會(huì)因?yàn)檩S承的抗疲勞能力不足，而首先遭到破壞。軸承破壞以后阻力的突然加大會(huì)繼續(xù)損壞系統(tǒng)中的減速機(jī)和電機(jī)等部件。要維 持繼續(xù)生產(chǎn)不僅要取出被損壞了的采油裝置，還要再下一套新的采油裝置，從而造成了很 大的經(jīng)濟(jì)損失。所以還不能充分發(fā)揮它的優(yōu)勢(shì)。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種雙進(jìn)單出潛油螺桿泵采油裝置，它解決了現(xiàn)有潛油
螺桿泵采油裝置存在的軸承使用壽命短等問(wèn)題，其結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)科學(xué)，受力分布匹配合理，
除具有電潛螺桿泵采油系統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)裝置的優(yōu)點(diǎn)外，還能有效地提高軸承的使用壽命，大
大延長(zhǎng)采油裝置的使用周期，降低維護(hù)成本，顯著提高采油作業(yè)效率和產(chǎn)油量。
本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是該雙進(jìn)單出潛油螺桿泵采油裝置包括由下往上
依次聯(lián)接在井管中的潛油電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)的行星減速器、螺桿泵和與泵體連接的油保護(hù)器、
推力聯(lián)軸器、出油單向閥及輸油管組，其技術(shù)要點(diǎn)是所述螺桿泵采用帶有上進(jìn)油孔的排
量小的上螺桿泵和帶有下進(jìn)油孔的排量大的下螺桿泵，所述上、下螺桿泵的旋向相反的泵
桿通過(guò)組裝在匯流體內(nèi)的萬(wàn)向聯(lián)軸器鉸接在一起，所述上螺桿泵的泵體通過(guò)組裝在一起的
分流套、壓緊套與所述出油單向閥和輸油管組聯(lián)接，通過(guò)隔流體組裝在一起的所述導(dǎo)流體
和分流套內(nèi)分別設(shè)置軸向匯流出油孔，所述下螺桿泵的泵體通過(guò)過(guò)渡套與所述的匯流體聯(lián)接。 所述推力聯(lián)軸器的輸出齒輪軸與所述下螺桿泵的泵桿聯(lián)接，所述推力聯(lián)軸器的花 鍵軸通過(guò)油保護(hù)器、行星減速器聯(lián)接潛油電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸。 本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)及積極效果是由于本實(shí)用新型采用本發(fā)明人在先專利 "電潛螺桿泵采油系統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)裝置"的機(jī)械傳動(dòng)裝置，其結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)科學(xué)，是采用同一 個(gè)萬(wàn)向聯(lián)軸器同時(shí)聯(lián)接上、下兩個(gè)螺桿泵的旋向相反的泵桿(轉(zhuǎn)子)，帶有上進(jìn)油孔的排量 小的上螺桿泵是從泵的上端進(jìn)油，其泵桿整體受力方向向上；帶有下進(jìn)油孔的排量大的下 螺桿泵是從泵的下端進(jìn)油，其泵桿整體受力方向向下，所以受力分布匹配合理，上、下這兩 個(gè)油流的壓力方向相反，可在很大程度上抵消一部分下螺桿泵的泵桿對(duì)下面裝置中軸承的 反作用力，使下方軸承承受的反作用合力變小。與現(xiàn)有"雙向?qū)ΨQ單螺桿抽油泵"相比，本 實(shí)用新型采用的是雙向非對(duì)稱單螺桿抽油泵，經(jīng)過(guò)科學(xué)計(jì)算和合理匹配，上面的排量小，下 面的排量大，這樣，整個(gè)系統(tǒng)的軸向力由兩個(gè)聯(lián)軸機(jī)構(gòu)分解承擔(dān)，有效地提高每個(gè)聯(lián)軸機(jī)構(gòu) 中軸承的使用壽命，這是提高整個(gè)采油系統(tǒng)使用壽命的關(guān)鍵。這樣，推力軸承所接受的實(shí)際 負(fù)荷值就會(huì)很小，因此，將有效地提高軸承的使用壽命，它解決了現(xiàn)有潛油螺桿泵采油裝置 存在的軸承使用壽命短等問(wèn)題。除具有電潛螺桿泵采油系統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)裝置的優(yōu)點(diǎn)外，還能 有效地提高軸承的使用壽命，大大延長(zhǎng)采油裝置的使用周期，降低維護(hù)成本。 因該裝置是在一口油井內(nèi)采用兩個(gè)螺桿泵聯(lián)合作業(yè)，單位時(shí)間內(nèi)油量有了大幅度 提升，產(chǎn)量也相應(yīng)的提高，故顯著提高采油作業(yè)效率和產(chǎn)油量。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
圖1是本實(shí)用新型的一種具體結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中序號(hào)說(shuō)明1井管、2錨定器、3潛油電機(jī)、4行星減速器、5油保護(hù)器、6推力聯(lián)軸器、7下進(jìn)油孔、8過(guò)渡套、9下螺桿泵、10匯流體、11萬(wàn)向聯(lián)軸器、12導(dǎo)流體、13上螺桿泵、 14隔流體、15分流套、16上進(jìn)油孔、17匯流出油孔、18壓緊套、19出油單向閥、20輸油管組。
具體實(shí)施方式根據(jù)
圖1詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)。該雙進(jìn)單出潛油螺桿泵采油裝置是下 到油田的井管1中進(jìn)行作業(yè)的，并利用錨定器2將該裝置在井管1中進(jìn)行定心固定。其包括 由下往上依次聯(lián)接在井管1中的潛油電機(jī)3、行星減速器4、油保護(hù)器5、推力聯(lián)軸器6、過(guò)渡 套8、下螺桿泵9、匯流體10、萬(wàn)向聯(lián)軸器11、導(dǎo)流體12、上螺桿泵13、隔流體14、分流套15、 壓緊套18、出油單向閥19及輸油管組20等件。其中有些部件，如錨定器2、潛油電機(jī)3、萬(wàn)向 聯(lián)軸器11 、 18壓緊套、出油單向閥19、輸油管組20等的結(jié)構(gòu)基本上采用通用部件，有些部件 與本發(fā)明人在先專利"電潛螺桿泵采油系統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)裝置"(專利公告號(hào)為CN201059345Y) 中的一些部件結(jié)構(gòu)相同。如行星減速器4即為其漸開(kāi)線行星減速器，油保護(hù)器5即為其強(qiáng) 力潤(rùn)滑自動(dòng)補(bǔ)償保護(hù)器，推力聯(lián)軸器6即為其球鉸型自動(dòng)調(diào)心聯(lián)軸體。所用螺桿泵采用帶 有上進(jìn)油孔16的排量小的上螺桿泵13和帶有下進(jìn)油孔7的排量大的下螺桿泵9。其上、下 螺桿泵13、9的旋向相反的泵桿通過(guò)組裝在匯流體10內(nèi)的萬(wàn)向聯(lián)軸器11鉸接在一起。上 螺桿泵13的泵體(定子)通過(guò)組裝在一起的分流套15、壓緊套18與出油單向閥19和輸油 管組20聯(lián)接。匯流體10和導(dǎo)流體12、隔流體14、分流套15、壓緊套18、出油單向閥19和 通往地上的輸油管組20通過(guò)螺紋連接在一起。下螺桿泵9的泵體(定子)通過(guò)過(guò)渡套8、 油保護(hù)器5和推力聯(lián)軸器6固定聯(lián)接在行星減速器4的外殼上。導(dǎo)流體12和分流套15通 過(guò)隔流體14組裝在一起，在導(dǎo)流體12和分流套15內(nèi)分別設(shè)置軸向匯流出油孔17，下螺桿 泵9的泵體通過(guò)過(guò)渡套8與匯流體10聯(lián)接。 推力聯(lián)軸器6的輸出齒輪軸與下螺桿泵9的泵桿聯(lián)接，推力聯(lián)軸器6的花鍵軸通 過(guò)油保護(hù)器5、行星減速器4聯(lián)接潛油電機(jī)3驅(qū)動(dòng)軸。通過(guò)推力聯(lián)軸器6的輸出齒輪軸及其 外齒內(nèi)套與同一內(nèi)齒外套相嚙合所組成的零齒差內(nèi)嚙合齒輪副傳動(dòng)，利用兩個(gè)齒輪的徑向 變位和切向變位的優(yōu)化組合，可以保證單向偏心量最大達(dá)到6mm，兩對(duì)內(nèi)嚙合齒輪副保證了 雙向偏心量最大達(dá)到12mm，以適應(yīng)螺桿泵轉(zhuǎn)子的偏心運(yùn)動(dòng)要求。這樣可使油保護(hù)器5和行 星減速器4不承擔(dān)螺桿泵轉(zhuǎn)子反饋回來(lái)的軸向力，并使行星減速器4輸出軸的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn) 換為單螺桿泵轉(zhuǎn)子行星偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。分流套15的定位是用壓緊套18實(shí)現(xiàn)的。出油的單向閥 19與輸油管組20連通，將油引到地上。 采油作業(yè)時(shí)，潛油電機(jī)3驅(qū)動(dòng)行星減速器4旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)油保護(hù)器5和推力聯(lián)軸器6 花鍵軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)推力聯(lián)軸器6的輸出齒輪軸帶動(dòng)下螺桿泵9和通過(guò)萬(wàn)向聯(lián)軸器11 鉸接的上螺桿泵13轉(zhuǎn)動(dòng)。原油分別從下螺桿泵9的下進(jìn)油孔7和上螺桿泵13的上進(jìn)油孔 16進(jìn)入兩個(gè)泵的吸入?yún)^(qū)，經(jīng)兩個(gè)泵傳至匯流體10。匯流后的原油流經(jīng)導(dǎo)流體12和分流套 15的軸向匯流出油孔17，再經(jīng)單向閥19進(jìn)入輸油管組20。
權(quán)利要求一種雙進(jìn)單出潛油螺桿泵采油裝置，包括由下往上依次聯(lián)接在井管中的潛油電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)的行星減速器、螺桿泵和與泵體連接的油保護(hù)器、推力聯(lián)軸器、出油單向閥及輸油管組，其特征在于所述螺桿泵采用帶有上進(jìn)油孔的排量小的上螺桿泵和帶有下進(jìn)油孔的排量大的下螺桿泵，所述上、下螺桿泵的旋向相反的泵桿通過(guò)組裝在匯流體內(nèi)的萬(wàn)向聯(lián)軸器鉸接在一起，所述上螺桿泵的泵體通過(guò)組裝在一起的分流套、壓緊套與所述出油單向閥和輸油管組聯(lián)接，通過(guò)隔流體組裝在一起的所述導(dǎo)流體和分流套內(nèi)分別設(shè)置軸向匯流出油孔，所述下螺桿泵的泵體通過(guò)過(guò)渡套與所述的匯流體聯(lián)接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙進(jìn)單出潛油螺桿泵采油裝置，其特征在于所述推力聯(lián)軸器的輸出齒輪軸與所述下螺桿泵的泵桿聯(lián)接，所述推力聯(lián)軸器的花鍵軸通過(guò)油保護(hù)器、行星減速器聯(lián)接潛油電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸。
專利摘要一種雙進(jìn)單出潛油螺桿泵采油裝置，它解決了現(xiàn)有潛油螺桿泵采油裝置存在的軸承使用壽命短等問(wèn)題，其包括由下往上依次聯(lián)接在井管中的潛油電機(jī)、行星減速器、螺桿泵、油保護(hù)器、推力聯(lián)軸器、出油單向閥及輸油管組，其技術(shù)要點(diǎn)是螺桿泵采用帶有上進(jìn)油孔的排量小的上螺桿泵和帶有下進(jìn)油孔的排量大的下螺桿泵，上、下螺桿泵旋向相反的泵桿通過(guò)萬(wàn)向聯(lián)軸器鉸接在一起，上螺桿泵的泵體與出油單向閥和輸油管組聯(lián)接，導(dǎo)流體和分流套內(nèi)分別設(shè)置軸向匯流出油孔。其結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)科學(xué)，受力分布匹配合理，除具有電潛螺桿泵采油系統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)裝置的優(yōu)點(diǎn)外，能有效地提高軸承的使用壽命，延長(zhǎng)采油裝置的使用周期，降低維護(hù)成本，顯著提高采油作業(yè)效率和產(chǎn)油量。
文檔編號(hào)F04B47/02GK201443494SQ20092001616
公開(kāi)日2010年4月28日 申請(qǐng)日期2009年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月7日
發(fā)明者周作督, 張幼軍, 王世杰 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)工業(yè)大