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双进单出潜油螺杆泵采油装置

阅读：106发布：2021-03-03

IPRDB可以提供双进单出潜油螺杆泵采油装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种双进单出潜油螺杆泵采油装置，它解决了现有潜油螺杆泵采油装置存在的轴承使用寿命短等问题，其包括由下往上依次联接在井管中的潜油电机、行星减速器、螺杆泵、油保护器、推力联轴器、出油单向阀及输油管组，其技术要点是：螺杆泵采用带有上进油孔的排量小的上螺杆泵和带有下进油孔的排量大的下螺杆泵，上、下螺杆泵旋向相反的泵杆通过万向联轴器铰接在一起，上螺杆泵的泵体与出油单向阀和输油管组联接，导流体和分流套内分别设置轴向汇流出油孔。其结构优化设计科学，受力分布匹配合理，除具有电潜螺杆泵采油系统机械传动装置的优点外，能有效地提高轴承的使用寿命，延长采油装置的使用周期，降低维护成本，显著提高采油作业效率和产油量。，下面是双进单出潜油螺杆泵采油装置专利的具体信息内容。

权利要求

1、一种双进单出潜油螺杆泵采油装置，包括由下往上依次联接在井管中的潜油电机及其驱动的行星减速器、螺杆泵和与泵体连接的油保护器、推力联轴器、出油单向阀及输油管组，其特征在于：所述螺杆泵采用带有上进油孔的排量小的上螺杆泵和带有下进油孔的排量大的下螺杆泵，所述上、下螺杆泵的旋向相反的泵杆通过组装在汇流体内的万向联轴器铰接在一起，所述上螺杆泵的泵体通过组装在一起的分流套、压紧套与所述出油单向阀和输油管组联接，通过隔流体组装在一起的所述导流体和分流套内分别设置轴向汇流出油孔，所述下螺杆泵的泵体通过过渡套与所述的汇流体联接。

2、根据权利要求1所述的双进单出潜油螺杆泵采油装置，其特征在于：所述推力联轴器的输出齿轮轴与所述下螺杆泵的泵杆联接，所述推力联轴器的花键轴通过油保护器、行星减速器联接潜油电机驱动轴。

说明书全文

技术领域

本发明涉及一种油田采油系统用的采油装置，特别是一种显著延长使用周期、加大采油量、扩大适用范围的双进单出潜油螺杆泵采油装置。

背景技术

目前，由于油田采油系统中采用的潜油螺杆泵装置，采油的优点是节能显著、无杆管偏磨、占地面积小、适合含砂和含水量较多的油田，所以得到了广泛应用。国内、外油田在采油过程中，为了获得环保、节能、高效等优点，其潜油螺杆泵采油系统普遍都在对其机械传动装置进行改进。现有潜油螺杆泵采油系统用的机械传动装置，如各种减速器、联轴节及其组合机构等较多，但均不能直接运用于潜油螺杆泵采油系统。因其无法传递和承受较大的轴向压力，不能自动对螺杆泵转子偏心量调整和难以在正常运转期内对传动部件进行自润滑保护，对含砂量大的采油系统中使用的潜油螺杆泵也一直没有理想的防止泥沙沉积的措施，故降低了采油效率，增加了维护成本。专利公告号为CN2173871Y的“双向对称单螺杆抽油泵”，该装置将对称布置双向工作的两个螺杆泵的螺杆通过挠轴连接起来，试图以两个螺杆转子抵消轴向力，这种均衡轴向力的设计不合理，无法在深井内得到实际应用。为此，专利公告号为CN2821226Y的“电潜螺杆泵上的压力平衡装置”、专利公告号为CN100434701C的“一种电潜螺杆泵的轴向力液力止推机构”的报导中都公开了对螺杆轴向力进行平衡抵消的设计，但由于受使用条件的限制，其使用寿命都达不到理想周期。
针对上述存在的问题，本发明人曾设计出一种“电潜螺杆泵采油系统机械传动装置” (专利公告号为CN201059345Y)，该机械传动装置除具有传递扭矩大、传动效率高的特点外，还能对螺杆泵转子偏心量实现较大范围的调整，显著提高其使用寿命和采油效率，不仅可以对含水量多、含气量大的油田进行正常开采作业，而且能有效地防止含砂量大的采油系统发生泥沙沉积。该装置包括分别与置于油井套管内的潜油电机、螺杆泵相接的渐开线行星减速器、油保护器(强力润滑自动补偿保护器)、球铰型自动调心联轴体等件。这种机械传动装置的特点是：联轴器的下部装有隔离密封把上、下油隔开，下面在装置内用的是润滑油，只有在联轴器的隔离密封上部开有原油进口，在潜油螺杆泵旋转时原油从这些孔进入泵的下端入口。潜油螺杆泵通过旋转向上推油的同时，存在一个方向向下的反作用力，这个反力就由设在隔离密封下的推力轴承来承载，并且都要采用一种持殊结构的限径轴承来承载反力。但是，在轴承外径受限的情况下，无法设计出寿命更好的轴承，因此，限径轴承的使用寿命仍达不到理想周期，轴承的疲劳破坏会导致整个采油系统瘫痪。为解决这个使用寿命短的问题，也曾设计出了许多不同结构的轴承，由于螺杆的反力很大，加之井下复杂作业的工况，仍然满足不了采油装置长期作业的要求。
因油井的尺寸限定了该装置的推力轴承外径尺寸，在轴承外径受限的情况下，无法设计出寿命更好的轴承，轴承的疲劳破坏会导致整个采油系统瘫痪。轴承的使用寿命是动负荷系数与实际负载之商的一个指数倍，在限径条件下不可能把动负荷系数提高得很大，结果使大多数的此种采油系统中的采油装置都会因为轴承的抗疲劳能力不足，而首先遭到破坏。轴承破坏以后阻力的突然加大会继续损坏系统中的减速机和电机等部件。要维持继续生产不仅要取出被损坏了的采油装置，还要再下一套新的采油装置，从而造成了很大的经济损失。所以还不能充分发挥它的优势。

发明内容

本发明的目的是提供一种双进单出潜油螺杆泵采油装置，它解决了现有潜油螺杆泵采油装置存在的轴承使用寿命短等问题，其结构优化设计科学，受力分布匹配合理，除具有电潜螺杆泵采油系统机械传动装置的优点外，还能有效地提高轴承的使用寿命，大大延长采油装置的使用周期，降低维护成本，显著提高采油作业效率和产油量。
本发明所采用的技术方案是：该双进单出潜油螺杆泵采油装置包括由下往上依次联接在井管中的潜油电机及其驱动的行星减速器、螺杆泵和与泵体连接的油保护器、推力联轴器、出油单向阀及输油管组，其技术要点是：所述螺杆泵采用带有上进油孔的排量小的上螺杆泵和带有下进油孔的排量大的下螺杆泵，所述上、下螺杆泵的旋向相反的泵杆通过组装在汇流体内的万向联轴器铰接在一起，所述上螺杆泵的泵体通过组装在一起的分流套、压紧套与所述出油单向阀和输油管组联接，通过隔流体组装在一起的所述导流体和分流套内分别设置轴向汇流出油孔，所述下螺杆泵的泵体通过过渡套与所述的汇流体联接。
所述推力联轴器的输出齿轮轴与所述下螺杆泵的泵杆联接，所述推力联轴器的花键轴通过油保护器、行星减速器联接潜油电机驱动轴。
本发明具有的优点及积极效果是：由于本发明采用本发明人在先专利“电潜螺杆泵采油系统机械传动装置”的机械传动装置，其结构优化设计科学，是采用同一个万向联轴器同时联接上、下两个螺杆泵的旋向相反的泵杆(转子)，带有上进油孔的排量小的上螺杆泵是从泵的上端进油，其泵杆整体受力方向向上；带有下进油孔的排量大的下螺杆泵是从泵的下端进油，其泵杆整体受力方向向下，所以受力分布匹配合理，上、下这两个油流的压力方向相反，可在很大程度上抵消一部分下螺杆泵的泵杆对下面装置中轴承的反作用力，使下方轴承承受的反作用合力变小。与现有“双向对称单螺杆抽油泵”相比，本发明采用的是双向非对称单螺杆抽油泵，经过科学计算和合理匹配，上面的排量小，下面的排量大，这样，整个系统的轴向力由两个联轴机构分解承担，有效地提高每个联轴机构中轴承的使用寿命，这是提高整个采油系统使用寿命的关键。这样，推力轴承所接受的实际负荷值就会很小，因此，将有效地提高轴承的使用寿命，它解决了现有潜油螺杆泵采油装置存在的轴承使用寿命短等问题。除具有电潜螺杆泵采油系统机械传动装置的优点外，还能有效地提高轴承的使用寿命，大大延长采油装置的使用周期，降低维护成本。
因该装置是在一口油井内采用两个螺杆泵联合作业，单位时间内油量有了大幅度提升，产量也相应的提高，故显著提高采油作业效率和产油量。

附图说明

以下结合附图对本发明作进一步描述。
图1是本发明的一种具体结构示意图。
图中序号说明：1井管、2锚定器、3潜油电机、4行星减速器、5油保护器、6推力联轴器、7下进油孔、8过渡套、9下螺杆泵、10汇流体、11万向联轴器、12导流体、13 上螺杆泵、14隔流体、15分流套、16上进油孔、17汇流出油孔、18压紧套、19出油单向阀、20输油管组。

具体实施方式

根据图1详细说明本发明的具体结构。该双进单出潜油螺杆泵采油装置是下到油田的井管1中进行作业的，并利用锚定器2将该装置在井管1中进行定心固定。其包括由下往上依次联接在井管1中的潜油电机3、行星减速器4、油保护器5、推力联轴器6、过渡套 8、下螺杆泵9、汇流体10、万向联轴器11、导流体12、上螺杆泵13、隔流体14、分流套15、压紧套18、出油单向阀19及输油管组20等件。其中有些部件，如锚定器2、潜油电机3、万向联轴器11、18压紧套、出油单向阀19、输油管组20等的结构基本上采用通用部件，有些部件与本发明人在先专利“电潜螺杆泵采油系统机械传动装置”(专利公告号为CN201059345Y)中的一些部件结构相同。如行星减速器4即为其渐开线行星减速器，油保护器5即为其强力润滑自动补偿保护器，推力联轴器6即为其球铰型自动调心联轴体。所用螺杆泵采用带有上进油孔16的排量小的上螺杆泵13和带有下进油孔7的排量大的下螺杆泵9。其上、下螺杆泵13、9的旋向相反的泵杆通过组装在汇流体10内的万向联轴器11铰接在一起。上螺杆泵13的泵体(定子)通过组装在一起的分流套15、压紧套18 与出油单向阀19和输油管组20联接。汇流体10和导流体12、隔流体14、分流套15、压紧套18、出油单向阀19和通往地上的输油管组20通过螺纹连接在一起。下螺杆泵9 的泵体(定子)通过过渡套8、油保护器5和推力联轴器6固定联接在行星减速器4的外壳上。导流体12和分流套15通过隔流体14组装在一起，在导流体12和分流套15内分别设置轴向汇流出油孔17，下螺杆泵9的泵体通过过渡套8与汇流体10联接。
推力联轴器6的输出齿轮轴与下螺杆泵9的泵杆联接，推力联轴器6的花键轴通过油保护器5、行星减速器4联接潜油电机3驱动轴。通过推力联轴器6的输出齿轮轴及其外齿内套与同一内齿外套相啮合所组成的零齿差内啮合齿轮副传动，利用两个齿轮的径向变位和切向变位的优化组合，可以保证单向偏心量最大达到6mm，两对内啮合齿轮副保证了双向偏心量最大达到12mm，以适应螺杆泵转子的偏心运动要求。这样可使油保护器5 和行星减速器4不承担螺杆泵转子反馈回来的轴向力，并使行星减速器4输出轴的定轴转动转换为单螺杆泵转子行星偏转运动。分流套15的定位是用压紧套18实现的。出油的单向阀19与输油管组20连通，将油引到地上。
采油作业时，潜油电机3驱动行星减速器4旋转，带动油保护器5和推力联轴器6 花键轴一起转动，并通过推力联轴器6的输出齿轮轴带动下螺杆泵9和通过万向联轴器 11铰接的上螺杆泵13转动。原油分别从下螺杆泵9的下进油孔7和上螺杆泵13的上进油孔16进入两个泵的吸入区，经两个泵传至汇流体10。汇流后的原油流经导流体12和分流套15的轴向汇流出油孔17，再经单向阀19进入输油管组20。

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