CN105673483A - 一种潜油直驱螺杆泵柔性轴传动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种潜油直驱螺杆泵柔性轴传动装置，传动装置包括从上至下依次连接的长连接管、定子连接管和扶正器，长连接管内部从上至下依次连接有上螺杆连接头、柔性轴和下螺杆连接头，定子连接管内部设置有连接轴，扶正器内部设置有下连接管，该装置结构简单，系统地面部分只有控制柜，井口占地面面积少，从根本上解决了定向井普遍存在的杆管偏磨问题，降低了后期运行维护成本和劳动强度。

Description

一种潜油直驱螺杆泵柔性轴传动装置
技术领域
本发明涉及油井机械采油设备的研究领域，特别涉及一种潜油直驱螺杆泵柔性轴传动装置。
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，电机通过柔性连轴器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，消除了冲程损失，无须机械减速装置，低转速下不烧电机，提高了抽油泵泵效和系统运行效率、降低能耗，也从根本上解决了定向井普遍存在的杆管偏磨问题，应用数控方式调整系统运行参数，降低了后期运行维护成本和劳动强度，系统地面部分只有控制柜，井口占地面面积少。
传动装置采用万向节传动，但结构相对复杂，需要一种更安全更简单的结构，基于此目的，本发明利用高强度的钛合金柔性轴来代替万向节传动装置。
发明内容
本发明的目的是克服定向井普遍存在杆管偏磨以及设备效率低、占用空间大、成本高的问题。
为此，本发明提供了一种潜油直驱螺杆泵柔性轴传动装置，所述传动装置包括从上至下依次连接的长连接管、定子连接管和扶正器；
所述长连接管内部从上至下依次连接有上螺杆连接头、柔性轴和下螺杆连接头；
所述定子连接管内部设置有连接轴；
所述扶正器内部设置有下连接管；
所述长连接管上部设置有吸入口，下螺杆连接头下部通过花键轴一与连接轴上部连接，连接轴下部通过花键轴二与下连接管上部连接。
所述柔性轴与上螺杆连接头通过螺纹连接。
所述花键轴一外部套设有耐磨套内套，耐磨套内套外部套设有耐磨套外套。
所述花键轴二外部套设有耐磨套内套，耐磨套内套外部套设有耐磨套外套。
所述连接轴下部外壁套设有轴卡一。
所述下连接管上部外壁套设有轴卡二。
所述连接轴的末端设置有止动盘，止动盘下部通过螺母安装有止推垫圈，扶正器上部顶在止推垫圈上。
所述柔性轴选用钛合金杆。
所述柔性轴与下螺杆连接头通过螺纹连接。
本发明的有益效果：
（1）本发明提供的这种潜油直驱螺杆泵柔性轴传动装置结构简单，系统地面部分只有控制柜，井口占地面面积少，该装置能够连接电机转子和螺杆泵转子，把电机扭矩传递给螺杆泵、把电机转子的同心运动转换成螺杆泵转子的双行星偏转运动，提高了抽油泵泵效和系统运行效率、降低能耗，也从根本上解决了定向井普遍存在的杆管偏磨问题，降低了后期运行维护成本和劳动强度。
（2）本发明提供的这种潜油直驱螺杆泵柔性轴传动装置通过螺纹将柔性轴连接于上螺杆连接头，通过螺纹连接于下螺杆连接头，使柔性轴连接紧固，保证设备运行可靠，柔性轴采用钛合金杆，具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点。
（3）本发明提供的这种潜油直驱螺杆泵柔性轴传动装置通过在花键轴一外部设置耐磨套内套，耐磨套内套外部设置耐磨套外套，在花键轴二外部设置耐磨套内套，耐磨套内套外部设置耐磨套外套，采用双层耐磨套，保护花键轴，减小损耗。
（4）本发明提供的这种潜油直驱螺杆泵柔性轴传动装置通过在连接轴下部设置轴卡一，在下连接管上部设置轴卡二，有效防止连接轴和下连接管的轴向窜动。
（5）本发明提供的这种潜油直驱螺杆泵柔性轴传动装置通过在连接轴下端设置止动盘，有效防止连接轴的移动，且通过螺母将止动盘紧固，进一步防止止动盘移动，扶正器在管柱下井过程中起到导向、扶正的作用，扶正器上部顶在止推垫圈上，减少扶正器在上下移动时的摩擦和冲击。
附图说明
图1是潜油直驱螺杆泵柔性轴传动装置结构示意图。
附图标记说明：1、长连接管；2、定子连接管；3、扶正器；4、上螺杆连接头；5、柔性轴；6、下螺杆连接头；7、花键轴一；8、连接轴；9、轴卡一；10、止动盘；11、花键轴二；12、轴卡二；13、下连接管。
具体实施方式
实施例1：
为了克服定向井普遍存在杆管偏磨以及设备效率低、占用空间大、成本高的问题，本实施例提供了一种如图1所示的潜油直驱螺杆泵柔性轴传动装置，所述传动装置包括从上至下依次连接的长连接管1、定子连接管2和扶正器3；
所述长连接管1内部从上至下依次连接有上螺杆连接头4、柔性轴5和下螺杆连接头6；
所述定子连接管2内部设置有连接轴8；
所述扶正器3内部设置有下连接管13；
所述长连接管1上部设置有吸入口，下螺杆连接头6下部通过花键轴一7与连接轴8上部连接，连接轴8下部通过花键轴二11与下连接管13上部连接。
本发明的这种潜油直驱螺杆泵传动装置的工作原理：
该装置能够连接电机转子和螺杆泵转子，把电机扭矩传递给螺杆泵、把电机转子的同心运动转换成螺杆泵转子的双行星偏转运动。
该装置上端连接螺杆泵转子，下端连接电机转子，电机动子扭矩通过连接轴8传递到柔性轴5，柔性轴5再将动依次传递给连接轴8、下连接管13等，柔性轴5存在一定弹性，可径向发生形变，结构简单，因此扭矩在传递过程中，损失少。
本发明提供的这种潜油直驱螺杆泵柔性轴传动装置结构简单，系统地面部分只有控制柜，井口占地面面积少，该装置能够连接电机转子和螺杆泵转子，把电机扭矩传递给螺杆泵、把电机转子的同心运动转换成螺杆泵转子的双行星偏转运动，提高了抽油泵泵效和系统运行效率、降低能耗，也从根本上解决了定向井普遍存在的杆管偏磨问题，降低了后期运行维护成本和劳动强度。
实施例2：
为了克服定向井普遍存在杆管偏磨以及设备效率低、占用空间大、成本高的问题，本实施例提供了一种如图1所示的潜油直驱螺杆泵柔性轴传动装置，包括从上至下依次连接的螺杆泵、传动装置和电机，所述传动装置包括从上至下依次连接的长连接管1、定子连接管2和扶正器3；所述长连接管1内部从上至下依次连接有上螺杆连接头4、柔性轴5和下螺杆连接头6；所述定子连接管2内部设置有连接轴8；所述扶正器3内部设置有下连接管13；所述长连接管1上部设置有吸入口，下螺杆连接头6下部通过花键轴一7与连接轴8上部连接，连接轴8下部通过花键轴二11与下连接管13上部连接。所述柔性轴5与上螺杆连接头4、下螺杆连接头8分别通过螺纹连接。
本发明提供的这种潜油直驱螺杆泵柔性轴传动装置通过螺纹将柔性轴5连接于上螺杆连接头4，通过螺纹连接于下螺杆连接头8，使柔性轴连接紧固，保证设备运行可靠。
实施例3：
为了克服定向井普遍存在杆管偏磨以及设备效率低、占用空间大、成本高的问题，本实施例提供了一种如图1所示的潜油直驱螺杆泵柔性轴传动装置，包括从上至下依次连接的螺杆泵、传动装置和电机，所述传动装置包括从上至下依次连接的长连接管1、定子连接管2和扶正器3；所述长连接管1内部从上至下依次连接有上螺杆连接头4、柔性轴5和下螺杆连接头6；所述定子连接管2内部设置有连接轴8；所述扶正器3内部设置有下连接管13；所述长连接管1上部设置有吸入口，下螺杆连接头6下部通过花键轴一7与连接轴8上部连接，连接轴8下部通过花键轴二11与下连接管13上部连接。
所述花键轴一7外部套设有耐磨套内套，耐磨套内套外部套设有耐磨套外套，所述花键轴二11外部套设有耐磨套内套，耐磨套内套外部套设有耐磨套外套。
本发明提供的这种潜油直驱螺杆泵柔性轴传动装置通过在花键轴一7外部设置耐磨套内套，耐磨套内套外部设置耐磨套外套，在花键轴二11外部设置耐磨套内套，耐磨套内套外部设置耐磨套外套，采用双层耐磨套，保护花键轴，减小损耗。
实施例4：
为了克服定向井普遍存在杆管偏磨以及设备效率低、占用空间大、成本高的问题，本实施例提供了一种如图1所示的潜油直驱螺杆泵柔性轴传动装置，包括从上至下依次连接的螺杆泵、传动装置和电机，所述传动装置包括从上至下依次连接的长连接管1、定子连接管2和扶正器3；所述长连接管1内部从上至下依次连接有上螺杆连接头4、柔性轴5和下螺杆连接头6；所述定子连接管2内部设置有连接轴8；所述扶正器3内部设置有下连接管13；所述长连接管1上部设置有吸入口，下螺杆连接头6下部通过花键轴一7与连接轴8上部连接，连接轴8下部通过花键轴二11与下连接管13上部连接。
所述连接轴8下部外壁套设有轴卡一9，下连接管13上部外壁套设有轴卡二12。
本发明提供的这种潜油直驱螺杆泵柔性轴传动装置通过在连接轴8下部设置轴卡一9，在下连接管13上部设置轴卡二12，有效防止连接轴8和下连接管13的轴向窜动。
实施例5：
为了克服定向井普遍存在杆管偏磨以及设备效率低、占用空间大、成本高的问题，本实施例提供了一种如图1所示的潜油直驱螺杆泵柔性轴传动装置，包括从上至下依次连接的螺杆泵、传动装置和电机，所述传动装置包括从上至下依次连接的长连接管1、定子连接管2和扶正器3；所述长连接管1内部从上至下依次连接有上螺杆连接头4、柔性轴5和下螺杆连接头6；所述定子连接管2内部设置有连接轴8；所述扶正器3内部设置有下连接管13；所述长连接管1上部设置有吸入口，下螺杆连接头6下部通过花键轴一7与连接轴8上部连接，连接轴8下部通过花键轴二11与下连接管13上部连接。
所述连接轴8的末端设置有止动盘10，止动盘10下部通过螺母安装有止推垫圈，扶正器3上部顶在止推垫圈上。
本发明提供的这种潜油直驱螺杆泵柔性轴传动装置通过在连接轴8下端设置止动盘10，有效防止连接轴8的移动，且通过螺母将止动盘10紧固，进一步防止止动盘10移动，扶正器3在管柱下井过程中起到导向、扶正的作用，扶正器3上部顶在止推垫圈上，减少扶正器3在上下移动时的摩擦和冲击。
实施例6：
为了克服定向井普遍存在杆管偏磨以及设备效率低、占用空间大、成本高的问题，本实施例提供了一种如图1所示的潜油直驱螺杆泵柔性轴传动装置，包括从上至下依次连接的螺杆泵、传动装置和电机，所述传动装置包括从上至下依次连接的长连接管1、定子连接管2和扶正器3；所述长连接管1内部从上至下依次连接有上螺杆连接头4、柔性轴5和下螺杆连接头6；所述定子连接管2内部设置有连接轴8；所述扶正器3内部设置有下连接管13；所述长连接管1上部设置有吸入口，下螺杆连接头6下部通过花键轴一7与连接轴8上部连接，连接轴8下部通过花键轴二11与下连接管13上部连接。
所述柔性轴5选用钛合金杆。
本发明提供的这种潜油直驱螺杆泵柔性轴传动装置的柔性轴5采用钛合金杆，具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点。
本发明提供的这种潜油直驱螺杆泵柔性轴传动装置结构简单，系统地面部分只有控制柜，井口占地面面积少，该装置能够连接电机转子和螺杆泵转子，把电机扭矩传递给螺杆泵、把电机转子的同心运动转换成螺杆泵转子的双行星偏转运动，提高了抽油泵泵效和系统运行效率、降低能耗，也从根本上解决了定向井普遍存在的杆管偏磨问题，降低了后期运行维护成本和劳动强度。
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。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (9)

1.一种潜油直驱螺杆泵柔性轴传动装置，其特征在于：所述传动装置包括从上至下依次连接的长连接管（1）、定子连接管（2）和扶正器（3）；
所述长连接管（1）内部从上至下依次连接有上螺杆连接头（4）、柔性轴（5）和下螺杆连接头（6）；
所述定子连接管（2）内部设置有连接轴（8）；
所述扶正器（3）内部设置有下连接管（13）；
所述长连接管（1）上部设置有吸入口，下螺杆连接头（6）下部通过花键轴一（7）与连接轴（8）上部连接，连接轴（8）下部通过花键轴二（11）与下连接管（13）上部连接。
2.如权利要求1所述的潜油直驱螺杆泵柔性轴传动装置，其特征在于：所述柔性轴（5）与上螺杆连接头（4）通过螺纹连接。
3.如权利要求1所述的潜油直驱螺杆泵柔性轴传动装置，其特征在于：所述花键轴一（7）外部套设有耐磨套内套，耐磨套内套外部套设有耐磨套外套。
4.如权利要求3所述的潜油直驱螺杆泵柔性轴传动装置，其特征在于：所述花键轴二（11）外部套设有耐磨套内套，耐磨套内套外部套设有耐磨套外套。
5.如权利要求1所述的潜油直驱螺杆泵柔性轴传动装置，其特征在于：
所述连接轴（8）下部外壁套设有轴卡一（9）。
6.如权利要求5所述的潜油直驱螺杆泵柔性轴传动装置，其特征在于：所述下连接管（13）上部外壁套设有轴卡二（12）。
7.如权利要求1所述的潜油直驱螺杆泵柔性轴传动装置，其特征在于：所述连接轴（8）的末端设置有止动盘（10），止动盘（10）下部通过螺母安装有止推垫圈，扶正器（3）上部顶在止推垫圈上。
8.如权利要求1所述的潜油直驱螺杆泵柔性轴传动装置，其特征在于：所述柔性轴（5）选用钛合金杆。
9.如权利要求2所述的潜油直驱螺杆泵柔性轴传动装置，其特征在于：所述柔性轴（5）与下螺杆连接头（8）通过螺纹连接。
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