CN109296344A - 潜油螺杆泵减速器保护器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种潜油螺杆泵减速器保护器，属于石油开采及注水装备技术领域，解决了现有技术中保护器的轴向承载效果不理想的技术问题。本发明将保持架单元和均载承压盘套设于压紧套上，压紧套的上下两端分别与相邻压盖的下端和上端压紧，同时级间隔套套设于相邻均载承压盘之间且其上下端面分别与均载承压盘的下端和上端相抵，逐层套设的结构保证了止推机构的轴向压紧，同时止推机构的轴向承载部分设置有均载承压盘，没有轴向弹性形变的产生，使每一级轴承均匀承载，利用推力轴承单元之间的配合由上到下逐次传递轴向载荷，最终将轴向载荷传递到底座总成上，使止推机构可承担来自螺杆泵转子的全部轴向力，保护潜油减速器不受轴向力的破坏。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采及注水装备技术领域，尤其是涉及一种潜油螺杆泵减速器保护器。
背景技术
胶囊式保护器作为近些年发展起来的一种新型保护器，在潜油电泵系统中应用较多，它有以下优点：用胶囊来隔离井液，井液与齿轮油是采用直接隔离的方法，只要胶囊不破损，井液就不能进入潜油减速器；同时兼有沉降式保护器的优点；利用胶囊的膨胀或收缩实现齿轮油的热膨胀呼吸作用，可以减少电机油的漏失。
目前，在潜油螺杆泵机组中，潜油减速器保护器一般由普通胶囊保护器和专用止推短节组成，其中止推短节采用了多级并联的推力滚珠轴承，各级之间靠碟型弹簧来均衡和传递轴向压力。
本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：因每片蝶形弹簧的特性很难完全一致，导致了推力滚珠轴承受力不均衡，使得某一级轴承受力过大而提前失效，导致整个止推短节丧失功能，这些故障约占整个潜油螺杆泵系统故障的50％；胶囊保护器和专用止推短节的组合为分体式结构，整体尺寸长，结构不紧凑且较复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种潜油螺杆泵减速器保护器，以解决现有保护器的轴向承载效果不理想的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供了一种潜油螺杆泵减速器保护器，包括保护器本体和设置于所述保护器本体内的止推机构，其中，所述止推机构包括至少两列推力轴承单元，所述推力轴承单元包括压盖、保持架单元、均载承压盘、压紧套和级间隔套，所述压盖、所述保持架单元、所述均载承压盘依次上下排列且所述保持架单元和所述均载承压盘套设于所述压紧套上，所述压紧套的端面与相邻所述压盖相抵接，所述级间隔套套设于相邻所述均载承压盘之间且其端面与所述均载承压盘相抵接。
优选地，所述均载承压盘包括均载盘和承压盘，所述均载盘的内侧套设于所述压紧套上，所述均载盘的外侧设置有竖直部和斜向部，所述承压盘套设于所述均载盘外侧且二者固定连接。
优选地，所述止推机构还包括由外壳围成的止推腔和设置于所述止推腔内的止推管，其中，所述外壳与保护器本体的壳体固定连接，所述止推管与所述止推腔的两端固定连接，所述推力轴承单元设置于所述止推管内，所述止推管侧壁开设有润滑孔。
优选地，所述润滑孔至少为两且对称设置。
优选地，所述保护器本体包括储油腔和传动轴，所述储油腔与所述止推机构连接，所述传动轴贯穿所述保护器本体和止推机构且所述传动轴的两端分别与潜油螺杆泵和潜油减速器连接，其中，所述传动轴为中空结构且靠近潜油螺杆泵的一端封闭，远离潜油螺杆泵的一端开口，所述传动轴位于所述储油腔的区段开设置有进油孔。
优选地，所述储油腔包括上胶囊腔、下胶囊腔和沉淀腔，所述上胶囊腔、所述下胶囊腔、所述沉淀腔和所述止推机构之间均通过连接体依次固定连接并通过所述传动轴连通。
优选地，所述进油孔设置于所述下胶囊腔区段的所述传动轴上，所述进油孔的中心点至所述下胶囊腔上靠近所述沉淀腔的一端的距离为所述下胶囊腔长度的1/4～1/2。
优选地，还包括头部总成，所述头部总成的一端与所述储油腔固定连接，所述头部总成的另一端连接有上运输帽。
优选地，还包括底座总成，所述底座总成的一端与所述止推结构连接，所述底座总成的另一端连接有下运输帽。
优选地，所述头部总成与所述储油腔之间、所述储油腔的各腔体之间均采用机械密封分隔。
本发明涉及一种潜油螺杆泵减速器保护器，与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明将保持架单元和均载承压盘套设于压紧套上，压紧套的上下两端分别与相邻压盖的下端和上端压紧，同时级间隔套套设于相邻均载承压盘之间且其上下端面分别与均载承压盘的下端和上端相抵接，逐层套设的结构保证了止推机构的轴向压紧，同时止推机构的轴向承载部分设置有均载承压盘，没有轴向弹性形变的产生，使每一级轴承均匀承载，利用推力轴承单元之间的配合由上到下逐次传递轴向载荷，最终将轴向载荷传递到底座总成上，使止推机构可承担来自螺杆泵转子的全部轴向力，保护潜油减速器不受轴向力的破坏。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对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获得其他的附图。
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明串列轴承组的结构示意图；
图中1、推力轴承单元；11、止推腔；111、压盖；112、均载承压盘；1121、承压盘；1122、均载盘；1123、竖直部；1124、斜向部；113、级间隔套；114、保持架；115、滚柱；116、压紧套；12、止推管；13、润滑孔；2、外壳；3、壳体；31、上胶囊腔；32、下胶囊腔；321、进油孔；33、沉淀腔；4、上部连接体；41、中部连接体；42、底部连接体；5、传动轴；6、头部总成；61、底座总成；7、机械密封；8、上运输帽；81、下运输帽。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“侧向”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1和图2所示，本发明提供了一种潜油螺杆泵减速器保护器，保护器本体和设置于保护器本体内的止推机构，其中，止推机构包括至少两列推力轴承单元1，推力轴承单元1包括压盖111、保持架单元、均载承压盘112、压紧套116和级间隔套113，压盖111、保持架单元、均载承压盘112依次上下排列且保持架单元和均载承压盘112套设于压紧套116上，压紧套116的端面与相邻压盖111相抵接，级间隔套113套设于相邻均载承压盘112之间且其端面与均载承压盘112相抵接。
本发明的保护器本体包括设置于壳体内的储油腔、底座总成61和传动轴5，止推机构的上下两端分别与储油腔和底座总成61连接，传动轴5贯穿保护器本体和止推机构且其上下两端分别与潜油螺杆泵和潜油减速器连接；推力轴承为圆柱滚子轴承，滚动体为滚柱115接触面积大，承载能力强；串列轴承单元优选为五列推力轴承单元1，级数过少承载能力不够，分担轴向力效果不理想，级数过多成本大，造成成本浪费；均载承压盘112采用轴承钢且没有轴向弹性形变的产生；保持架单元包括保持架114和滚柱115；压紧套116和均载承压盘112的下端面与压盖111的上端面依次过盈配合组成串列轴承组。
本发明将保持架单元和均载承压盘112套设于压紧套116上，压紧套116的上下两端分别与相邻压盖111的下端和上端压紧，同时级间隔套113套设于相邻均载承压盘112之间且其上下端面分别与均载承压盘112的下端和上端相抵，逐层套设的结构保证了止推机构的轴向压紧，同时止推机构的轴向承载部分设置有均载承压盘112，并串列为多级均载结构，没有轴向弹性形变的产生，使每一级轴承均匀承载，利用推力轴承单元1之间的配合由上到下逐次传递轴向载荷，最终将轴向载荷传递到底座总成61上，使止推机构可承担来自螺杆泵转子的全部轴向力，保护潜油减速器不受轴向力的破坏。
作为可选的实施方式，均载承压盘112包括均载盘1122和承压盘1121，均载盘1122的内侧套设于压紧套116上，均载盘1122的外侧设置有竖直部和斜向部，承压盘1121套设于均载盘1122外侧且二者固定连接。
具体的，竖直部1123和斜向部1124通过圆角过渡连接，由于均载盘1122的径向方向厚度是变化的，又是悬臂结构，在受到大的轴向力时会产生径向的弹性形变，使轴向力有一部分转移为径向形变的弹性力，此部分弹性力通过均载盘1122向下传递，另一部分轴向力直接通过压紧套向下传递，保证了轴向力多级均衡受力并向下传递的目的，同时承压盘1121承受轴向力，二者配合起到承载、均压的作用；竖直部1123的设置起到轴向扶正的作用；材质可采用轴承钢，通过淬火和低温回火制造。
作为可选的实施方式，止推机构还包括由外壳围成的止推腔11和设置于止推腔11内的止推管12，其中，外壳2与保护器本体的壳体3固定连接，止推管12与止推腔11的两端固定连接，推力轴承单元1设置于止推管12内，止推管12侧壁开设有润滑孔13。
止推管12内形成独立空间，推力轴承单元1设置于止推管12内，使推力轴承单元1的基准为外圈，并安装在止推管12内进行轴向压紧，使整个串列推力轴承单元1安装方便，结构紧凑；止推管12侧壁开设有润滑孔13，保证润滑油对轴承的润滑；止推机构的外壳2与保护器本体的壳体3固定连接使其组合成一体结构，将轴向承载功能集合在保护器中，简化了系统结构，整体尺寸更短，结构更紧凑。
优选地，润滑孔13至少为两对且对称设置，润滑孔13的对数可大于等于与推力轴承单元1的个数，本实施例选用六对，每对可与压盖111平齐，这样可以使每个轴承单元充分接触到润滑油。
作为可选的实施方式，保护器本体包括储油腔和传动轴5，储油腔与止推机构连接，传动轴5贯穿保护器本体和止推机构且传动轴5的两端分别与潜油螺杆泵和潜油减速器连接，其中，传动轴5为中空结构且靠近潜油螺杆泵的一端封闭，远离潜油螺杆泵的一端开口，传动轴5位于储油腔的区段开设置有进油孔321。
下端开口的中空结构传动轴5可以保证润滑油的向下传递，机组下井前在储油腔和止推腔11内注满润滑油，可为专用齿轮油，清洁的润滑油通过传动轴上的进油孔321进入传动轴5内部通孔，向下流入潜油减速器，保证其充分润滑。
作为可选的实施方式，储油腔包括上胶囊腔31、下胶囊腔32和沉淀腔33，上胶囊腔31、下胶囊腔32、沉淀腔33和止推机构之间均通过连接体依次固定连接并通过传动轴5连通。
具体的，上胶囊腔31、下胶囊腔32、沉淀腔33和止推机构之间分别通过上部连接体4、中部连接体41和底部连接体42固定连接，并通过机械密封7分为四个独立的腔室，传动轴5贯穿上述腔体，通过中空传动轴5结构使上述腔体连通；上部连接体上设置有呼吸孔。
储油腔既储存了润滑油，又为潜油减速器提供润滑和呼吸补偿作用，储油部分采用了双胶囊加沉降的结构，可用于斜井或水平井；用胶囊来隔离井液，井液与齿轮油是采用直接隔离的方法，安全可靠，利用胶囊的膨胀或收缩实现齿轮油的热膨胀呼吸作用，可以减少电机油的漏失。
作为可选的实施方式，进油孔321设置于下胶囊腔32区段的传动轴上且进油孔321的中心点至下胶囊腔32上靠近沉淀腔33的一端的距离为下胶囊腔32长度的1/4～1/2，保证了润滑油在工作一段时间后也可流入传动轴5；在此设置1～3个进油孔321即可，本实施例选用一个，避免开孔过多会削弱轴的强度。
作为可选的实施方式，还包括头部总成6，头部总成6的一端与储油腔固定连接，头部总成6的另一端连接有上运输帽8，由于传动轴5贯穿头部总成6，上运输帽8在储存和运输过程中可起到防护作用，工作时可拆下，保证工作时来自螺杆泵转子的轴向力通过传动轴5加载到串列推力轴承单元1。
作为可选的实施方式，还包括底座总成61，底座总成61的一端与止推结构连接，底座总成61的另一端连接有下运输帽81，下运输帽81在储存和运输过程中可起到防护作用，工作时可拆下。
工作时，将保护器连接于潜油螺杆泵和潜油减速器之间，机组下井前注满专用润滑油，工作时来自螺杆泵转子的轴向力通过传动轴5加载到串列推力轴承单元，串列推力轴承单元的均载承压盘112将轴向力均衡逐级向下传递，共同承担了所有的轴向力，最终传递到底座总成上；清洁的润滑油通过进油孔321进入传动轴5内部通孔，向下流入潜油减速器，保证其充分润滑。
本发明提供的潜油螺杆泵减速器保护器，将轴向承载功能集合在胶囊保护器中，轴向承载部分采用了多级均载结构，利用串列的推力轴承单元1来承担轴向载荷，且每一级轴承都能合理承载，承担了来自螺杆泵转子的全部轴向力，保护潜油减速器不受轴向力的破坏；滚动体采用了高强度滚柱，承载能力较原来的滚珠有了大幅度提高，根据需求最大承载可做到三十吨；储油部分采用了双胶囊加沉降的结构，可用于斜井或水平井；本实施例内置传动轴5，传动轴5为中空设计，并于下胶囊腔32设置进油孔321，清洁的润滑油延传动轴5内孔直接流入潜油减速器，保证潜油减速器可靠润滑；将止推机构与保护器本体融合在一起，整体尺寸更短，结构更紧凑。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种潜油螺杆泵减速器保护器，其特征在于，包括保护器本体和设置于所述保护器本体内的止推机构，其中，所述止推机构包括至少两列推力轴承单元，所述推力轴承单元包括压盖、保持架单元、均载承压盘、压紧套和级间隔套，所述压盖、所述保持架单元、所述均载承压盘依次上下排列且所述保持架单元和所述均载承压盘套设于所述压紧套上，所述压紧套的端面与相邻所述压盖相抵接，所述级间隔套套设于相邻所述均载承压盘之间且其端面与所述均载承压盘相抵接。
2.根据权利要求1所述的一种潜油螺杆泵减速器保护器，其特征在于，所述均载承压盘包括均载盘和承压盘，所述均载盘的内侧套设于所述压紧套上，所述均载盘的外侧设置有竖直部和斜向部，所述承压盘套设于所述均载盘外侧且二者固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种潜油螺杆泵减速器保护器，其特征在于，所述止推机构还包括由外壳围成的止推腔和设置于所述止推腔内的止推管，其中，所述外壳与保护器本体的壳体固定连接，所述止推管与所述止推腔的两端固定连接，所述推力轴承单元设置于所述止推管内，所述止推管侧壁开设有润滑孔。
4.根据权利要求3所述的一种潜油螺杆泵减速器保护器，其特征在于，所述润滑孔至少为两且对称设置。
5.根据权利要求1所述的一种潜油螺杆泵减速器保护器，其特征在于，所述保护器本体包括储油腔和传动轴，所述储油腔与所述止推机构连接，所述传动轴贯穿所述保护器本体和止推机构且所述传动轴的两端分别与潜油螺杆泵和潜油减速器连接，其中，所述传动轴为中空结构且靠近潜油螺杆泵的一端封闭，远离潜油螺杆泵的一端开口，所述传动轴位于所述储油腔的区段开设置有进油孔。
6.根据权利要求5所述的一种潜油螺杆泵减速器保护器，其特征在于，所述储油腔包括上胶囊腔、下胶囊腔和沉淀腔，所述上胶囊腔、所述下胶囊腔、所述沉淀腔和所述止推机构之间均通过连接体依次固定连接并通过所述传动轴连通。
7.根据权利要求6所述的一种潜油螺杆泵减速器保护器，其特征在于，所述进油孔设置于所述下胶囊腔区段的所述传动轴上，所述进油孔的中心点至所述下胶囊腔上靠近所述沉淀腔的一端的距离为所述下胶囊腔长度的1/4～1/2。
8.根据权利要求5所述的一种潜油螺杆泵减速器保护器，其特征在于，还包括头部总成，所述头部总成的一端与所述储油腔固定连接，所述头部总成的另一端连接有上运输帽。
9.根据权利要求1所述的一种潜油螺杆泵减速器保护器，其特征在于，还包括底座总成，所述底座总成的一端与所述止推结构连接，所述底座总成的另一端连接有下运输帽。
10.根据权利要求8所述的一种潜油螺杆泵减速器保护器，其特征在于，所述头部总成与所述储油腔之间、所述储油腔的各腔体之间均采用机械密封分隔。
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