平衡式金屬螺桿泵的制作方法
【專利摘要】一種平衡式金屬螺桿泵，其外泵筒底部內(nèi)側(cè)與下接頭頂部連接，其頂部與上接頭連接；定子設置于外泵筒內(nèi)，且其底部與下接頭頂部固定連接；定子為一金屬材料制成的螺旋管柱，且其與外泵筒之間具有間隙，該定子于其軸向及徑向均具有柔性；定子頂部固定于外泵筒內(nèi)側(cè)，且定子與外泵筒內(nèi)側(cè)的連接處留有連通間隙及外泵筒上方油管的壓力補償通道；轉(zhuǎn)子為一外徑能夠與定子的螺旋管柱的內(nèi)徑配合形成抽油密封空間的螺桿，轉(zhuǎn)子頂部設有連接頭，連接頭與一抽油桿連接。本實用新型的一種平衡式金屬螺桿泵，適用于稠油熱采，提高油田包括蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)、SAGD井的舉升效率，改善稠油熱采實施效果。
【專利說明】平衡式金屬螺桿泵
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種螺桿泵，尤其是涉及一種應用于石油開采領域的平衡式全金屬的平衡式金屬螺桿泵。
【背景技術】
[0002]螺桿泵適用于輸送高粘、腐蝕性流體而在稠油冷采中得到廣泛應用。高粘度稠油流動阻力大，冷采難以有效、經(jīng)濟的開采，需升高溫度，降低粘度，熱采是開采稠油的有效方法。然而，對于熱力采油措施井來說，常規(guī)螺桿泵定子使用的是橡膠制品，其耐溫溫度只有160°C左右，當遇高溫蒸汽時，過熱會引起定子橡膠退化而燒毀，出現(xiàn)溫脹、溶脹甚至與定子鋼套分離，導致泵的壽命下降。更換定子時，要同時起下油管和抽油桿，作業(yè)費用高，同時定子在更換后不能重復利用，增加了采油成本。針對上述問題，全金屬螺桿泵是發(fā)展方向。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型解決的技術問題是提供一種平衡式金屬螺桿泵，大幅度降低整泵的漏失量，提聞栗效。
[0004]本實用新型的技術解決方案是:
[0005]一種平衡式金屬螺桿泵，其特征在于，該平衡式金屬螺桿泵包括外泵筒、定子、轉(zhuǎn)子、上接頭及下接頭；
[0006]所述外泵筒底部內(nèi)側(cè)與所述下接頭頂部連接，其頂部與所述上接頭連接；
[0007]所述定子設置于所述外泵筒內(nèi)，且其底部與所述下接頭頂部固定連接；所述定子為一金屬材料制成的螺旋管柱，且其與所述外泵筒之間具有間隙，該定子于其軸向及徑向均具有柔性；所述定子頂部固定于所述外泵筒內(nèi)側(cè)，且所述定子頂部與所述外泵筒內(nèi)側(cè)的連接處留有連通所述間隙及外泵筒上方油管的壓力補償通道；
[0008]所述轉(zhuǎn)子為一外徑能夠與所述定子的螺旋管柱的內(nèi)徑配合形成抽油密封空間的螺桿，該轉(zhuǎn)子頂部設有連接頭，該連接頭與一抽油桿連接。
[0009]上述的平衡式金屬螺桿泵，其中，所述定子為均勻壁厚的薄壁金屬螺旋管柱。
[0010]上述的平衡式金屬螺桿泵，其中，所述定子的壁厚范圍為2.5mm?4mm。
[0011]上述的平衡式金屬螺桿泵，其中，所述外泵筒為金屬材料制成的金屬泵筒，所述外泵筒及定子分別采用鋼管制成，所述鋼管為45號鋼、304不銹鋼、316L不銹鋼或40Cr標準鋼制成。
[0012]上述的平衡式金屬螺桿泵，其中，所述平衡式金屬螺桿泵耐高溫大于280°C。
[0013]由以上說明得知，本實用新型確實具有如下的優(yōu)點:
[0014]1.大幅提聞螺桿栗耐聞溫性，耐溫聞達280 C以上；
[0015]2.具有高耐磨、耐腐蝕性，能夠適應高含砂蒸汽驅(qū)、SAGD等高溫高產(chǎn)油井；
[0016]3.與傳統(tǒng)螺桿泵相比泵效提高10%以上；
[0017]4.大幅提高螺桿泵下泵深度。[0018]具體如下:
[0019]⑴全金屬螺桿抽油泵技術。本實用新型的螺桿泵定子和轉(zhuǎn)子以及附件均由特種合金做成，以增加螺桿泵的耐溫性。
[0020]⑵彈性等壁厚金屬螺桿泵定子技術。為了克服現(xiàn)有的螺桿泵定子不同截面內(nèi)膨脹量不同導致泵效低，啟動力矩大以及抽油桿易斷脫的不足，本實用新型提供一種彈性等壁厚金屬螺桿泵定子，泵筒由內(nèi)彈性等壁厚金屬定子和外層金屬外泵筒組成，金屬定子的硬度高，有極小的膨脹量，這樣在金屬定子厚度均勻的情況下，轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)轉(zhuǎn)動時，定子摩擦受熱后不同的截面膨脹量相同。
[0021]⑶金屬定子在軸向和徑向均具有柔性，泵筒與定子之間的間隙在液柱壓力作用下，可自動補償定子內(nèi)部的壓力，液柱壓力升高則定子與轉(zhuǎn)子時間的密封間隙縮小，可以大幅度降低整泵的漏失量，提高泵效。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1本實用新型的平衡式金屬螺桿泵示意圖；
[0023]圖2本實用新型的金屬定子示意圖；
[0024]圖3本實用新型的金屬轉(zhuǎn)子示意圖。
[0025]主要元件標號說明:
[0026]本實用新型:
[0027]1:外泵筒2:定子3:轉(zhuǎn)子
[0028]4:下接頭5:間隙6:密封間隙
[0029]7:壓力補償通道
【具體實施方式】
[0030]本實用新型的一種平衡式金屬螺桿泵，其較佳的，該平衡式金屬螺桿泵包括外泵筒、定子、轉(zhuǎn)子、上接頭及下接頭；所述外泵筒底部內(nèi)側(cè)與所述下接頭頂部連接，其頂部與所述上接頭連接；所述定子設置于所述外泵筒內(nèi)，且其底部與所述下接頭頂部固定連接；所述定子為一金屬材料制成的螺旋管柱，且其與所述外泵筒之間具有間隙，該定子于其軸向及徑向均具有柔性；所述定子頂部固定于所述外泵筒內(nèi)側(cè)，且所述定子頂部與所述外泵筒內(nèi)側(cè)的連接處留有連通所述間隙及外泵筒上方油管的壓力補償通道；所述轉(zhuǎn)子為一外徑能夠與所述定子的螺旋管柱的內(nèi)徑配合形成抽油密封空間的螺桿，該轉(zhuǎn)子頂部設有連接頭，該連接頭與一抽油桿連接。本實用新型提供的一種平衡式金屬螺桿泵，適用于稠油熱采，提高油田包括蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)、SA⑶井的舉升效率，改善稠油熱采實施效果。
[0031]為了對本實用新型的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照【專利附圖】

【附圖說明】本實用新型的【具體實施方式】。
[0032]請參閱圖1至圖3所示。本實用新型的一種平衡式金屬螺桿泵，其較佳的實施例中，該平衡式金屬螺桿泵包括外泵筒1、定子2、轉(zhuǎn)子3、上接頭及下接頭4 ;所述外泵筒I底部內(nèi)側(cè)與所述下接頭4頂部連接，其頂部與所述上接頭連接；所述定子2設置于所述外泵筒I內(nèi)，且其底部與所述下接頭4頂部固定密封連接；下方的原油能夠經(jīng)由定子2向上輸送。
[0033]所述定子2為一金屬材料制成的螺旋管柱，且其與所述外泵筒I之間具有間隙5，該定子2于其軸向及徑向均具有柔性，所以，該定子2能夠在受到壓力或者溫度變化時發(fā)生一定的形變，以適應壓力和溫度的變化而改變定子2內(nèi)部空間的大小。所述定子2頂部固定于所述外泵筒I內(nèi)側(cè)表面，且所述定子2頂部與所述外泵筒I內(nèi)側(cè)表面的連接處留有連通所述間隙5及外泵筒I上方油管的壓力補償通道7 ;借此，從下方泵取的原油在被提升至定子2頂端后，會經(jīng)由所述壓力補償通道7進入定子2于外泵筒I之間的間隙5中，并且充滿整個間隙5，同時其壓力與定子2上方油管的壓力相同。
[0034]所述轉(zhuǎn)子3為一外徑能夠與所述定子2的螺旋管柱的內(nèi)徑配合形成抽油密封空間的螺桿，該轉(zhuǎn)子3頂部設有連接頭，該連接頭與一抽油桿連接。通過抽油桿的帶動，使轉(zhuǎn)子3在所述定子2內(nèi)的螺旋間隙配合形成連續(xù)的密封腔體，隨著轉(zhuǎn)子3的轉(zhuǎn)動，密封腔有吸入端沿軸向朝頂部的排出端推移，隨之介質(zhì)也由吸入端到達排出端，實現(xiàn)抽油的作業(yè)。
[0035]如上所述的本實用新型的平衡式金屬螺桿泵，通過橫向及軸向均具有柔性的金屬定子2和定子2外側(cè)的外泵筒I之間設有間隙5，并且在間隙5頂部設有壓力補償通道7，使經(jīng)由定子2內(nèi)部抽取的介質(zhì)能夠進入該間隙5中，借此，在抽油作業(yè)過程中，當液柱的壓力升高，該間隙5在液柱壓力的作用下，能夠使定子2于轉(zhuǎn)子3之間的密封間隙6縮小，從而大幅度的降低整泵的漏失量，提高了泵效。
[0036]上述本實用新型的平衡式金屬螺桿泵，其較佳的實施例中，所述定子2為均勻壁厚的薄壁金屬螺旋管柱。彈性等壁厚的金屬定子2，泵筒由內(nèi)部彈性等壁厚金屬定子2和外層金屬泵筒組成，金屬定子2的硬度高，有極小的膨脹量，這樣在金屬定子2厚度均勻的情況下，轉(zhuǎn)子3在定子2內(nèi)轉(zhuǎn)動時，定子2摩擦受熱后不同的截面膨脹量相同。
[0037]上述本實用新型的平衡式金屬螺桿泵，其較佳的，所述定子2的壁厚范圍為
2.5_?4_，該范圍可以使定子2在泵筒內(nèi)的形變及受熱膨脹量達到較佳狀態(tài)，但不以此為限。
[0038]上述的平衡式金屬螺桿泵，其中，所述外泵筒I為金屬材料制成的金屬泵筒，所述外泵筒I及定子2分別采用鋼管制成，所述鋼管為45號鋼、304不銹鋼、316L不銹鋼或40Cr標準鋼制成。但并不以此為限，只要能夠滿足定子2的壓力補償變化的材質(zhì)均可。
[0039]更進一步的，本實用新型的平衡式金屬螺桿泵，不僅集以下兩項關鍵技術于一體，形成了高泵效的金屬螺桿泵。
[0040]第一，是全金屬螺桿抽油泵技術。本實用新型的螺桿泵定子2和轉(zhuǎn)子3以及附件均由特種合金做成，以增加螺桿泵的耐溫性。
[0041]第二，是彈性等壁厚金屬螺桿泵定子技術。為了克服現(xiàn)有的螺桿泵定子不同截面內(nèi)膨脹量不同導致泵效低，啟動力矩大以及抽油桿易斷脫的不足，本實用新型采用彈性等壁厚的金屬定子2，該螺桿泵的泵筒由內(nèi)部彈性等壁厚金屬定子和外部金屬外泵筒I組成，金屬定子2的硬度高，有極小的膨脹量，這樣在金屬定子2厚度均勻的情況下，轉(zhuǎn)子3在定子2內(nèi)轉(zhuǎn)動時，定子摩擦受熱后不同的截面膨脹量相同。
[0042]而更進一步的是，本實用新型的平衡式金屬螺桿泵還具有壓力補償?shù)墓δ埽钩橛瓦^程中，液柱壓力越大，定子2與轉(zhuǎn)子3之間的密封間隙6越小，抽油效果更好。由于金屬定子在軸向和徑向均具有柔性，外泵筒I與定子之間的間隙5在液柱壓力作用下，可自動補償壓力，向定子內(nèi)部產(chǎn)生更大的壓力，從而液柱壓力升高則使密封間隙6更進一步的縮小，可以大幅度降低整泵的漏失量，提高泵效。[0043]下面結(jié)合附圖對本實用新型的一較佳的實施例進一步的具體說明:
[0044]由圖1所示，該平衡式金屬螺桿泵由等壁厚薄壁定子2、下接頭4、外泵筒1、轉(zhuǎn)子3組成。等壁厚薄壁定子2的原材料采用鋼管(材質(zhì)可以是45號鋼、304、316L、40Cr等等)。鋼管在特定的機構(gòu)中(螺旋擠出機)擠壓，通過調(diào)整各項參數(shù)，使之能夠直接成型，等壁厚薄壁定子2的厚度一般是2.5?4mm。
[0045]實際使用時，將等壁厚薄壁定子2、下接頭4、外泵筒I組成的固定組件隨油管下入固定位置，轉(zhuǎn)子3隨抽油桿下入等壁厚薄壁定子2內(nèi)，完井后可進行生產(chǎn)，轉(zhuǎn)子3與等壁厚薄壁定子2的螺旋狀間隙配合形成連續(xù)密封的腔體，隨著轉(zhuǎn)子3的轉(zhuǎn)動，密封腔由吸入端沿軸向朝排出端推移，隨之介質(zhì)也由吸入端到達排出端，轉(zhuǎn)子3在等壁厚薄壁定子2腔室內(nèi)運動過程中，與等壁厚薄壁定子2摩擦產(chǎn)生熱量，由于等壁厚薄壁定子2厚度均勻，膨脹量相等，使等壁厚薄壁定子2磨損相同，定子線形基本保持不變，提高了泵效，降低了啟動扭矩。同時等壁厚薄壁定子2在徑向上具有柔性，外泵筒I與定子之間的彈性間隙在液柱壓力作用下，可自動補償定子內(nèi)部的壓力，液柱壓力升高則定子于轉(zhuǎn)子之間的密封間隙6縮小，可以大幅度降低整泵的漏失量，提高泵效。
[0046]以上所述僅為本實用新型示意性的【具體實施方式】，并非用以限定本實用新型的范圍。任何本領域的技術人員，在不脫離本實用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應屬于本實用新型保護的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種平衡式金屬螺桿泵，其特征在于，該平衡式金屬螺桿泵包括外泵筒、定子、轉(zhuǎn)子、上接頭及下接頭； 所述外泵筒底部內(nèi)側(cè)與所述下接頭頂部連接，其頂部與所述上接頭連接； 所述定子設置于所述外泵筒內(nèi)，且其底部與所述下接頭頂部固定連接；所述定子為一金屬材料制成的螺旋管柱，且其與所述外泵筒之間具有間隙，該定子于其軸向及徑向均具有柔性；所述定子頂部固定于所述外泵筒內(nèi)側(cè)，且所述定子頂部與所述外泵筒內(nèi)側(cè)的連接處留有連通所述間隙及外泵筒上方油管的壓力補償通道； 所述轉(zhuǎn)子為一外徑能夠與所述定子的螺旋管柱的內(nèi)徑配合形成抽油密封空間的螺桿，該轉(zhuǎn)子頂部設有連接頭，該連接頭與一抽油桿連接。
2.如權(quán)利要求1所述的平衡式金屬螺桿泵，其特征在于，所述定子為均勻壁厚的薄壁金屬螺旋管柱。
3.如權(quán)利要求2所述的平衡式金屬螺桿泵，其特征在于，所述定子的壁厚范圍為2.5mm ?4mm。
4.如權(quán)利要求1或2所述的平衡式金屬螺桿泵，其特征在于，所述外泵筒為金屬材料制成的金屬泵筒，所述外泵筒及定子分別采用鋼管制成，所述鋼管為45號鋼、304不銹鋼、316L不銹鋼或40Cr標準鋼制成。
5.如權(quán)利要求1所述的平衡式金屬螺桿泵，其特征在于，所述平衡式金屬螺桿泵耐高溫大于280°C。
【文檔編號】F04C2/107GK203730306SQ201420041486
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月22日
【發(fā)明者】王剛, 梁興, 羅軍, 吳爽, 劉斌, 張存廣, 王加富, 王文鋼, 仲紅軍, 周玉龍, 冷冰, 高蘭, 劉錦, 施玉 , 王欣葉, 孔祥一, 張涵淇, 高嵩蒿, 莊鑫秋 申請人:中國石油天然氣股份有限公司