CN100543303C - 液驱齿轮抽油泵 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液驱齿轮抽油泵,由接管(1)、下接头(2)、出油接头(3)构成,其特征在于在接管(1)的腔内上部设液压马达(4),腔内下部设齿轮泵(5),下接头(2)旋转固定在齿轮泵(5)的下端,液压马达转动轴(6)通过联轴器(7)与齿轮泵(5)的主动齿轮轴(8)连接,液压马达(4)的下端法兰盘与齿轮泵(5)的上盖板通过连接体(10)固定为一体,液压马达(4)的上端接循环油管(11)。该液驱齿轮抽油泵,不设抽油杆,所以解决了杆管偏磨问题,可延长油井的检修期,特别适用于斜井和水平井;而且能耗低、泵效高、设备体积小、耐腐蚀、耐磨损、泵效高,还解决了砂卡、含腊、高粘度抽油的常见疑难问题,可广泛用于油田的抽油设备。

Description

液驱齿轮抽油泵
技术领域
本发明属于一种油田中抽油设备,特别是一种适用于斜井、水平井、稠油井采油的液驱齿轮抽油泵。
背景技术
目前,在油田上使用的采油机械主要有两种:一是柱塞式抽油泵,即井下深井泵;二是杆式驱动螺杆泵。柱塞式抽油泵包括泵筒、抽油杆、上、下凡尔和外筒构成,通过柱塞的上、下移动抽油;杆式驱动螺杆抽油泵包括壳体、抽油杆、转子、抽油管构成,通过抽油杆在地面动力设备的带动下旋转,带动转子转动抽油。以上两种抽油泵能进行有效的抽油,故一直被应用,但也存在一些不足,主要的不足是:由于这些采油设备,在管内均设有很长的杆体,故容易产生杆管偏磨,特别用在斜井或水平井时,这种偏磨会特别明显,会影响泵效和使用寿命;二是设备体积大、投资大、能耗高;三是抽油泵的磨损部位多,耐腐蚀能力低、强度低,往往因磨损严重而不能使用,且维修困难;四是不适应高粘度油井的开采。为解决以上问题,近年来,国内外的很多企业都在投入大量的财力、人力研发无杆采油机械,试图解决杆管偏磨问题,以满足斜井、水平井及稠油采油的需要,所以便产生了一些无杆采油机械。现有的无杆采油机械主要有电动潜油离心泵、电动潜油螺杆泵、水力活塞泵、蜗轮泵。这些无杆采油机械因在外管内不再设很长的杆体,所以能克服杆管偏磨问题,但电动潜油离心泵效率低,只适用于高含水大排量油井的开采,对于单井产量低于50立方米/每天的油井,因其效率低而无法使用;电动潜油螺杆泵由于受井下减速器可靠性不高、潜油电缆费用高等因素的影响,也使低产油井难以接受;水力活塞泵是使用地面增压泵将动力液通过油管打入地下马达带动其下部的柱塞泵工作,柱塞泵排出的井液与柱塞马达排出的乏动力液混合后,通过油套环空被举升至地面输油管线,70-80年代期间这种采油方式在美国曾经是仅次于抽油机的主要采油方式,我国80年代在胜利、江汉等油田也曾经使用过,到了90年代后期,也因效率低逐步退出国内市场。因此,就目前而言,还未见既能解决杆管偏磨问题,又能适用于斜井、水平井,还能适用于稠油开采的抽油泵的报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不仅能克服杆管偏磨问题,而且能够简化抽油泵的结构、减小设备体积和投资、耐蚀、耐磨、防卡、使用寿命长、效率高,特别适用斜井、水平井、稠油井的液驱齿轮抽油泵。
为达到以上目的,本发明所采用的技术方案是:该液驱齿轮抽油泵,由接管、下接头、出油接头构成,出油接头固定在接管的上口上,其特征在于在接管的腔内上部设液压马达,在接管的腔内下部设齿轮泵,下接头固定在齿轮泵的下端,液压马达转动轴通过联轴器与齿轮泵的主动齿轮轴连接,液压马达的下端法兰盘通过螺栓固定在连接体的上端,齿轮泵的上盖板通过相应的螺栓固定在连接体的下端,液压马达的上端接循环油管,并通过循环油管连接上增压泵,增压泵可设在地面上,增压泵将循环油增压,通过循环油管送入液压马达进油口,并使液压马达转动,液压马达转动轴通过联轴器带动齿轮泵内的主动齿轮旋转,主动齿轮与从动齿轮啮合转动,从而将齿轮泵底部的油抽入齿轮泵的上部,连续工作,油可从接管的腔内向上举升到地面。本发明还通过如下措施实施:所述的连接体由管体和固定耳构成,管体的内腔直径比联轴器的外直径大4mm,以使联轴器在管体的内腔内能转动稳定,固定耳对称的设四对,固定耳的外壁为弧形壁,其外直径与接管的内直径一致,固定耳固定在管体上、下口的外壁上,可与管体制作为一整体,相邻固定耳之间为过油通道,连接体的高度为130mm,从齿轮泵向上举升的油从过油通道中上升;所述的齿轮泵,由外壳体、上盖板、底盖板、主动齿轮、被动齿轮、进油腔、出油腔构成,外壳体的外螺纹直径与接管和下接头的内螺纹直径一致,主动齿轮的主动齿轮轴设在外壳体的中心部位,与液压马达转动轴在一条轴线上,被动齿轮偏离外壳体的中心轴线,与主动齿轮啮合,主、被动齿轮啮合转动,在进油腔内形成负压,在进油腔内的低盖板上设进油孔,进油孔下端与下接头的内腔连通,进行从井内抽油,在出油腔内形成正压,在出油腔内的上盖板上设上油孔,上油孔的上端与出油接头的内腔连通,将油向上举升,主、被动齿轮的齿数为14个,主、被动齿轮的中心距为42mm,中心轴孔直径为21.8mm,主、被动齿轮在密封腔内啮合转动,进油腔、出油腔均为半圆柱形腔,外壳体的外螺纹与下接头的内螺纹旋转连接;所述的出油接头也以螺纹连接方式固定在接管的上口上。
该液驱齿轮抽油泵,在厂内进行了认真的实验,其实验结果如下表:
液驱齿轮抽油泵各项性能试验检测表
 
试验项目 设计标准 实际试验结果 试验时间(天)     试验地点 验收时间 验收人
压力 16MPa 16.5MPa 30d 本公司 2006.12.18 臧守桂
日理论流量 69120(L) 68518(L) 30d 本公司 2006.12.18 臧守桂
泵效 90% 98% 30d 本公司 2006.12.18 刘茂文
温度(C°) ≤90 ≤90 30d 本公司 2006.12.18 刘茂文
机械运转状况         正常 良好 30d 本公司 2006.12.18 臧守桂
抗腐蚀状况 耐酸碱 耐酸碱良好 30d 本公司 2006.12.18 臧守桂
耐磨情况 耐磨 耐磨良好 30d 本公司 2006.12.18 刘茂文
液压马达试验介质     液压油(46#)  液压油(46#)良好        30d 本公司 2006.12.18 臧守桂
齿轮泵试验介质       原油(含水、腊、面砂)   良好 30d 本公司 2006.12.18 臧守桂
漏失量 0.02%-0.05% 0.03% 30d 本公司 2006.12.18 刘茂文
功率效能 77.8% 76% 30d 本公司 2006.12.18 臧守桂
从上表看出,该液驱齿轮抽油泵其各项性能均达到设计标准要求,且性能稳定。
本发明的有益效果在于:与目前使用的抽油泵相比,有以下明显的优点:1、因不设抽油杆,所以解决了抽油杆的杆管偏磨问题,大幅度地延长了油井的检修期,特别适用于斜井和水平井;2、能耗低、泵效高、设备体积小;3、齿轮泵排量大、耐腐蚀、耐磨损。还解决了砂卡、含腊、高粘度抽油的常见疑难问题,可广泛用于油田的抽油设备。
附图说明
图1为本发明结构沿轴向剖视示意图。
图2为本发明连接体俯视示意图。
图3为本发明沿图2B-B剖视示意图。
图4为本发明齿轮泵结构立体示意图。
图5为本发明沿图4A-A剖视示意图。
具体实施方式
参照附图1、2、3、4、5制作本发明。该液驱齿轮抽油泵,由接管1、下接头2、出油接头3构成,出油接头3固定在接管1的上口上,其特征在于在接管1的腔内上部设液压马达4,在接管1的腔内下部设齿轮泵5,下接头2固定在齿轮泵5的下端,液压马达转动轴6通过联轴器7与齿轮泵5的主动齿轮轴8连接,液压马达4的下端法兰盘通过螺栓9固定在连接体10的上端,齿轮泵5的上盖板通过相应的螺栓9′固定在连接体10的下端,液压马达4的上端接循环油管11,并通过循环油管11连接上增压泵。所述的连接体10,由管体10a和固定耳10b构成,管体10a的内腔直径比联轴器7的外直径大4mm,可制作成管体10a的内直径为59mm,联轴器7的外直径为55mm,管体10a的外直径可为89mm,固定耳10b对称的设四对,固定耳10b的外壁为弧形壁,其外直径为132mm,与接管1的内直径一致,固定耳10b固定在管体10a上、下口的外壁上,可与管体10a制作为一整体,相邻固定耳10b之间为过油通道10c,连接体10的高度为130mm;所述的齿轮泵5,由外壳体5a、上盖板5b、底盖板5c、主动齿轮5d、被动齿轮5e、进油腔5f、出油腔5g构成,外壳体5a的外螺纹直径与接管1和下接头2的内螺纹直径一致,均为M141×2,主动齿轮5d的主动齿轮轴8设在外壳体5a的中心部位,与液压马达转动轴6在一条轴线上,被动齿轮5e偏离外壳体5a的中心轴线,与主动齿轮5d啮合,主、被动齿轮5d、5e的齿数为14个,主、被动齿轮5d、5e的中心距为42mm,中心轴孔直径为22.8mm,主、被动齿轮5d、5e在密封腔内啮合转动,进油腔5f、出油腔5g均为半圆柱形腔,在进油腔5f内形成负压,在出油腔5g内形成正压,在进油腔5f内的底盖板5c上设进油孔5m,进油孔5m的下端与下接头2内腔连通,在出油腔5g内的上盖板5b上设上油孔5n,上油孔5n的上端与连接体10的过油通道10c相连通,进、上油孔5m、5n的孔径为30mm,外壳体5a的外螺纹与下接头2的内螺纹旋转连接;所述的出油接头3也以螺纹连接方式旋转固定在接管1的上口上。
实施例
实施例1
2007年1月生产的液驱齿轮抽油泵,2007年3月10日用于胜利油田试用,并与柱塞式抽油泵进行比较,其对比效果如下:
1、在相近的油井内作试运行,井斜度为25度,运行6个月,柱塞式抽油泵因偏磨出现故障,维修一次,停工10天,而液驱齿轮抽油泵未出现故障;
2、出油产量,液驱齿轮抽油泵比柱塞式抽油泵提高了14%;
3、电耗:液驱齿轮抽油泵比柱塞式抽油泵耗电降低了31%。
实施例2
2007年1月生产的液驱齿轮抽油泵,2007年3月2日用于辽河油田试用,并与地面驱动螺杆泵进行比较,其对比效果如下:
1、在相近的油井内作试运行,井斜度为18度,运行5个月,地面驱动螺杆泵因偏磨和杆太长、扭矩大而扭断出现故障,维修一次,停工12天,而液驱齿轮抽油泵未出现故障;
2、出油产量,液驱齿轮抽油泵比柱塞式抽油泵提高了15%;
3、电耗:液驱齿轮抽油泵比柱塞式抽油泵耗电降低了33%。

Claims (3)

1、一种液驱齿轮抽油泵,由接管(1)、下接头(2)、出油接头(3)构成,出油接头(3)固定在接管(1)的上口上,其特征在于在接管(1)的腔内上部设液压马达(4),在接管(1)的腔内下部设齿轮泵(5),下接头(2)固定在齿轮泵(5)的下端,液压马达转动轴(6)通过联轴器(7)与齿轮泵(5)的主动齿轮轴(8)连接,液压马达(4)的下端法兰盘通过螺栓(9)固定在连接体(10)的上端,齿轮泵(5)的上盖板通过相应的螺栓(9′)固定在连接体(10)的下端,液压马达(4)的上端接循环油管(11)。
2、根据权利要求1所述的液驱齿轮抽油泵,其特征在于所述的连接体(10),由管体(10a)和固定耳(10b)构成,管体(10a)的内腔直径比联轴器(7)的外直径大4mm,管体(10a)的外直径为89mm,固定耳(10b)对称的设四对,固定耳(10b)的外壁为弧形壁,其外直径为132mm,与接管(1)的内直径一致,固定耳(10b)固定在管体(10a)上、下口的外壁上,与管体(10a)制作为一整体,相邻固定耳(10b)之间为过油通道(10c),连接体(10)的高度为130mm。
3、根据权利要求1所述的液驱齿轮抽油泵,其特征在于所述的齿轮泵(5),由外壳体(5a)、上盖板(5b)、底盖板(5c)、主动齿轮(5d)、被动齿轮(5e)、进油腔(5f)、出油腔(5g)构成,外壳体(5a)的外螺纹直径与接管(1)和下接头(2)的内螺纹直径一致,主动齿轮(5d)的主动齿轮轴(8)设在外壳体(5a)的中心部位,与液压马达转动轴(6)在一条轴线上,被动齿轮(5e)偏离外壳体(5a)的中心轴线,与主动齿轮(5d)啮合,主、被动齿轮(5d、5e)的齿数为14个,主、被动齿轮(5d、5e)的中心距为42mm,中心轴孔直径为22.8mm,主、被动齿轮(5d、5e)在密封腔内啮合转动,进油腔(5f)、出油腔(5g)均为半圆柱形腔,在进油腔(5f)内的底盖板(5c)上设进油孔(5m),在出油腔(5g)内的上盖板(5b)上设上油孔(5n),外壳体(5a)的外螺纹与下接头(2)的内螺纹旋转连接;所述的出油接头(3)也以螺纹连接方式旋转固定在接管(1)的上口上。
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