CN109113987B - 叶片泵 - Google Patents
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Abstract
本发明属于油田采油设备领域，尤其涉及一种叶片泵，包括定子、转子、主轴和筒体，所述的齿轮传动机构包括上壳体、下壳体、行星架和行星齿轮，上壳体固定连接在所述的筒体上，上壳体和下壳体通过螺纹连接，所述的驱动轴和主轴分别从上下两侧插入上壳体和下壳体内，所述的行星架固定连接在驱动轴的下端，所述的行星齿轮安装在行星架上，所述的上壳体的内侧和主轴上端的外侧均设置有与所述的行星齿轮啮合的轮齿。本发明内设有加速机构，通过加速机构可将主轴的转速提高至抽油杆转速的三倍以上，从而提高了叶片的离心力，很大程度上避免了叶片卡滞的现象，保证了叶片工作时的可靠性。
Description
技术领域
本发明属于油田采油设备领域，尤其涉及一种叶片泵。
背景技术
在采油工程中，需要通过泵类设备将地层的石油举升至地面，目前，常用的采油泵有往复抽油泵、螺杆泵和离心潜油泵三种，这三种泵各自具有显著缺点：1、往复抽油泵受结构制约，承受交变载荷，机械损失大，效率低，对于稠油、高凝油热采吞吐井，尤其是注气热采气锁严重，不能正常工作，另外，高温油井抽油杆受热自然伸长量大，泵效率很低。2、螺杆泵至今还不能在稠油、高凝油热吞吐井内使用，因为螺杆泵定子是橡胶材料制成的，不但不耐高温，而且对于含沙大油井螺杆磨损严重，寿命短。3、离心潜油泵主要是应用在大排量稀油井上，不能举升稠油，一次性投资大，不易大面积推广。
为了解决上述问题，由中国石油天然气股份有限公司持有的专利号为2012200771034的实用新型专利公开了一种注采一体化举升系统，这种装置采用叶片泵(也叫滑片泵)的原理，有效解决了上述问题。然而这种装置存在两个明显缺陷：一方面，该装置是安装在井下使用的，其中的主轴通过抽油杆进行驱动，而抽油杆是由位于地面上的电机驱动的，由于主轴与电机相距几百甚至上千米，受抽油杆惯性矩的制约，主轴的极限速度不超过200转/分，而在该速度范围旋转时，离心力较小，该装置中的叶片(滑片)容易卡在叶片槽中，导致叶片泵不能正常工作；另一方面，该装置的主轴通过螺纹与抽油杆连接，采用这种连接结构时，抽油杆下入井中后，抽油杆与主轴的对接难度较大，严重影响作业效率。
另外，公开号为CN106593862A的发明专利申请文件中公开了一种石油油井采油举升单作用叶片泵，也与上述专利所述的技术方案存在同样的缺陷。
发明内容
本发明提供一种叶片泵，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
本发明包括定子、转子、主轴和筒体，其中，定子固定安装在筒体内，转子固定安装在主轴上，转子上设置有叶片槽，叶片槽内设置有叶片，所述的主轴的上方设置有驱动轴，驱动轴通过齿轮传动机构与所述的主轴连接，所述的齿轮传动机构包括上壳体、下壳体、行星架和行星齿轮，上壳体固定连接在所述的筒体上，上壳体和下壳体通过螺纹连接，所述的驱动轴和主轴分别从上下两侧插入上壳体和下壳体内，所述的行星架固定连接在驱动轴的下端，所述的行星齿轮安装在行星架上，所述的上壳体的内侧和主轴上端的外侧均设置有与所述的行星齿轮啮合的轮齿。
所述的行星架主要由上圆盘、下圆盘和行星齿轮轴构成，其中，上圆盘固定连接在驱动轴的下端，上圆盘和下圆盘通过行星齿轮轴连接，下圆盘套装在所述的主轴的外侧。所述的上壳体和下壳体之间、驱动轴和上壳体之间以及主轴和下壳体之间均为密封连接，从而在上壳体和下壳体内形成一个封闭的腔体。；
所述的驱动轴的上端套有上接头，上接头和驱动轴通过花键结构连接，上接头的上端设置有与抽油杆接箍匹配的螺纹，上接头的下端的内侧设置有卡簧，所述的驱动轴上设置有与所述的卡簧匹配的卡簧槽，卡簧卡在卡簧槽内从而将上接头连接在驱动轴上。所述的驱动轴的上端设置有圆锥形的引导头。所述的上接头包括上接头A部和上接头B部，二者通过插销连接，上接头B部的上端设置有扁插头，上接头A部设置有与所述的扁插头匹配的插孔，所述的插销插在所述的扁插头上处。所述的主轴上端的外侧加工有台肩，台肩位于下壳体和下圆盘之间，台肩与下壳体之间、台肩与下圆盘之间均设置有推力轴承，所述上圆盘与上壳体之间设置有推力轴承。
本发明的有益效果为：
1、本发明内设有加速机构，通过加速机构可将主轴的转速提高至抽油杆转速的三倍以上，从而提高了叶片的离心力，很大程度上避免了叶片卡滞的现象，保证了叶片工作时的可靠性。
2、本发明中，驱动轴和上接头之间采用独特的连接结构，安装时，上接头预留在地面，将本发明连接在油管管柱上下井，下完油管管柱后，将上接头连接在抽油杆的下端后下抽油杆，上接头最终在驱动轴上端的引导头的引导下套在驱动轴上，并通过卡簧与驱动轴连接。与现有的螺纹对接结构相比，这种对接结构不但对接难度小，而且链接可靠不松脱，同时可传递的扭矩也更大。
3、按照常规的井下施工工艺，起井时，先起抽油杆，再起油管，而采用现有技术中的结构时，在油管管柱不动的情况下，抽油杆管柱的下端难以与本发明脱离，从而导致抽油杆不能按照常规工艺先行取出。由于抽油杆起出抽油杆时，通过作业车上提抽油杆可将所述的插销剪断，从而便于抽油杆的起出，降低了工艺难度。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是行星齿轮传动机构的结构示意图；
图3是图1中A处的截面图。
图中：1-筒体，2-定子，3-转子，4-主轴，5-下壳体，6-下圆盘，7-行星齿轮，8-行星齿轮轴，9-上圆盘，10-卡簧，11-驱动轴，12-上接头B部，13-插销，14-上接头A部，15-引导头，16-上壳体，17-扁插头，18-台肩，19-推力轴承。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述：
本发明包括定子2、转子3、主轴4和筒体1，其中，定子2固定安装在筒体1内，转子3固定安装在主轴4上，转子3上设置有叶片槽，叶片槽内设置有叶片。以上为现有技术中的常见结构，在此不再赘述。
所述的主轴4的上方设置有驱动轴11，驱动轴11通过齿轮传动机构与所述的主轴4连接，所述的齿轮传动机构包括上壳体16、下壳体5、行星架和行星齿轮7，上壳体16固定连接在所述的筒体1上，上壳体16和下壳体5通过螺纹连接，所述的驱动轴11和主轴4分别从上下两侧插入上壳体16和下壳体5内，所述的行星架固定连接在驱动轴11的下端，所述的行星齿轮7安装在行星架上，所述的上壳体16的内侧和主轴4上端的外侧均设置有与所述的行星齿轮7啮合的轮齿。
驱动轴11旋转时带动行星齿轮传动机构运转，从而带动主轴4旋转，通过加速机构可将主轴的转速提高至抽油杆转速的三倍以上，从而提高了叶片的离心力，很大程度上避免了叶片卡滞的现象，保证了叶片工作时的可靠性。
所述的驱动轴11的上端套有上接头，上接头和驱动轴11通过花键结构连接，上接头的上端设置有与抽油杆接箍匹配的螺纹，上接头的下端的内侧设置有卡簧10，所述的驱动轴11上设置有与所述的卡簧10匹配的卡簧槽，卡簧10卡在卡簧槽内从而将上接头连接在驱动轴11上，所述的驱动轴11的上端设置有圆锥形的引导头15。本发明中，驱动轴11和上接头之间采用独特的连接结构，安装时，上接头预留在地面，将本发明其余部分连接在油管管柱上下井，下完油管管柱后，将上接头连接在抽油杆的下端后下抽油杆，上接头最终在驱动轴11上端的引导头15的引导下套在驱动轴11上，并通过卡簧10与驱动轴11连接。与现有的螺纹对接结构相比，这种对接结构不但对接难度小，而且连接可靠不松脱，同时可传递的扭矩也更大。
所述的行星架主要由上圆盘9、下圆盘6和行星齿轮轴8构成，其中，上圆盘9固定连接在驱动轴11的下端，上圆盘9和下圆盘6通过行星齿轮轴8连接，下圆盘6套装在所述的主轴4的外侧。上圆盘9和下圆盘6同时对星齿轮轴8进行支撑，使行星齿轮8运转的稳定性更高。
所述的上壳体16和下壳体5之间、驱动轴11和上壳体16之间以及主轴4和下壳体5之间均为密封连接，从而在上壳体16和下壳体5内形成一个封闭的腔体。该密闭腔体可使齿轮运转在一个封闭的空间内，避免杂物进入，从而保证使用寿命。
所述的上接头包括上接头A部14和上接头B部12，二者通过插销13连接，上接头B部12的上端设置有扁插头17，上接头A部14设置有与所述的扁插头17匹配的插孔，所述的插销13插在所述的扁插头17上。按照常规的井下施工工艺，起井时，先起抽油杆，再起油管，而采用现有技术中的结构时，在油管管柱不动的情况下，抽油杆管柱的下端难以与本发明脱离，从而导致抽油杆不能按照常规工艺先行取出。而应用本发明，抽油杆起出抽油杆时，通过作业车上提抽油杆可将所述的插销13剪断，从而便于抽油杆的起出，降低了工艺难度。
Claims (1)
1.一种叶片泵，包括定子(2)、转子(3)、主轴(4)和筒体(1)，其中，定子(2)固定安装在筒体(1)内，转子(3)固定安装在主轴(4)上，转子(3)上设置有叶片槽，叶片槽内设置有叶片，其特征在于：所述的主轴(4)的上方设置有驱动轴(11)，驱动轴(11)通过齿轮传动机构与所述的主轴(4)连接，所述的齿轮传动机构包括上壳体(16)、下壳体(5)、行星架和行星齿轮(7)，上壳体(16)固定连接在所述的筒体(1)上，上壳体(16)和下壳体(5)通过螺纹连接，所述的驱动轴(11)和主轴(4)分别从上下两侧插入上壳体(16)和下壳体(5)内，所述的行星架固定连接在驱动轴(11)的下端，所述的行星齿轮(7)安装在行星架上，所述的上壳体(16)的内侧和主轴(4)上端的外侧均设置有与所述的行星齿轮(7)啮合的轮齿；
所述的行星架主要由上圆盘(9)、下圆盘(6)和行星齿轮轴(8)构成，其中，上圆盘(9)固定连接在驱动轴(11)的下端，上圆盘(9)和下圆盘(6)通过行星齿轮轴(8)连接，下圆盘(6)套装在所述的主轴(4)的外侧；
所述的上壳体(16)和下壳体(5)之间、驱动轴(11)和上壳体(16)之间以及主轴(4)和下壳体(5)之间均为密封连接，从而在上壳体(16)和下壳体(5)内形成一个封闭的腔体；
所述的驱动轴(11)的上端套有上接头，上接头和驱动轴(11)通过花键结构连接，上接头的上端设置有与抽油杆接箍匹配的螺纹，上接头的下端的内侧设置有卡簧(10)，所述的驱动轴(11)上设置有与所述的卡簧(10)匹配的卡簧槽，卡簧(10)卡在卡簧槽内从而将上接头连接在驱动轴(11)上；
所述的驱动轴(11)的上端设置有圆锥形的引导头(15)；
所述的上接头包括上接头A部(14)和上接头B部(12)，二者通过插销(13)连接，上接头B部(12)的上端设置有扁插头(17)，上接头A部(14)设置有与所述的扁插头(17)匹配的插孔，所述的插销(13)插在所述的扁插头(17)上；
所述的主轴(4)上端的外侧加工有台肩(18)，台肩(18)位于下壳体(5)和下圆盘(6)之间，台肩(18)与下壳体(5)之间、台肩(18)与下圆盘(6)之间均设置有推力轴承(19)，所述上圆盘(9)与上壳体(16)之间设置有推力轴承(19)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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