本發(fā)明涉及螺桿泵，尤其是一種單電機的螺桿泵。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有的石油開采技術(shù)領域中，螺桿泵的應用十分廣泛。常規(guī)的直線型螺桿泵在工作一段時間后，其定子和轉(zhuǎn)子之間的間隙由于磨損而增大，導致定轉(zhuǎn)子型腔的密閉性變差，使得泵效大大降低。而錐形螺桿泵的出現(xiàn)則可以有效解決這一問題，在錐形螺桿泵中，定子和轉(zhuǎn)子都具有一定錐度，在實際使用時，只需控制轉(zhuǎn)子上提或下降，便能夠有效調(diào)節(jié)定轉(zhuǎn)子間隙。

2、然而，螺桿泵在開采深井中的石油時，其轉(zhuǎn)子連接的抽油桿通常長達1500-2500米。在采油過程中，抽油桿會受到自身的重力及原油混合物的影響而產(chǎn)生拉伸甚至不穩(wěn)定跳動，大大影響螺桿泵運行的穩(wěn)定性。因此，在井下設計出能精準控制轉(zhuǎn)子高度以調(diào)節(jié)螺桿泵定轉(zhuǎn)子間隙的轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)組件至關(guān)重要。

3、現(xiàn)有的螺桿泵還存在以下問題：

4、1、公開號為cn118128748a的專利公開了一種可調(diào)節(jié)潛油螺桿泵，該螺桿泵中的轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)組件使用螺紋連接，能夠在對抽油桿限位的同時，調(diào)節(jié)抽油桿上下移動。而螺紋連接的最大弊端在于，只能在電機正轉(zhuǎn)時實現(xiàn)相應功能，電機反轉(zhuǎn)時則很有可能出現(xiàn)脫扣現(xiàn)象。而電機反轉(zhuǎn)可能存在于以下兩種情況中：(1)螺桿泵在每次停機后，由于井下的抽油管內(nèi)還存在大量原油混合物，在重力的作用下原油混合物會擠壓轉(zhuǎn)子并從定轉(zhuǎn)子型腔中流出，此時轉(zhuǎn)子為反轉(zhuǎn)狀態(tài)，且會帶動抽油桿和電機芯軸一同反轉(zhuǎn)。(2)當定轉(zhuǎn)子的型腔內(nèi)存在較多砂石時，定轉(zhuǎn)子可能會被卡住，無法正常運行，此時通過反轉(zhuǎn)電機并上提轉(zhuǎn)子便可增大定轉(zhuǎn)子之間的間隙，從而實現(xiàn)解卡排砂。

5、2、現(xiàn)有轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)組件通常用于對抽油桿限位，因此需要承載抽油桿的重量。而抽油桿又為金屬材質(zhì)，在深井中的抽油桿可達數(shù)噸，即使井上對抽油桿具有一定的拉力，轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)組件在抽油桿和原油混合物的作用下依舊會受到很大的壓力。因此，無法做到低延遲調(diào)節(jié)；升降行程容易受抽油桿彈性影響。而采用無抽油桿的螺桿泵則可以避免這一問題，無抽油桿螺桿泵包括用于驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的電機一和用于轉(zhuǎn)子升降的電機二，而由于螺桿泵位于油管內(nèi)，電機一、電機二、錐形定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、扭矩錨、尾管等結(jié)構(gòu)必然是串接的，因此至少存在一個電機為空心電機。而在實際場景中，要使用一個適用于油田井下的空心電機，一方面開發(fā)難度大，空心電機的正負極電線不是普通電線，由于其處于井下，設計時需要考慮垂直的拉力，溫度，外殼保護等等。另一方面，空心電機的認證復雜，通常需要1-2年的認證時間。因此，這一方案并不適用于當前的油田背景。

6、為此，我們提出一種單電機的螺桿泵。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)人針對上述現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)中的缺點，提供一種單電機的螺桿泵，通過省去抽油桿的設計，大幅簡化了螺桿泵的整體結(jié)構(gòu)，通過電機正反轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)可優(yōu)化定轉(zhuǎn)子組件配合間隙，反轉(zhuǎn)則用于解卡排砂，增強了泵的適應性和可靠性。

2、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

3、一種單電機的螺桿泵，包括：

4、第二套管，其用于對其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)進行支撐；

5、轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)組件，其置于第二套管中，其結(jié)構(gòu)包括調(diào)整套管；

6、電機，其固定于調(diào)整套管的上端并提供正反轉(zhuǎn)的驅(qū)動作用力；

7、調(diào)整芯軸，其下端向下延伸并連接轉(zhuǎn)子組件，調(diào)整套管和調(diào)整芯軸之間設置有多組相互匹配的凸起結(jié)構(gòu)和斜槽結(jié)構(gòu)；

8、所述斜槽結(jié)構(gòu)的數(shù)量為兩個并沿調(diào)整芯軸軸線對稱設置，凸起結(jié)構(gòu)隨著電機的正反轉(zhuǎn)，間歇滑動在兩個斜槽中，用于對調(diào)整芯軸進行支撐，以及帶動調(diào)整芯軸軸向位移和同步旋轉(zhuǎn)。

9、進一步的，所述調(diào)整芯軸上設置有凸起結(jié)構(gòu)或斜槽結(jié)構(gòu)，且在調(diào)整套管上設置有對應的斜槽結(jié)構(gòu)或凸起結(jié)構(gòu)，且當斜槽結(jié)構(gòu)位于調(diào)整芯軸上時，兩個斜槽結(jié)構(gòu)呈“八”字形設置，當斜槽結(jié)構(gòu)位于調(diào)整套管上時，兩個斜槽呈倒“八”字形設置，兩個斜槽分別為正旋槽和反旋槽，且正旋槽的垂直高度≤反旋槽的垂直高度，使得調(diào)整芯軸反轉(zhuǎn)時的軸向位移量大于調(diào)整芯軸正轉(zhuǎn)時的軸向位移量。

10、進一步的，所述凸起結(jié)構(gòu)為滾珠，每組凸起結(jié)構(gòu)包括一個滾珠，且滾珠間歇滾動連接在對應的兩個斜槽結(jié)構(gòu)中。

11、進一步的，所述調(diào)整套管的外壁下端開設有環(huán)形槽，環(huán)形槽上設有至少一個通孔組，且滾珠設置于通孔組內(nèi)，每個通孔組中包括兩個對稱的通孔，且環(huán)形槽延伸至調(diào)整套管的下沿，環(huán)形槽的外側(cè)套設有第一套管，防止?jié)L珠向外滾動。

12、進一步的，所述斜槽結(jié)構(gòu)包括直槽、正旋槽和反旋槽，正旋槽和反旋槽呈“八”字形貫通連接在軸向設置的直槽兩側(cè)，所述正旋槽為平緩的斜槽，反旋槽的中部位置設有拐點段，拐點段的前后段均為同向的斜邊，拐點段的斜邊方向相反。

13、進一步的，所述凸起結(jié)構(gòu)為固定設置的斜齒，每組凸起結(jié)構(gòu)中斜齒的數(shù)量為兩個并呈正立或倒立的“八”字形，兩個斜齒之間設置有間隔，且兩個斜齒與同側(cè)的斜槽斜率相同。

14、更進一步的，還包括偏心桿，其設置于調(diào)整芯軸與轉(zhuǎn)子組件之間，偏心桿與調(diào)整芯軸下端通過連接部進行連接；

15、所述連接部包括固定套、第四套管和軸用彈性擋圈，且固定套分別與調(diào)整芯軸和偏心桿通過花鍵和徑向齒槽結(jié)構(gòu)緊密連接，確保在正反轉(zhuǎn)時均能保持穩(wěn)固。

16、進一步的，還包括彈簧，設計在偏心桿上，用于在水平井等特定環(huán)境下為轉(zhuǎn)子組件提供足夠的上提力，確保定轉(zhuǎn)子組件之間的良好接觸和密封。

17、進一步的，所述第二套管的內(nèi)壁下端設置有環(huán)形凸起，且在環(huán)形凸起的上端設置有軸承組，所述軸承組的內(nèi)壁和外壁分別連接第二套管和調(diào)整芯軸，起到對調(diào)整芯軸的穩(wěn)定和承重效果。

18、進一步的，所述環(huán)形凸起的下端連接有扶正密封機構(gòu)，其結(jié)構(gòu)包括軸承墊圈、圓柱滾子軸承、盤根和墊片，圓柱滾子軸承固定套設在調(diào)整芯軸上，用于扶正調(diào)整芯軸并隔離固液混合物。

19、本發(fā)明的有益效果如下：

20、本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、合理，操作方便，通過省去抽油桿的設計，大幅簡化了螺桿泵的整體結(jié)構(gòu)，通過電機正反轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)，帶動凸起結(jié)構(gòu)和斜槽結(jié)構(gòu)的配合，可優(yōu)化定轉(zhuǎn)子組件配合間隙，反轉(zhuǎn)則用于解卡排砂，增強了泵的適應性和可靠性。偏心桿上設計的彈簧使泵能夠適應不同井況，特別是在水平井中保證轉(zhuǎn)子組件與定子的貼合。提高了轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)組件的承重能力，確保了泵在承受較大軸向力時的穩(wěn)定運行。綜上所述，本實施例的螺桿泵通過一系列創(chuàng)新設計，實現(xiàn)了成本、效率、適應性和穩(wěn)定性等方面的全面提升。

21、同時，本發(fā)明還具備如下優(yōu)點：

22、成本節(jié)約與結(jié)構(gòu)簡化：無需抽油桿的設計不僅節(jié)省了材料成本，還省去了用于油田的空心電機，從而極大地簡化了螺桿泵的結(jié)構(gòu)。

23、降低裝井難度：無抽油桿設計顯著減小了螺桿泵的裝井難度，尤其適用于深井、稠油井、水平井等復雜井況，保持高效運轉(zhuǎn)。

24、提高泵效與開采效率：通過增大電機的最大轉(zhuǎn)速至3000轉(zhuǎn)/每分鐘(傳統(tǒng)有桿泵通常為50-400轉(zhuǎn)/每分鐘)，本螺桿泵顯著提高了泵效和石油開采效率，得益于無抽油桿設計避免了摩擦力對油管壽命的影響。

25、增強適應性與可靠性：螺桿泵支持電機正反轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)用于上提轉(zhuǎn)子組件并優(yōu)化定轉(zhuǎn)子組件配合間隙，反轉(zhuǎn)則用于解卡排砂，確保電機正常運行，提高了螺桿泵的適應性和可靠性。

26、穩(wěn)固連接設計：采用花鍵和徑向齒槽結(jié)構(gòu)的連接方式，避免了傳統(tǒng)螺紋連接易脫扣、易損壞的缺點，確保螺桿泵在正反轉(zhuǎn)下都能穩(wěn)固連接。

27、適應不同井況：偏心桿上設計的彈簧使螺桿泵能夠適應不同井況下的需求，特別是在水平井中，確保轉(zhuǎn)子組件與定子貼合，保證正常工作。

28、提高轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)組件承重能力：特殊設計的軸承組裝配方式將轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)組件受到的軸向力轉(zhuǎn)換成徑向力，提高了轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)組件的承重能力，確保螺桿泵在承受較大軸向力時仍能保持穩(wěn)定運行。

29、智能間隙調(diào)整與解卡機制：通過轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)組件的斜槽結(jié)構(gòu)設計，實現(xiàn)電機旋轉(zhuǎn)時自動調(diào)整定轉(zhuǎn)子組件間隙，同時，當定轉(zhuǎn)子組件間隙增大或出油口壓力減小時，可通過增大電機轉(zhuǎn)速來保持穩(wěn)定出油量。此外，電機反轉(zhuǎn)時還能實現(xiàn)解卡排砂功能。