CN215058110U - 一种双工柱塞组件装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种双工柱塞组件装置，包括缸体，其内部设置有增压腔；增压机构，其包括柱塞组件和复位弹性件，所述柱塞组件被构造为在外力作用下在所述缸体内向所述增压腔运动以提供压力，所述复位弹性件被配置为驱动所述柱塞组件复位；传动机构，所述传动机构包括转动连接在所述缸体内的传动轴；所述传动轴的端面上设有至少一个第一凸起部，所述柱塞组件相应的端头设有至少两个第二凸起部，或者，所述传动轴的端面上设有至少两个第一凸起部，所述柱塞组件相应的端头设有至少一个第二凸起部；所述传动机构被配置为当任意一第一凸起部旋转至与任意一第二凸起部配合时，将柱塞组件顶起。传动轴每转动一周，柱塞组件至少两次做功，从而提高工作效率。

Description

一种双工柱塞组件装置

技术领域

本申请涉及石油开采技术领域，特别涉及一种双工柱塞组件装置。

背景技术

在石油开采过程中，需要将采油井筒内部的原油进行采集并输送至地面上。目前常规使用的采油方法分别为自喷采油和人工举升两种。

自喷采油是指原油从井底流到井口，从井口流到集油站，全部都是依靠油层自身的能量来完成的，是一种依靠天然能量的采油方式。人工举升是指油井不能自喷，需要人工给油井流补充能量，将井底的原油采出来，人工举升包括有杆泵采油和无杆泵采油两大类，其中，无杆泵采油通常采用潜油泵与电机结合，将潜油泵浸入油井中，通过潜油电机带动潜油泵对油液增压，实现石油由井底到地面的输送。

目前的潜油泵工作效率较低，在采油过程中需要消耗大量资源，亟待提供一种解决上述问题的方案。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种双工柱塞组件装置，以解决目前的潜油泵存在的工作效率低、消耗大量资源的问题。

为实现上述目的，本申请采用了如下技术方案：

一种双工柱塞组件装置，包括缸体，其内部设置有增压腔；增压机构，其包括柱塞组件和复位弹性件，所述柱塞组件被构造为在外力作用下在所述缸体内向所述增压腔运动以提供压力，所述复位弹性件被配置为驱动所述柱塞组件复位；传动机构，所述传动机构包括转动连接在所述缸体内的传动轴；所述传动轴的端面上设有至少一个第一凸起部，所述柱塞组件相应的端头设有至少两个第二凸起部，或者，所述传动轴的端面上设有至少两个第一凸起部，所述柱塞组件相应的端头设有至少一个第二凸起部；所述传动机构被配置为当任意一第一凸起部旋转至与任意一第二凸起部配合时，将柱塞组件顶起。

可选地，所述第一凸起部与传动轴的端面之间平滑过渡，第二凸起部与柱塞组件的端面之间平滑过渡。

可选地，所述传动轴的端面和/或柱塞组件的端面上还设有凹面结构；所述凹面结构分别与对应的第一凸起部、第二凸起部之间的连接面为平滑的过渡曲面。

可选地，所述第一凸起部和/或第二凸起部为滚动件。

可选地，还包括限位结构，所述限位结构被配置为防止柱塞组件发生径向转动。

可选地，所述复位弹性件包括压缩弹簧，所述压缩弹簧利用弹簧的压缩或拉伸变形驱动所述柱塞组件复位。

可选地，所述增压机构还包括设置在缸体内用于传递压力的隔膜，所述隔膜将所述缸体内的增压腔分隔为第一增压腔和第二增压腔，所述柱塞组件被配置为向所述第二增压腔提供压力，并通过隔膜将压力传递至第一增压腔。

可选地，所述增压机构还包括设置在所述缸体内的柱塞套体，所述柱塞套体内设置有柱塞孔，所述柱塞组件的靠近隔膜一端滑动配合在所述柱塞套体的柱塞孔内。

可选地，所述柱塞套体还设有连通所述柱塞孔和第二增压腔的导通孔，所述导通孔的孔径小于所述柱塞孔。

可选地，所述缸体上安装有与所述增压腔连通的进液单向阀、出液单向阀，外界液体仅能够通过所述进液单向阀进入所述增压腔内，所述增压腔内的液体到达预定压力后通过所述出液单向阀排出。

本申请提供双工柱塞组件装置的传动轴转动过程中，其第一凸起部与柱塞组件上的第二凸起部配合时，能够将柱塞组件顶起，柱塞组件从而对增压腔增压，第一凸起部与柱塞组件上的第二凸起部错位时，复位弹性件推动柱塞组件复位；传动轴每转动一周，第一凸起部依次与柱塞组件的至少两个第二凸起部配合，至少将柱塞组件顶起两次，使得柱塞组件至少做功增压两次，有效地提高了工作效率，节省了柱塞组件运动所消耗的资源，降低了成本。

附图说明

图1是本申请提供的双工柱塞组件装置的一种实施方式的整体结构示意图；

图2是本申请提供的双工柱塞组件装置的一种实施方式的平面凸盘和柱塞组件配合的结构示意图；

图3是本申请提供的双工柱塞组件装置的另一种实施方式的平面凸盘和柱塞组件配合的结构示意图；

图4是本申请提供的双工柱塞组件装置的第二凸起部与凹面结构配合的结构示意图；

图5是本申请提供的双工柱塞组件装置的滚动件与凹面结构配合的结构示意图。

附图标记：

1、缸体；11、壳体；12、第一增压腔；13、第二增压腔；14、进液单向阀；15、出液单向阀；16、储液腔；17、导槽；2、增压机构；21、柱塞组件； 211、柱塞杆；212、导向杆；2122、导向块；213、限位面；214、第二凸起部； 22、压缩弹簧；3、隔膜；4、第一压盖；5、第二压盖；6、柱塞套体；61、柱塞孔；62、导通孔；7、传动机构；71、传动轴；711、电机连接花键；72、平面凸盘；721、第一凸起部。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的具体实施方式进行描述。

在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。

在本文中，“相等”、“相同”等并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，还包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用等允许的误差。

本申请提供了一种双工柱塞组件装置，应用于对油井中的石油进行增压，将石油从油井输送至地面，相对于目前通常使用的潜油泵，双工柱塞组件装置的工作效率更高。本申请通过以下实施例来说明其具体结构及工作原理等。

如图1所示，双工柱塞组件装置包括缸体1、增压机构2和传动机构7。缸体1外部套设有具有保护作用的壳体11，缸体1内部设置有增压腔，增压腔靠近缸体1的其中一端。增压机构2设置在缸体1内，其包括柱塞组件21 和复位弹性件，柱塞组件21的其中一端朝向增压腔，柱塞组件21被构造为：在外力作用下在缸体1内运动，以向增压腔提供压力；复位弹性件被配置为驱动柱塞组件21复位。柱塞组件21的运动行程中，距离增压腔最远的位置为起始位置，距离增压腔最近的位置为增压位置。传动机构7被配置为推动柱塞组件21从起始位置运动至增压位置，对增压腔增压。

具体地，缸体1内部还设置有隔膜3，隔膜3将缸体1内的增压腔分隔为第一增压腔12和第二增压腔13，缸体1内还固定连接有第一压盖4和第二压盖5，隔膜3可拆卸地固定连接在第一压盖4和第二压盖5之间。

缸体1的端部开设有与第一增压腔12连通的进液通道和出液通道。进液通道内安装有进液单向阀14，外界液体仅能够通过进液单向阀14流向增压腔；出液通道内安装有出液单向阀15，增压腔内的液体到达预定压力后通过出液单向阀15排出。

第二增压腔13内储存有工作液体，增压机构2的柱塞组件21能够向第二增压腔13内的工作液体提供压力，隔膜3能够将工作液体的压力传递至第一增压腔12中的液体。

柱塞组件21包括连接为“一”字结构的柱塞杆211和导向杆212，其中，柱塞杆211朝向隔膜3，缸体1内部还设置有柱塞套体6，柱塞套体6的外壁与缸体1的内壁固定连接。柱塞套体6内开设有柱塞孔61。柱塞杆211滑动配合在柱塞套体6的柱塞孔61内，柱塞套体6能够对柱塞组件21进行导向，柱塞杆211朝向隔膜3方向运动时，能够增加第二增压腔13内工作液体的压力。

柱塞套体6内还开设有导通孔62，导通孔62连通柱塞孔61和第二增压腔13，且其孔径小于柱塞孔61的孔径，导通孔62与柱塞孔61的连接处形成台阶面。导通孔62设置为较小的孔径能够减少工作液体的储存容积，提高压力通过工作液体将传递至第一增压腔12的效率。

可选地，复位弹性件是压缩弹簧22或者拉伸弹簧，通过弹簧的压缩或拉伸变形驱动柱塞组件复位。本申请中复位弹性件以采用压缩弹簧22为例进行说明。柱塞组件21的柱塞杆211径向尺寸小于导向杆212的径向尺寸，两者的连接处形成限位面213，压缩弹簧22套设在柱塞杆211外，且限制在柱塞组件21的限位面213和柱塞套体6之间，其一端抵接限位面213，另一端抵接柱塞套体6，压缩弹簧22能够推动限位面213使柱塞组件21复位。

缸体1内还设置有限位结构，限位结构被配置为防止柱塞组件21发生径向转动。在一种实施方式中，限位结构可以是将柱塞组件21的柱塞杆211设置为非圆柱结构，例如棱柱形。在另一种实施方式中，限位结构可以包括固定连接在柱塞组件21导向杆212侧面的导向块2122，以及设置在缸体内侧的导槽17，导槽17沿柱塞的运动方向延伸，导向块2122滑动配合在导槽17中，从而防止柱塞组件21转动。限位结构还可以是其他本领域技术人员能够想到的常规结构。

传动机构7包括传动轴71和平面凸盘72。传动轴71通过轴承安装在缸体1内部，其轴线与柱塞组件21轴线方向一致，且能够绕自身轴线转动，传动轴71的远离柱塞组件21一端设置有电机连接花键711，能够与电机相连接，通过电机驱动传动轴71旋转。平面凸盘72设置在传动轴71的靠近柱塞组件 21一端。平面凸盘72可以与柱塞组件21一体加工成型，可以将平面凸盘72 视为柱塞组件21的一部分。

平面凸盘72朝向柱塞组件21的端面上设有第一凸起部721，柱塞组件21 相应的端头即导向杆212的端头设有第二凸起部214，第一凸起部721与第二凸起部214能够相互配合，其具体的配合方式通过以下实施例对进行详细说明。

实施例一：

如图2所示，平面凸盘72端面上设有至少一个第一凸起部721，第一凸起部721的位置偏离传动轴71的轴线。柱塞组件21相应的端头设有至少两个第二凸起部214，第二凸起部214能够与第一凸起部721配合，当第一凸起部 721旋转至与任意一个第二凸起部214配合时，将柱塞组件21顶起。

实施例二：

如图3所示，平面凸盘72的端面上设有至少两个第一凸起部721，第一凸起部721的位置均偏离传动轴71的轴线。柱塞组件21相应的端头设有至少一个第二凸起部214，第二凸起部214能够与第一凸起部721配合，当任意一个第一凸起部721旋转至与第二凸起部214配合时，将柱塞组件21顶起。

基于上述两个实施例，在传动轴71带动平面凸盘72转动的过程中，当平面凸盘72的任意一个第一凸起部721支撑起柱塞组件21的任意一个第二凸起部214时，能够推动柱塞组件21从起始位置移动至增压位置进行做功增压，当第一凸起部721与平面凸盘72的第二凸起部214均错位时，压缩弹簧22 推动柱塞组件21从增压位置回到起始位置，由此实现柱塞组件21在缸体1 内往复运动。

在一种实施方式中，如图2和图3所示，第一凸起部721和第二凸起部 214可以设置为正弦曲线形结构，并且，第一凸起部721与传动轴71的端面之间平滑过渡，第二凸起部214与柱塞组件21的端面之间平滑过渡。有利于第一凸起部721旋转时顺利的顶起第二凸起部214。

传动轴71的端面和/或柱塞组件21的端面上可以设设置凹面结构，如图4 所示，凹面结构分别与对应的第一凸起部721、第二凸起部214之间的连接面为平滑的过渡曲面，第一凸起部721、第二凸起部214能够与相对的凹面结构配合，从而增加柱塞组件21的做功行程，提供更大的压力。

在另一种实施方式中，如图5所示，第一凸起部721和/或第二凸起部214 还可以设置为滚动件，传动轴71转动时，第一凸起部721和第二凸起部214 之间的摩擦力更小，能够减轻磨损，延长使用寿命。

平面凸盘72每旋转一周，柱塞组件21进行至少两次做功增压，增加第一凸起部721和第二凸起部214的数量能够进一步提高柱塞组件21的做功频率，从而有效的提高工作效率，节省柱塞组件21运动所消耗的资源，降低生产成本。另外，本实施例的传动机构7不需要依靠齿轮传动，结构更加可靠，使用寿命更长。

上面结合附图对本申请优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本申请并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请构思的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.一种双工柱塞组件装置，其特征在于，包括

缸体(1)，其内部设置有增压腔；

增压机构(2)，其包括柱塞组件(21)和复位弹性件，所述柱塞组件(21)被构造为在外力作用下在所述缸体(1)内向所述增压腔运动以提供压力，所述复位弹性件被配置为驱动所述柱塞组件(21)复位；

传动机构(7)，其包括转动设置在所述缸体(1)内的传动轴(71)，所述传动轴(71)的端面上设有至少一个第一凸起部(721)，所述柱塞组件(21)相应的端头设有至少两个第二凸起部(214)，或者，所述传动轴(71)的端面上设有至少两个第一凸起部(721)，所述柱塞组件(21)相应的端头设有至少一个第二凸起部(214)；

所述传动机构(7)被配置为当任意一第一凸起部(721)旋转至与任意一第二凸起部(214)配合时，将柱塞组件(21)顶起。

2.根据权利要求1所述的双工柱塞组件装置，其特征在于，所述第一凸起部(721)与传动轴(71)的端面之间平滑过渡，第二凸起部(214)与柱塞组件(21)的端面之间平滑过渡。

3.根据权利要求1所述双工柱塞组件装置，其特征在于，所述传动轴(71)的端面和/或柱塞组件(21)的端面上还设有凹面结构；所述凹面结构分别与对应的第一凸起部(721)、第二凸起部(214)之间的连接面为平滑的过渡曲面。

4.根据权利要求1所述的双工柱塞组件装置，其特征在于，所述第一凸起部(721)和/或第二凸起部(214)为滚动件。

5.根据权利要求1所述的双工柱塞组件装置，其特征在于，还包括限位结构，所述限位结构被配置为防止柱塞组件(21)发生径向转动。

6.根据权利要求1所述的双工柱塞组件装置，其特征在于，所述复位弹性件包括压缩弹簧(22)，所述压缩弹簧(22)利用弹簧的压缩或拉伸变形驱动所述柱塞组件(21)复位。

7.根据权利要求1所述的双工柱塞组件装置，其特征在于，所述增压机构(2)还包括设置在缸体(1)内用于传递压力的隔膜(3)，所述隔膜(3)将所述缸体(1)内的增压腔分隔为第一增压腔(12)和第二增压腔(13)，所述柱塞组件(21)被配置为向所述第二增压腔(13)提供压力，并通过隔膜(3)将压力传递至第一增压腔(12)。

8.根据权利要求7所述的双工柱塞组件装置，其特征在于，所述增压机构(2)还包括设置在所述缸体(1)内的柱塞套体(6)，所述柱塞套体(6)内设置有柱塞孔(61)，所述柱塞组件(21)的靠近隔膜(3)一端滑动配合在所述柱塞套体(6)的柱塞孔(61)内。

9.根据权利要求8所述的双工柱塞组件装置，其特征在于，所述柱塞套体(6)还设有连通所述柱塞孔(61)和第二增压腔(13)的导通孔(62)，所述导通孔(62)的孔径小于所述柱塞孔(61)。

10.根据权利要求1所述的双工柱塞组件装置，其特征在于，所述缸体(1)上安装有与所述增压腔连通的进液单向阀(14)、出液单向阀(15)，外界液体仅能够通过所述进液单向阀(14)进入所述增压腔内，所述增压腔内的液体到达预定压力后通过所述出液单向阀(15)排出。

Images