CN108119102A - 人工举升装置及采油系统 - Google Patents

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CN108119102A CN201810003891.4A CN201810003891A CN108119102A CN 108119102 A CN108119102 A CN 108119102A CN 201810003891 A CN201810003891 A CN 201810003891A CN 108119102 A CN108119102 A CN 108119102A
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Abstract

本发明公开一种人工举升装置及采油系统，其中，所述人工举升装置包括潜油电机、高承载保护器及传动轴，潜油电机的输出端朝上设置，潜油电机用以提供人工举升装置的动力，高承载保护器安装于潜油电机的上方，用以保护潜油电机，传动轴呈上下向延伸，包括从下到上依次分布第一轴段和第二轴段，第一轴段位于潜油电机内以提供动力，第二轴段位于高承载保护器内，以传递第一轴段动力。潜油电机与高承载保护器整体可以设置成一体结构，便于潜油电机与高承载保护器的运输，也使得潜油电机与高承载保护器不用现场拼接，减少潜油电机与高承载保护器之间密封破坏的概率。

Description

人工举升装置及采油系统
技术领域
本发明涉及油田采油设备技术领域，特别涉及一种人工举升装置及采油系统。
背景技术
现有技术的采油装置中，一般包括潜油电机、保护器、吸入口组件及螺杆泵四个部件，每个部件分别制造，在发送至采油现场后，由工人现场依次经过三次拼接组装成一个整体，置于井底进行采油作业。
然而，现场拼装条件有限，往往在多次拼装的过程中，会出现破坏采油装置整体密封性的情况，潜油电机进入液体后，就会造成整个电机烧毁，返修及更换成本极高，而且严重影响采油作业的进度。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种人工举升装置及采油系统，旨在减少采油装置现场拼装的次数，提高部件之间的密封性能。
为实现上述目的，本发明提出的人工举升装置，包括：
输出端朝上设置的潜油电机，所述潜油电机用以提供所述人工举升装置的动力；
高承载保护器，安装于所述潜油电机的上方，用以保护所述潜油电机；以及，
传动轴，呈上下向延伸，包括从下到上依次分布第一轴段和第二轴段，其中，所述第一轴段位于所述潜油电机内以提供动力，所述第二轴段位于所述高承载保护器内，以传递所述第一轴段动力。
优选地，所述潜油电机包括：
永磁轴套，套设在所述第一轴段上；以及，
定子结构，套设于所述潜油电机外壳内，且位于所述永磁轴套外侧；
所述定子结构在通电时，驱动所述永磁轴套带动所述第一轴段转动，以提供所述人工举升装置的动力。
优选地，所述高承载保护器包括：
止推轴承，套设在所述第二轴段的下端，用以承载人工举升装置内油体的沿轴向压力；以及，
二腔式保护结构，包括位于所述止推轴承上方，且上下向依次分布的胶囊式结构及沉降式结构，用以保护所述潜油电机。
优选地，还包括吸入口组件，所述吸入口组件安装于所述高承载保护器的上方，用以吸入井液；
所述传动轴还包括位于所述吸入口组件内的第三轴段，所述第三轴段经由所述第二轴段起传递所述第一轴段动力。
优选地，还包括螺杆泵，所述螺杆泵安装于所述吸入口组件上方，所述螺杆泵用以举升井液；
所述螺杆泵外壳下端设有下接头，所述吸入口组件的上端设有上接头，所述上接头与所述下接头螺纹密封连接，所述螺杆泵的螺杆通过花键套与所述第三轴段花键联接。
优选地，还包括吸入口组件，所述吸入口组件用以吸入井液，所述吸入口组件包括转动安装于吸入口组件壳体内的转轴，所述吸入口组件壳体的下端设有第一法兰，所述高承载保护器壳体的上端设有第二法兰；
所述第一法兰通过螺接件与所述第二法兰固定连接，所述转轴通过花键套与所述第二轴段花键联接。
优选地，还包括螺杆泵，所述螺杆泵安装于所述吸入口组件上方，所述螺杆泵用以举升井液；
所述螺杆泵外壳下端设有下接头，所述吸入口组件的上端设有上接头，所述上接头与所述下接头螺纹密封连接，所述螺杆泵的螺杆通过花键套与所述转轴花键联接。
优选地，所述螺杆泵包括：
上接套，位于所述螺杆泵的上端，所述上接套设有一上下向贯通的通孔，所述通孔呈阶梯设置，包括上下向相邻设置且内径依次增大的第一孔段、第二孔段及第三孔段，所述第一孔段与所述第二孔段之间形成一向下的止挡面；以及，
限位块，固定安装于所述第二孔段内，且所述限位块的上端面与所述止挡面抵接，所述限位块上设有过油孔。
优选地，所述过油孔设置多个。
本发明还提出一种采油系统，包括人工举升装置，所述人工举升装置包括：
输出端朝上设置的潜油电机，所述潜油电机用以提供所述人工举升装置的动力；
高承载保护器，安装于所述潜油电机的上方，用以保护所述潜油电机；以及，
传动轴，呈上下向延伸，包括从下到上依次分布第一轴段和第二轴段，其中，所述第一轴段位于所述潜油电机内以提供动力，所述第二轴段位于所述高承载保护器内，以传递所述第一轴段动力。
本发明提供的技术方案中，所述传动轴包括位于所述潜油电机内以提供动力的第一轴段及位于所述高承载保护器内起传递所述第一轴段动力的第二轴段，将所述潜油电机与所述高承载保护器的传动轴两者设置成一体结构，对应的所述潜油电机与所述高承载保护器整体可以设置成一体结构，便于所述潜油电机与所述高承载保护器的运输，也使得所述潜油电机与所述高承载保护器不用现场拼接，减少所述潜油电机与所述高承载保护器之间密封破坏的概率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明提供的人工举升装置的一实施例的主视剖视示意图；
图2为图1中潜油电机的主视剖视示意图；
图3为图1中高承载保护器的主视剖视示意图；
图4为图1中吸入口组件与螺杆泵装配的主视剖视示意图；
图5为本发明提供的人工举升装置的另一实施例的主视剖视示意图；
图6为图5中高承载保护器与吸入口组件装配的主视剖视示意图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
100 人工举升装置 42 转轴
1 潜油电机 43 第一法兰
11 永磁轴套 5 螺杆泵
12 定子结构 51 下接头
2 高承载保护器 52 上接套
21 止推轴承 521 通孔
22 二腔式保护结构 521a 第一孔段
221 沉降式结构 521b 第二孔段
222 胶囊式结构 521c 第三孔段
23 第二法兰 522 止挡面
3 传动轴 53 限位块
31 第一轴段 531 过油孔
32 第二轴段 54 螺杆
33 第三轴段 6 花键套
4 吸入口组件 7 螺接件
41 上接头
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种人工举升装置，图1至图4为本发明提供的人工举升装置的一实施例的示意图，图5至图6为本发明提供的人工举升装置的另一实施例的示意图。
请参阅图1，所述人工举升装置100包括潜油电机1、高承载保护器2及传动轴3，其中，所述潜油电机1的输出端朝上设置，所述潜油电机1用以提供所述人工举升装置100的动力，所述高承载保护器2安装于所述潜油电机1的上方，用以保护所述潜油电机1，所述传动轴3呈上下向延伸，包括从下到上依次分布的第一轴段31和第二轴段32，所述第一轴段31位于所述潜油电机1内以提供动力，所述第二轴段32位于所述高承载保护器2内，以传递所述第一轴段31动力。
需要说明的是，本发明中的潜油电机1为普通的潜油直驱电机，现有技术中是一个比较成熟的产品，都是利用定子结构12在转子结构的交变磁场中转动，来提供整个人工举升装置100的动力；所述高承载保护器2是人工举升装置100的重要部件，主要用来保护所述潜油电机1，也是属于现有技术中是一个比较成熟的产品，主要有以下几项功能：1、保护潜油电机1油使其不被井液污染；2、平衡油井套管环形空间与所述潜油电机1内部的压力；3、承载井液的轴向推力；4、传递扭矩；5、为潜油电机1提供润滑油。
本发明提供的技术方案中，所述传动轴3包括位于所述潜油电机1内以提供动力的第一轴段31及位于所述高承载保护器2内起传递所述第一轴段31动力的第二轴段32，将所述潜油电机1与所述高承载保护器2的传动轴3两者设置成一体结构，对应的所述潜油电机1与所述高承载保护器2整体可以设置成一体结构，便于所述潜油电机1与所述高承载保护器2的运输，也使得所述潜油电机1与所述高承载保护器2不用现场拼接，减少所述潜油电机1与所述高承载保护器2之间密封破坏的概率，延长了所述潜油电机1的使用时间。
具体地，请参阅图2，所述潜油电机1包括永磁轴套11及定子结构12，所述永磁轴套11套设在所述第一轴段31上，所述定子结构12套设于所述潜油电机1外壳内，且位于所述永磁轴套11外侧，所述定子结构12在通电时，驱动所述永磁轴套11带动所述第一轴段31转动，以提供所述人工举升装置100的动力，所述永磁轴套11可以设置为一体结构，也可以分多段设置，所述潜油电机1与所述高承载保护器2整体设置成一体结构，对应的所述潜油电机1与所述高承载保护器2可以共用一副止推轴承21，减少了所述止推轴承21的使用，使得结构更进一步简化，降低了成本。
请参阅图3，所述高承载保护器2包括止推轴承21及二腔式保护结构22，所述止推轴承21套设在所述第二轴段32的下端，用以承载人工举升装置100内油体的沿轴向压力，所述二腔式保护结构22包括位于所述止推轴承21上方，且上下向依次分布的沉降式结构221及胶囊式结构222，用以保护所述潜油电机1，沉降式结构221包括沉降室(图未示)，沉降室腔体较大，可以有效地避免井液进入电机，胶囊式结构222包括胶囊室(图未示)，主要是利用胶囊室(图未示)来调整电机油的膨胀或收缩，适用于斜井，当然本发明提供的实施例中，所述高承载保护器2采用的是沉降式结构221与胶囊式结构222串联的形式，只要是能实现保护所述潜油电机1的高承载保护器2都是本发明的内容，如可以是胶囊室串联胶囊室二腔结构高承载保护器2，沉降室串联沉降室的二腔结构高承载保护器2，采用所述二腔式保护结构22分别起先后保护作用，延长了所述潜油电机1的使用时间。
为了进一步地减少所述人工举升装置100部件的现场拼装，请一并参阅图1和图4，所述人工举升装置100还包括吸入口组件4，所述吸入口组件4安装于所述高承载保护器2的上方，用以吸入井液，所述传动轴3还包括位于所述吸入口组件4内的第三轴段33，所述第三轴段33经由所述第二轴段32起传递所述第一轴段31动力，对应的所述潜油电机1、所述高承载保护器2及所述吸入口组件4三者整体可以设置成一体结构，使得所述潜油电机1与所述高承载保护器2及所述高承载保护器2与所述吸入口组件4不用现场拼接，减少所述人工举升装置100整体密封破坏的概率。
具体地，所述人工举升装置100还包括螺杆泵5，所述螺杆泵5安装于所述吸入口组件4上方，所述螺杆泵5用以举升井液，所述螺杆泵5外壳下端设有下接头51，所述吸入口组件4的上端设有上接头41，所述上接头41与所述下接头51螺纹密封连接，所述螺杆泵5的螺杆54通过花键套6与所述第三轴段33花键联接，所述人工举升装置100在现场拼装时，只需要将所述螺杆泵5外壳与所述吸入口组件4连接，并将所述螺杆54通过花键套6与所述第三轴段33花键联接即可实现整个所述人工举升装置100的拼装，将现有技术中需要三次现场拼装的所述人工举升装置100部件，通过一次拼装即可完成，减少了拼装次数，减少所述人工举升装置100整体密封破坏的概率，本发明提供的实施例中，也包含将所述潜油电机1、所述高承载保护器2、所述吸入口组件4及所述螺杆泵5设置成一个整体的结构，但是考虑到运输方式及所述螺杆泵5需要更换的原因，将所述潜油电机1、所述高承载保护器2、所述吸入口组件4及所述螺杆泵5设置成一个整体的结构不是优选方案。
请一并参阅图5和图6，本发明提供的人工举升装置100的另一实施例中，所述人工举升装置100还包括吸入口组件4，所述吸入口组件4用以吸入井液，所述吸入口组件4包括转动安装于吸入口组件4壳体内的转轴42，所述吸入口组件4壳体的下端设有第一法兰43，所述高承载保护器2壳体的上端设有第二法兰23，所述第一法兰43通过螺接件7与所述第二法兰23固定连接，所述转轴42通过花键套6与所述第二轴段32花键联接，考虑到所述长传动轴3的加工难度及加工成本，所述吸入口组件4与所述高承载保护器2分开设置，到现场进行拼装，另外，考虑到大功率的所述潜油电机1中，所述潜油电机1与所述高承载保护器2一体结构的尺寸较大，为了方便运输，将所述吸入口组件4与所述高承载保护器2分开设置，到现场进行拼装。
在此实施例中，所述人工举升装置100还包括螺杆泵5，所述螺杆泵5安装于所述吸入口组件4上方，所述螺杆泵5用以举升井液，所述螺杆泵5外壳下端设有下接头51，所述吸入口组件4的上端设有上接头41，所述上接头41与所述下接头51螺纹密封连接，所述螺杆泵5的螺杆54通过花键套6与所述转轴42花键联接，在此实施例中，所述人工举升装置100现场需要两次拼装，适用于大功率的所述潜油电机1的使用。
所述螺杆泵5用于采油系统中对油体向上的举升，正常情况下，所述螺杆泵5正转向上举升油体，但是有些情况下，会出现所述螺杆泵5反转的情形，如卡泵时，需人为使所述螺杆泵5反转解卡，在下井采油时也会出现所述潜油电机1相序接反的情形，都容易使所述螺杆泵5出现反转的情形，反转时所述螺杆泵5的所述螺杆54向上移动，所述螺杆54极易与所述吸入口组件4脱离，造成所述潜油电机1空转。
本发明提供的实施例中，所述螺杆泵5还包括上接套52及限位块53，其中，所述上接套52位于所述螺杆泵5的上端，所述上接套52设有一上下向贯通的通孔521，所述通孔521呈阶梯设置，包括上下向相邻设置且内径依次增大的第一孔段521a、第二孔段521b及第三孔段521c，所述第一孔段521a与所述第二孔段521b之间形成一向下的止挡面522，所述限位块53固定安装于所述第二孔段521b内，且所述限位块53的上端面与所述止挡面522抵接，所述限位块53上设有过油孔531，当所述螺杆54正转举升液体时，所述液体油从所述过油孔531中向上排出，当所述螺杆54反转时，所述螺杆54向上移动，被所述限位块53限位，保持在一位置而不会继续向上移动，使得所述螺杆54与其下方的动力轴始终处于连接状态，结构简单，零件的耐磨性好，使用时间长，减少了返修的次数。
为了便于井液的流通，所述过油孔531设置多个，均匀布置在所述限位块53上，在保证所述螺杆54与所述限位块53的摩擦接触面积的基础上，布置多个过油孔531，便于了井液的流通。
本发明还提出一种采油系统，所述采油系统包括人工举升装置100，所述人工举升装置100采用上述实施例全部的技术方案，因此同样具有上述实施例的技术方案所带来的技术效果。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种人工举升装置，其特征在于，包括：
输出端朝上设置的潜油电机，所述潜油电机用以提供所述人工举升装置的动力；
高承载保护器，安装于所述潜油电机的上方，用以保护所述潜油电机；以及，
传动轴，呈上下向延伸，包括从下到上依次分布第一轴段和第二轴段，其中，所述第一轴段位于所述潜油电机内以提供动力，所述第二轴段位于所述高承载保护器内，以传递所述第一轴段动力。
2.如权利要求1所述的人工举升装置，其特征在于，所述潜油电机包括：
永磁轴套，套设在所述第一轴段上；以及，
定子结构，套设于所述潜油电机外壳内，且位于所述永磁轴套外侧；
所述定子结构在通电时，驱动所述永磁轴套带动所述第一轴段转动，以提供所述人工举升装置的动力。
3.如权利要求1所述的人工举升装置，其特征在于，所述高承载保护器包括：
止推轴承，套设在所述第二轴段的下端，用以承载人工举升装置内油体的沿轴向压力；以及，
二腔式保护结构，包括位于所述止推轴承上方，且上下向依次分布的胶囊式结构及沉降式结构，用以保护所述潜油电机。
4.如权利要求1所述的人工举升装置，其特征在于，还包括吸入口组件，所述吸入口组件安装于所述高承载保护器的上方，用以吸入井液；
所述传动轴还包括位于所述吸入口组件内的第三轴段，所述第三轴段经由所述第二轴段起传递所述第一轴段动力。
5.如权利要求4所述的人工举升装置，其特征在于，还包括螺杆泵，所述螺杆泵安装于所述吸入口组件上方，所述螺杆泵用以举升井液；
所述螺杆泵外壳下端设有下接头，所述吸入口组件的上端设有上接头，所述上接头与所述下接头螺纹密封连接，所述螺杆泵的螺杆通过花键套与所述第三轴段花键联接。
6.如权利要求1所述的人工举升装置，其特征在于，还包括吸入口组件，所述吸入口组件用以吸入井液，所述吸入口组件包括转动安装于吸入口组件壳体内的转轴，所述吸入口组件壳体的下端设有第一法兰，所述高承载保护器壳体的上端设有第二法兰；
所述第一法兰通过螺接件与所述第二法兰固定连接，所述转轴通过花键套与所述第二轴段花键联接。
7.如权利要求6所述的人工举升装置，其特征在于，还包括螺杆泵，所述螺杆泵安装于所述吸入口组件上方，所述螺杆泵用以举升井液；
所述螺杆泵外壳下端设有下接头，所述吸入口组件的上端设有上接头，所述上接头与所述下接头螺纹密封连接，所述螺杆泵的螺杆通过花键套与所述转轴花键联接。
8.如权利要求5或7所述的人工举升装置，其特征在于，所述螺杆泵包括：
上接套，位于所述螺杆泵的上端，所述上接套设有一上下向贯通的通孔，所述通孔呈阶梯设置，包括上下向相邻设置且内径依次增大的第一孔段、第二孔段及第三孔段，所述第一孔段与所述第二孔段之间形成一向下的止挡面；以及，
限位块，固定安装于所述第二孔段内，且所述限位块的上端面与所述止挡面抵接，所述限位块上设有过油孔。
9.如权利要求8所述的人工举升装置，其特征在于，所述过油孔设置多个。
10.一种采油系统，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的人工举升装置。
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