CN101016898A

CN101016898A - 直线驱动式往复旋转螺杆泵

Info

Publication number: CN101016898A
Application number: CN 200710020382
Authority: CN
Inventors: 曾励; 董飚; 张丹
Original assignee: Yangzhou University
Current assignee: Yangzhou University
Priority date: 2007-02-12
Filing date: 2007-02-12
Publication date: 2007-08-15
Anticipated expiration: 2027-02-12
Also published as: CN100494682C

Abstract

直线驱动式往复旋转螺杆泵，涉及油田生产中使用螺杆泵采油时的动力驱动方式以及螺杆泵泵体的结构。包括转子、定子，转子下方设置泵底座，泵底座上设置进油阀(一)、出油阀(二)，还包括从下往上布置的万向联轴器、连接轴(一)、连接轴(二)、直旋丝杠副、花键副，万向联轴器与转子的上端连接，万向联轴器的外围设置泵基座，泵基座上设置进油阀(二)和出油阀(一)，直旋丝杠副包括直旋丝杠轴、丝杠套、直旋回珠块、滚珠；花键副包括花键轴、花键套、回珠块、花键滚珠。本发明实现了适用范围广、生产效率高的目的。

Description

直线驱动式往复旋转螺杆泵

技术领域

本发明涉及油田生产中使用螺杆泵采油时的动力驱动方式以及螺杆泵泵体的结构。

背景技术

螺杆泵是一种新型的内啮合回转式容积泵，具有效率高、自吸能力强、适应范围广等优点，在油田中得到了广泛的应用。抽油机作为油田生产中的核心设备，在国内外都拥有众多以“三抽”为主的机采油井，包括游梁式抽油机、无游梁式抽油机、摩擦提升式抽油机和直线电机驱动式抽油机等，都是由抽油机带动抽油杆做上下往复直线运动，从而驱动有杆柱塞式抽油泵工作。随着我国各大油田开发的不断发展，油田的开发难度不断增加，许多油田的油井相继出现了高含砂量、高油气比的稠油。而柱塞泵只能用于稀油和含水油的抽取，对高含砂油、稠油则无能为力。目前螺杆泵采油系统的驱动方式主要是以下三类：一、机动螺杆泵，又称为地面驱动螺杆泵：它是由螺杆泵、采油杆柱、锚定工具及地面驱动装置等组成。该系统在工作时，地面驱动装置通过减速后将动力传递给采油杆柱，再经采油杆柱带动螺杆泵旋转，从而将原油从井下举升到地面；二、电动潜油螺杆泵：包括螺杆泵和潜油电机在内的主要机组都在井下。工作时，电缆将电力从地面传给潜油电机，而油液则通过油管举升到井口；三、液动螺杆泵：它主要由供液泵、旁通阀、液马达及螺杆泵等部分组成。工作时，供液泵将高压动力液供给液马达，液马达旋转带动螺杆泵工作，从而将与动力液混合的井底原油通过油管、套管的环形空间举升到井口。对于高含砂油、稠油的原油，采用螺杆泵是理想的机采方式。无论采用哪种驱动方式的螺杆泵，都与目前使用的抽油机的动力驱动方式不匹配，将意味着有无数台抽油机的报废，造成企业投资费用的增加，提高了成本，浪费了资源。

发明内容

本发明目的是提供一种适用范围广、生产效率高的直线驱动式往复旋转螺杆泵。

本发明包括转子、定子，转子下方设置泵底座，泵底座上设置进油阀(一)、出油阀(二)，还包括从下往上布置的万向联轴器、连接轴(一)、连接轴(二)、直旋丝杠副、花键副，万向联轴器与转子的上端连接，万向联轴器的外围设置泵基座，泵基座上设置进油阀(二)和出油阀(一)，直旋丝杠副包括直旋丝杠轴、丝杠套、直旋回珠块、滚珠，直旋丝杠轴的外壁设置螺旋槽，直旋丝杠轴的外部套接直旋套，直旋套的两端设置直旋回珠块，直旋套与直旋丝杠轴上的对应螺旋槽之间设置滚珠；花键副包括花键轴、花键套、回珠块、花键滚珠，花键轴的外壁设置直槽，花键轴的外围套接花键套，花键套的两端设置回珠块，花键套与花键轴上的对应直槽之间设置花键滚珠；直旋丝杠轴与花键轴之间通过连接套和销轴连接。

本发明当抽油机带动抽油杆做上下往复直线运动时，通过直旋丝杠副，将往复直线驱动力转换为往复旋转驱动力矩，以驱动螺杆泵转子往复转动。使用花键副的目的是为抽油杆导向，并平衡螺杆泵旋转工作时产生的反力矩。通过使用这种直线驱动式往复旋转螺杆泵，可以利用油田中原有的抽油机和抽油杆作为螺杆泵的动力驱动装置来驱动螺杆泵工作，使原有的抽油机及抽油杆得到了重新利用，降低了改造成本，节约了资源，同时这种螺杆泵也适合在新建油井中使用。在泵体的底座及基座分别设置了进、出油阀，保证了螺杆泵在正、反方向运转时都能从出油阀排出油液。当抽油机带动抽油杆向上做直线运动时，油液从进油阀(一)流入、出油阀(一)流出；当抽油机带动抽油杆向下做直线运动时，油液从进油阀(二)流入、出油阀(二)流出。使用这种利用抽油机和抽油杆驱动的螺杆泵采油，除了具有螺杆泵适应于高含砂量、高油气比和高粘度的原油开采以及适用范围广、泵效高的特点外，还具有有杆柱塞泵采油的适应性强、寿命长、结构简单、工作可靠，可用于深井采油的特点。

附图说明

图1是本发明上半部的结构示意图。

图2是本发明下半部的结构示意图。

图3是本发明在泵基座上设置油阀的结构示意图。

具体实施方式

如图所示，本发明主要由泵底座1，进油阀(一)2，出油阀(二)3，泵壳连接套4，连接法兰5，连接轴(一)6，锁紧螺母7，轴承端盖8，向心球轴承9，连接套(二)10，传动套(一)11，直旋套12，支承轴套13，中部接头14，锁紧螺母15，连接套(三)16，隔套17，连接套(四)18，回珠块19，上部接头20，花键滚珠21，花键套22，弹性挡圈23，定位销24，花键轴25，销轴26，圆锥滚子轴承27，直旋回珠块28，滚珠29，传动套(二)30，直旋丝杠轴31，底部接头32，连接轴(二)33，连接套(一)34，轴承端盖35，圆锥滚子轴承36，变截面连接套37，紧固螺母38，万向联轴器39，泵基座40，泵定子41，转子42，出油阀(一)43，进油阀(二)44组成。其中进油阀(一)和出油阀(一)，进油阀(二)和出油阀(二)分别是螺杆泵正向和反向运转时的进、出油阀。另外在各个密封部位设置有O型密封圈，保证了密封要求。

上部接头20通过连接套与油管相连，抽油杆通过螺纹与花键轴25相连接。在花键轴25和直旋丝杠轴31的工作行程范围内，用隔套17、传动套(一)11将油液与花键导轨副、直旋丝杠副隔开，以防止油液中的杂质进入，造成花键副、直旋丝杠副的过度磨损。花键轴25通过花键滚珠21，可以在花键套22内往复移动；花键套22通过隔套17固定在上部接头20和中间接头14上，花键滚珠21通过回珠块19在花键套22内回珠。直旋套12的一端通过支承轴套13、圆锥滚子轴承27支承在中部接头14上，另一端通过传动套(二)30、传动套(一)11、连接轴(二)33和轴承9支承在底部接头32上；滚珠29通过直旋回珠块28在直旋套12内回珠。花键轴25和直旋丝杠轴31之间通过连接套(三)16和销轴26连接。连接轴(一)6通过圆锥滚子轴承36支承在泵体基座40上。连接轴(二)33和连接轴(一)6间通过连接套(一)34连接。连接轴(一)6通过连接法兰5、万向联轴器39连接转子42。定子通过螺钉连接固定在基座40上。基座40和底部接头32之间用变截面连接套37连接。泵底座1和泵基座40间通过泵壳连接套4连接。

当抽油机带动抽油杆做向上的直线运动时，通过花键轴25、连接套(三)16、销轴26带动直旋丝杠轴31做向上直线运动，再通过直旋机构，将丝杠轴31的直线运动变换成直旋套12的顺时针方向旋转运动输出，通过传动套(二)30、传动套(一)11、连接轴(二)33、连接套(一)34、连接轴(一)6、连接法兰5和万向联轴器39，驱动螺杆泵转子42顺时针方向旋转，使油液从进油阀(一)2流入，出油阀(一)43流出，通过底部接头32一侧的通道进入连接套(二)10和传动套(一)11间的空腔，再通过中间接头14、连接套(四)18和隔套17间的空腔、上部接头20、连接套进入油管，从而被提升到地面。当抽油杆向下作直线运动时，通过直旋机构使得直旋套12逆时针方向旋转，从而带动螺杆泵转子42逆时针方向旋转，油液从进油阀(二)44流入，出油阀(二)3流出，通过泵壳连接套4和泵定子41间的空腔、泵基座40一侧的通道、变截面连接套37和泵基座40间的空腔以及底部接头32一侧的通道，进入连接套(二)10和传动套(一)11间的空腔，后面的油路方向与顺时针旋转时的排油方向一致。使用这种直线驱动式往复旋转螺杆泵，实现了泵转子在正、反两个方向运转时螺杆泵都可以工作。

Claims

1、直线驱动式往复旋转螺杆泵，包括转子、定子，其特征是转子下方设置泵底座，泵底座上设置进油阀(一)、出油阀(二)，还包括从下往上布置的万向联轴器、连接轴(一)、连接轴(二)、直旋丝杠副、花键副，万向联轴器与转子的上端连接，万向联轴器的外围设置泵基座，泵基座上设置进油阀(二)和出油阀(一)，直旋丝杠副包括直旋丝杠轴、丝杠套、直旋回珠块、滚珠，直旋丝杠轴的外壁设置螺旋槽，直旋丝杠轴的外部套接直旋套，直旋套的两端设置直旋回珠块，直旋套与直旋丝杠轴上的对应螺旋槽之间设置滚珠；花键副包括花键轴、花键套、回珠块、花键滚珠，花键轴的外壁设置直槽，花键轴的外围套接花键套，花键套的两端设置回珠块，花键套与花键轴上的对应直槽之间设置花键滚珠；直旋丝杠轴与花键轴之间通过连接套和销轴连接。