CN109630072A - 一种井下自力式强制涡流排水采气装置 - Google Patents
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Abstract
一种井下自力式强制涡流排水采气装置，弹性体弹簧与弹性体连接；弹性体的下端设置有与中心管连接的涡轮定子，涡轮定子内部插装有气力执行端；气力执行端与行星轮内啮合；行星轮上端插装于转臂的连接孔内；弹性体上端设置的橡胶环内圆锥面与机架贴合；转臂连接插在机架中的旋流体，在机架与旋流体之间嵌入式过盈装配有推力球轴承；工作时首先作用于气力执行端的叶片，当流经定子叶片与气力执行端叶片的压差满足装置启旋要求时，气力执行端开始转动，在行星齿轮增速机构的作用下，转臂为旋流体传递更高的工作转速；当流体流出气力执行端；会获得较高的起始旋流强度，使得气液分离和两相各自以螺旋轨迹上行，实现层流流动和更好的携液效果。
Description
技术领域
本发明涉及低压低产气井排水采气技术领域，特别涉及一种井下自力式强制涡流排水采气装置。
背景技术
强制涡流排水采气装置从初步概念设计至今，设计思路渐趋明朗。以往设计的装置存在以下不足：(1)相较于平直腔道，装置内部的渐缩腔道会使流体加速度压降损失增大；(2)气力执行端承重重量大，导致启旋转矩大，工作条件不易满足。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，减小压降损失，本发明的目的在于提供一种井下自力式强制涡流排水采气装置，改用行星齿轮增速传动；除叶片附近流域，装置内部腔道截面积不发生变化，使得流体的加速度压降大幅度减小；采用推力球轴承，增强了装置轴向承载能力和减小了转动部件之间的摩擦。
为了达到上述目的，本发明的技术方案为：
一种井下自力式强制涡流排水采气装置，包括弹性体弹簧1，弹性体弹簧1通过销钉a与弹性体3连接；弹性体3的下端设置有涡轮定子2，涡轮定子2与中心管7螺纹连接，涡轮定子2内部插装有气力执行端4；气力执行端4的内齿轮e与行星轮5内啮合；行星轮5上端插装于转臂9的连接孔内；弹性体3上端设置有橡胶环6，橡胶环6内圆锥面与机架8贴合；转臂9螺纹连接旋流体11，旋流体11还插入机架8中，在机架8与旋流体11之间嵌入式过盈装配有推力球轴承10。
所述的气力执行端4主体内设置有便于和行星轮5安装啮合的含环形槽d和内齿轮e，主体上有叶片c，气力执行端4整体插装于涡轮定子2中。
所述的机架8包括位于主体端面处的轴承座f，轴承座f过盈装配推力球轴承10；轴承座f的中心处设有中心孔g，中心孔g内插装有旋流体11；机架8大直径段设有内螺纹h，中心管7通过内螺纹h与机架8连接。
所述的转臂9上端面处设计有内螺纹孔i，内螺纹孔i与旋流体11的螺纹m旋合，转臂9下端面设计有插装行星轮5小直径段的盲孔j。
所述的推力球轴承10的下端过盈装配于机架8的轴承座f内，推力球轴承10的上端过盈装配于旋流体11的轴承座l内。
所述的旋流体11的圆柱基体表面上设有叶片k，旋流体11的下端轴承座l过盈装配推力球轴承10，旋流体11的小直径轴端插装入机架8的中心孔g。
本发明的优点：
(1)改用行星齿轮增速传动，提高旋流体转速。
(2)除叶片附近之外，中心管与气力执行端之间的环形腔道截面积保持不变，避免了因腔道渐缩带来的加速度压降损失。
(3)采用推力球轴承，增强了装置的轴向承载能力和减小了转动部件之间的摩擦。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为气力执行端4的俯视示意图和剖视示意图，其中图2a为俯视示意图，图2b为剖视示意图。
图3为机架8的俯视示意图和剖视示意图，其中图3a为俯视示意图，图3b为剖视示意图。
图4为转臂9的俯视示意图和剖视示意图，其中图4a为俯视示意图，图4b为剖视示意图。
图5为旋流体11剖视示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细叙述。
参照图1，一种井下自力式强制涡流排水采气装置，包括弹性体弹簧1，弹性体弹簧1通过销钉a与弹性体3连接；弹性体3的下端设置有涡轮定子2，涡轮定子2与中心管7螺纹连接，涡轮定子2内部插装有气力执行端4；气力执行端4的内齿轮e与行星轮5内啮合；行星轮5上端插装于转臂9的连接孔内；弹性体3上端设置有橡胶环6，橡胶环6内圆锥面与机架8贴合；转臂9螺纹连接旋流体11，旋流体11还插入机架8中，在机架8与旋流体11之间嵌入式过盈装配有推力球轴承10。
参照图2，所述的气力执行端4主体内设置有便于和行星轮5安装啮合的含环形槽d和内齿轮e，主体上有叶片c，气力执行端4整体插装于涡轮定子2中。
参照图3，所述的机架8包括位于主体端面处的轴承座f，轴承座f过盈装配推力球轴承10；轴承座f的中心处设有中心孔g，中心孔g内插装有旋流体11；机架8大直径段设有内螺纹h，中心管7通过内螺纹h与机架8连接。
参照图4，所述的转臂9上端面处设计有内螺纹孔i，内螺纹孔i与旋流体11的螺纹m旋合，可将行星轮5的动力传递至旋流体11。转臂9下端面设计有插装行星轮5小直径段的盲孔j，对行星轮5起定位与限位作用。
所述的推力球轴承10的下端过盈装配于机架8的轴承座f内，推力球轴承10的上端过盈装配于旋流体11的轴承座l内。当此装置即将被投送至井内预定位置时，可为整个装置承担来自投送工具串的轴向激振力；当此装置正常工作时，可减少转动部件的摩擦。
参照图5，所述的旋流体11的圆柱基体表面上设有叶片k，旋流体11的下端轴承座l过盈装配推力球轴承10，旋流体11的小直径轴端插装入机架8的中心孔g。
本发明的工作原理为：
井内流体流入此装置，首先作用于气力执行端4的叶片c，当流经定子叶片与气力执行端叶片c的压差满足装置启旋要求时，气力执行端4开始转动，在行星齿轮增速机构的作用下，转臂9为旋流体11传递更高的工作转速。当流体流出气力执行端4与中心管7之间的环形腔道，流经旋流体11附近时，会获得较高的起始旋流强度，使得气液分离和两相各自以螺旋轨迹上行，实现层流流动和更好的携液效果。
Claims (6)
1.一种井下自力式强制涡流排水采气装置，其特征在于，包括弹性体弹簧(1)，弹性体弹簧(1)通过销钉(a)与弹性体(3)连接；弹性体(3)的下端设置有涡轮定子(2)，涡轮定子(2)与中心管(7)螺纹连接，涡轮定子(2)内部插装有气力执行端(4)；气力执行端(4)的内齿轮e与行星轮(5)内啮合；行星轮(5)上端插装于转臂(9)的连接孔内；弹性体(3)上端设置有橡胶环(6)，橡胶环(6)内圆锥面与机架(8)贴合；转臂(9)螺纹连接旋流体(11)，旋流体(11)还插入机架(8)中，在机架(8)与旋流体(11)之间嵌入式过盈装配有推力球轴承(10)。
2.根据权利要求1所述的一种井下自力式强制涡流排水采气装置，其特征在于，所述的气力执行端(4)主体内设置有便于和行星轮(5)安装啮合的含环形槽(d)和内齿轮(e)，主体上有叶片(c)，气力执行端(4)整体插装于涡轮定子(2)中。
3.根据权利要求1所述的一种井下自力式强制涡流排水采气装置，其特征在于，所述的机架(8)包括位于主体端面处的轴承座(f)，轴承座(f)过盈装配推力球轴承(10)；轴承座(f)的中心处设有中心孔(g)，中心孔(g)内插装有旋流体(11)；机架(8)大直径段设有内螺纹(h)，中心管(7)通过内螺纹(h)与机架(8)连接。
4.根据权利要求1所述的一种井下自力式强制涡流排水采气装置，其特征在于，所述的转臂(9)上端面处设计有内螺纹孔(i)，内螺纹孔(i)与旋流体(11)的螺纹(m)旋合，转臂(9)下端面设计有插装行星轮(5)小直径段的盲孔(j)。
5.根据权利要求1所述的一种井下自力式强制涡流排水采气装置，其特征在于，所述的推力球轴承(10)的下端过盈装配于机架(8)的轴承座(f)内，推力球轴承(10)的上端过盈装配于旋流体(11)的轴承座(l)内。
6.根据权利要求1所述的一种井下自力式强制涡流排水采气装置，其特征在于，所述的旋流体(11)的圆柱基体表面上设有叶片(k)，旋流体(11)的下端轴承座l过盈装配推力球轴承(10)，旋流体(11)的小直径轴端插装入机架(8)的中心孔(g)。
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