CN104895784B - 一种潜油直驱螺杆泵 - Google Patents
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Abstract
本发明属于油井机械采油设备技术领域，提供了一种潜油直驱螺杆泵，包括从上至下依次连接的螺杆泵、运动转换装置、保护器、电机，螺杆泵与电机之间通过柔性轴连接，所述运动转换装置和保护器之间设有力转换装置，所述力转换装置包括中间接头、对称设于中间接头内部两端的花键轴、止推轴承，所述花键轴上端与柔性轴连接，该花键轴下端与电机动子连接。本发明确保电机动子不受轴向力作用发生断裂，延长了电机的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于油井机械采油设备技术领域，具体涉及一种潜油直驱螺杆泵，用于潜油直驱螺杆泵采油系统。
背景技术
潜油直驱螺杆泵是将潜油直驱螺杆泵机组下入井中，利用动力电缆将电力传送给井下潜油电机，电机通过柔性轴直接驱动螺杆泵转子转动，井液经过螺杆泵增加后，被举升到地面。“直驱”，即取消机械减速装置，由潜油电机直接驱动螺杆泵转子，依靠地面变频设备降低转速。
潜油直驱螺杆泵是由交流伺服永磁同步电动机、保护器、运动转换装置、螺杆泵、控制部分等组成，并分别自下而上连接。潜油直驱螺杆泵无须抽油杆，无须机械减速装置，低转速下不烧电机，提高了系统效率，降低了能耗。
但在使用过程中，由于螺杆泵转子、运动转换装置、保护器传动轴、电机转子均承受扬程传递的压力，即轴向力，造成电机转子上部易发生断裂，而交流伺服永磁同步电动机是潜油直驱螺杆泵采油设备的关键，电机动子的断裂使电机无法工作，同时缩短了电机的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中电机动子受轴向力作用发生断裂的问题。
为此，本发明提供了一种潜油直驱螺杆泵，包括从上至下依次连接的螺杆泵、运动转换装置、保护器、电机，螺杆泵与电机之间通过柔性轴连接，所述运动转换装置和保护器之间设有力转换装置，所述力转换装置包括中间接头、设于中间接头内部的花键轴、止推轴承，所述花键轴上端与柔性轴连接，该花键轴下端与电机动子连接；
所述中间接头内部对称设有第一凸台，所述花键轴的中部设有第二凸台，所述第一凸台和第二凸台轴向对齐，所述止推轴承设于第一凸台和第二凸台之间。
所述中间接头的上部与运动转换装置下接头通过法兰盘和紧固螺栓连接。
所述中间接头的下部与保护器上接头通过法兰盘和紧固螺栓3连接。
所述中间接头与运动转换装置、保护器的之间均设有密封圈。
所述花键轴上端与柔性轴通过花键连接，花键轴下端与电机动子螺纹连接。
本发明的有益效果是：本发明提供的这种潜油直驱螺杆泵，与现有技术相比，首先确保电机动子不受轴向力作用发生断裂，延长电机的使用寿命，其次力转换装置结构简单，性能可靠。
下面将结合附图做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：1、柔性轴；2、运动转换装置下接头；3、紧固螺栓；4、中间接头；5、保护器上接头；6、电机动子；7、密封圈；8、花键轴；9、止推轴承；10、第一凸台；11、第二凸台。
具体实施方式
实施例1：
为了克服现有技术中电机动子6受轴向力作用发生断裂的问题，本实施例提供了一种潜油直驱螺杆泵，包括从上至下依次连接的螺杆泵、运动转换装置、保护器、电机，螺杆泵与电机之间通过柔性轴1连接，所述运动转换装置和保护器之间设有力转换装置，所述力转换装置包括中间接头4、设于中间接头4内部的花键轴8、止推轴承9，所述花键轴8上端与柔性轴1连接，该花键轴8下端与电机动子6连接；
中间接头4内部对称设有第一凸台10，所述花键轴8的中部设有第二凸台11，所述第一凸台10和第二凸台11轴向对齐，所述止推轴承9设于第一凸台10和第二凸台11之间。
潜油直驱螺杆泵由三部分组成，井下部分是由自下而上依次连接的交流伺服永磁同步电机、保护器、力转换装置、运动转换装置、螺杆泵组成；中间部分是潜油电缆；地面部分包括控制柜、变压器、接线盒和井口。其中，电机与螺杆泵之间为保护器和运动转换装置，保护器是用来平衡电动机内外压力，防止井液进入电动机。运动转换装置是用来将螺杆泵转子的偏心运动转换为同心运动。
工作过程是潜油直驱螺杆泵井下部分随油管下井，地面电源通过变压器、控制柜和潜油电缆将电能输送到井下交流伺服永磁同步电动机，电机动子6带动花键轴8旋转运动，花键轴8带动上部运动转换装置内的柔性轴1做旋转运动，柔性轴1带动螺杆泵转子做旋转运动，将电能转换为机械能，把油井中的井液举升到地面。在工作过程中，花键轴8的第二凸台11作用于在止推轴承9上部，止推轴承9下部作用在中间接头4的第一凸台10位置，止推轴承9用于承受轴向压力，并保持径向旋转，螺杆泵上部液柱带来的轴向力通过花键轴8传递给止推轴承9，止推轴承9将力传递给电机外壁，而电机动子6不受轴向力作用。
本实施例提供的潜油直驱螺杆泵，与现有技术相比，首先确保电机动子6不受轴向力作用发生断裂，延长电机的使用寿命，其次力转换装置结构简单，性能可靠。
实施例2：
在实施例1的基础上，中间接头4的上部与运动转换装置下接头2通过法兰盘和紧固螺栓3连接，中间接头4的下部与保护器上接头5通过法兰盘和紧固螺栓3连接。
工作过程是地面电源通过变压器、控制柜和潜油电缆将电能输送到井下交流伺服永磁同步电动机，电机动子6带动花键轴8旋转运动，花键轴8带动上部运动转换装置内的柔性轴1做旋转运动。柔性轴1带动螺杆泵转子做旋转运动，把油井中的井液举升到地面。在工作过程中，螺杆泵上部液柱带来的轴向力通过花键轴8传递给止推轴承9，止推轴承9将力传递给电机外壁，而电机动子6不受轴向力作用。
实施例3：
本实施例提供了一种如图1所示的潜油直驱螺杆泵，包括从上至下依次连接的螺杆泵、运动转换装置、保护器、电机，螺杆泵与电机之间通过柔性轴1连接，所述运动转换装置和保护器之间设有力转换装置，该力转换装置包括中间接头4、对称设于中间接头4内部两端的花键轴8、止推轴承9，花键轴8上端与柔性轴1通过花键连接，花键轴8下端与电机动子6螺纹连接；中间接头4内部对称设有第一凸台10，所述花键轴8的中部设有第二凸台11，第一凸台10和第二凸台11轴向对齐，止推轴承9设于第一凸台10和第二凸台11之间。
其中，中间接头4的上部与运动转换装置下接头2通过法兰盘和紧固螺栓3连接，中间接头4的下部与保护器上接头5通过法兰盘和紧固螺栓3连接。
工作过程是潜油直驱螺杆泵井下部分随油管下井，地面电源通过变压器、控制柜和潜油电缆将电能输送到井下交流伺服永磁同步电动机，电机动子6带动花键轴8旋转运动，花键轴8带动上部运动转换装置内的柔性轴1做旋转运动，柔性轴1带动螺杆泵转子做旋转运动，将电能转换为机械能，把油井中的井液举升到地面。在工作过程中，花键轴8的第二凸台11作用于在止推轴承9上部，止推轴承9下部作用在中间接头4的第一凸台10位置，止推轴承9用于承受轴向压力，并保持径向旋转，螺杆泵上部液柱带来的轴向力通过花键轴8传递给止推轴承9，止推轴承9将力传递给电机外壁，而电机动子6不受轴向力作用。
本实施例中的中间接头4与运动转换装置、保护器的之间均设有密封圈7，起到静密封作用，防止井液进入。
综上所述，本发明中的力转换装置结构简单，性能可靠，确保电机动子6不受轴向力作用发生断裂，延长了电机的使用寿命。
本实施例没有具体描述的部分都属于本技术领域的公知常识和公知技术，此处不再一一详细说明。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种潜油直驱螺杆泵，包括从上至下依次连接的螺杆泵、运动转换装置、保护器、电机，螺杆泵与电机之间通过柔性轴（1）连接，其特征在于：所述运动转换装置和保护器之间设有力转换装置，所述力转换装置包括中间接头（4）、设于中间接头（4）内部的花键轴（8）、止推轴承（9），所述花键轴（8）上端与柔性轴（1）连接，该花键轴（8）下端与电机动子（6）连接；
所述中间接头（4）内部对称设有第一凸台（10），所述花键轴（8）的中部设有第二凸台（11），所述第一凸台（10）和第二凸台（11）轴向对齐，所述止推轴承（9）设于第一凸台（10）和第二凸台（11）之间；
所述中间接头（4）的上部与运动转换装置下接头（2）通过法兰盘和紧固螺栓（3）连接，所述中间接头（4）的下部与保护器上接头（5）通过法兰盘和紧固螺栓（3）连接，所述花键轴（8）上端与柔性轴（1）通过花键连接，花键轴（8）下端与电机动子（6）螺纹连接。
2.根据权利要求1所述的一种潜油直驱螺杆泵，其特征在于：所述中间接头（4）与运动转换装置、保护器的之间均设有密封圈（7）。
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