CN213842487U

CN213842487U - 螺杆泵驱动装置压力测试结构

Info

Publication number: CN213842487U
Application number: CN202022373546.5U
Authority: CN
Inventors: 王兴燕; 陈晓军; 刘欣欣; 张赢今
Original assignee: China National Petroleum Corp; CNPC Engineering Technology R&D Co Ltd; Beijing Petroleum Machinery Co Ltd
Current assignee: China National Petroleum Corp; CNPC Engineering Technology R&D Co Ltd; Beijing Petroleum Machinery Co Ltd
Priority date: 2020-10-22
Filing date: 2020-10-22
Publication date: 2021-07-30
Anticipated expiration: 2030-10-22

Abstract

本实用新型为一种螺杆泵驱动装置压力测试结构，用于螺杆泵驱动装置的旋转和压力测试，包括测试光杆、轴向力承载结构和测试法兰，测试光杆穿过螺杆泵驱动装置本体和轴向力承载结构，测试光杆能在螺杆泵驱动装置本体的驱动下旋转，且测试光杆能与轴向力承载结构轴向固定连接，轴向力承载结构用于承载测试光杆对螺杆泵驱动装置本体的向上的轴向力；测试法兰密封设置于测试光杆的底端，测试法兰内设置注液通道，注液通道内能注入压力液对测试光杆产生向上的轴向力。本实用新型与螺杆泵驱动装置相配合同时进行螺杆泵驱动装置旋转和旋转密封的测试，避免螺杆泵驱动装置本体的传动轴上布置的轴承组承受向上的轴向载荷，减少螺杆泵驱动装置损伤。

Description

螺杆泵驱动装置压力测试结构

技术领域

本实用新型涉及石油、天然气人工举升采油的技术领域，尤其涉及一种螺杆泵驱动装置压力测试结构。

背景技术

螺杆泵采油系统是一种新型人工举升采油机械，主要由井下螺杆抽油泵、抽油杆柱和地面驱动装置等部分组成，通过地面驱动装置将电能转化为抽油杆柱的机械能，驱动井下螺杆抽油泵采油。井下螺杆泵抽油泵是一种容积式泵，结构简单，水力损失低，对介质适用范围广，不易砂卡、气锁，可应用于常规原油、高粘原油、含砂原油等。

螺杆泵驱动装置是实现电能转化为抽油杆柱机械能的机构，由电机驱动，可采用直驱式电机或者交流异步电机，当使用交流异步电机时，设有减速机构。由于人工举升采油的同时抽油杆柱旋转，驱动装置内还设有旋转密封结构。旋转密封结构常设在驱动装置的支撑架内，支撑架的下部是底法兰，实现与外部其他产品的连接。

螺杆泵驱动装置的旋转和旋转密封是其主要的功能，但是对这两种指标同时进行测试验证的方法很少。尤其对于采用直驱式电机的驱动装置，由于驱动装置的传动轴同时也是直驱式电机的电机轴，一般轴上布置的轴承组只能承受单向向下的轴向载荷，不能承受向上的轴向载荷，这与来自旋转密封下方的液压发生矛盾。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种螺杆泵驱动装置压力测试结构，以满足螺杆泵驱动装置旋转和旋转密封的测试需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种螺杆泵驱动装置压力测试结构，克服现有技术中存在的问题，本实用新型与螺杆泵驱动装置相配合同时进行螺杆泵驱动装置旋转和旋转密封的测试，避免螺杆泵驱动装置本体的传动轴上布置的轴承组承受向上的轴向载荷，减少螺杆泵驱动装置损伤。

本实用新型的目的是这样实现的，一种螺杆泵驱动装置压力测试结构，用于螺杆泵驱动装置的旋转和压力测试，螺杆泵驱动装置包括螺杆泵驱动装置本体和其底部的支撑架；所述螺杆泵驱动装置压力测试结构包括测试光杆、轴向力承载结构和测试法兰，所述轴向力承载结构位于螺杆泵驱动装置本体的下方，所述测试光杆穿过螺杆泵驱动装置本体和所述轴向力承载结构，所述测试光杆能在螺杆泵驱动装置本体的驱动下旋转，且所述测试光杆能与所述轴向力承载结构轴向固定连接，所述轴向力承载结构用于承载所述测试光杆对螺杆泵驱动装置本体的向上的轴向力；所述测试法兰密封设置于测试光杆的底端，所述测试法兰内设置注液通道，所述注液通道的顶部与所述测试光杆的底面对应设置，所述注液通道的孔径尺寸小于所述测试光杆的直径尺寸，所述注液通道内能注入压力液对所述测试光杆产生向上的轴向力。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述轴向力承载结构包括轴承座、推力轴承、限位座和限位螺栓，所述轴承座和所述限位座自上而下顺序设置于螺杆泵驱动装置本体的下方，所述轴承座上设置轴向贯通的第一中心孔，所述限位座上设置轴向贯通的第二中心孔，所述第一中心孔的底端设置第一座圈，所述第二中心孔的顶端设置第二座圈，所述第一座圈和所述第二座圈内套设所述推力轴承，所述推力轴承上设置轴向贯通的第三中心孔，螺杆泵驱动装置本体内设置传动轴，所述传动轴上设置轴向贯通的传动轴中心孔，所述测试光杆穿过传动轴中心孔、所述第一中心孔、所述第三中心孔和所述第二中心孔，且所述测试光杆能随所述传动轴转动；所述限位座的底部和所述测试光杆之间通过所述限位螺栓固定连接。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述推力轴承包括同轴设置的推力静圈和推力动圈，所述推力静圈与所述第一座圈配合，所述推力动圈与所述第二座圈配合。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述限位座的底部侧壁上设置径向贯通的第一径向孔，所述测试光杆上设置径向贯通的第二径向孔，所述限位螺栓穿过所述第一径向孔和所述第二径向孔后通过紧固螺母固定。

在本实用新型的一较佳实施方式中，螺杆泵驱动装置本体的下方设置中空的支撑架，所述轴向力承载结构位于所述支撑架内，所述支撑架的底部密封连接所述测试法兰。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述支撑架的底部设置贯通的支撑架中心孔，所述测试光杆的底端穿设于所述支撑架中心孔内；所述注液通道包括设置于所述测试法兰上的第四中心孔，所述第四中心孔为顶部开口的盲孔，所述第四中心孔与所述支撑架中心孔连通设置，且所述第四中心孔的孔径尺寸小于所述测试光杆的直径尺寸设置；所述注液通道还包括所述测试法兰上沿径向设置的第三径向孔，所述第三径向孔与所述第四中心孔连通设置。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述支撑架内设置旋转密封套，所述旋转密封套上设置轴向贯通的第五中心孔，所述测试光杆密封穿过所述第五中心孔，所述支撑架的底部设置连接法兰，所述连接法兰上设置所述支撑架中心孔，所述支撑架中心孔的顶部向下设置直径呈增大设置的凹槽，所述旋转密封套的底部套设于所述凹槽内且所述旋转密封套的底面密封顶抵于所述凹槽的槽底。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述测试法兰的顶面和所述连接法兰的底面之间设置密封圈。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述测试法兰和所述连接法兰之间通过法兰螺栓连接。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述测试光杆的顶端能通过螺杆泵驱动装置本体上方的卡瓦结构固定。

由上所述，本实用新型提供的螺杆泵驱动装置压力测试结构具有如下有益效果：

本实用新型提供的螺杆泵驱动装置压力测试结构，与螺杆泵驱动装置相配合进行压力液带压作用下的连续旋转测试，其可以同时进行螺杆泵驱动装置旋转和旋转密封的测试；测试法兰的注液通道内能注入压力液，模拟螺杆泵驱动装置实际工作时来自井下的油液压力；压力液的压力作用在测试光杆上，产生向上的轴向力，轴向力承载结构承载该向上的轴向力，将其传递至螺杆泵驱动装置本体上，避免螺杆泵驱动装置本体的传动轴上布置的轴承组承受向上的轴向载荷，减少螺杆泵驱动装置损伤。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1：为本实用新型的螺杆泵驱动装置压力测试结构及螺杆泵驱动装置的示意图。

图2：为本实用新型的轴向力承载结构处的示意图。

图3：为本实用新型的测试法兰的剖视图。

图4：为本实用新型的支撑架的示意图。

图中：

100、螺杆泵驱动装置压力测试结构；

1、螺杆泵驱动装置；

11、卡瓦结构；

12、连接螺栓；

13、螺杆泵驱动装置本体；131、电机；132、传动轴；133、轴承组；134、承重托盘；

14、支撑架；

15、旋转密封套；

16、窗口；

17、密封圈；

18、法兰螺栓；

2、轴向力承载结构；

21、测试光杆；

22、轴承座；

23、推力轴承；

24、限位座；

25、限位螺栓；

26、测试法兰；261、第四中心孔；262、第三径向孔。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

在此描述的本实用新型的具体实施方式，仅用于解释本实用新型的目的，而不能以任何方式理解成是对本实用新型的限制。在本实用新型的教导下，技术人员可以构想基于本实用新型的任意可能的变形，这些都应被视为属于本实用新型的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图4所示，本实用新型提供一种螺杆泵驱动装置压力测试结构100，用于螺杆泵驱动装置1的旋转和压力测试；

螺杆泵驱动装置1为现有技术，其包括螺杆泵驱动装置本体13和其底部的支撑架14；螺杆泵驱动装置本体13是螺杆泵驱动装置1的主体部分，由电机131、传动轴132、轴承组133、承重托盘134等组成，承重托盘134安装在电机131与支撑架14之间，采用法兰等方式连接在一起，传动轴132位于螺杆泵驱动装置本体13的中心，其为空心轴，可以穿过光杆(正常工作状态)或测试光杆21(测试状态)，轴承组133只承载向下的轴向力。传动轴132的旋转能传递给测试光杆21，支撑架14位于螺杆泵驱动装置本体13的下方，其上部与螺杆泵驱动装置本体13的底部配合，起到支撑承载作用；支撑架14中部设有窗口16，用于操作、观察支撑架14内部结构，支撑架14底部设有连接法兰，用以与外部其他结构配合。

螺杆泵驱动装置压力测试结构100包括测试光杆21、轴向力承载结构2和测试法兰26，轴向力承载结构2位于螺杆泵驱动装置本体13(现有技术)的下方，测试光杆21穿过螺杆泵驱动装置本体13和轴向力承载结构2，测试光杆21能在螺杆泵驱动装置本体13的驱动下旋转，且测试光杆21能与轴向力承载结构2轴向固定连接，轴向力承载结构2用于承载测试光杆21对螺杆泵驱动装置本体13的向上的轴向力；测试法兰26密封设置于测试光杆21的底端，测试法兰26内设置注液通道，注液通道的顶部与测试光杆21的底面对应设置，注液通道的孔径尺寸小于测试光杆的直径尺寸，注液通道内能注入压力液对测试光杆21产生向上的轴向力，模拟螺杆泵驱动装置实际工作时来自井下的油液压力。

进一步，如图1、图2所示，轴向力承载结构2包括轴承座22、推力轴承23、限位座24和限位螺栓25，轴承座22和限位座24自上而下顺序设置于螺杆泵驱动装置本体13的下方，轴承座22上设置轴向贯通的第一中心孔，限位座24上设置轴向贯通的第二中心孔，第一中心孔的底端设置第一座圈，第二中心孔的顶端设置第二座圈，第一座圈和第二座圈内套设推力轴承23，推力轴承23上设置轴向贯通的第三中心孔，螺杆泵驱动装置本体13内设置传动轴132，传动轴132上设置轴向贯通的传动轴中心孔，测试光杆21穿过传动轴中心孔、第一中心孔、第三中心孔和第二中心孔，且测试光杆21能随传动轴132转动；限位座24的底部和测试光杆21之间通过限位螺栓25固定连接。

轴承座22的顶部设置轴承组安装槽，满足测试光杆21相对轴承座22转动的需要。测试光杆21能与限位座24固定连接，传动轴132带动测试光杆21转动时，限位座24随其同步转动。螺杆泵驱动装置本体13内部的轴承组133承载向下的轴向力，轴承座22、推力轴承23、限位座24和限位螺栓25实现了测试光杆21向上轴向力的承载，避免螺杆泵驱动装置本体13内的轴承组133承受向上的轴向力。传递轴向力的方式也可以是轴上台肩、螺纹、卡瓦牙等方式。

进一步，推力轴承23包括同轴设置的推力静圈和推力动圈，推力静圈与第一座圈配合，推力动圈与第二座圈配合。

在本实施方式中，限位座24的底部侧壁上设置径向贯通的第一径向孔，测试光杆21上设置径向贯通的第二径向孔，限位螺栓25穿过第一径向孔和第二径向孔后通过紧固螺母固定。

进一步，如图1所示，螺杆泵驱动装置本体13的下方设置中空的支撑架14(同现有技术)，轴向力承载结构2位于支撑架14内，支撑架14的底部密封连接测试法兰26。

进一步，如图1、图3、图4所示，支撑架14的底部设置贯通的支撑架中心孔，测试光杆21的底端穿设于支撑架中心孔内；注液通道包括设置于测试法兰上的第四中心孔261，第四中心孔为顶部开口的盲孔，第四中心孔261与支撑架中心孔连通设置，且第四中心孔261的孔径尺寸小于测试光杆21的直径尺寸设置，以使压力液的压力全部作用于测试光杆21的底面上；注液通道还包括测试法兰26上沿径向设置的第三径向孔262，第三径向孔262与第四中心孔261连通设置。测试法兰可从第三径向孔262(侧面孔道)注入压力液，实现对螺杆泵驱动装置1旋转密封的压力测试。

进一步，如图1所示，支撑架14内设置旋转密封套15，为满足安装需要，轴承座22、推力轴承23和限位座24安装后的总长度尺寸小于旋转密封套15顶面和螺杆泵驱动装置本体13底面之间的间隙距离；旋转密封套15上设置轴向贯通的第五中心孔，测试光杆21密封穿过第五中心孔，测试光杆21与旋转密封套15配合处进行表面处理，如抛光处理；旋转密封套15和测试光杆21通过过盈配合实现压力液的密封；支撑架14的底部设置连接法兰，连接法兰上设置支撑架中心孔，支撑架中心孔的顶部向下设置直径呈增大设置的凹槽，旋转密封套15的底部套设于凹槽内且旋转密封套15的底面密封顶抵于凹槽的槽底。测试光杆21的底端位于测试法兰26的上方且位于旋转密封套15的底面下方，不可堵塞注液通道的第四中心孔261。

旋转密封套15位于支撑架14内部，可以通过窗口16操作和观察旋转密封套15；旋转密封套15的第五中心孔与测试光杆21配合，其下部与连接法兰配合，实现对下方注入的压力液的密封。

进一步，如图1所示，测试法兰26的顶面和连接法兰的底面之间设置密封圈17。密封圈17实现支撑架中心孔和注液通道的压力液密封。

如图1所示，在本实施方式中，测试法兰26和连接法兰之间通过法兰螺栓18连接。

进一步，如图1所示，测试光杆21的顶端能通过螺杆泵驱动装置本体13上方的卡瓦结构11固定。卡瓦结构将螺杆泵驱动装置1的传动轴132的旋转传递给测试光杆21。卡瓦结构由一副卡瓦组成，卡瓦相互配合的表面设有与测试光杆21配合的圆弧面，圆弧面的表面有多组凹凸尖锐的牙，在连接螺栓12的作用下，一副卡瓦相互靠近收紧，牙在螺栓力的作用下抱紧测试光杆21；卡瓦结构的下部设有四方榫、键或其他形式传动结构，将电机131连接的传动轴132的旋转传递至卡瓦结构11进而传递至测试光杆21。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims

1.一种螺杆泵驱动装置压力测试结构，其特征在于，用于螺杆泵驱动装置的旋转和压力测试，螺杆泵驱动装置包括螺杆泵驱动装置本体和其底部的支撑架；所述螺杆泵驱动装置压力测试结构包括测试光杆、轴向力承载结构和测试法兰，所述轴向力承载结构位于螺杆泵驱动装置本体的下方，所述测试光杆穿过螺杆泵驱动装置本体和所述轴向力承载结构，所述测试光杆能在螺杆泵驱动装置本体的驱动下旋转，且所述测试光杆能与所述轴向力承载结构轴向固定连接，所述轴向力承载结构用于承载所述测试光杆对螺杆泵驱动装置本体的向上的轴向力；所述测试法兰密封设置于测试光杆的底端，所述测试法兰内设置注液通道，所述注液通道的顶部与所述测试光杆的底面对应设置，所述注液通道的孔径尺寸小于所述测试光杆的直径尺寸，所述注液通道内能注入压力液对所述测试光杆产生向上的轴向力。

2.如权利要求1所述的螺杆泵驱动装置压力测试结构，其特征在于，所述轴向力承载结构包括轴承座、推力轴承、限位座和限位螺栓，所述轴承座和所述限位座自上而下顺序设置于螺杆泵驱动装置本体的下方，所述轴承座上设置轴向贯通的第一中心孔，所述限位座上设置轴向贯通的第二中心孔，所述第一中心孔的底端设置第一座圈，所述第二中心孔的顶端设置第二座圈，所述第一座圈和所述第二座圈内套设所述推力轴承，所述推力轴承上设置轴向贯通的第三中心孔，螺杆泵驱动装置本体内设置传动轴，所述传动轴上设置轴向贯通的传动轴中心孔，所述测试光杆穿过传动轴中心孔、所述第一中心孔、所述第三中心孔和所述第二中心孔，且所述测试光杆能随所述传动轴转动；所述限位座的底部和所述测试光杆之间通过所述限位螺栓固定连接。

3.如权利要求2所述的螺杆泵驱动装置压力测试结构，其特征在于，所述推力轴承包括同轴设置的推力静圈和推力动圈，所述推力静圈与所述第一座圈配合，所述推力动圈与所述第二座圈配合。

4.如权利要求2所述的螺杆泵驱动装置压力测试结构，其特征在于，所述限位座的底部侧壁上设置径向贯通的第一径向孔，所述测试光杆上设置径向贯通的第二径向孔，所述限位螺栓穿过所述第一径向孔和所述第二径向孔后通过紧固螺母固定。

5.如权利要求2所述的螺杆泵驱动装置压力测试结构，其特征在于，螺杆泵驱动装置本体的下方设置中空的支撑架，所述轴向力承载结构位于所述支撑架内，所述支撑架的底部密封连接所述测试法兰。

6.如权利要求5所述的螺杆泵驱动装置压力测试结构，其特征在于，所述支撑架的底部设置贯通的支撑架中心孔，所述测试光杆的底端穿设于所述支撑架中心孔内；所述注液通道包括设置于所述测试法兰上的第四中心孔，所述第四中心孔为顶部开口的盲孔，所述第四中心孔与所述支撑架中心孔连通设置，且所述第四中心孔的孔径尺寸小于所述测试光杆的直径尺寸设置；所述注液通道还包括所述测试法兰上沿径向设置的第三径向孔，所述第三径向孔与所述第四中心孔连通设置。

7.如权利要求6所述的螺杆泵驱动装置压力测试结构，其特征在于，所述支撑架内设置旋转密封套，所述旋转密封套上设置轴向贯通的第五中心孔，所述测试光杆密封穿过所述第五中心孔，所述支撑架的底部设置连接法兰，所述连接法兰上设置所述支撑架中心孔，所述支撑架中心孔的顶部向下设置直径呈增大设置的凹槽，所述旋转密封套的底部套设于所述凹槽内且所述旋转密封套的底面密封顶抵于所述凹槽的槽底。

8.如权利要求7所述的螺杆泵驱动装置压力测试结构，其特征在于，所述测试法兰的顶面和所述连接法兰的底面之间设置密封圈。

9.如权利要求7所述的螺杆泵驱动装置压力测试结构，其特征在于，所述测试法兰和所述连接法兰之间通过法兰螺栓连接。

10.如权利要求2所述的螺杆泵驱动装置压力测试结构，其特征在于，所述测试光杆的顶端能通过螺杆泵驱动装置本体上方的卡瓦结构固定。