CN111622943A - 一种潜井式单缸柱塞抽油泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种潜井式单缸柱塞抽油泵，包括液力端、动力端、潜油电机以及润滑油供油单元，上述各部件自上而下依次连接组合形成整体大致为圆柱体结构，动力端的滑套的下端与凸轮组件连接形成一整体件，并一起套设在凸轮轴的外侧，并能将凸轮轴旋转运动转化为滑套的上下往复运动；润滑油供油单元的润滑油储罐的底部与泵体的顶部连接从而形成一体结构，介质输送管的下端穿出润滑油储罐而与泵体的排液口连通，介质输送管的上端穿出润滑油储罐形成出液管口，润滑油储罐的储油腔与泵体的润滑油流道相通。本发明减少了提井维修频率，降低了生产成本，且使抽油泵整体结构布置更加合理，缩小了体积，能较好地满足在直井、斜井、低产井中使用。

Description

一种潜井式单缸柱塞抽油泵

技术领域

本发明涉及抽油泵技术领域，尤其涉及一种潜井式单缸柱塞抽油泵。

背景技术

国内外油田的油井抽油方法均采用地面的抽油机比较多，部分井也在采用螺杆泵、离心泵、水力活塞泵等。一般把动力源布置在地面上，泵下在井下，多种多样的抽油设备都存在效率低，设备与功率的比较大，而且易损件寿命短。

由于油井深百米甚至千米，抽油泵维修提井一次上下的费用极大，一次需要上万或几万元，导致使用费用高。抽油设备也是造成油田耗电大、成本高的原因之一。目前，国内外应用最为广泛的也是最传统的抽油机(磕头机)，该类抽油泵市场需求最大，但该类抽油泵并不适合低产井抽油，其抽油杆易损耗，国内油田抽油杆年耗数量为几千万吨，由此产生的损耗费用数目惊人。在上述大环境下，油田提质增效，绿色、创新是广大石油工人的工作口号，抽油设备的大革命时期已在展开，油田渴望取代传统抽油设备呼声很大，低产井等待着新一代抽油设备的诞生。另外，由于油井抽油管线的内腔尺寸限制，泵必须潜在油介质中运行，所以泵的外径尺寸是一个挑战，越小越好。

为了解决上述技术问题，申请号为CN201810323601.4(公开号为CN108302021A)的中国发明专利公开了《一种潜井式单缸立式柱塞抽油泵》，包括液力端、动力端以及潜油电机，所述液力端包括泵体，为一圆柱形壳体，其顶部外接有排液管线，底部与动力端的圆柱形机身相连接；以及一组合阀和一柱塞，分别上下设在泵体内，其中组合阀采用排液阀在上、进液阀在下的一体结构；所述的动力端包括所述的圆柱形机身，机身的顶部和底部分别与所述的泵体和潜油电机相连接，使整泵形成圆形管筒式结构；凸轮轴，能转动地设于机身中，该凸轮轴的下端与潜油电机轴相连接，上部设有至少一个的斜面凸轮；升降轴，可上下滑动地定位在机身内，该升降轴设有上下贯穿的轴向内孔，并且在内孔上部设有与动力端的柱塞相连接的柱塞杆，形成一个往复运动联；所述的凸轮轴上部定位在升降轴的内孔下部，并且升降轴的内孔中设有至少一个与凸轮轴上的斜面凸轮型线啮合的内斜面扣，升降轴通过内斜面扣与凸轮轴的型线配合后，由凸轮轴旋转运动转化为升降轴的上下往复运动。该专利是将液力端、动力端、潜油电机集成为一体，实现旋转与往复功能一体化，大大提高了抽油效率高，且能有效降低能耗，拆装工艺简单、方便、寿命长，特别适合低产井抽油工况。

但，上述专利中的潜井式单缸立式柱塞抽油泵还具有一定的不足，首先，由于在上述抽油泵上配置润滑油储罐及对应的供油组件难度较大，因而，抽油泵未设置相应的润滑油供应单元，这就使柱塞与柱塞填料组之间不能有效地得到润滑，容易导致抽油泵的损坏，维修频率较高，而抽油泵维修提井一次上下的费用又极大。其次，上述抽油泵的动力端的凸轮轴的斜面凸轮是同倾斜方向设置的，对应地，在凸轮轴的各斜面凸轮与升降轴内孔的对应斜面扣进行驱动配合时是作用在升降轴的同一侧，这容置导致升降轴在往复动作时因具有一定的径向力而存在较大的前行阻力，严重时容易导致零件较快磨损，因而需要将抽油泵频繁提井后维修更换。鉴于此，如何设计一种能整体下到各种井下进行抽油作业，且可靠性高、故障率低的潜井式单缸柱塞抽油泵成为了本技术领域人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能整体下到各种井下进行抽油作业，且可靠性高、故障率低的潜井式单缸柱塞抽油泵。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种潜井式单缸柱塞抽油泵，包括液力端、动力端以及潜油电机，还包括润滑油供油单元，所述的润滑油供油单元、液力端、动力端以及潜油电机自上而下依次连接组合形成整体大致为圆柱体结构；

所述动力端包括：

机身，为圆柱体状，机身的顶部与液力端的泵体连接，机身的底部与所述的潜油电机连接；

凸轮轴，能转动地设于机身中，该凸轮轴的下端与潜油电机的输出轴相连接；

传动机构，可上下滑动地约束在机身内，包括滑套以及凸轮组件，所述滑套的上端与所述液力端的柱塞体连接，所述滑套的下端与所述凸轮组件连接形成一整体件，并一起套设在所述凸轮轴的外侧，并能将凸轮轴旋转运动转化为滑套的上下往复运动；

所述液力端包括：

泵体，为一圆柱形壳体，其顶部设有排液口，底部与动力端的机身相连接，泵体上还具有润滑油流道；

一组合阀和一柱塞体，分别上下设在泵体内，其中组合阀采用排液阀在上、进液阀在下的一体结构；

所述润滑油供油单元包括具有储油腔的润滑油储罐以及内置于润滑油储罐中的介质输送管，所述润滑油储罐整体呈圆柱体状，润滑油储罐的底部与泵体的顶部连接从而形成一体结构，介质输送管的下端穿出润滑油储罐而与泵体的排液口连通，介质输送管的上端穿出润滑油储罐形成出液管口，所述润滑油储罐的储油腔与所述泵体的润滑油流道相通。

为了使潜油电机能与地面上的控制柜实现电连接，还包括连接在所述介质输送管的出液管口上并延伸至地面的输液软管，该输液软管为填充有电缆线的复合管道结构。

作为改进，所述的液力端除所述泵体、组合阀以及柱塞体外还包括柱塞填料组件以及活塞缸套组件，所述柱塞体包括位于上部的活塞段以及位于下部的柱塞段，所述柱塞填料组件设置在泵体的下部并对应套设在所述柱塞体的柱塞段之外，所述活塞缸套组件设在泵体的上部并对应套设在所述柱塞体的活塞段之外，所述泵体上还设有与所述润滑油流道相通的油池，该油池对应位于所述活塞缸套组件与所述柱塞填料组件之间。采用柱塞填料密封与活塞缸套密封相结合的方式实现了二级结构密封，进一步提高了抽油泵的柱塞体往复运动的稳定性。另一方面，润滑油储罐中润滑油能通过润滑油流道以及油池对柱塞填料组件以及活塞缸套组件进行有效润滑，减低摩擦系数，提高柱塞体的柱塞段、活塞段等运动件的寿命

为了将柱塞填料组件以及活塞缸套组件牢靠地装配在泵体中，所述泵体内还具有位于下部的第一内台阶和位于上部的第二内台阶，所述柱塞填料组件通过第一压紧螺帽压紧在所述的第一内台阶上；

所述组合阀的阀体的底部与所述活塞缸套组件的顶部之间设有锥形套，所述组合阀的阀体的上部还设置有一阀压套，在润滑油储罐的底部连接在泵体的顶部的状态下，依次将所述阀压套、组合阀、锥形套以及活塞缸套组件压紧在所述的第二内台阶上。

为了将凸轮轴旋转运动转化为滑套的上下往复运动，所述凸轮组件包括：

至少一组主凸轮件，包括第一斜面凸轮和第二斜面凸轮，所述第一斜面凸轮和第二斜面凸轮均套设在所述凸轮轴上，并能够随凸轮轴同步转动，在第一斜面凸轮与第二斜面凸轮装配在所述凸轮轴的状态下，第一斜面凸轮与第二斜面凸轮的倾斜方向相反；

第一辅助凸轮，与主凸轮件的数量一致，对应设于一组主凸轮件的第一斜面凸轮和第二斜面凸轮之间，该第一辅助凸轮的上、下两个端面分别为相对自身轴线倾斜的第一倾斜面和第二倾斜面，其中，第一倾斜面与第二倾斜面的倾斜方向相反，该第一辅助凸轮的上端与所述滑套的底端固定连接，所述滑套的底面为与所述第一辅助凸轮的第一倾斜面的倾斜方向相一致的第三倾斜面，在第一倾斜面与第三倾斜面之间预留有用于容置所述第一斜面凸轮的第一活动腔，第一斜面凸轮的上端面与所述滑套的第三倾斜面之间以及第一斜面凸轮的下端面与第一辅助凸轮的第一倾斜面之间均进行点接触连接；

第二辅助凸轮，对应设于所述第一辅助凸轮之下，并与该第一辅助凸轮固定连接，该第二辅助凸轮的上端面为与所述第一辅助凸轮的第二倾斜面的倾斜方向相一致的第四倾斜面，在第二倾斜面与第四倾斜面之间预留有用于容置所述第二斜面凸轮的第二活动腔，第二斜面凸轮的上端面与所述第一辅助凸轮的第二倾斜面之间以及第二斜面凸轮的下端面与第二辅助凸轮的第四倾斜面之间均进行点接触连接。

上述结构设计，也方便了动力端的各部件的进行装配，降低了生产成本。

作为改进，所述滑套的第三倾斜面的低位位置设有第一球形凹点，该第一球形凹点中安置有第一钢球，所述第一斜面凸轮的上端面直接或间接地与所述第一钢球相抵，从而构成第一斜面凸轮的上端面与所述滑套的第三倾斜面之间的点接触连接；

所述第一辅助凸轮的第二倾斜面的低位位置设有第二球形凹点，该第一球形凹点中安置有第二钢球，所述第一斜面凸轮的上端面直接或间接地与所述第二钢球相抵，从而构成第二斜面凸轮的上端面与所述第一辅助凸轮的第二倾斜面之间的点接触连接；

所述第一辅助凸轮的第一倾斜面的低位位置设有第三球形凹点，该第三球形凹点中安置有第三钢球，所述第一斜面凸轮的下端面与所述第三钢球相抵，从而构成第一斜面凸轮的下端面与所述第一辅助凸轮的第一倾斜面之间的点接触连接；

所述第二辅助凸轮的第四倾斜面的低位位置设有第四球形凹点，该第四球形凹点中安置有第四钢球，所述第二斜面凸轮的下端面与所述第四钢球相抵，从而构成第二斜面凸轮的下端面与所述第二辅助凸轮的第四倾斜面之间的点接触连接。

由于抽油泵在排液过程中所需的驱动力相对较大，为了避免第一斜面凸轮以及第二斜面凸轮在驱动柱塞体向上移动过程中因作用力过大而损坏，所述第一斜面凸轮的上端面上具有与第一斜面凸轮同轴设置的第一环形槽，该第一环形槽中设有能相对第一斜面凸轮活动的第一滑靴件，该第一滑靴件配合在第一球形凹点中的第一钢球上；

所述第二斜面凸轮的上端面上具有与该第二斜面凸轮同轴设置的第二环形槽，该第二环形槽中设有能相对第二斜面凸轮活动的第二滑靴件，该第二滑靴件配合在第二球形凹点中的第二钢球上。

为了将第一斜面凸轮和第二斜面凸轮间隔开并牢靠地固定在凸轮轴上，还包括自上而下依次套设在所述凸轮轴上并能够随凸轮轴同步转动的上压套、中压套以及下压套，所述下压套的上端抵在所述第二斜面凸轮的下端面上，所述中压套的上下两端分别抵在所述第一斜面凸轮的下端面以及第二斜面凸轮的上端面相抵，所述上压套的下端抵在所述第一斜面凸轮的上端面上，所述凸轮轴的上端还通过第二压紧螺帽将上压套、第一斜面凸轮、中压套、第二斜面凸轮以及下压套向下锁紧在凸轮轴上。

作为改进，所述上压套、第一斜面凸轮、中压套、第二斜面凸轮以及下压套与所述的凸轮轴之间均通过花键形式连接。

为了保证凸轮轴在转动过程中以及滑套在上下往复移动过程中的稳定性，所述凸轮轴的下部通过第一滑动轴承以及推力球轴承配合在所述机身的下部，所述凸轮轴的上部通过第二滑动轴承配合在所述滑套下端的内孔中，所述滑套的上端部还通过第三滑动轴承配合在所述机身的上部。

与现有技术相比，本发明的优点：本发明中的抽油泵为将潜油电机、动力端、液力端以及润滑油储罐组合装配成一体的多联组合单缸柱塞抽油泵，其中，在抽油泵顶部设置润滑油供应单元，可使柱塞体与对应的填料组件或缸套组件之间能得到有效润滑，避免柱塞体干摩损坏，减少了提井维修频率，降低了生产成本。另一方面，润滑油供应单元的润滑油储罐是直接装配在泵体的顶部，而使得抽油泵的整体大致为圆柱体结构，抽油泵的液力端排出的油液是通过内置在润滑油储罐中的介质输送管向上排出，这种结构设计使抽油泵整体结构布置更加合理，缩小了体积，能较好地满足在直井、斜井、低产井中使用。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例的液力端部分的结构示意图；

图3为本发明实施例的动力端部分的结构示意图；

图4为本发明实施例的润滑油供应单元的结构示意图；

图5为本发明实施例的机身的结构示意图；

图6为本发明实施例的凸轮轴的结构示意图；

图7为本发明实施例的凸轮轴的俯视图；

图8为本发明实施例的滑套的结构示意图；

图9为本发明实施例的第一辅助凸轮的立体结构示意图；

图10为本发明实施例的第二辅助凸轮的结构示意图；

图11为本发明实施例的第一斜面凸轮的俯视图(第二斜面凸轮与第一斜面凸轮结构相同)；

图12为图11中A-A处的剖视图；

图13为本发明实施例的上压套的俯视图；

图14为图13中A-A处的剖视图；

图15为本发明实施例的下压套的俯视图；

图16为图15中A-A处的剖视图。

附图标记：10、润滑油储罐；100、储油腔；11、介质输送管；110、出液管口；12、输液软管；21、泵体；210、排液口；211、第一内台阶；212、第二内台阶；213、润滑油流道；22、组合阀；23、柱塞体；231、柱塞段；232、活塞段；241、柱塞填料组件；242、活塞缸套组件；25、锥形套；26、阀压套；27、第一压紧螺帽；28、油池；31、机身；311、上机身；312、下机身；32、滑套；320、第三倾斜面；321、第一球形凹点；322、第一钢球；33、凸轮轴；41、第一斜面凸轮；410、第一环形槽；411、第一滑靴件；4111、第一滑靴；4112、第一滑座；42、第二斜面凸轮；420、第二环形槽；421、第二滑靴件；4211、第二滑靴；4212、第二滑座；43、第一活动腔；44、第二活动腔；50、第一辅助凸轮；51、第一倾斜面；510、第三球形凹点；511、第三钢球；52、第二倾斜面；520、第二球形凹点；521、第二钢球；60、第二辅助凸轮；61、第四倾斜面；610、第四球形凹点；611、第四钢球；71、上压套；72、中压套；73、下压套；74、第二压紧螺帽；81、第一滑动轴承；82、第二滑动轴承；83、第三滑动轴承；84、推力球轴承；85、潜油电机；86、电机法兰；87、连接套；88、油封函。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

参见图1-图16，一种潜井式单缸柱塞抽油泵包括润滑油供油单元、液力端、动力端以及潜油电机85，润滑油供油单元、液力端、动力端以及潜油电机85自上而下依次连接组合形成整体大致为圆柱体结构。具体地，润滑油供油单元的润滑油储罐10、液力端的泵体21、动力端的机身31以及潜油电机85均呈圆柱体状，且依次连接后构成一体长圆柱体的整体结构。具体地，本实施例中的抽油泵可根据不同的油井尺寸来设定泵整体的外径尺寸。

参见图2，抽油泵的液力端包括泵体21、组合阀22以、柱塞体23、柱塞填料组件241以及活塞缸套组件242。泵体21为一圆柱形壳体，该泵体21的上下两端均设有连接口，上端的连接口与润滑油储罐10的底部接头连接，下端的连接口与底部与动力端的上机身311相连接。具体地，泵体21的上端的连接口也为排液口210，在与润滑油储罐10固定连接后，可与润滑油储罐10内置的介质输送管11的下端口相连通。

继续参见图2，液力端的组合阀22和柱塞体23，分别一上一下设在泵体21内，其中，组合阀22采用排液阀在上、进液阀在下的一体结构，一体式的组合阀22结构为现有技术，在此不赘述。柱塞体23包括位于上部的活塞段232以及位于下部的柱塞段231。柱塞填料组件241设置在泵体21的下部并对应套设在柱塞体23的柱塞段231之外，活塞缸套组件242设在泵体21的上部并对应套设在柱塞体23的活塞段232之外。采用柱塞填料密封与活塞缸套密封相结合的方式实现了二级结构密封，进一步提高了抽油泵的柱塞体23往复运动的稳定性。

参见图2，为了将柱塞填料组件241以及活塞缸套组件242牢靠地装配在泵体21中，泵体21内还具有位于下部的第一内台阶211和位于上部的第二内台阶212。柱塞填料组件241通过第一压紧螺帽27压紧在第一内台阶211上。组合阀22的阀体的底部与活塞缸套组件242的顶部之间设有锥形套25，组合阀22的阀体的上部还设置有一阀压套26，在润滑油储罐10的底部连接在泵体21的顶部的状态下，可作用下阀压套26的顶部，从而依次将阀压套26、组合阀22、锥形套25以及活塞缸套组件242轴向压紧在泵体21的第二内台阶212上。

泵体21上还具有润滑油流道213以及与润滑油流道213相通的油池28，其中，油池28对应位于活塞缸套组件242与柱塞填料组件241之间。这样，抽油泵的液力端进行动作时，润滑油储罐10中润滑油能通过润滑油流道213以及油池对柱塞填料组件241以及活塞缸套组件242进行有效润滑，减低摩擦系数，提高柱塞体23的柱塞段231、活塞段232等运动件的寿命，详见图2。

结合图4，润滑油供油单元包括具有储油腔100的润滑油储罐10以及内置于润滑油储罐10中的介质输送管11。润滑油储罐10整体呈圆柱体状，其外径与泵体21的尺寸大体一致，长度可选为1-3m。润滑油储罐10的底部与泵体21的顶部用螺栓固定连接从而形成一体结构。介质输送管11的下端穿出润滑油储罐10而与泵体21的排液口210连通，介质输送管11的上端穿出润滑油储罐10形成出液管口110，润滑油储罐10的储油腔100与泵体21的润滑油流道213相通。介质输送管11的出液管口110上可通过台阶丝扣连接输液软管12，该输液软管12可向上延伸至地面，以将地下油液输送至地面管线。本实施例的输液软管12具体为在其壁厚部分填充有电缆线的复合管道结构，从而能使潜油电机85能与地面上的控制柜实现电连接。潜油电机85的电缆在潜油电机85、机身31、泵体21及润滑油储罐10的外径用卡子固定，然后与复合输油软管的电线连接，这样便同地面控制柜接口连接形成一个机械运动件与动力源、控制电路为一体的组合设备。

为了方便生产及装配，本实施例中的润滑油储罐10可为三体合一结构，其下位设有排出管线接头与液力端泵体21的上部端面的台阶定位后用螺栓固定，中部设有为介质输送管道部分，该介质输送管道部分采用二个管线合套结构，其中，位于内侧的小管线即构成上述的介质输送管11，用于输送介质，而小管线与外径管线的中间夹层部分形成用于存放润滑油的储油腔100，上部设有台阶丝扣与上述输液软管12连接。

参见图3，动力端包括机身31、凸轮轴33以及传动机构。

结合图5，机身31分为上机身311和下机身312。机身31整体呈圆柱体状，内置上述凸轮轴33及传动机构。机身31的顶部与液力端的泵体21连接，机身31的底部通过电机法兰86与潜油电机85连接。凸轮轴33能转动地设于机身31中，该凸轮轴33的下端与潜油电机85的输出轴相连接。其中，电机法兰86的内孔安置一个连接套87，连接套87的内孔设置内花键，凸轮轴33的下端与潜油电机85的输出轴二者均为外花键，由连接套87的内花键连接固定。

传动机构包括滑套32、凸轮组件以及压套组件。滑套32外径呈上小下大的阶梯形状，具体可由三段圆柱构成，详见图8。滑套32对应位于下位的圆柱的外径与凸轮组件的外径大体一致。滑套32的上位圆柱的端面上设有内丝扣，用于与液力端的柱塞体23下端连接。

参见图3，滑套32的下端与凸轮组件连接形成一整体件，并一起套设在凸轮轴33的外侧，从而将凸轮轴33旋转运动转化为滑套32的上下往复运动。

继续参见图3，凸轮组件包括至少一组主凸轮件、第一辅助凸轮50和第二辅助凸轮60。其中，第一辅助凸轮50的数量与主凸轮件的数量(组数)一致，一组主凸轮件包括第一斜面凸轮41和第二斜面凸轮42，第一斜面凸轮41和第二斜面凸轮42的结构相同。第一斜面凸轮41和第二斜面凸轮42均套设在凸轮轴33上，并与凸轮轴33以花键连接的形式配合，从而随凸轮轴33同步转动。第一斜面凸轮41与第二斜面凸轮42均设有一个斜角为升程，斜角在凸轮轴33的轴向上对应的高度即为本实施例的抽油泵的柱塞体23的活动行程，参见图11及图12。

结合图9，第一辅助凸轮50对应设于一组主凸轮件的第一斜面凸轮41和第二斜面凸轮42之间。第一辅助凸轮50的上、下两个端面分别为相对自身轴线倾斜的第一倾斜面51和第二倾斜面52，其中，第一倾斜面51与第二倾斜面52的倾斜方向相反。第二辅助凸轮60对应设于第一辅助凸轮50之下，第二辅助凸轮60的上端面为与第一辅助凸轮50的第二倾斜面52的倾斜方向相一致的第四倾斜面61，详见图10。

参见图3，滑套32的底端与第一辅助凸轮50的上端之间在外周侧通过定位销及螺栓固定连接，同样地，第一辅助凸轮50的下端与第二辅助凸轮60的上端在外周侧也通过定位销及螺栓固定连接。上述结构设计，方便了凸轮轴、滑套以及凸轮组件的各部件之间进行装配，降低了生产成本。

继续参见图3，滑套32的底面为与第一辅助凸轮50的第一倾斜面51的倾斜方向相一致的第三倾斜面320，在第一倾斜面51与第三倾斜面320之间预留有用于容置第一斜面凸轮41的第一活动腔43，该第一活动腔43可供第一斜面凸轮41随凸轮轴33同步转动。在第二倾斜面52与第四倾斜面61之间预留有用于容置第二斜面凸轮42的第二活动腔44，该第二活动腔44可供第二斜面凸轮42随凸轮轴33同步转动。在第一斜面凸轮41与第二斜面凸轮42装配在凸轮轴33的状态下，第一斜面凸轮41与第二斜面凸轮42的倾斜方向相反。

参加图3，滑套32的第三倾斜面320的低位位置设有第一球形凹点321，该第一球形凹点321中安置有第一钢球322，第一斜面凸轮41的上端面上具有与第一斜面凸轮41同轴设置的第一环形槽410(详见图12)，该第一环形槽410中设有能相对第一斜面凸轮41活动的第一滑靴件411，该第一滑靴件411配合在第一球形凹点321中的第一钢球322上，并与第一钢球322实现相对固定。第一滑靴件411具体包括第一滑靴4111和第一滑座4112，第一滑靴4111的底部连接在第一滑座4112上，第一滑座4112约束在第一环形槽410中，第一滑靴4111的顶部具有能与第一钢球322上进行滚动配合的球窝。在第一斜面凸轮41旋转时，第一斜面凸轮41的上端面与滑套32的第三倾斜面320之间通过上述第一滑靴件411及第一钢球322实现点接触连接，从而可推动滑套上移。同样地，第一辅助凸轮50的第二倾斜面52的低位位置设有第二球形凹点520，该第一球形凹点321中安置有第二钢球521，第二斜面凸轮42的上端面上具有与该第二斜面凸轮42同轴设置的第二环形槽420，该第二环形槽420中设有能相对第二斜面凸轮42活动的第二滑靴件421，该第二滑靴件421配合在第二球形凹点520中的第二钢球521上，并与该第二钢球521实现相对固定。第二滑靴件421具体包括第二滑靴4211和第二滑座4212，第二滑靴4211的底部连接在第二滑座4212上，第二滑座4212约束在第二环形槽420中，第二滑靴4211的顶部具有能与第二钢球521上进行滚动配合的球窝。在第二斜面凸轮42旋转时，第二斜面凸轮42的上端面与第一辅助凸轮50的第二倾斜面52之间通过上述第二滑靴件421及第二钢球521实现点接触连接，同步驱动第一辅助凸轮(滑套与第一辅助凸轮固定连接为一体件)上移。

第一辅助凸轮50的第一倾斜面51的低位位置设有第三球形凹点510(详见图9)，该第三球形凹点510中安置有第三钢球511，第一斜面凸轮41的下端面直接与第三钢球511相抵，从而构成第一斜面凸轮41的下端面与第一辅助凸轮50的第一倾斜面51之间的点接触连接。同样地，第二辅助凸轮60的第四倾斜面61的低位位置设有第四球形凹点610(详见图10)，该第四球形凹点610中安置有第四钢球611，第二斜面凸轮42的下端面与第四钢球611相抵，从而构成第二斜面凸轮42的下端面与第二辅助凸轮60的第四倾斜面61之间的点接触连接。在第一斜面凸轮41以及第二斜面凸轮42旋转时，可以通过上述第三钢球及第四钢球作用于滑套、第一辅助凸轮和第二辅助凸轮组合成的整体件上，实现滑套的下移复位动作。

由于在第一斜面凸轮41与第二斜面凸轮42装配在凸轮轴33的状态下，第一斜面凸轮41与第二斜面凸轮42的倾斜方向相反，并且，第一斜面凸轮41的上端面与滑套32的第三倾斜面320之间的点接触连接位置与第二斜面凸轮42的上端面与第一辅助凸轮50的第二倾斜面52之间的点接触连接位置分别位于凸轮轴33的两侧，这样在凸轮轴33带动第一斜面凸轮41与第二斜面凸轮42进行旋转时，滑套32及对应的柱塞体23在径向上的作用力能相互抵消，其前行阻力大大降低，因而能够平稳地轴向往复移动，避免了各零件较快磨损问题，进一步减少了抽油泵频繁提井后维修更换频率。

参见图3，压套组件包括还包括自上而下依次套设在凸轮轴33上并能够随凸轮轴33同步转动的上压套71、中压套72以及下压套73。上压套71、中压套72、以及下压套73与凸轮轴33之间也均通过花键形式连接。具体地，下压套73的上端抵在第二斜面凸轮42的下端面上，中压套72的上下两端分别抵在第一斜面凸轮41的下端面以及第二斜面凸轮42的上端面相抵，上压套71的下端抵在第一斜面凸轮41的上端面上，凸轮轴33的上端还通过第二压紧螺帽74将上压套71、第一斜面凸轮41、中压套72、第二斜面凸轮42以及下压套73向下锁紧在凸轮轴33上。其中，滑套、第一辅助凸轮以及第二辅助凸轮是对应套设在上压套、中压套以及下压套之外，并与各自对应的压套的外周壁之间具有间隙。上述压套组件的设置可将第一斜面凸轮41和第二斜面凸轮42间隔开并牢靠地固定在凸轮轴33上。

为了保证凸轮轴33在转动过程中以及滑套32在上下往复移动过程中的稳定性，凸轮轴33的下部通过第一滑动轴承81以及推力球轴承84配合在机身31的下部。具体地，下机身312的上部设有一个圆柱内孔安置一个第一滑动轴承81对凸轮轴33进行径向定位，从电机法兰86的定位丝扣与第一滑动轴承81的中间安置二个推力球轴承84、油封函88对凸轮轴33的轴向进行定位。凸轮轴33的上部通过第二滑动轴承82配合在滑套32下端的内孔中，滑套32的上端部还通过第三滑动轴承83配合在机身31的上部。

本实施例的潜井式单缸柱塞抽油泵的优点：首先，该抽油泵为将潜油电机85、动力端、液力端以及润滑油储罐10组合装配成一体的多联组合单缸柱塞抽油泵，其中，在抽油泵顶部设置润滑油供应单元，可使柱塞体23与对应的填料组件或缸套组件之间能得到有效润滑，避免柱塞体23干摩损坏，减少了提井维修频率，降低了生产成本。其次，润滑油供应单元的润滑油储罐10是直接装配在泵体21的顶部，而使得抽油泵的整体大致为圆柱体结构，抽油泵的液力端排出的油液是通过内置在润滑油储罐10中的介质输送管11向上排出，这种结构设计使抽油泵整体结构布置更加合理，缩小了体积，能较好地满足在直井、斜井、低产井中使用。再者，动力端的第一斜面凸轮41与第二斜面凸轮42装配在凸轮轴33的状态下，两者的倾斜方向相反，并且，第一斜面凸轮41的上端面与滑套32的第三倾斜面320之间的点接触连接位置与第二斜面凸轮42的上端面与第一辅助凸轮50的第二倾斜面52之间的点接触连接位置分别位于凸轮轴33的两侧，这样在凸轮轴33带动第一斜面凸轮41与第二斜面凸轮42进行旋转时，滑套32及对应的柱塞体23在径向上的作用力能相互抵消，其前行阻力大大降低，因而能够平稳地轴向往复移动，避免了各零件较快磨损问题，进一步减少了抽油泵频繁提井后维修更换频率。

Claims (10)

1.一种潜井式单缸柱塞抽油泵，包括液力端、动力端以及潜油电机(85)，其特征在于还包括润滑油供油单元，所述的润滑油供油单元、液力端、动力端以及潜油电机(85)自上而下依次连接组合形成整体大致为圆柱体结构；

所述动力端包括：

机身(31)，为圆柱体状，机身(31)的顶部与液力端的泵体(21)连接，机身(31)的底部与所述的潜油电机(85)连接；

凸轮轴(33)，能转动地设于机身(31)中，该凸轮轴(33)的下端与潜油电机(85)的输出轴相连接；

传动机构，可上下滑动地约束在机身(31)内，包括滑套(32)以及凸轮组件，所述滑套(32)的上端与所述液力端的柱塞体(23)连接，所述滑套(32)的下端与所述凸轮组件连接形成一整体件，并一起套设在所述凸轮轴(33)的外侧，并能将凸轮轴(33)旋转运动转化为滑套(32)的上下往复运动；

所述液力端包括：

泵体(21)，为一圆柱形壳体，其顶部设有排液口(210)，底部与动力端的机身(31)相连接，泵体(21)上还具有润滑油流道(213)；

一组合阀(22)和一柱塞体(23)，分别上下设在泵体(21)内，其中组合阀(22)采用排液阀在上、进液阀在下的一体结构；

所述润滑油供油单元包括具有储油腔(100)的润滑油储罐(10)以及内置于润滑油储罐(10)中的介质输送管(11)，所述润滑油储罐(10)整体呈圆柱体状，润滑油储罐(10)的底部与泵体(21)的顶部连接从而形成一体结构，介质输送管(11)的下端穿出润滑油储罐(10)而与泵体(21)的排液口(210)连通，介质输送管(11)的上端穿出润滑油储罐(10)形成出液管口(110)，所述润滑油储罐(10)的储油腔(100)与所述泵体(21)的润滑油流道(213)相通。

2.根据权利要求1所述的潜井式单缸柱塞抽油泵，其特征在于：还包括连接在所述介质输送管(11)的出液管口(110)上并延伸至地面的输液软管(12)，该输液软管(12)为填充有电缆线的复合管道结构。

3.根据权利要求1所述的潜井式单缸柱塞抽油泵，其特征在于：所述的液力端除所述泵体(21)、组合阀(22)以及柱塞体(23)外还包括柱塞填料组件(241)以及活塞缸套组件(242)，所述柱塞体(23)包括位于上部的活塞段(232)以及位于下部的柱塞段(231)，所述柱塞填料组件(241)设置在泵体(21)的下部并对应套设在所述柱塞体(23)的柱塞段(231)之外，所述活塞缸套组件(242)设在泵体(21)的上部并对应套设在所述柱塞体(23)的活塞段(232)之外，所述泵体(21)上还设有与所述润滑油流道(213)相通的油池，该油池对应位于所述活塞缸套组件(242)与所述柱塞填料组件(241)之间。

4.根据权利要求3所述的潜井式单缸柱塞抽油泵，其特征在于：所述泵体(21)内还具有位于下部的第一内台阶(211)和位于上部的第二内台阶(212)，所述柱塞填料组件(241)通过第一压紧螺帽(27)压紧在所述的第一内台阶(211)上；

所述组合阀(22)的阀体的底部与所述活塞缸套组件(242)的顶部之间设有锥形套(25)，所述组合阀(22)的阀体的上部还设置有一阀压套(26)，在润滑油储罐(10)的底部连接在泵体(21)的顶部的状态下，依次将所述阀压套(26)、组合阀(22)、锥形套(25)以及活塞缸套组件(242)压紧在所述的第二内台阶(212)上。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的潜井式单缸柱塞抽油泵，其特征在于所述凸轮组件包括：

至少一组主凸轮件，包括第一斜面凸轮(41)和第二斜面凸轮(42)，所述第一斜面凸轮(41)和第二斜面凸轮(42)均套设在所述凸轮轴(33)上，并能够随凸轮轴(33)同步转动，在第一斜面凸轮(41)与第二斜面凸轮(42)装配在所述凸轮轴(33)的状态下，第一斜面凸轮(41)与第二斜面凸轮(42)的倾斜方向相反；

第一辅助凸轮(50)，与主凸轮件的数量一致，对应设于一组主凸轮件的第一斜面凸轮(41)和第二斜面凸轮(42)之间，该第一辅助凸轮(50)的上、下两个端面分别为相对自身轴线倾斜的第一倾斜面(51)和第二倾斜面(52)，其中，第一倾斜面(51)与第二倾斜面(52)的倾斜方向相反，该第一辅助凸轮(50)的上端与所述滑套(32)的底端固定连接，所述滑套(32)的底面为与所述第一辅助凸轮(50)的第一倾斜面(51)的倾斜方向相一致的第三倾斜面(320)，在第一倾斜面(51)与第三倾斜面(320)之间预留有用于容置所述第一斜面凸轮(41)的第一活动腔(43)，第一斜面凸轮(41)的上端面与所述滑套(32)的第三倾斜面(320)之间以及第一斜面凸轮(41)的下端面与第一辅助凸轮(50)的第一倾斜面(51)之间均进行点接触连接；

第二辅助凸轮(60)，对应设于所述第一辅助凸轮(50)之下，并与该第一辅助凸轮(50)固定连接，该第二辅助凸轮(60)的上端面为与所述第一辅助凸轮(50)的第二倾斜面(52)的倾斜方向相一致的第四倾斜面(61)，在第二倾斜面(52)与第四倾斜面(61)之间预留有用于容置所述第二斜面凸轮(42)的第二活动腔(44)，第二斜面凸轮(42)的上端面与所述第一辅助凸轮(50)的第二倾斜面(52)之间以及第二斜面凸轮(42)的下端面与第二辅助凸轮(60)的第四倾斜面(61)之间均进行点接触连接。

6.根据权利要求5所述的潜井式单缸柱塞抽油泵，其特征在于：所述滑套(32)的第三倾斜面(320)的低位位置设有第一球形凹点(321)，该第一球形凹点(321)中安置有第一钢球(322)，所述第一斜面凸轮(41)的上端面直接或间接地与所述第一钢球(322)相抵，从而构成第一斜面凸轮(41)的上端面与所述滑套(32)的第三倾斜面(320)之间的点接触连接；

所述第一辅助凸轮(50)的第二倾斜面(52)的低位位置设有第二球形凹点(520)，该第一球形凹点(321)中安置有第二钢球(521)，所述第一斜面凸轮(41)的上端面直接或间接地与所述第二钢球(521)相抵，从而构成第二斜面凸轮(42)的上端面与所述第一辅助凸轮(50)的第二倾斜面(52)之间的点接触连接；

所述第一辅助凸轮(50)的第一倾斜面(51)的低位位置设有第三球形凹点(510)，该第三球形凹点(510)中安置有第三钢球(511)，所述第一斜面凸轮(41)的下端面与所述第三钢球(511)相抵，从而构成第一斜面凸轮(41)的下端面与所述第一辅助凸轮(50)的第一倾斜面(51)之间的点接触连接；

所述第二辅助凸轮(60)的第四倾斜面(61)的低位位置设有第四球形凹点(610)，该第四球形凹点(610)中安置有第四钢球(611)，所述第二斜面凸轮(42)的下端面与所述第四钢球(611)相抵，从而构成第二斜面凸轮(42)的下端面与所述第二辅助凸轮(60)的第四倾斜面(61)之间的点接触连接。

7.根据权利要求6所述的潜井式单缸柱塞抽油泵，其特征在于：所述第一斜面凸轮(41)的上端面上具有与第一斜面凸轮(41)同轴设置的第一环形槽(410)，该第一环形槽(410)中设有能相对第一斜面凸轮(41)活动的第一滑靴件(411)，该第一滑靴件(411)配合在第一球形凹点(321)中的第一钢球(322)上；

所述第二斜面凸轮(42)的上端面上具有与该第二斜面凸轮(42)同轴设置的第二环形槽(420)，该第二环形槽(420)中设有能相对第二斜面凸轮(42)活动的第二滑靴件(421)，该第二滑靴件(421)配合在第二球形凹点(520)中的第二钢球(521)上。

8.根据权利要求5所述的潜井式单缸柱塞抽油泵，其特征在于：还包括自上而下依次套设在所述凸轮轴(33)上并能够随凸轮轴(33)同步转动的上压套(71)、中压套(72)以及下压套(73)，所述下压套(73)的上端抵在所述第二斜面凸轮(42)的下端面上，所述中压套(72)的上下两端分别抵在所述第一斜面凸轮(41)的下端面以及第二斜面凸轮(42)的上端面相抵，所述上压套(71)的下端抵在所述第一斜面凸轮(41)的上端面上，所述凸轮轴(33)的上端还通过第二压紧螺帽(74)将上压套(71)、第一斜面凸轮(41)、中压套(72)、第二斜面凸轮(42)以及下压套(73)向下锁紧在凸轮轴(33)上。

9.根据权利要求8所述的潜井式单缸柱塞抽油泵，其特征在于：所述上压套(71)、第一斜面凸轮(41)、中压套(72)、第二斜面凸轮(42)以及下压套(73)与所述的凸轮轴(33)之间均通过花键形式连接。

10.根据权利要求5所述的潜井式单缸柱塞抽油泵，其特征在于：所述凸轮轴(33)的下部通过第一滑动轴承(81)以及推力球轴承(84)配合在所述机身(31)的下部，所述凸轮轴(33)的上部通过第二滑动轴承(82)配合在所述滑套(32)下端的内孔中，所述滑套(32)的上端部还通过第三滑动轴承(83)配合在所述机身(31)的上部。

Images