專利名稱：雙進單出潛油螺桿泵采油裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種油田采油系統用的采油裝置，特別是一種顯著延長使用周
期、加大采油量、擴大適用范圍的雙進單出潛油螺桿泵采油裝置。
背景技術：
目前，由于油田采油系統中采用的潛油螺桿泵裝置，采油的優點是節能顯著、無桿
管偏磨、占地面積小、適合含砂和含水量較多的油田，所以得到了廣泛應用。國內、外油田
在采油過程中，為了獲得環保、節能、高效等優點，其潛油螺桿泵采油系統普遍都在對其機
械傳動裝置進行改進。現有潛油螺桿泵采油系統用的機械傳動裝置，如各種減速器、聯軸
節及其組合機構等較多，但均不能直接運用于潛油螺桿泵采油系統。因其無法傳遞和承受
較大的軸向壓力，不能自動對螺桿泵轉子偏心量調整和難以在正常運轉期內對傳動部件進
行自潤滑保護，對含砂量大的采油系統中使用的潛油螺桿泵也一直沒有理想的防止泥沙
沉積的措施，故降低了采油效率，增加了維護成本。專利公告號為CN2173871Y的"雙向對
稱單螺桿抽油泵"，該裝置將對稱布置雙向工作的兩個螺桿泵的螺桿通過撓軸連接起來，試
圖以兩個螺桿轉子抵消軸向力，這種均衡軸向力的設計不合理，無法在深井內得到實際應
用。為此，專利公告號為CN2821226Y的"電潛螺桿泵上的壓力平衡裝置"、專利公告號為
CN100434701C的"一種電潛螺桿泵的軸向力液力止推機構"的報導中都公開了對螺桿軸向
力進行平衡抵消的設計，但由于受使用條件的限制，其使用壽命都達不到理想周期。 針對上述存在的問題，本發明人曾設計出一種"電潛螺桿泵采油系統機械傳動裝
置"(專利公告號為CN201059345Y)，該機械傳動裝置除具有傳遞扭矩大、傳動效率高的特點
外，還能對螺桿泵轉子偏心量實現較大范圍的調整，顯著提高其使用壽命和采油效率，不僅
可以對含水量多、含氣量大的油田進行正常開采作業，而且能有效地防止含砂量大的采油
系統發生泥沙沉積。該裝置包括分別與置于油井套管內的潛油電機、螺桿泵相接的漸開線
行星減速器、油保護器(強力潤滑自動補償保護器)、球鉸型自動調心聯軸體等件。這種機
械傳動裝置的特點是聯軸器的下部裝有隔離密封把上、下油隔開，下面在裝置內用的是潤
滑油，只有在聯軸器的隔離密封上部開有原油進口，在潛油螺桿泵旋轉時原油從這些孔進
入泵的下端入口。潛油螺桿泵通過旋轉向上推油的同時，存在一個方向向下的反作用力，這
個反力就由設在隔離密封下的推力軸承來承載，并且都要采用一種持殊結構的限徑軸承來
承載反力。但是，在軸承外徑受限的情況下，無法設計出壽命更好的軸承，因此，限徑軸承的
使用壽命仍達不到理想周期，軸承的疲勞破壞會導致整個采油系統癱瘓。為解決這個使用
壽命短的問題，也曾設計出了許多不同結構的軸承，由于螺桿的反力很大，加之井下復雜作
業的工況，仍然滿足不了采油裝置長期作業的要求。 因油井的尺寸限定了該裝置的推力軸承外徑尺寸，在軸承外徑受限的情況下，無 法設計出壽命更好的軸承，軸承的疲勞破壞會導致整個采油系統癱瘓。軸承的使用壽命 是動負荷系數與實際負載之商的一個指數倍，在限徑條件下不可能把動負荷系數提高得很 大，結果使大多數的此種采油系統中的采油裝置都會因為軸承的抗疲勞能力不足，而首先遭到破壞。軸承破壞以后阻力的突然加大會繼續損壞系統中的減速機和電機等部件。要維 持繼續生產不僅要取出被損壞了的采油裝置，還要再下一套新的采油裝置，從而造成了很 大的經濟損失。所以還不能充分發揮它的優勢。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種雙進單出潛油螺桿泵采油裝置，它解決了現有潛油
螺桿泵采油裝置存在的軸承使用壽命短等問題，其結構優化設計科學，受力分布匹配合理，
除具有電潛螺桿泵采油系統機械傳動裝置的優點外，還能有效地提高軸承的使用壽命，大
大延長采油裝置的使用周期，降低維護成本，顯著提高采油作業效率和產油量。
本實用新型所采用的技術方案是該雙進單出潛油螺桿泵采油裝置包括由下往上
依次聯接在井管中的潛油電機及其驅動的行星減速器、螺桿泵和與泵體連接的油保護器、
推力聯軸器、出油單向閥及輸油管組，其技術要點是所述螺桿泵采用帶有上進油孔的排
量小的上螺桿泵和帶有下進油孔的排量大的下螺桿泵，所述上、下螺桿泵的旋向相反的泵
桿通過組裝在匯流體內的萬向聯軸器鉸接在一起，所述上螺桿泵的泵體通過組裝在一起的
分流套、壓緊套與所述出油單向閥和輸油管組聯接，通過隔流體組裝在一起的所述導流體
和分流套內分別設置軸向匯流出油孔，所述下螺桿泵的泵體通過過渡套與所述的匯流體聯接。 所述推力聯軸器的輸出齒輪軸與所述下螺桿泵的泵桿聯接，所述推力聯軸器的花 鍵軸通過油保護器、行星減速器聯接潛油電機驅動軸。 本實用新型具有的優點及積極效果是由于本實用新型采用本發明人在先專利 "電潛螺桿泵采油系統機械傳動裝置"的機械傳動裝置，其結構優化設計科學，是采用同一 個萬向聯軸器同時聯接上、下兩個螺桿泵的旋向相反的泵桿(轉子)，帶有上進油孔的排量 小的上螺桿泵是從泵的上端進油，其泵桿整體受力方向向上；帶有下進油孔的排量大的下 螺桿泵是從泵的下端進油，其泵桿整體受力方向向下，所以受力分布匹配合理，上、下這兩 個油流的壓力方向相反，可在很大程度上抵消一部分下螺桿泵的泵桿對下面裝置中軸承的 反作用力，使下方軸承承受的反作用合力變小。與現有"雙向對稱單螺桿抽油泵"相比，本 實用新型采用的是雙向非對稱單螺桿抽油泵，經過科學計算和合理匹配，上面的排量小，下 面的排量大，這樣，整個系統的軸向力由兩個聯軸機構分解承擔，有效地提高每個聯軸機構 中軸承的使用壽命，這是提高整個采油系統使用壽命的關鍵。這樣，推力軸承所接受的實際 負荷值就會很小，因此，將有效地提高軸承的使用壽命，它解決了現有潛油螺桿泵采油裝置 存在的軸承使用壽命短等問題。除具有電潛螺桿泵采油系統機械傳動裝置的優點外，還能 有效地提高軸承的使用壽命，大大延長采油裝置的使用周期，降低維護成本。 因該裝置是在一口油井內采用兩個螺桿泵聯合作業，單位時間內油量有了大幅度 提升，產量也相應的提高，故顯著提高采油作業效率和產油量。
以下結合附圖對本實用新型作進一步描述。
圖1是本實用新型的一種具體結構示意圖。 圖中序號說明1井管、2錨定器、3潛油電機、4行星減速器、5油保護器、6推力聯軸器、7下進油孔、8過渡套、9下螺桿泵、10匯流體、11萬向聯軸器、12導流體、13上螺桿泵、 14隔流體、15分流套、16上進油孔、17匯流出油孔、18壓緊套、19出油單向閥、20輸油管組。
具體實施方式根據
圖1詳細說明本實用新型的具體結構。該雙進單出潛油螺桿泵采油裝置是下 到油田的井管1中進行作業的，并利用錨定器2將該裝置在井管1中進行定心固定。其包括 由下往上依次聯接在井管1中的潛油電機3、行星減速器4、油保護器5、推力聯軸器6、過渡 套8、下螺桿泵9、匯流體10、萬向聯軸器11、導流體12、上螺桿泵13、隔流體14、分流套15、 壓緊套18、出油單向閥19及輸油管組20等件。其中有些部件，如錨定器2、潛油電機3、萬向 聯軸器11 、 18壓緊套、出油單向閥19、輸油管組20等的結構基本上采用通用部件，有些部件 與本發明人在先專利"電潛螺桿泵采油系統機械傳動裝置"(專利公告號為CN201059345Y) 中的一些部件結構相同。如行星減速器4即為其漸開線行星減速器，油保護器5即為其強 力潤滑自動補償保護器，推力聯軸器6即為其球鉸型自動調心聯軸體。所用螺桿泵采用帶 有上進油孔16的排量小的上螺桿泵13和帶有下進油孔7的排量大的下螺桿泵9。其上、下 螺桿泵13、9的旋向相反的泵桿通過組裝在匯流體10內的萬向聯軸器11鉸接在一起。上 螺桿泵13的泵體(定子)通過組裝在一起的分流套15、壓緊套18與出油單向閥19和輸油 管組20聯接。匯流體10和導流體12、隔流體14、分流套15、壓緊套18、出油單向閥19和 通往地上的輸油管組20通過螺紋連接在一起。下螺桿泵9的泵體(定子)通過過渡套8、 油保護器5和推力聯軸器6固定聯接在行星減速器4的外殼上。導流體12和分流套15通 過隔流體14組裝在一起，在導流體12和分流套15內分別設置軸向匯流出油孔17，下螺桿 泵9的泵體通過過渡套8與匯流體10聯接。 推力聯軸器6的輸出齒輪軸與下螺桿泵9的泵桿聯接，推力聯軸器6的花鍵軸通 過油保護器5、行星減速器4聯接潛油電機3驅動軸。通過推力聯軸器6的輸出齒輪軸及其 外齒內套與同一內齒外套相嚙合所組成的零齒差內嚙合齒輪副傳動，利用兩個齒輪的徑向 變位和切向變位的優化組合，可以保證單向偏心量最大達到6mm，兩對內嚙合齒輪副保證了 雙向偏心量最大達到12mm，以適應螺桿泵轉子的偏心運動要求。這樣可使油保護器5和行 星減速器4不承擔螺桿泵轉子反饋回來的軸向力，并使行星減速器4輸出軸的定軸轉動轉 換為單螺桿泵轉子行星偏轉運動。分流套15的定位是用壓緊套18實現的。出油的單向閥 19與輸油管組20連通，將油引到地上。 采油作業時，潛油電機3驅動行星減速器4旋轉，帶動油保護器5和推力聯軸器6 花鍵軸一起轉動，并通過推力聯軸器6的輸出齒輪軸帶動下螺桿泵9和通過萬向聯軸器11 鉸接的上螺桿泵13轉動。原油分別從下螺桿泵9的下進油孔7和上螺桿泵13的上進油孔 16進入兩個泵的吸入區，經兩個泵傳至匯流體10。匯流后的原油流經導流體12和分流套 15的軸向匯流出油孔17，再經單向閥19進入輸油管組20。
權利要求一種雙進單出潛油螺桿泵采油裝置，包括由下往上依次聯接在井管中的潛油電機及其驅動的行星減速器、螺桿泵和與泵體連接的油保護器、推力聯軸器、出油單向閥及輸油管組，其特征在于所述螺桿泵采用帶有上進油孔的排量小的上螺桿泵和帶有下進油孔的排量大的下螺桿泵，所述上、下螺桿泵的旋向相反的泵桿通過組裝在匯流體內的萬向聯軸器鉸接在一起，所述上螺桿泵的泵體通過組裝在一起的分流套、壓緊套與所述出油單向閥和輸油管組聯接，通過隔流體組裝在一起的所述導流體和分流套內分別設置軸向匯流出油孔，所述下螺桿泵的泵體通過過渡套與所述的匯流體聯接。
2. 根據權利要求1所述的雙進單出潛油螺桿泵采油裝置，其特征在于所述推力聯軸器的輸出齒輪軸與所述下螺桿泵的泵桿聯接，所述推力聯軸器的花鍵軸通過油保護器、行星減速器聯接潛油電機驅動軸。
專利摘要一種雙進單出潛油螺桿泵采油裝置，它解決了現有潛油螺桿泵采油裝置存在的軸承使用壽命短等問題，其包括由下往上依次聯接在井管中的潛油電機、行星減速器、螺桿泵、油保護器、推力聯軸器、出油單向閥及輸油管組，其技術要點是螺桿泵采用帶有上進油孔的排量小的上螺桿泵和帶有下進油孔的排量大的下螺桿泵，上、下螺桿泵旋向相反的泵桿通過萬向聯軸器鉸接在一起，上螺桿泵的泵體與出油單向閥和輸油管組聯接，導流體和分流套內分別設置軸向匯流出油孔。其結構優化設計科學，受力分布匹配合理，除具有電潛螺桿泵采油系統機械傳動裝置的優點外，能有效地提高軸承的使用壽命，延長采油裝置的使用周期，降低維護成本，顯著提高采油作業效率和產油量。
文檔編號F04B47/02GK201443494SQ20092001616
公開日2010年4月28日 申請日期2009年8月7日 優先權日2009年8月7日
發明者周作督, 張幼軍, 王世杰 申請人:沈陽工業大