同井注采機組中螺桿回注泵的傳動保護裝置制造方法
【專利摘要】本發明是同井注采機組中螺桿回注泵的傳動保護裝置，由滾動軸承和止推軸承支撐的中間傳動軸、各軸承的封閉腔室、封閉腔室中連接中間傳動軸的花鍵軸傳動副、連接中間傳動軸的萬向軸節式傳動軸和導流罩組成，本傳動保護裝置能夠有效的抵消螺桿回注泵的向上軸向力，從而避免了該軸向力對同井注采機組動力裝置的沖擊，也明顯減輕了該軸向力使螺桿回注泵產生相對于導流罩軸心偏心運動而形成的劇烈振動，本傳動保護裝置可以使機組穩定運行360天，已經符合了油田應用的指標要求。
【專利說明】同井注采機組中螺桿回注泵的傳動保護裝置
【技術領域】
[0001] 本發明屬于同井注采系統，特別是涉及一種同井注采機組中螺桿回注泵的傳動保 護裝置。
【背景技術】
[0002] 油田開采至中后期含水率普遍較高，由于含水量連續不斷的增加，油水分離處理 量也將隨之增加。大量產出的污水經過長程地面集輸系統和井下高壓回注系統回注，至使 水處理能耗逐年增加，造成開采成本大幅增長。
[0003] 同井注采機組是解決油田上述問題的有效技術手段，但截止目前對于同井注采系 統國內外仍處于研發和可靠性試驗階段。
[0004] 一種處于可靠性試驗階段中的同井注采機組，其基本結構包括導流罩、動力裝置、 螺桿采出泵、螺桿回注泵、油水分離用水力旋流器，動力裝置的輸出軸傳動連接于螺桿采出 泵和螺桿回注泵，螺桿采出泵為正旋，螺桿回注泵倒置且為反旋，螺桿采出泵的原油采出口 和螺桿回注泵的注水口分別設置在導流罩的上下兩端，注水口和井液射孔之間的導流罩設 置使之隔離的封隔器，油水分離的水力旋流器位于螺桿采出泵下方。
[0005] 上述試驗機組的工作原理是：油井射孔的井液通過導流罩引導進入水力旋流器， 根據液體比重差的原理將井液進行油水分離，比重小的原油通過螺桿采出泵舉升從原油采 出口采出，比重大的污水向下通過螺桿回注泵加壓回注。
[0006] 上述試驗機組存在運行穩定性較差的突出問題，最長一次現場連續運行時間僅為 60天，不具備推廣使用的條件。
[0007] 影響上述試驗機組穩定性的主要表現是：反旋的螺桿回注泵與正旋的螺桿采出泵 所產生的方向相反的軸向力不能平衡抵消，螺桿回注泵產生的向上軸向力將使螺桿回注泵 產生相對于導流罩軸心的偏心運動，該偏心運動致使螺桿回注泵形成非常有害的劇烈振動 而降低其穩定運行時間，更嚴重的現象是螺桿回注泵與螺桿采出泵發生共振，其破壞力將 超出機組動力裝置的承載保護極限而導致機組損壞。
【發明內容】
[0008] 本發明是為了解決上述同井注采機組穩定性較差的技術問題，而公開一種同井注 采機組中螺桿回注泵的傳動保護裝置。
[0009] 本發明為實現上述目的采取以下技術方案：一種同井注采機組中螺桿回注泵的傳 動保護裝置，特征是，所述傳動保護裝置設有由上、下軸承座及滾動軸承和上、下軸承座之 間的第一、第二、第三中間軸承座及止推軸承支撐的中間傳動軸，止推軸承由動環和靜環構 成，動環固定于中間傳動軸，所述第一、第二、第三中間軸承座和下軸承座由上至下依次連 接，所述上軸承座與第一中間軸承座之間設有兩端分別與所述軸承座螺紋連接的連接套， 上軸承座及其連接套和依次連接的第一、第二、第三中間軸承座、下軸承座構成封閉腔室， 上軸承座設有與該封閉腔室連通的潤滑油注排油口，相連接的第一、第二中間軸承座所對 應的中間傳動軸設有第一花鍵軸傳動副，相連接的第二、第三中間軸承座所對應的中間傳 動軸設有第二花鍵軸傳動副，所述第二花鍵軸傳動副的花鍵套為滑動花鍵套；所述中間傳 動軸的上端設有與同井注采機組螺桿采出泵以下主傳動軸相連接的螺紋聯軸器，上軸承座 設有與螺桿采出泵以下主傳動軸相對應的主導流罩相連接的過水上接頭，中間傳動軸的下 端設有與兩柱叉軸節的萬向軸節式傳動軸傳動連接的第三花鍵軸傳動副，萬向軸節式傳動 軸下端設有與螺桿回注泵傳動連接的第四花鍵軸傳動副，所述中間傳動軸的下軸承座連接 有過水中接頭，過水上接頭與過水中接頭支撐有上導流罩，過水中接頭與對應第四花鍵軸 傳動副的過水下接頭支撐有下導流罩，過水下接頭與同井注采機組螺桿回注泵相對應的主 導流罩相連接。
[0010] 本發明還可以采取以下技術措施：
[0011] 所述中間傳動軸的上、下軸承座分別設有內凸臺，該內凸臺兩側分別設有作用于 中間傳動軸的端面機械密封組件，該端面機械密封組件由彈簧座、彈簧、壓蓋、碳化硅動環 和碳化硅靜環依次連接組成，碳化硅動環與中間傳動軸之間、碳化硅靜環與內凸臺之間分 別設有'〇'形密封圈。
[0012] 所述上軸承座與第一中間軸承座支撐有與中間傳動軸之間設有間隔的傳熱襯套， 傳熱襯套兩端與上軸承座和第一中間軸承座之間分別設有0'形密封圈，傳熱襯套表面設有 呼吸膠囊，所述呼吸膠囊的兩端設有使之緊定于傳熱襯套表面的彈性卡環。
[0013] 所述萬向軸節式傳動軸表面設有橡膠護套，橡膠護套兩端固定于兩柱叉軸節外側 的軸體。
[0014] 所述第一中間軸承座設有支撐第一花鍵軸傳動副上軸側的滾動軸承，第二中間軸 承座設有支撐第二花鍵軸傳動副上軸側的滾動軸承。
[0015] 本發明的有益效果和優點在于：本傳動保護裝置的中間傳動軸上端連接于同井注 采機組螺桿采出泵以下主傳動軸，下端連接于萬向軸節式傳動軸，能夠將動力通過本裝置 向下傳遞給倒置的螺桿回注泵且使之反旋。上軸承座及其連接套和依次連接的第一、第二、 第三中間軸承座、下軸承座構成封閉腔室，該封閉腔室集中設置了多級止推軸承和兩級花 鍵軸傳動副，能夠有效的抵消螺桿回注泵的向上軸向力，從而避免了該軸向力對同井注采 機組動力裝置的沖擊，也明顯減輕了該軸向力使螺桿回注泵產生相對于導流罩軸心偏心運 動而形成的劇烈振動，進而也消除了螺桿回注泵與螺桿采出泵發生共振的隱患。萬向軸節 式傳動軸的設置能夠隨機調整螺桿回注泵的偏心運動。當遇到同井注采機組非正常停機 時，螺桿回注泵會出現反向運轉而向下移動，第四花鍵軸傳動副設計具有可靠的長度能夠 避免螺桿回注泵向下移動造成脫離萬向軸節式傳動軸事故的發生。本傳動保護裝置的上下 導流罩可以將分離后的污水向下導入螺桿回注泵，封閉腔室還具有阻擋污水進入的作用， 萬向軸節式傳動軸設置的橡膠護套也具有同樣的作用。封閉腔室中設置的傳熱襯套和呼 吸膠囊能夠通過潤滑油排解多級止推軸承產生的摩擦熱，而有助于本傳動保護裝置運行的 穩定性。通過試驗可知，本傳動保護裝置應用在注采分流比為1 :8,采出量10m3/d，回注量 80m3/d，注入層壓力lOMPa，工作轉速100- 150r/min的同井注采機組中，螺桿回注泵最大工 作扭矩1050N. m，產生60KN向上軸向力和單邊大于6毫米的偏心運動，本傳動保護裝置可以 使機組穩定運行360天，已經符合了油田應用的指標要求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016] 附圖1是本傳動保護裝置整體示意圖。
[0017] 附圖2是圖1A部剖面放大示意圖。
[0018] 附圖3是圖1B部剖面放大示意圖。
[0019] 附圖4是圖1C部剖面放大示意圖。
[0020] 附圖5是圖1D部剖面放大示意圖。
[0021] 圖中標記：1螺紋聯軸器,2過水上接頭，3鎖母，4上導流罩，5過水中接頭，6下導 流罩，7過水下接頭，8第四花鍵軸傳動副，9中間傳動軸，10上軸承座，10-1過水孔，11端面 機械密封組件，12潤滑油注排油口，13滾動軸承，14彈性卡環，15連接套，16呼吸膠囊，17 傳熱襯套，18第一中間軸承座，19止推軸承，20第一花鍵軸傳動副，21第二中間軸承座，22 第二花鍵軸傳動副，23第三中間軸承座，24下軸承座，25第三花鍵軸傳動副，26萬向軸節式 傳動軸，27橡膠護套。
【具體實施方式】
[0022] 下面結合實施例及其附圖進一步說明本發明。
[0023] 如圖1所示實施例，本同井注采機組中螺桿回注泵的傳動保護裝置設有由過水中 接頭5與相關部件支撐的上導流罩4和下導流罩6,上導流罩4上端由鎖母3固定，通過過 水上接頭2與同井注采機組的主導流罩連接，傳動保護裝置內部的中間傳動軸上端通過螺 紋聯軸器1連接于同井注采機組螺桿采出泵以下的主傳動軸，傳動保護裝置內部的萬向軸 節式傳動軸下端的第四花鍵軸傳動副8傳動連接于倒置的軸螺桿回注泵，并通過過水下接 頭7與同井注采機組對應倒置的螺桿回注泵的主導流罩連接。
[0024] 如圖2、3、4、5所示，本傳動保護裝置設有由上軸承座10、下軸承座24及滾動軸承 13和上、下軸承座之間的第一中間軸承座18、第二中間軸承座21、第三中間軸承座23及止 推軸承19支撐的中間傳動軸9,止推軸承由動環和靜環構成，動環固定于中間傳動軸9。
[0025] 所述第一、第二、第三中間軸承座和下軸承座24由上至下依次連接，其中第一、第 二、第三中間軸承座之間由螺釘連接，下軸承座24與第三中間軸承座3螺紋連接。上軸承 座10與第一中間軸承座18之間設有兩端分別與所述軸承座螺紋連接的連接套15,上軸承 座10及其連接套15和依次連接的第一、第二、第三中間軸承座、下軸承座24構成封閉腔 室，所述相連接的各部件之間分別設有'〇'形密封圈，上軸承座10還設有與該封閉腔室連 通的潤滑油注排油口 12。
[0026] 相連接的第一中間軸承座18、第二中間軸承座21所對應的中間傳動軸9設有第一 花鍵軸傳動副20,相連接的第二中間軸承座21、第三中間軸承座23所對應的中間傳動軸9 設有第二花鍵軸傳動副22,第二花鍵軸傳動副22的花鍵套為滑動花鍵套。
[0027] 中間傳動軸9的上端設有與同井注采機組螺桿采出泵以下主傳動軸相連接的螺 紋聯軸器1，上軸承座10設有與螺桿采出泵以下主傳動軸相對應的主導流罩相連接的過水 上接頭2,上軸承座10設有過水孔10-1。
[0028] 中間傳動軸9的下端設有與兩柱叉軸節的萬向軸節式傳動軸26傳動連接的第三 花鍵軸傳動副25,萬向軸節式傳動軸26下端設有與螺桿回注泵傳動連接的第四花鍵軸傳 動副8。
[0029] 中間傳動軸9的下軸承座24由螺釘連接過水中接頭5,過水上接頭2與過水中接 頭5支撐有上導流罩4,上導流罩4上端由鎖母3固定于過水上接頭2。過水中接頭5與對 應第四花鍵軸傳動副8的過水下接頭7支撐有下導流罩6,下導流罩6兩端分別與所述過水 中接頭5和過水下接頭7螺紋連接，過水下接頭7與同井注采機組螺桿回注泵相對應的主 導流罩相連接。
[0030] 如圖2、3、4所示，中間傳動軸9的上軸承座10、下軸承座24分別設有內凸臺，該內 凸臺兩側分別設有作用于中間傳動軸的端面機械密封組件11，該端面機械密封組件是現有 組件，由彈簧座、彈簧、壓蓋、碳化硅動環和碳化硅靜環依次連接組成，碳化硅動環與中間傳 動軸之間、碳化硅靜環與內凸臺之間分別設有'〇'形密封圈。
[0031] 如圖2、3、4所示，上軸承座10與第一中間軸承座18支撐有與中間傳動軸9之間 設有間隔的傳熱襯套17,傳熱襯套兩端與上軸承座和第一中間軸承座之間分別設有0'形 密封圈，傳熱襯套表面設有呼吸膠囊16,所述呼吸膠囊的兩端設有使之緊定于傳熱襯套表 面的彈性卡環14。傳熱襯套和呼吸膠囊促使潤滑油加快循環排解多級止推軸承19產生的 摩擦熱，
[0032] 如圖3、4所示，第一中間軸承座18還設有支撐第一花鍵軸傳動副20上軸側的滾 動軸承13,第二中間軸承座21設有支撐第二花鍵軸傳動副22上軸側的滾動軸承13。
[0033] 如圖5所示，萬向軸節式傳動軸26表面設有橡膠護套27,橡膠護套兩端固定于兩 柱叉軸節外側的軸體。
【權利要求】
1. 同井注采機組中螺桿回注泵的傳動保護裝置，其特征在于：所述傳動保護裝置設有 由上、下軸承座及滾動軸承和上、下軸承座之間的第一、第二、第三中間軸承座及止推軸承 支撐的中間傳動軸，止推軸承由動環和靜環構成，動環固定于中間傳動軸，所述第一、第二、 第三中間軸承座和下軸承座由上至下依次連接，所述上軸承座與第一中間軸承座之間設有 兩端分別與所述軸承座螺紋連接的連接套，上軸承座及其連接套和依次連接的第一、第二、 第三中間軸承座、下軸承座構成封閉腔室，上軸承座設有與該封閉腔室連通的潤滑油注排 油口，相連接的第一、第二中間軸承座所對應的中間傳動軸設有第一花鍵軸傳動副，相連接 的第二、第三中間軸承座所對應的中間傳動軸設有第二花鍵軸傳動副，所述第二花鍵軸傳 動副的花鍵套為滑動花鍵套；所述中間傳動軸的上端設有與同井注采機組螺桿采出泵以下 主傳動軸相連接的螺紋聯軸器，上軸承座設有與螺桿采出泵以下主傳動軸相對應的主導流 罩相連接的過水上接頭，中間傳動軸的下端設有與兩柱叉軸節的萬向軸節式傳動軸傳動連 接的第三花鍵軸傳動副，萬向軸節式傳動軸下端設有與螺桿回注泵傳動連接的第四花鍵軸 傳動副，所述中間傳動軸的下軸承座連接有過水中接頭，過水上接頭與過水中接頭支撐有 上導流罩，過水中接頭與對應第四花鍵軸傳動副的過水下接頭支撐有下導流罩，過水下接 頭與同井注采機組螺桿回注泵相對應的主導流罩相連接。
2. 根據權利要求1所述的同井注采機組中螺桿回注泵的傳動保護裝置，其特征在于： 所述中間傳動軸的上、下軸承座分別設有內凸臺，該內凸臺兩側分別設有作用于中間傳動 軸的端面機械密封組件，該端面機械密封組件由彈簧座、彈簧、壓蓋、碳化硅動環和碳化硅 靜環依次連接組成，碳化硅動環與中間傳動軸之間、碳化硅靜環與內凸臺之間分別設有'0' 形密封圈。
3. 根據權利要求1所述的同井注采機組中螺桿回注泵的傳動保護裝置，其特征在于： 所述上軸承座與第一中間軸承座支撐有與中間傳動軸之間設有間隔的傳熱襯套，傳熱襯套 兩端與上軸承座和第一中間軸承座之間分別設有'〇'形密封圈，傳熱襯套表面設有呼吸膠 囊，所述呼吸膠囊的兩端設有使之緊定于傳熱襯套表面的彈性卡環。
4. 根據權利要求1所述的同井注采機組中螺桿回注泵的傳動保護裝置，其特征在于： 所述萬向軸節式傳動軸表面設有橡膠護套，橡膠護套兩端固定于兩柱叉軸節外側的軸體。
5. 根據權利要求1所述的同井注采機組中螺桿回注泵的傳動保護裝置，其特征在于： 所述第一中間軸承座設有支撐第一花鍵軸傳動副上軸側的滾動軸承，第二中間軸承座設有 支撐第二花鍵軸傳動副上軸側的滾動軸承。
【文檔編號】F04C15/00GK104100523SQ201410310004
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月1日 優先權日:2014年7月1日
【發明者】莊朝榮, 賈洪忠, 董樹東 申請人:天津榮亨集團股份有限公司