CN201671801U - 带有平衡装置的液力驱动螺杆泵 - Google Patents

Abstract

带有平衡装置的液力驱动螺杆泵，应用于石油井下采油。主要由上壳体、调整垫圈、中间壳体、下壳体、联接轴、平衡毂壳、平衡毂、拉力轴承、转子和定子组成，在联接轴的上端部有平衡装置，平衡装置由平衡毂与平衡毂壳组成。平衡毂套装在联接轴的外壁上；平衡毂壳套在平衡毂的外壁上，上壳体内台阶压紧在平衡毂壳的上端面上，平衡毂壳轴向固定在上壳体内；平衡毂壳的上端面有轴向孔，平衡毂壳的下端面有轴向孔，轴向孔与调整垫圈内壁与联接轴外壁之间的环形空间联通并与联接轴中心孔联通。效果是：节流作用使高压流体变为低压流体，使作用于泵轴上的轴向力可降低40％以上，从而延长了拉力轴承的使用寿命。

Description

带有平衡装置的液力驱动螺杆泵

技术领域

本实用新型涉及石油采油技术领域，特别涉及采油井下液力驱动螺杆泵，是一种井下液力驱动螺杆泵的平衡装置。

背景技术

国内机械采油方式主要有三种，即抽油机、杆式螺杆泵和电动潜油泵。抽油机和杆式螺杆泵在用于斜井和水平井时，会出现挂泵深度浅、杆柱偏磨、系统效率低等问题。尤其是抽油机和杆式螺杆泵采油方式都很难适应高粘度、高凝原油的开采，原因是稠油与杆柱的摩擦损失过大，造成杆柱断脱事故时有发生。电动潜油泵投资成本高，一般不适合日产量偏低的油井。液力驱动螺杆泵能够克服上述三种采油方式的缺陷，特别适合于日产量偏低(小于100m³/日)的斜井、水平井和稠油油井中使用。

首先，液力驱动螺杆泵由于没有杆柱，因此消除了杆式螺杆泵的杆柱偏磨现象，延长了检泵周期。其次，液力驱动螺杆泵用于斜井和水平井开采时，挂泵深度大于杆式螺杆泵，有利于油井生产压差的放大，提高单井产量。第三，液力驱动螺杆泵用于稠油井的开采时，只需在地面加热动力液就能有效降低井下油流的粘度，减少沿程损失。第四，液力驱动螺杆泵与杆式螺杆泵相比，消除了停机时杆柱反转带来的安全隐患。

目前，液力驱动螺杆泵存在的主要问题是拉力轴承工作寿命短，大大制约了液力驱动螺杆泵的推广与普及，其原因在于液力驱动螺杆泵工作时产生的轴向力全部由拉力轴承承担，同时在高压流体作用下，密封轴承的密封件易失效，流体进入轴承腔体，造成轴承损毁，使液力驱动螺杆泵无法正常工作。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种带有平衡装置的液力驱动螺杆泵，降低作用于泵轴上的轴向力，也使得作用于拉力轴承上的轴向力降低，提高液力驱动螺杆泵使用寿命的目的。

本实用新型采用的技术方案是：带有平衡装置的液力驱动螺杆泵，主要由上壳体、调整垫圈、中间壳体、下壳体、锁紧螺母、联接轴、平衡毂壳、平衡毂、拉力轴承、联接螺母、转子和定子组成。在定子上端连接下壳体，下壳体上端连接中间壳体，中间壳体的上端连接上壳体，上壳体的顶部有内螺纹能与油管连接。在中间壳体内通过拉力轴承连接有联接轴，联接轴的下端通过联接螺母固定有转子。联接螺母有中心孔和侧孔，联接螺母的中心孔与侧孔联通；联接轴下端有中心孔，联接轴中部有侧孔，联接轴中心孔与侧孔联通。动力液能从联接轴侧孔进入联接轴中心孔和联接螺母中心孔，并从联接螺母侧孔流出。其特征在于：在联接轴的上端部有平衡装置，平衡装置由平衡毂与平衡毂壳组成；平衡毂为圆筒状，平衡毂套装在联接轴的外壁上，在联接轴顶端有锁紧螺母，通过锁紧螺母将平衡毂轴向压紧固定在联接轴的轴肩上；平衡毂壳在上壳体内，平衡毂壳套在平衡毂的外壁上，平衡毂壳的下端面与在中间壳体的上端面之间有调整垫圈；上壳体内台阶压紧在平衡毂壳的上端面上，使平衡毂壳轴向固定在上壳体内。平衡毂外径小于平衡毂壳内径0.2～0.3毫米。平衡毂壳的上端面有轴向孔，轴向孔通过上壳体内壁与平衡毂壳外壁之间的环形空间联通，平衡毂壳的下端面有轴向孔，轴向孔与调整垫圈内壁与联接轴外壁之间的环形空间联通，并与联接轴中心孔联通。平衡毂壳的上端径向孔E，径向孔E与平衡毂壳的腔室D联通。

为了提高密封性，在平衡毂壳与上壳体之间有O型密封圈，保证高压流体正常通过通道A和通道B的同时，不进入低压区。

简述带有平衡装置的液力驱动螺杆泵的工作原理，有利于理解本实用新型。参阅图2。高压流体经通道A、通道B和通道C，绝大部分进入联接轴7中心孔并进入泵体，驱动螺杆泵工作；少量高压流体进入由平衡毂壳8和平衡毂9之间的微小间隙泄流到腔室D，形成节流作用，使高压流体变为低压流体，腔室D通过径向孔E、孔F流入上壳体1和套管之间的低压环空联通。节流作用减少了作用于泵轴上的轴向力。此时，泄流量Q与过流面积A、压降ΔP和过流长度L之间的关系为：Q＝fΔP·A/L(f为系数)。可以看出，当工况确定时，压降ΔP是一个常数，泄流量Q与过流面积A成正比，与过流长度L成反比。因此，减小过流面积A与加大过流长度L，都可以实现减少泄流量Q的目的。综合考虑本实用新型的“加工成本”与“节流效果”，平衡毂9与平衡毂壳8之间的间隙定为0.2～0.3毫米。

本实用新型的有益效果：本实用新型带有平衡装置的液力驱动螺杆泵，工作时产生的轴向力降低40％以上，使得拉力轴承所承受的轴向负荷也相应地降低40％以上，从而实现提高液力驱动螺杆泵寿命的目的，使检泵周期可延长3～6个月，使检泵周期由原来平均9个月延长至12～15个月。带有高效平衡装置的液力驱动螺杆泵适用于斜井、水平井和稠油油井采油。

附图说明

图1是本实用新型带有平衡装置的液力驱动螺杆泵结构剖面示意图。

图2是图1的局部放大示意图。

图中，1.上壳体，2.调整垫圈，3.中间壳体，5.下壳体，6.锁紧螺母，7.联接轴，8.平衡毂壳，9.平衡毂，10.拉力轴承，11.联接螺母，12.转子，13.定子，14.O型密封圈。

具体实施方式

实施例1：以一个带有平衡装置的液力驱动螺杆泵为例，对本实用新型作进一步详细说明。

参阅图1。本实用新型带有平衡装置的液力驱动螺杆泵，主要由上壳体1、调整垫圈2、中间壳体3、下壳体5、锁紧螺母6、联接轴7、平衡毂壳8、平衡毂9、拉力轴承10、联接螺母11、转子12和定子13组成。

在定子13上端连接下壳体5，下壳体5上端连接中间壳体3，中间壳体3的上端连接上壳体1，上壳体1的顶部有内螺纹能与油管连接。在中间壳体3内通过拉力轴承10连接有联接轴7，联接轴7的下端通过联接螺母11固定有转子12。联接螺母11有中心孔和侧孔，联接螺母11的中心孔与侧孔联通；联接轴7下端有中心孔，联接轴7中部有侧孔，联接轴7中心孔与侧孔联通。动力液能从联接轴7侧孔进入联接轴7中心孔和联接螺母11中心孔，并从联接螺母11侧孔流出。

与现有的液力驱动螺杆泵不同的地方是：参阅图2。在联接轴7的上端部有一个平衡装置。所述的平衡装置由平衡毂9与平衡毂壳8组成。平衡毂9为圆筒状，平衡毂9套装在联接轴7的外壁上。在联接轴7顶端有一个锁紧螺母6，通过锁紧螺母6将平衡毂9轴向压紧固定在联接轴7的轴肩上。一个平衡毂壳8在上壳体1内，平衡毂壳8套在平衡毂9的外壁上，平衡毂壳8的下端面与在中间壳体3的上端面之间有一个调整垫圈2。上壳体1内台阶压紧在平衡毂壳8的上端面上，使平衡毂壳8轴向固定在上壳体1内。平衡毂9外径小于平衡毂壳8内径0.25毫米。平衡毂壳8的上端面有一个轴向孔，轴向孔通过上壳体1内壁与平衡毂壳8外壁之间的环形空间联通，平衡毂壳8中部有一个环形柱凹槽。平衡毂壳8的下端面有轴向孔，轴向孔与调整垫圈2内壁与联接轴7外壁之间的环形空间联通，并与联接轴7中心孔联通。平衡毂壳(8)的上端径向孔E，径向孔E与平衡毂壳(8)的腔室D联通。

在平衡毂壳8与上壳体1之间有四个O型密封圈14，在上壳体1上有一个径向孔F，径向孔F的位置在四个O型密封圈14中间。保证高压流体正常通过A和B通道的同时，不进入低压区。

Claims (2)

1.一种带有平衡装置的液力驱动螺杆泵，主要由上壳体(1)、调整垫圈(2)、中间壳体(3)、下壳体(5)、锁紧螺母(6)、联接轴(7)、平衡毂壳(8)、平衡毂(9)、拉力轴承(10)、联接螺母(11)、转子(12)和定子(13)组成，在定子(13)上端连接下壳体(5)，下壳体(5)上端连接中间壳体(3)，中间壳体(3)的上端连接上壳体(1)，上壳体(1)的顶部有内螺纹能与油管连接，在中间壳体(3)内通过拉力轴承(10)连接有联接轴(7)，联接轴(7)的下端通过联接螺母(11)固定有转子(12)，联接螺母(11)有中心孔和侧孔，联接螺母(11)的中心孔与侧孔联通；联接轴(7)下端有中心孔，联接轴(7)中部有侧孔，联接轴(7)中心孔与侧孔联通；其特征在于：在联接轴(7)的上端部有平衡装置，平衡装置由平衡毂(9)与平衡毂壳(8)组成；平衡毂(9)为圆筒状，平衡毂(9)套装在联接轴(7)的外壁上，在联接轴(7)顶端有锁紧螺母(6)，通过锁紧螺母(6)将平衡毂(9)轴向压紧固定在联接轴(7)的轴肩上；平衡毂壳(8)在上壳体(1)内，平衡毂壳(8)套在平衡毂(9)的外壁上，平衡毂壳(8)的下端面与在中间壳体(3)的上端面之间有调整垫圈(2)；上壳体(1)内台阶压紧在平衡毂壳(8)的上端面上，平衡毂壳(8)轴向固定在上壳体(1)内，平衡毂(9)外径小于平衡毂壳(8)内径0.2～0.3毫米；平衡毂壳(8)的上端面有轴向孔，轴向孔通过上壳体(1)内壁与平衡毂壳(8)外壁之间的环形空间联通，平衡毂壳(8)的下端面有轴向孔，轴向孔与调整垫圈(2)内壁与联接轴(7)外壁之间的环形空间联通，并与联接轴(7)中心孔联通；平衡毂壳(8)的上端径向孔E，径向孔E与平衡毂壳(8)的腔室D联通。

2.根据权利要求1所述的带有平衡装置的液力驱动螺杆泵，其特征是：在平衡毂壳(8)与上壳体(1)之间有O型密封圈(14)。

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