直線驅動式往復旋轉螺杆泵的製作方法
2023-06-11 11:57:21
專利名稱：直線驅動式往復旋轉螺杆泵的製作方法
技術領域：
本發明涉及油田生產中使用螺杆泵採油時的動力驅動方式以及螺杆泵泵體的結構。
背景技術：
螺杆泵是一種新型的內嚙合迴轉式容積泵，具有效率高、自吸能力強、適應範圍廣等優點，在油田中得到了廣泛的應用。抽油機作為油田生產中的核心設備，在國內外都擁有眾多以「三抽」為主的機採油井，包括遊梁式抽油機、無遊梁式抽油機、摩擦提升式抽油機和直線電機驅動式抽油機等，都是由抽油機帶動抽油杆做上下往復直線運動，從而驅動有杆柱塞式抽油泵工作。隨著我國各大油田開發的不斷發展，油田的開發難度不斷增加，許多油田的油井相繼出現了高含砂量、高油氣比的稠油。而柱塞泵只能用於稀油和含水油的抽取，對高含砂油、稠油則無能為力。目前螺杆泵採油系統的驅動方式主要是以下三類一、機動螺杆泵，又稱為地面驅動螺杆泵它是由螺杆泵、採油杆柱、錨定工具及地面驅動裝置等組成。該系統在工作時，地面驅動裝置通過減速後將動力傳遞給採油杆柱，再經採油杆柱帶動螺杆泵旋轉，從而將原油從井下舉升到地面；二、電動潛油螺杆泵包括螺杆泵和潛油電機在內的主要機組都在井下。工作時，電纜將電力從地面傳給潛油電機，而油液則通過油管舉升到井口；三、液動螺杆泵它主要由供液泵、旁通閥、液馬達及螺杆泵等部分組成。工作時，供液泵將高壓動力液供給液馬達，液馬達旋轉帶動螺杆泵工作，從而將與動力液混合的井底原油通過油管、套管的環形空間舉升到井口。對於高含砂油、稠油的原油，採用螺杆泵是理想的機採方式。無論採用哪種驅動方式的螺杆泵，都與目前使用的抽油機的動力驅動方式不匹配，將意味著有無數臺抽油機的報廢，造成企業投資費用的增加，提高了成本，浪費了資源。
發明內容
本發明目的是提供一種適用範圍廣、生產效率高的直線驅動式往復旋轉螺杆泵。
本發明包括轉子、定子，轉子下方設置泵底座，泵底座上設置進油閥(一)、出油閥(二)，還包括從下往上布置的萬向聯軸器、連接軸(一)、連接軸(二)、直旋絲槓副、花鍵副，萬向聯軸器與轉子的上端連接，萬向聯軸器的外圍設置泵基座，泵基座上設置進油閥(二)和出油閥(一)，直旋絲槓副包括直旋絲槓軸、絲槓套、直旋迴珠塊、滾珠，直旋絲槓軸的外壁設置螺旋槽，直旋絲槓軸的外部套接直旋套，直旋套的兩端設置直旋迴珠塊，直旋套與直旋絲槓軸上的對應螺旋槽之間設置滾珠；花鍵副包括花鍵軸、花鍵套、回珠塊、花鍵滾珠，花鍵軸的外壁設置直槽，花鍵軸的外圍套接花鍵套，花鍵套的兩端設置回珠塊，花鍵套與花鍵軸上的對應直槽之間設置花鍵滾珠；直旋絲槓軸與花鍵軸之間通過連接套和銷軸連接。
本發明當抽油機帶動抽油杆做上下往復直線運動時，通過直旋絲槓副，將往復直線驅動力轉換為往復旋轉驅動力矩，以驅動螺杆泵轉子往復轉動。使用花鍵副的目的是為抽油杆導向，並平衡螺杆泵旋轉工作時產生的反力矩。通過使用這種直線驅動式往復旋轉螺杆泵，可以利用油田中原有的抽油機和抽油杆作為螺杆泵的動力驅動裝置來驅動螺杆泵工作，使原有的抽油機及抽油杆得到了重新利用，降低了改造成本，節約了資源，同時這種螺杆泵也適合在新建油井中使用。在泵體的底座及基座分別設置了進、出油閥，保證了螺杆泵在正、反方向運轉時都能從出油閥排出油液。當抽油機帶動抽油杆向上做直線運動時，油液從進油閥(一)流入、出油閥(一)流出；當抽油機帶動抽油杆向下做直線運動時，油液從進油閥(二)流入、出油閥(二)流出。使用這種利用抽油機和抽油杆驅動的螺杆泵採油，除了具有螺杆泵適應於高含砂量、高油氣比和高粘度的原油開採以及適用範圍廣、泵效高的特點外，還具有有杆柱塞泵採油的適應性強、壽命長、結構簡單、工作可靠，可用於深井採油的特點。
圖1是本發明上半部的結構示意圖。
圖2是本發明下半部的結構示意圖。
圖3是本發明在泵基座上設置油閥的結構示意圖。
具體實施例方式
如圖所示，本發明主要由泵底座1，進油閥(一)2，出油閥(二)3，泵殼連接套4，連接法蘭5，連接軸(一)6，鎖緊螺母7，軸承端蓋8，向心球軸承9，連接套(二)10，傳動套(一)11，直旋套12，支承軸套13，中部接頭14，鎖緊螺母15，連接套(三)16，隔套17，連接套(四)18，回珠塊19，上部接頭20，花鍵滾珠21，花鍵套22，彈性擋圈23，定位銷24，花鍵軸25，銷軸26，圓錐滾子軸承27，直旋迴珠塊28，滾珠29，傳動套(二)30，直旋絲槓軸31，底部接頭32，連接軸(二)33，連接套(一)34，軸承端蓋35，圓錐滾子軸承36，變截面連接套37，緊固螺母38，萬向聯軸器39，泵基座40，泵定子41，轉子42，出油閥(一)43，進油閥(二)44組成。其中進油閥(一)和出油閥(一)，進油閥(二)和出油閥(二)分別是螺杆泵正向和反向運轉時的進、出油閥。另外在各個密封部位設置有O型密封圈，保證了密封要求。
上部接頭20通過連接套與油管相連，抽油杆通過螺紋與花鍵軸25相連接。在花鍵軸25和直旋絲槓軸31的工作行程範圍內，用隔套17、傳動套(一)11將油液與花鍵導軌副、直旋絲槓副隔開，以防止油液中的雜質進入，造成花鍵副、直旋絲槓副的過度磨損。花鍵軸25通過花鍵滾珠21，可以在花鍵套22內往復移動；花鍵套22通過隔套17固定在上部接頭20和中間接頭14上，花鍵滾珠21通過回珠塊19在花鍵套22內回珠。直旋套12的一端通過支承軸套13、圓錐滾子軸承27支承在中部接頭14上，另一端通過傳動套(二)30、傳動套(一)11、連接軸(二)33和軸承9支承在底部接頭32上；滾珠29通過直旋迴珠塊28在直旋套12內回珠。花鍵軸25和直旋絲槓軸31之間通過連接套(三)16和銷軸26連接。連接軸(一)6通過圓錐滾子軸承36支承在泵體基座40上。連接軸(二)33和連接軸(一)6間通過連接套(一)34連接。連接軸(一)6通過連接法蘭5、萬向聯軸器39連接轉子42。定子通過螺釘連接固定在基座40上。基座40和底部接頭32之間用變截面連接套37連接。泵底座1和泵基座40間通過泵殼連接套4連接。
當抽油機帶動抽油杆做向上的直線運動時，通過花鍵軸25、連接套(三)16、銷軸26帶動直旋絲槓軸31做向上直線運動，再通過直旋機構，將絲槓軸31的直線運動變換成直旋套12的順時針方向旋轉運動輸出，通過傳動套(二)30、傳動套(一)11、連接軸(二)33、連接套(一)34、連接軸(一)6、連接法蘭5和萬向聯軸器39，驅動螺杆泵轉子42順時針方向旋轉，使油液從進油閥(一)2流入，出油閥(一)43流出，通過底部接頭32一側的通道進入連接套(二)10和傳動套(一)11間的空腔，再通過中間接頭14、連接套(四)18和隔套17間的空腔、上部接頭20、連接套進入油管，從而被提升到地面。當抽油杆向下作直線運動時，通過直旋機構使得直旋套12逆時針方向旋轉，從而帶動螺杆泵轉子42逆時針方向旋轉，油液從進油閥(二)44流入，出油閥(二)3流出，通過泵殼連接套4和泵定子41間的空腔、泵基座40一側的通道、變截面連接套37和泵基座40間的空腔以及底部接頭32一側的通道，進入連接套(二)10和傳動套(一)11間的空腔，後面的油路方向與順時針旋轉時的排油方向一致。使用這種直線驅動式往復旋轉螺杆泵，實現了泵轉子在正、反兩個方向運轉時螺杆泵都可以工作。
權利要求
1.直線驅動式往復旋轉螺杆泵，包括轉子、定子，其特徵是轉子下方設置泵底座，泵底座上設置進油閥(一)、出油閥(二)，還包括從下往上布置的萬向聯軸器、連接軸(一)、連接軸(二)、直旋絲槓副、花鍵副，萬向聯軸器與轉子的上端連接，萬向聯軸器的外圍設置泵基座，泵基座上設置進油閥(二)和出油閥(一)，直旋絲槓副包括直旋絲槓軸、絲槓套、直旋迴珠塊、滾珠，直旋絲槓軸的外壁設置螺旋槽，直旋絲槓軸的外部套接直旋套，直旋套的兩端設置直旋迴珠塊，直旋套與直旋絲槓軸上的對應螺旋槽之間設置滾珠；花鍵副包括花鍵軸、花鍵套、回珠塊、花鍵滾珠，花鍵軸的外壁設置直槽，花鍵軸的外圍套接花鍵套，花鍵套的兩端設置回珠塊，花鍵套與花鍵軸上的對應直槽之間設置花鍵滾珠；直旋絲槓軸與花鍵軸之間通過連接套和銷軸連接。
全文摘要
直線驅動式往復旋轉螺杆泵，涉及油田生產中使用螺杆泵採油時的動力驅動方式以及螺杆泵泵體的結構。包括轉子、定子，轉子下方設置泵底座，泵底座上設置進油閥(一)、出油閥(二)，還包括從下往上布置的萬向聯軸器、連接軸(一)、連接軸(二)、直旋絲槓副、花鍵副，萬向聯軸器與轉子的上端連接，萬向聯軸器的外圍設置泵基座，泵基座上設置進油閥(二)和出油閥(一)，直旋絲槓副包括直旋絲槓軸、絲槓套、直旋迴珠塊、滾珠；花鍵副包括花鍵軸、花鍵套、回珠塊、花鍵滾珠。本發明實現了適用範圍廣、生產效率高的目的。
文檔編號F04B47/00GK101016898SQ20071002038
公開日2007年8月15日 申請日期2007年2月12日 優先權日2007年2月12日
發明者曾勵, 董飈, 張丹 申請人:揚州大學