CN110485971A - 井下驱动的滚珠丝杠抽油机 - Google Patents
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Abstract
井下驱动的滚珠丝杠抽油机属于无游梁抽油机技术领域，包括电机、井口大四通、滚珠丝杠驱动总成和抽油杆，滚珠丝杠驱动总成包括滚珠丝杠、轴承、螺母、油管、套管、上密封套、下密封套、止转导键和管柱锚定器。本发明中除了电机等电控设备设置在地面上再无其他部件，达到了安全环保的目的。电机直接驱动滚珠丝杠，传动效率在95％以上。由于滚珠丝杠驱动总成安装在井下，井下井筒的长度大，可以增加抽油机的冲程，实现了长冲程的目的。滚珠丝杠整体处于密封套的保护中，使得油水杂质等不能进入滚珠丝杠内，提高了滚珠丝杠的使用寿命。由于使用了管柱锚定器使整机运转过程中，管柱无转动和震动较小，从而使设备运转安全平稳。
Description
技术领域
本发明属于无游梁抽油机技术领域，特别是涉及到一种井下驱动的滚珠丝杠抽油机。
背景技术
油田上用于采油的抽油机主要分为两类，即游梁式抽油机和无游梁式抽油机。无游梁式抽油机具有结构简单，安装方便、传动效率高、安全环保等优点，因此很受现场的欢迎。而现有技术中的滚珠丝杠抽油机存在以下缺陷：
1、由于该设备安装在地上井口大四通，受到高度限制，抽油机冲程也相应受到限制，冲程不能设计太长，所以工作效率低。
2、由于该设备配有平衡重，平衡重的在钢丝绳的带动下上下运动可能发生突然断裂或平衡重伤人事件，对周边环境存在安全隐患。
3、正常生产时立管存在原油、气、水，如遇停电突然停机后立管就是一个压力容器内容易产生高压，存在爆炸的安全隐患。同时在冬季也存在立管冻裂的问题。
4、整机设备比较高作业维护风险大。
5、整机结构复杂，故障率高，制造成本高，所以现场应用较少。
因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种井下驱动的滚珠丝杠抽油机，简化无游梁抽油机结构，把传动的主要机构滚珠丝杠安装在井下，用于解决现有技术中的滚珠丝杠抽油机冲程短、工作效率低、故障率高、制造成本高、存在安全隐患等技术问题。
井下驱动的滚珠丝杠抽油机，包括电机、井口大四通、滚珠丝杠驱动总成和抽油杆，所述井口大四通安装固定在井口，井口大四通的上部通过螺栓与上法兰固定连接，井口大四通的下部通过螺栓与下法兰固定连接；所述滚珠丝杠驱动总成安装在井下，滚珠丝杠驱动中的滚珠丝杠外部设置有密封套，滚珠丝杠驱动总成分别通过上法兰以及下法兰与井口大四通固定连接，滚珠丝杠驱动总成的上部通过上法兰与电机连接并密封，滚珠丝杠驱动总成的下部与抽油杆连接。
所述滚珠丝杠驱动总成包括滚珠丝杠、轴承、螺母、油管、套管、上密封套、下密封套、止转导键和管柱锚定器；所述滚珠丝杠的上端与电机的转子输出轴同轴连接，滚珠丝杠贯穿井口大四通并延伸至井下，滚珠丝杠的侧壁与螺母啮合连接；所述螺母与下密封套的内壁固定连接，螺母的下部与抽油杆固定连接；所述上密封套和下密封套滑动密封连接形成密封套并且套装在滚珠丝杠和螺母的外部；所述下密封套的下部设置于螺母与抽油杆的连接处；所述油管套装在密封套和抽油杆的外部，油管通过油管挂与上法兰的内壁固定连接；所述套管套装在油管的外部，套管与下法兰的内壁固定连接；所述止转导键设置在油管的内侧壁；所述抽油杆的外侧壁设置有导轨，并且导轨与止转导键啮合连接；所述管柱锚定器与油管的下部管柱外部固定连接。
所述上密封套套装在滚珠丝杠和螺母的外部，上密封套的上端与轴承密封连接，上密封套的下端与下密封套的外侧壁滑动密封连接。
所述套管套装在油管和管柱锚定器的外部。
所述电机为永磁同步电机。
通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：
本发明中电机直接安装在井口大四通上，除了电机等电控设备设置在地面上再无其他部件，达到了安全环保的目的。电机直接驱动滚珠丝杠，传动效率在95％以上。由于滚珠丝杠驱动总成安装在井下，井下井筒的长度大，可以增加抽油机的冲程，实现了长冲程的目的。滚珠丝杠整体处于密封套的保护中，使得油水杂质等不能进入滚珠丝杠内，提高了滚珠丝杠的使用寿命。由于使用了管柱锚定器使整机运转过程中，管柱无转动和震动较小，从而使设备运转安全平稳。本发明结构简单，安装方便，安全环保。电机直接驱动滚珠丝杠，传动效率高，日常维护简单，修井作业风险低，适合在油田生产中推广应用。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：
图1为本发明井下驱动的滚珠丝杠抽油机的结构示意图。
图2为本发明井下驱动的滚珠丝杠抽油机中上密封套和下密封套的连接关系示意图。
图中，1-电机、2-井口大四通、3-滚珠丝杠、4-上法兰、5-下法兰、6-轴承、7-螺母、8-油管、9-套管、10-上密封套、11-下密封套、12-止转导键、13-管柱锚定器、14-油管挂。
具体实施方式
如图所示，井下驱动的滚珠丝杠抽油机包括井下驱动的滚珠丝杠抽油机，包括电机1、井口大四通2、滚珠丝杠驱动总成和抽油杆，
所述井口大四通2安装固定在井口，井口大四通2的上部通过螺栓与上法兰4固定连接，井口大四通2的下部通过螺栓与下法兰5固定连接；所述滚珠丝杠驱动总成包括滚珠丝杠3、轴承6、螺母7、油管8、套管9、上密封套10、下密封套11、止转导键12和管柱锚定器13，滚珠丝杠驱动总成安装在井下并分别通过上法兰4以及下法兰5与井口大四通2固定连接。
所述井口大四通2安装固定在井口，井口大四通2的上部通过螺栓与上法兰4固定连接，井口大四通2的下部通过螺栓与下法兰5固定连接；所述电机1为永磁同步电机，电机1的转子输出轴通过轴承6与滚珠丝杠3的上端同轴连接，电机1通过上法兰4与井口大四通2连接并密封；所述滚珠丝杠3的侧壁与螺母7啮合连接，滚珠丝杠3的下端套装下密封套11；所述螺母7固定安装在下密封套11的内侧壁，螺母7与抽油杆固定连接；
所述下密封套11的上部与螺母7固定连接，下密封套11的下部设置于螺母7与抽油杆的连接处；
所述上密封套10套装在滚珠丝杠3和螺母7的外部，上密封套10的上端与轴承6密封连接，上密封套10的下端与下密封套11的外侧壁密封连接并可以相对滑动；
所述油管8套装在上密封套10和下密封套11的外部，油管8的上部通过油管挂14与井口大四通2的上端内侧壁固定连接，油管8的中部通过油管挂14与井口大四通2的下端内侧壁固定连接，油管8的下部管柱外部与管柱锚定器13固定连接，防止管柱转动和震动，油管8的下部内侧壁设置有止转导键12；所述抽油杆的外侧壁设置有导轨，并且导轨与止转导键12啮合连接，保证抽油杆进行上下往复运动而不发生转动。
所述套管9套装在油管8和管柱锚定器13的外部，套管9的上部与下法兰5的内壁固定连接。
本发明公开的井下驱动的滚珠丝杠抽油机工作时，电机1在控制系统的控制下正反方向旋转，输出的动力驱动滚珠丝杆2正反向旋转带动螺母7进而带动抽油杆上下往复运动，抽油杆与井下往复抽油泵相连，所以也就带动井下抽油泵往复运动进行抽油。控制电机1正反向旋转的时间即可控制抽油机的冲程和冲次。
Claims (5)
1.井下驱动的滚珠丝杠抽油机，其特征是：包括电机(1)、井口大四通(2)、滚珠丝杠驱动总成和抽油杆，所述井口大四通(2)安装固定在井口，井口大四通(2)的上部通过螺栓与上法兰(4)固定连接，井口大四通(2)的下部通过螺栓与下法兰(5)固定连接；所述滚珠丝杠驱动总成安装在井下，滚珠丝杠驱动中的滚珠丝杠(3)外部设置有密封套，滚珠丝杠驱动总成分别通过上法兰(4)以及下法兰(5)与井口大四通(2)固定连接，滚珠丝杠驱动总成的上部通过上法兰(4)与电机(1)连接并密封，滚珠丝杠驱动总成的下部与抽油杆连接。
2.根据权利要求1所述的井下驱动的滚珠丝杠抽油机，其特征是：所述滚珠丝杠驱动总成包括滚珠丝杠(3)、轴承(6)、螺母(7)、油管(8)、套管(9)、上密封套(10)、下密封套(11)、止转导键(12)和管柱锚定器(13)；所述滚珠丝杠(3)的上端与电机(1)的转子输出轴同轴连接，滚珠丝杠(3)贯穿井口大四通(2)并延伸至井下，滚珠丝杠(3)的侧壁与螺母(7)啮合连接；所述螺母(7)与下密封套(11)的内壁固定连接，螺母(7)的下部与抽油杆固定连接；所述上密封套(10)和下密封套(11)滑动密封连接形成密封套并且套装在滚珠丝杠(3)和螺母(7)的外部；所述下密封套(11)的下部设置于螺母(7)与抽油杆的连接处；所述油管(8)套装在密封套和抽油杆的外部，油管(8)通过油管挂与上法兰(4)的内壁固定连接；所述套管(9)套装在油管(8)的外部，套管(9)与下法兰(5)的内壁固定连接；所述止转导键(12)设置在油管(8)的内侧壁；所述抽油杆的外侧壁设置有导轨，并且导轨与止转导键(12)啮合连接；所述管柱锚定器(13)与油管(8)的下部管柱外部固定连接。
3.根据权利要求2所述的井下驱动的滚珠丝杠抽油机，其特征是：所述上密封套(10)套装在滚珠丝杠(3)和螺母(7)的外部，上密封套(10)的上端与轴承(6)密封连接，上密封套(10)的下端与下密封套(11)的外侧壁滑动密封连接。
4.根据权利要求2所述的井下驱动的滚珠丝杠抽油机，其特征是：所述套管(9)套装在油管(8)和管柱锚定器(13)的外部。
5.根据权利要求1所述的井下驱动的滚珠丝杠抽油机，其特征是：所述电机(1)为永磁同步电机。
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