CN111927767B

CN111927767B - 一种间歇采油液压升降杆柱螺杆泵地面驱动装置

Info

Publication number: CN111927767B
Application number: CN202010740822.9A
Authority: CN
Inventors: 王金东; 黄�俊; 赵海洋; 王鑫洋; 陈新; 于德龙
Original assignee: Northeast Petroleum University
Current assignee: Northeast Petroleum University
Priority date: 2020-07-29
Filing date: 2020-07-29
Publication date: 2022-02-15
Anticipated expiration: 2040-07-29
Also published as: CN111927767A

Abstract

一种间歇采油液压升降杆柱螺杆泵地面驱动装置。包括传动部分、液压升降杆柱部分、防反转部分以及井口部分及附件；传动部分将动力通过传动机构和传动筒的内六方孔传递给六方杆，六方杆的下端与抽油杆柱相连，从而驱动螺杆泵转子旋转；六方杆的上端与液压升降杆柱部分的液压缸的活塞杆相连，活塞杆在液压力的作用下可实现抽油杆柱的上提与下放；防反转部分用于防止停机后抽油杆柱反转以及把抽油杆柱中贮存的弹性势能可控地释放出来。所述装置联结成一体后可直接固定在井口上，传动筒可直接放入套管内，增强了装置的安全性，满足了螺杆泵间歇采油的需要，能够适应井筒套管的狭长空间，具有工作效率高和能耗低的特点。

Description

一种间歇采油液压升降杆柱螺杆泵地面驱动装置

技术领域

本发明属于石油机械工程领域，具体地说，是涉及一种针对采油螺杆泵的地面驱动装置。

背景技术

在当今的油田矿场中，采油螺杆泵是一种比较经济而又环保的采油机械。采油螺杆泵的出现对油田提高产量起到了非常大的作用，它在低产油井的石油开采中具有优势，比如体积较小、占地面积小以及能耗更低。然而，这样一种性能优良的采油设备目前仍有很多缺点：如它在停机时转子和定子由于材质问题（转子为金属，定子为橡胶）很容易粘结在一起，无法应用于低产油田的间歇采油工艺中。此外，采油螺杆泵驱动装置停机时，杆柱会反转，严重时会造成设备损坏与人身安全事故。

发明内容

为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供一种间歇采油液压升降杆柱螺杆泵地面驱动装置，该装置能够防止定、转子表面之间出现粘连以及防止驱动装置的杆柱反转。

本发明的技术方案是：本种间歇采油液压升降杆柱螺杆泵地面驱动装置，包括传动部分1、液压升降杆柱部分2、防反转部分3及井口部分4。其独特之处在于：

所述传动部分1包括传动筒、大带轮111、保护罩盖101和保护罩102、主轴以及减速箱体103。其中，传动筒的下端设有内六方孔；大带轮111由保护罩盖101和保护罩102遮罩；所述减速箱体103的上、下端盖由六角螺栓110固定，所述减速箱体103的下端盖与主轴之间设有第一油封109，所述减速箱体103内部设有锥齿轮轴106，所述锥齿轮轴106上设有键槽，锥齿轮轴106与大带轮111之间用键107连接；所述锥齿轮轴106上设有圆锥滚子轴承108，所述圆锥滚子轴承108由轴承端盖104固定，所述锥齿轮轴106和轴承端盖104之间设有第二油封105。

所述液压升降杆柱部分2包括液压缸头201、缸体205、导向套207、液压缸底盖211、活塞杆206、第一活塞204以及六方杆213。其中，所述液压缸头201设有液压缸管接头202，缸体205位于液压缸头201的下方；活塞杆206位于所述缸体205的内部，第一活塞204位于所述活塞杆206的顶部，所述第一活塞204上设有固定螺母203；所述缸体205底部连接导向套207，所述导向套207与活塞杆206之间设有第一密封圈208，所述导向套207与缸体205之间设有第二密封圈209；所述导向套207下方设有液压缸底盖211，所述液压缸底盖211与活塞杆206之间设有第一防尘圈210，所述活塞杆206的下端通过接箍212与六方杆213相连；所述六方杆213用于和抽油杆柱214相连。

所述防反转部分3包括钳体306、钳体支撑盘314、钳体制动盘311、大齿轮307、第一套筒313、连接盘309、小齿轮317、短轴319、超越离合器320、第二套筒321、齿轮泵323以及钳体底盘322；所述钳体306的上方设置油缸，所述油缸上有缸盖302，缸盖302上设有油缸管接头301；所述钳体306与钳体支撑盘314通过铰制孔用第三螺栓315联结；所述钳体306内部设有第二活塞303，所述第二活塞303和钳体306之间设有弹簧304和第二防尘圈316，所述第二活塞303底部设有摩擦块305，所述摩擦块305下方设有钳体制动盘311；所述钳体制动盘311和大齿轮307之间通过第四螺栓312固定，所述大齿轮307通过第一键308与第一套筒313联结，所述第一套筒313通过第二键310与连接盘309相连；大齿轮307与小齿轮317相啮合，所述小齿轮317设在短轴319的上端，所述小齿轮317和短轴319之间通过第三键318相联结；所述的短轴319下端设置超越离合器320，所述超越离合器320上设有第二套筒321，所述第二套筒321与齿轮泵323的输出轴相连，所述齿轮泵323安装在钳体底盘322上。

井口部分4包括轴承箱402、盘根盒409、出油三通403、套管四通404以及油管悬挂器405；其中，所述轴承箱402上设有轴承箱盖401，所述轴承箱402和轴承箱盖401之间通过轴承箱第一螺栓411连接；盘根盒409置于轴承箱402内，所述盘根盒409设有盖帽410和盘根408；出油三通403连接于轴承箱402的底部，所述出油三通403和轴承箱402之间通过轴承箱第二螺栓407连接，套管四通404固定连接于出油三通403的下方，油管悬挂器405被固定于套管四通404和出油三通（403）之间；所述油管悬挂器405和套管四通404之间设有O形密封圈406。

液压升降杆柱部分2位于所述传动部分1的传动筒内，所述传动筒和液压升降杆柱部分2之间设有第一推力滚子轴承，所述传动筒下端的内六方孔与液压升降杆柱部分2的六方杆213形成配合，六方杆213的下端用于和抽油杆柱214相连，从而驱动螺杆泵转子旋转，六方杆213的上端与活塞杆206相连，可实现所述抽油杆214的上提与下放；所述传动筒的上端与连接盘309连接，连接盘309放置在井口部分4 的轴承箱402中的第二推力滚子轴承上；防反转部分3位于所述连接盘309与主轴的联结处；井口部分4位于防反转部分3的下方。

锥齿轮轴106带有键槽的一端处于保护罩102内，并与大带轮111相连，锥齿轮轴106的另一端处于减速箱体103内部，与减速箱体103内的大锥齿轮啮合，所述大锥齿轮用于驱动减速箱体103内的空心主轴旋转，并通过连接盘309带动所述传动部分1中的传动筒旋转，所述减速箱体103固定在井口部分4的轴承箱402上。

本发明具有如下有益效果：应用本发明时，动力通过传动部分中的齿轮传动机构驱动主轴旋转，主轴利用键联接把动力传递至下部的连接盘；连接盘放置在推力球轴承上，并与传动筒连接，从而把主轴上的扭矩传递至传动筒；为了给升降抽油杆柱提供空间，传动筒设计成空心结构，其下端为内六方孔，内六方孔与六方杆配合，从而将扭矩传递至六方杆；六方杆与抽油杆柱相连，最终将扭矩传递至抽油杆柱，抽油杆柱带动转子旋转，从而将井下的油液举升到地面。液压升降杆柱部分的作用则是在采油间歇时将井下的转子上提一段距离，这是为了防止螺杆泵因转子与定子长时间保持相对静止，使得定、转子表面之间出现粘连，从而造成再次启动困难或出现事故。防反转部分的作用则是防止停机后抽油杆柱反转以及把抽油杆柱中贮存的弹性势能可控地释放出来，增强了装置的安全性。整个装置可直接安装在井口上，液压升降杆柱部分的结构能够适应井筒套管的狭长空间，工作效率高，能耗低。

附图说明：

图1是本发明的整体结构主剖视图；

图2是本发明所述传动部分的主剖视图；

图3是本发明所述液压升降杆柱部分主剖视图；

图4是本发明所述防反转部分主剖视图；

图5是本发明所述防反转部分的局部剖视图；

图6是本发明所述井口部分主剖视图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1所示，本种间歇采油液压升降杆柱螺杆泵地面驱动装置，包括传动部分1、液压升降杆柱部分2、防反转部分3及井口部分4。

所述的传动部分如图2所示，用于将电机的扭矩传递给抽油杆柱，抽油杆柱带动转子旋转从而将井下的油液举升到地面。传动部分的外侧由保护罩盖101和保护罩102遮罩，所述的传动部分1设有减速箱体103，所述的减速箱体103上、下端盖由六角螺栓110固定，所述下端盖与主轴之间设有第一油封109，所述的减速箱体103内部设有锥齿轮轴106，所述的锥齿轮轴106上设有键槽，锥齿轮轴106与大带轮111之间用键107连接，所述的锥齿轮轴106上设有圆锥滚子轴承108，所述的圆锥滚子轴承108由轴承端盖104固定，所述的锥齿轮轴106和轴承端盖104之间设有第二油封105。

所述的液压升降杆柱部分如图3所示，用于在间歇采油时将井下的转子上提一段距离，这是为了防止螺杆泵因转子与定子长时间保持相对静止，使得定、转子表面之间出现粘连，从而造成再次启动困难或出现事故。所述的液压升降杆柱部分在上方设置液压缸头201，所述的液压缸头201设有液压缸管接头202，所述的液压缸头201下方设有缸体205，所述缸体205内部设有活塞杆206，所述的活塞杆206顶部设有第一活塞204，所述的第一活塞204上设有固定螺母203，所述的缸体205底部设有导向套207，所述的导向套207与活塞杆206之间设有第一密封圈208，所述的导向套207与缸体205之间设有第二密封圈209，所述的导向套207下方设有液压缸底盖211，所述的液压缸底盖211与活塞杆206之间设有第一防尘圈210，所述的活塞杆206下端通过接箍212与六方杆213相连，所述六方杆213与抽油杆柱214相连。在液压升降杆柱部分应用的是一个活塞式液压缸，在液压缸和传动筒之间设置第一推力滚子轴承，可实现在传动筒旋转时，液压缸保持静止，方便液压缸进出液管线的布置。

所述的防反转部分如图4与图5所示，用于防止停机后抽油杆柱反转，而且可用于把抽油杆柱中贮存的弹性势能可控地释放出来。钳体306的上方设有油缸，油缸上有缸盖302，缸盖302上设有油缸管接头301，所述的钳体306与钳体支撑盘314通过铰制孔用第三螺栓315联结，所述的钳体306内部设有第二活塞303，所述的第二活塞303和钳体306之间设有弹簧304和第二防尘圈316，所述的第二活塞303底部设有摩擦块305，所述的摩擦块下方设有钳体制动盘311，所述的钳体制动盘和大齿轮307之间通过第四螺栓312固定，所述大齿轮307通过第一键308与第一套筒313联结，所述的第一套筒通过第二键310与连接盘309相连；所述大齿轮307与小齿轮317相啮合，所述的小齿轮317设在短轴319的上端，所述小齿轮317和短轴319之间通过第三键318相联结，所述的短轴319下端设有超越离合器320，所述的超越离合器320设有第二套筒321，所述的第二套筒321与齿轮泵323的输出轴相连，所述齿轮泵323安装在钳体底盘322上。

所述井口部分4如图6所示，上方设有轴承箱402，所述的轴承箱402上设有轴承箱盖401，所述的轴承箱402和轴承箱盖401之间通过第一螺栓411连接，所述的轴承箱402设有盘根盒409，所述的盘根盒409设有盖帽410和盘根408，轴承箱402底部设有出油三通403，出油三通403和轴承箱402之间通过第二螺栓407连接，出油三通403下方设有套管四通404，套管四通404和出油三通403之间设有油管悬挂器405，油管悬挂器405和套管四通404之间设有O形密封圈406。

如图1至图6所示，传动部分1、液压升降杆柱部分2、防反转部分3及井口部分4按照如下方式连接：

传动部分的传动筒内设置液压升降杆柱部分，传动筒和液压升降杆柱部分之间设有推力滚子轴承，传动筒下端的内六方孔与液压升降杆柱部分的六方杆形成配合；传动筒上端与连接盘相连，并通过连接盘与主轴相连，连接盘与主轴联结处设有防反转部分，防反转部分的下方设置井口部分。

另外，锥齿轮轴106带有键槽的一端处于保护罩102内，并与大带轮111相连，锥齿轮轴106的另一端处于减速箱体103内部，与大锥齿轮啮合，大锥齿轮驱动空心主轴旋转，并通过连接盘309带动传动筒旋转。减速箱体103固定在井口部分的轴承箱402上。

具体实施时，液压缸用于上提与下放抽油杆柱。液压缸处于传动筒内，传动筒处于油管内，油管处于直径124mm的狭长井筒套管内，油管通过油管悬挂器固定于井口。抽油时液压缸保持静止，传动筒做旋转运动。停止抽油时，传动筒静止，液压缸可实现将转子从定子中提出，防止转子和定子粘结在一起，从而实现间歇采油工艺。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明专利进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明专利各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种间歇采油液压升降杆柱螺杆泵地面驱动装置，包括传动部分（1）、液压升降杆柱部分（2）、防反转部分（3）及井口部分（4）四部分，其特征在于：

所述传动部分（1）包括传动筒、大带轮（111）、保护罩盖（101）、保护罩（102）、主轴以及减速箱体（103）；其中，传动筒为空心结构，其下端为内六方孔；大带轮（111）由保护罩盖（101）和保护罩（102）遮罩；所述减速箱体（103）的上、下端盖由六角螺栓（110）固定，所述减速箱体（103）的下端盖与主轴之间设有第一油封（109），所述减速箱体（103）内部设有锥齿轮轴（106），所述锥齿轮轴（106）上设有键槽，锥齿轮轴（106）与大带轮（111）之间用键（107）连接；所述锥齿轮轴（106）上设有圆锥滚子轴承（108），所述圆锥滚子轴承（108）由轴承端盖（104）固定，所述锥齿轮轴（106）和轴承端盖（104）之间设有第二油封（105）；

所述液压升降杆柱部分（2）包括液压缸头（201）、缸体（205）、导向套（207）、液压缸底盖（211）、活塞杆（206）、第一活塞（204）以及六方杆（213）；其中，所述液压缸头（201）设有液压缸管接头（202），缸体（205）位于液压缸头（201）的下方；活塞杆（206）位于所述缸体（205）的内部，第一活塞（204）位于所述活塞杆（206）的顶部，所述第一活塞（204）上设有固定螺母（203）；所述缸体（205）底部连接导向套（207），所述导向套（207）与活塞杆（206）之间设有第一密封圈（208），所述导向套（207）与缸体（205）之间设有第二密封圈（209）；所述导向套（207）下方设有液压缸底盖（211），所述液压缸底盖（211）与活塞杆（206）之间设有第一防尘圈（210），所述活塞杆（206）的下端通过接箍（212）与六方杆（213）相连；所述六方杆（213）与抽油杆柱（214）相连；

所述防反转部分（3）包括钳体（306）、钳体支撑盘（314）、钳体制动盘（311）、大齿轮（307）、第一套筒（313）、连接盘（309）、小齿轮（317）、短轴（319）、超越离合器（320）、第二套筒（321）、齿轮泵（323）以及钳体底盘（322）；所述的钳体（306）的上方设置油缸，所述油缸上有缸盖（302），缸盖（302）上设有油缸管接头（301）；所述钳体（306）与钳体支撑盘（314）通过铰制孔用第三螺栓（315）联结；所述钳体（306）内部设有第二活塞（303），所述第二活塞（303）和钳体（306）之间设有弹簧（304）和第二防尘圈（316），所述第二活塞（303）底部设有摩擦块（305），所述摩擦块（305）下方设有钳体制动盘（311）；所述钳体制动盘（311）和大齿轮（307）之间通过第四螺栓（312）固定，所述大齿轮（307）通过第一键（308）与第一套筒（313）联结，所述第一套筒（313）通过第二键（310）与连接盘（309）相连；大齿轮（307）与小齿轮（317）相啮合，所述小齿轮（317）设在短轴（319）的上端，所述小齿轮（317）和短轴（319）之间通过第三键（318）相联结；所述的短轴（319）下端设置超越离合器（320），所述超越离合器（320）上设有第二套筒（321），所述第二套筒（321）与齿轮泵（323）的输出轴相连，所述齿轮泵（323）安装在钳体底盘（322）上；

井口部分（4）包括轴承箱（402）、盘根盒（409）、出油三通（403）、套管四通（404）以及油管悬挂器（405）；其中，所述轴承箱（402）上设有轴承箱盖（401），所述轴承箱（402）和轴承箱盖（401）之间通过轴承箱第一螺栓（411）连接；盘根盒（409）置于轴承箱（402）内，所述盘根盒（409）设有盖帽（410）和盘根（408）；出油三通（403）连接于轴承箱（402）的底部，所述出油三通（403）和轴承箱（402）之间通过轴承箱第二螺栓（407）连接，套管四通（404）固定连接于出油三通（403）的下方，油管悬挂器（405）被固定于套管四通（404）和出油三通（403）之间；所述油管悬挂器（405）和套管四通（404）之间设有O形密封圈（406）；

液压升降杆柱部分（2）位于所述传动部分（1）的传动筒内，所述传动筒和液压升降杆柱部分（2）之间设有第一推力滚子轴承，所述传动筒下端的内六方孔与液压升降杆柱部分（2）的六方杆（213）形成配合，六方杆（213）的下端用于和抽油杆柱（214）相连，从而驱动螺杆泵转子旋转，六方杆（213）的上端与活塞杆（206）相连，可实现所述抽油杆柱（214）的上提与下放；所述传动筒的上端与连接盘（309）连接，连接盘（309）放置在井口部分（4）的轴承箱（402）中的第二推力滚子轴承上；防反转部分（3）位于所述连接盘（309）与主轴的联结处；井口部分（4）位于防反转部分（3）下方；

锥齿轮轴（106）带有键槽的一端处于保护罩（102）内，并与大带轮（111）相连，锥齿轮轴（106）的另一端处于减速箱体（103）内部，与减速箱体（103）内的大锥齿轮啮合，所述大锥齿轮用于驱动减速箱体（103）内的空心主轴旋转，并通过连接盘（309）带动所述传动部分（1）中的传动筒旋转，所述减速箱体（103）固定在井口部分（4）的轴承箱（402）上。