CN109113674A - 一种井下驱动往复泵采油装置 - Google Patents

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彭勇
陈瑞泽
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Abstract

一种井下驱动往复泵采油装置，旋转电机与行星减速器连接，行星减速器与不完全齿轮换向机构连接，不完全齿轮换向机构与中间传动机构相连接，中间齿轮传动机构与柱塞泵的活塞杆相连接；本发明在整个采油装置工作时，旋转电机将动力传递给行星齿轮减速器减速后，再将动力传递给不完全齿轮换向机构，便可实现低速正反转，最后通过中间齿轮传动机构实现上下往复运动；本发明彻底解决了杆管偏磨的问题，同时消除抽油杆的传动损失，提高了效率，更加适用于大斜度井，水平井，耗能小，维护方便，运行可靠性高，重量轻，成本低。

Description

一种井下驱动往复泵采油装置
技术领域
本发明涉及采油工程领域，特别涉及一种井下驱动往复泵采油装置。
背景技术
目前，油田抽油设备多为以旋转电机为动力源的游梁式抽油机，采用四连杆机构进行传动，系统结构复杂，中间传动部件多，耗能大、效率低。而且有杆泵抽油(主要是游梁式抽油机抽油)由于抽油杆柱的存在，使油井的产量、泵挂深度、冲程及泵效都受到限制，不能应付油田开采中日益增多的复杂情况，如含气、含砂、含蜡、稠油、大排量、深井或超深井以及定向井生产等。针对这种情况，研究和发展了无杆泵采油方法，从根本上避免了由于抽油杆柱的存在对采油机械的限制，使机械采油能够在油田生产中获得更加广泛的应用。无杆泵机械采油方法与有杆泵采油的主要区别是不需要用抽油杆传递地面动力，而是用电缆或高压液体将地面能量传递到井下，带动井下机组把原油抽至地面。常用的无杆泵包括潜油离心泵、水力活塞泵、水力射流泵和螺杆泵等。其中水力活塞泵、水力射流泵以及螺杆泵都属于地面驱动采油。另外，近年来，水平井、大斜度井及丛式井数量不断增加，中国石油每年新钻井的60％都是斜井。斜井举升杆管的磨损等问题更加严峻，造成修井作业增加、成本升高。解决根本途径是无杆举升，即将动力驱置于井下，去掉抽油杆，彻底消除杆管偏磨，同时消除抽油杆的传动损失，提高效率。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种井下驱动往复泵采油装置，节省能耗，提高了传动效率，彻底解决了杆管偏磨的问题，能更好的适应水平井、大斜度井以及丛式井。
为了达到上述目的，本发明的技术方案为：
一种井下驱动往复泵采油装置，包括旋转电机1，行星减速器2，不完全齿轮换向机构3，中间传动机构4，保护器5以及柱塞泵7；所述旋转电机1的动力输出端与行星减速器2的动力输入端相连接，行星减速器2动力输出端与不完全齿轮换向机构3动力输入端相连接，不完全齿轮换向机构3动力输出端与中间传动机构4的动力输入轴8相连接，中间齿轮传动机构4的动力输出端与柱塞泵7的活塞杆6相连接，柱塞泵7上装有保护器5。
所述的中间传动机构4安装在筒状外壳17内，筒状外壳17内对称设置有导轨16，中间传动机构4包括动力输入轴8，小锥齿轮9，大锥齿轮11，直齿轮10，齿条12，平衡件13，接口管14以及轴15；小锥齿轮9安装在动力输入轴8上，小锥齿轮9与大锥齿轮11啮合，大锥齿轮11与直齿轮10同轴安装在轴15上，直齿轮10与齿条12啮合，齿条12与平衡件13对称安装在导轨16上，且齿条12与平衡件13连接接口管14，接口管14连接柱塞泵7的活塞杆6。
所述的不完全齿轮换向机构3的动力输出轴与其动力输入轴不同轴，中间传动机构4的直齿轮10安装在轴15的与不完全齿轮换向机构3动力输入轴同轴的位置上。
本发明的有益效果：
由于没有抽油杆的存在，彻底解决了杆管偏磨的问题，同时消除抽油杆的传动损失，提高了效率，更加适用于大斜度井，水平井，而相对于直线电机驱动的往复泵采油装置，本发明耗能小，旋转电机发展成熟稳定，制造、使用、维护方便，运行可靠性高，重量轻，成本低。
附图说明
图1为本发明的结构主视图。
图2为本发明的中间传动机构主视图。
图3为筒状外壳的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细叙述。
参照图1，一种井下驱动往复泵采油装置，包括旋转电机1，行星减速器2，不完全齿轮换向机构3，中间传动机构4，保护器5以及柱塞泵7；
所述旋转电机1的动力输出端与行星减速器2的动力输入端相连接，行星减速器2动力输出端与不完全齿轮换向机构3动力输入端相连接，不完全齿轮换向机构3动力输出端与中间传动机构4的动力输入轴8相连接，中间齿轮传动机构4的动力输出端与柱塞泵7的活塞杆6相连接。
参照图2及图3，所述的中间传动机构4安装在筒状外壳17内，筒状外壳17内对称设置有导轨16，中间传动机构4包括动力输入轴8，小锥齿轮9，大锥齿轮11，直齿轮10，齿条12，平衡件13，接口管14以及轴15；小锥齿轮9安装在动力输入轴8上，小锥齿轮9与大锥齿轮11啮合，大锥齿轮11与直齿轮10同轴安装在轴15上，直齿轮10与齿条12啮合，齿条12与平衡件13对称安装在导轨16上，且齿条12与平衡件13通过螺纹连接接口管14，接口管14通过螺纹连接柱塞泵7的活塞杆6，柱塞泵7上装有保护器5。
参照图1，所述的不完全齿轮换向机构3的动力输出轴与其动力输入轴不同轴，为此，所述中间传动机构4的直齿轮10需要安装在轴15的与不完全齿轮换向机构3动力输入轴同轴的位置上，以保证活塞杆6与旋转电机1的动力输出轴同轴。
本发明的工作原理为：
本发明在整个采油装置工作时，由电缆将电力输送至井下旋转电机1，旋转电机1将动力传递给行星齿轮减速器2，经过减速器2减速后，再将动力传递给不完全齿轮换向机构3，经过不完全齿轮换向机构3后，便可实现低速正反转，然后又经不完全齿轮换向机构3将动力传递给小锥齿轮9，小锥齿轮9与大锥齿轮11啮合，存在一定减速比，再一次减速，达到最终系统所要求的转速，直齿轮10与大锥齿轮11同轴安装在轴15上，由于不完全齿轮换向机构3实现了正反转，因此小锥齿轮9传递给大锥齿轮11的动力可带动大锥齿轮11实现正反转，同时带动直齿轮10正反转，直齿轮与齿条12啮合，实现上下往复运动，同时平衡件13与齿条12同时以螺纹连接接口管14上，接口管14上部以螺纹连接柱塞泵7的活塞杆6，因此齿条12通过接口管14将动力传递给活塞杆6，从而实现了井下驱动往复泵采油这一动作。

Claims (2)

1.一种井下驱动往复泵采油装置，其特征在于，包括旋转电机(1)，行星减速器(2)，不完全齿轮换向机构(3)，中间传动机构(4)，保护器(5)以及柱塞泵(7)；所述旋转电机(1)的动力输出端与行星减速器(2)的动力输入端相连接，行星减速器(2)动力输出端与不完全齿轮换向机构(3)动力输入端相连接，不完全齿轮换向机构(3)动力输出端与中间传动机构(4)的动力输入轴(8)相连接，中间齿轮传动机构(4)的动力输出端与柱塞泵(7)的活塞杆(6)相连接，柱塞泵(7)上装有保护器(5)；
所述的中间传动机构(4)安装在筒状外壳(17)内，筒状外壳(17)内对称设置有导轨(16)，中间传动机构(4)包括动力输入轴(8)，小锥齿轮(9)，大锥齿轮(11)，直齿轮(10)，齿条(12)，平衡件(13)，接口管(14)以及轴(15)；小锥齿轮(9)安装在动力输入轴(8)上，小锥齿轮(9)与大锥齿轮(11)啮合，大锥齿轮(11)与直齿轮(10)同轴安装在轴(15)上，直齿轮(10)与齿条(12)啮合，齿条(12)与平衡件(13)对称安装在导轨(16)上，且齿条(12)与平衡件(13)连接接口管(14)，接口管(14)连接柱塞泵(7)的活塞杆(6)。
2.根据权利要求1所述的一种井下驱动往复泵采油装置，其特征在于，所述的不完全齿轮换向机构(3)的动力输出轴与其动力输入轴不同轴，中间传动机构(4)的直齿轮(10)安装在轴(15)的与不完全齿轮换向机构(3)动力输入轴同轴的位置上。
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