潛油螺杆泵機組的節能啟動裝置的製作方法
2023-05-03 17:47:36
專利名稱：潛油螺杆泵機組的節能啟動裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及潛油螺杆泵機組，具體的說，是涉及一種潛油螺杆泵機組的節能啟動
裝直。
背景技術：
在現有技術中，潛油螺杆泵機組的運行效率應明顯高於杆抽螺杆泵或潛油離心泵等傳統石油抽採設備，潛油螺杆泵機組的運行過程中對原動機組的功率需求很小，因此可以節約大量能源；但是由於配置的螺杆抽油泵的定、轉子之間的靜止阻力矩明顯高於運行阻力矩，致使螺杆抽油泵組啟動困難，為了克服潛油螺杆泵機組啟動困難，現有技術普遍採用配備較大容量的原動機組，這樣，雖然潛油螺杆泵機組運行時只需要配備小容量的原動機組，但是為了能夠正常啟動不得不配備較大容量的原動機組，從而浪費大量的電能，嚴重的影響了電動潛油螺杆泵機組節能優勢的發揮；阻礙了潛油螺杆泵應用領域的擴展。
發明內容
針對上述現有技術中的不足，本發明提供一種在啟動之初可大幅度降低螺杆抽油泵定、轉子之間的靜止阻力矩，使潛油螺杆泵機組的原動機組容量合理降低，從而提高機組運行效率，降低能耗的一種潛油螺杆泵機組節能啟動裝置。本發明所採取的技術方案是
一種潛油螺杆泵機組的節能啟動裝置，包括設置外殼的原動機組，設置外殼的螺杆抽油泵組，螺杆抽油泵的轉子被原動機組的輸出軸所驅動，原動機組與螺杆抽油泵組之間串接有節能啟動裝置，節能啟動裝置包括外殼及其內沿原動機組輸出軸與螺杆泵轉子的旋轉方向自由旋轉的轉子。所述節能啟動裝置外殼內的轉子由主動元件和被動元件構成。所述主動元件和被動元件構成具有固定行程的螺旋副。所述主動元件與原動機組的輸出軸相連接，被動元件與螺杆抽油泵的轉子相連接。所述啟動裝置外殼呈中空腔體，兩端分別與原動機組的外殼和螺杆抽油泵機組的外殼相連接。所述主動元件與被動元件構成的具有固定行程的螺旋副所產生的在行程範圍內的長度變化使螺杆抽油泵定、轉子之間產生的軸向位移足以降低螺杆抽油泵定子和轉子之間所存在的靜止阻力矩。本發明相對現有技術的有益效果
本發明串接於原動機組與螺杆抽油泵組之間，原動機組開始啟動時，通過潛油電纜所提供的電源可控制原動機組輸出軸的旋轉方向，使原動機組輸出軸的旋轉方向順應啟動器轉子螺旋副旋鬆趨勢的方向，原動機組啟動初期，原動機組輸出軸只驅動啟動裝置轉子的主動元件旋轉；由於被動元件已被固定在靜止阻力矩很大的螺杆抽油泵的轉子上，因此，只能帶動螺杆抽油泵的轉子發生軸向運動，使螺杆抽油泵的轉子與定子之間發生軸向位移，隨著軸向位移的增大，從而逐步降低了螺杆抽油泵的轉子與其定子之間的靜止阻力，原動機組啟動時就不必帶動靜止阻力矩很大的螺杆泵轉子旋轉；待轉子螺旋副行程結束---主、被動元件旋緊後，再啟動螺杆抽油泵轉子旋轉，此時螺杆抽油泵的定、轉子之間的靜止阻力矩已大為降低，這樣就不再需要為克服啟動困難而加大潛油螺杆泵機組的原動機組容量，從而可提高潛油螺杆泵機組運行效率，使其節能優勢充分發揮。
圖I是本發明縱剖結構示意圖。附圖中主要部件符號說明
圖中
10、潛油螺杆泵機組的原動機組
11、原動機組的輸出軸
12、原動機組的外殼
13、潛油螺杆泵機組的潛油電纜
20、節能啟動裝置
21、啟動裝置的轉子
211、轉子的主動元件
212、轉子的被動元件
22、啟動裝置的外殼
30、潛油螺杆泵機組的螺杆抽油泵組
31、螺杆抽油泵的轉子
32、螺杆抽油泵的定子 321、螺杆抽油泵外殼。
具體實施例方式以下參照附圖及實施例對本發明進行詳細的說明
附圖I可知，一種潛油螺杆泵機組的節能啟動裝置，包括設置外殼12的潛油螺杆泵機組的原動機組10，設置外殼321的潛油螺杆泵機組的螺杆抽油泵組30，螺杆抽油泵的轉子31與原動機組的輸出軸11相連接，原動機組10與螺杆抽油泵組30之間串接有節能啟動裝置20，節能啟動裝置20包括外殼22及其內沿原動機組輸出軸11與螺杆泵轉子31的旋轉方向自由旋轉的轉子21 ;所述節能啟動裝置外殼內的轉子21由主動元件211和被動元件212構成；所述主動元件211和被動元件212構成具有固定行程的螺旋副；所述主動元件211與原動機組的輸出軸11相連接，被動元件212與螺杆抽油泵的轉子31相連接；所述啟動裝置外殼22呈中空腔體，兩端分別與原動機組的外殼12和螺杆抽油泵機組外殼321相連接；所述主動元件211與被動元件212構成的具有固定行程的螺旋副所產生的長度變化使螺杆抽油泵定、轉子之間產生的位移足以降低螺杆抽油泵定子32和轉子31之間所產生的靜止阻力矩。圖I是本發明的第一實施例，主動元件211為構成螺旋副的絲槓或螺杆，被動元件212為構成螺旋副的螺母。本發明的第二實施例主動元件為螺母，被動元件為絲槓或螺杆。第二實施例與第一實施例的工作原理相同，以下圍繞第一實施例展開說明，當絲槓或螺杆作為主動元件與原動機組的輸出軸11相連接，被動元件螺旋副的螺母將沿著絲槓或螺杆軸線上下移動，使螺旋副的軸向長度在固定行程範圍內發生變化；同理，當螺旋副的螺母作為主動元件與原動機組的輸出軸11相連接，螺母沿軸線位置相對固定，絲槓或螺杆沿軸線上下移動。 潛油螺杆泵機組的節能啟動裝置20串接於潛油螺杆泵機組的原動機組10與螺杆抽油泵組30之間，潛油螺杆泵機組的原動機組10開始啟動時，控制系統通過潛油螺杆泵機組的潛油電纜13所提供的電源可控制原動機組輸出軸11的旋轉方向，使原動機組輸出軸11的旋轉方向順應啟動器轉子21螺旋副旋鬆趨勢的方向。所謂原動機組輸出軸11的旋轉方向順應節能啟動裝置轉子21構成的螺旋副旋鬆趨勢的方向，即原動機組輸出軸的轉動初始時刻，如果被動元件212處在主動元件211和被動元件212構成的螺旋副的上方極限位置，那麼原動機組輸出軸11的旋轉方向將使得被動兀件212向下方移動；原動機組輸出軸的轉動初始時刻，如果被動元件212處在主動元件211和被動元件212構成的螺旋副的下方極限位置，那麼原動機組輸出軸11的旋轉方向使得被動元件212向上方移動。原動機組啟動初期,原動機組輸出軸只驅動啟動裝置轉子的主動元件旋轉；由於被動元件已被固定在靜止阻力矩很大的螺杆抽油泵的轉子上，因此，在螺旋副的驅動下只能帶動螺杆抽油泵的轉子發生軸向運動，使螺杆抽油泵的轉子與定子之間發生軸向位移，隨著軸向位移的增大，從而逐步降低了螺杆抽油泵的轉子與其定子之間的靜止阻力，這樣，原動機組啟動時就不必帶動靜止阻力矩非常大的螺杆泵轉子旋轉；待啟動裝置螺旋副行程結束一主、被動元件旋緊後，再啟動螺杆抽油泵轉子旋轉，此時螺杆抽油泵的定、轉子之間已基本不存在靜止阻力矩，這樣就不再需要為克服啟動困難而加大潛油螺杆泵機組的原動機組容量，從而可提高潛油螺杆泵機組運行效率，使其節能優勢充分發揮。本發明潛油螺杆泵機組的節能啟動裝置是串接於潛油螺杆泵機組的原動機組與螺杆抽油泵之間；但不受原動機組與螺杆抽油泵組之間的相對位置或安裝方式所限制，例如螺杆抽油泵可以在原動機組上方，也可以在原動機組的下方；機組可以是垂直裝置也可以是水平或任意角度裝置的；可以是潛沒式也可以是杆抽式的，本啟動裝置轉子的主動元件與原動機組輸出軸相連接，被動元件與螺杆抽油泵的轉子相連接，都可以達到解決啟動困難的目的。本發明潛油螺杆泵機組的節能啟動裝置除適用於潛油螺杆泵機組之外，也同樣適用於因靜止阻力矩大而啟動困難的其他類型單螺杆抽油泵機組，例如螺杆地面輸送泵等。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例公開如上，然而，並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍內，當然會利用揭示的技術內容作出些許更動或修飾，成為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬於本發明技術方案的範圍內。
權利要求
1.一種潛油螺杆泵機組的節能啟動裝置，包括設置外殼的原動機組，設置外殼的螺杆抽油泵組，螺杆抽油泵的轉子被原動機組的輸出軸所驅動，其特徵在於原動機組與螺杆抽油泵組之間串接有節能啟動裝置，節能啟動裝置包括外殼及其內沿原動機組輸出軸與螺杆泵轉子的旋轉方向自由旋轉的轉子。
2.根據權利要求I所述潛油螺杆泵機組的節能啟動裝置，其特徵在於所述節能啟動裝置外殼內的轉子由主動元件和被動元件構成。
3.根據權利要求2所述潛油螺杆泵機組的節能啟動裝置，其特徵在於所述主動元件和被動元件構成具有固定行程的螺旋副。
4.根據權利要求2所述潛油螺杆泵機組的節能啟動裝置，其特徵在於所述主動元件與原動機組的輸出軸相連接，被動元件與螺杆抽油泵的轉子相連接。
5.根據權利要求I所述潛油螺杆泵機組的節能啟動裝置，其特徵在於所述啟動裝置外殼呈中空腔體，兩端分別與原動機組的外殼和螺杆抽油泵機組的外殼相連接。
6.根據權利要求2所述潛油螺杆泵機組的節能啟動裝置，其特徵在於所述主動元件與被動元件構成的具有固定行程的螺旋副所產生的在行程範圍內的長度變化使螺杆抽油泵定、轉子之間產生的軸向位移足以降低螺杆抽油泵定子和轉子之間所存在的靜止阻力矩。
全文摘要
一種潛油螺杆泵機組的節能啟動裝置，由外殼和外殼內自由旋轉的轉子組成；所述轉子包括主動元件和被動元件；主動元件和被動元件構成螺旋副；啟動裝置串接於潛油螺杆泵機組的原動機組與螺杆抽油泵機組之間；外殼兩端分別與潛油螺杆泵機組的原動機組的外殼和螺杆抽油泵機組的外殼相連接；主動元件與潛油螺杆泵機組的原動機組的輸出軸相連接，被動元件與螺杆抽油泵的轉子相連接。本發明使得潛油螺杆泵機組的原動機組在啟動初期，首先使螺杆抽油泵的轉子與定子之間產生軸向位移，此後使螺杆抽油泵在基本不存在靜止阻力矩的條件下啟動，不再需要為此而加大原動機組容量，從而可提高潛油螺杆泵機組運行效率，使潛油螺杆泵節能優勢充分發揮。
文檔編號F04C15/00GK102734155SQ201210252080
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月20日 優先權日2012年7月20日
發明者張瑞琪, 趙錫寰 申請人:張瑞琪, 趙錫寰