專(zhuān)利名稱(chēng)：大排量電潛螺桿泵采油設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于油田采油設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種與海上稠油油田開(kāi)采相 配套的大排量電潛螺桿泵采油設(shè)備。
背景技術(shù)：
眾所周知，能源的消耗與利用，是實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)持續(xù)發(fā)展與現(xiàn)代化實(shí)現(xiàn)的必要保 障。石油被人們譽(yù)為“工業(yè)的血液”，是不可缺少的能源，在人類(lèi)賴(lài)以生存的地球上潤(rùn)藏著大 量的石油，無(wú)論是地下還是海洋里。目前，世界上很多國(guó)家為了發(fā)展本國(guó)的經(jīng)濟(jì)，也都在不 斷地對(duì)石油開(kāi)采設(shè)備進(jìn)行研發(fā)和改進(jìn)，對(duì)于陸地上的石油開(kāi)采設(shè)備，無(wú)淪是井上還是井下 都已經(jīng)達(dá)到了一定的先進(jìn)水平。但對(duì)于稠油油田開(kāi)采方面，尤其是對(duì)海上稠油的開(kāi)采，就現(xiàn) 有的采油設(shè)備，如有桿泵、電潛離心泵、水力泵等，還存在一些技術(shù)問(wèn)題如效率低，易砂卡， 壽命短，地面配套設(shè)施復(fù)雜、龐大，井口動(dòng)密封易泄露，無(wú)法在斜井、水平井等使用。近幾年出現(xiàn)的電潛螺桿泵雖然解決了上述問(wèn)題，但也存在不足，主要是其主要指 標(biāo)是_排量問(wèn)題，是中低排量的，無(wú)法達(dá)到200m3/d以上的大排量，導(dǎo)致采用成本高，不能滿 足當(dāng)前及未來(lái)海上稠油油田開(kāi)發(fā)對(duì)配套采油設(shè)備的排量要求。原有電潛螺桿泵達(dá)不到大排量的主要原因是其電機(jī)和機(jī)械傳動(dòng)裝置輸出轉(zhuǎn)矩能 力低，另外其整體結(jié)構(gòu)和局部結(jié)構(gòu)也不適應(yīng)大排量振動(dòng)強(qiáng)度大以及大斜度甚至水平安裝 使用的情況，其配套技術(shù)也不具有不動(dòng)管柱洗井以及大斜度井和水平井油管順利泄油的功 能。而且使用壽命較短，應(yīng)用領(lǐng)域受到局限。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種適用于大斜度或水平安裝使用的大排量電潛螺桿 泵采油設(shè)備。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它包括有井下電機(jī)，井下電機(jī)保護(hù)器，螺桿泵， 彈性扶正器，井下轉(zhuǎn)動(dòng)式機(jī)械傳動(dòng)裝置，井下電纜，其特征是在井下電機(jī)的尾部設(shè)置有一 彈性扶正器，在井下電機(jī)上部依次串聯(lián)有井下電機(jī)保護(hù)器，井下轉(zhuǎn)動(dòng)式機(jī)械傳動(dòng)裝置，錨定 裝置，螺桿泵，錨定裝置；在螺桿泵外殼上至少套裝有兩個(gè)彈性扶正器；所述的錨定裝置包 括液缸、帶有錐體的中心管，錐體的上部與液缸之間連接有剪釘，錐體的下部與液缸之間 連有支撐塊；所述的井下轉(zhuǎn)動(dòng)式機(jī)械傳動(dòng)裝置包括傳動(dòng)裝置外殼，在傳動(dòng)裝置外殼內(nèi)的上端 設(shè)有與井下螺桿泵負(fù)載的輸出端接頭，該輸出端接頭向下依次連接有開(kāi)式結(jié)構(gòu)鼓型齒聯(lián)軸 器，6-8列軸承串聯(lián)組合的止退式軸承節(jié)，帶有隔層的補(bǔ)償式潤(rùn)滑油油箱，行星齒輪變速器 及與井下電機(jī)連接的輸入端接頭；所述的井下電機(jī)包括電機(jī)定子、電機(jī)轉(zhuǎn)子、電機(jī)轉(zhuǎn)子扶正軸承、定子腔內(nèi)壁，在電 機(jī)轉(zhuǎn)子扶正軸承外環(huán)上的槽內(nèi)還設(shè)置有膨脹膠圈；所述開(kāi)式結(jié)構(gòu)鼓型齒聯(lián)軸器內(nèi)部設(shè)置具有1. 0-2. 5毫米頂隙和側(cè)隙的重載齒輪
3副，其中部還設(shè)置有一利用泵軸軸向力碾碎砂子的承重球；所述的軸承串聯(lián)組合的止退式軸承節(jié)為采用6-8組內(nèi)隔圈及所對(duì)應(yīng)的外隔圈按 等差數(shù)列比例依次向下傳遞軸向力的，等差數(shù)列比例的數(shù)值是1 ；所述的帶有隔層的補(bǔ)償式潤(rùn)滑油油箱為在油箱的膠囊內(nèi)部固設(shè)有一用來(lái)平衡兩 側(cè)壓力的浮動(dòng)隔層。本實(shí)用新型所述的行星齒輪變速器為行星齒輪減速變速器，其減速部份包括機(jī) 械傳動(dòng)裝置外殼、輸入軸、行星架、齒輪、齒輪聯(lián)軸器，輸入軸和行星架與機(jī)械傳動(dòng)裝置外殼 之間均設(shè)置有角接觸球軸承。上述內(nèi)、外隔圈選用不同彈性模量的材料，材料為合金鋼、銅合金或/和鈦合金。本實(shí)用新型所述的錨定裝置為依靠螺桿泵自身泵壓工作的液壓式錨定裝置，在兩 個(gè)液壓式錨定裝置之間還連通有導(dǎo)壓管。本實(shí)用新型所述的在支撐塊的外表面設(shè)置有一層軟金屬；軟金屬為銅或鉛。在錨定裝置的上部還連接有一借助于液壓打開(kāi)的油管泄油器。本實(shí)用新型所述油管泄油器外殼的下部設(shè)置有一帶斜面的球座滑套，球座滑套與 油管泄油器外殼之間連接有帶泄油孔的剪釘，球座滑套上部的斜面處設(shè)有一重球。本實(shí)用新型所述的在錨定裝置的下部還連接有一泵上反循環(huán)洗井閥。本實(shí)用新型所述的下部泵上反循環(huán)洗井單向閥包括有一閥體，在閥體內(nèi)下部設(shè)有 洗井液通道，該洗井液通道上部依次設(shè)置有球座，閥球及液壓頂開(kāi)壓簧。本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)1.本實(shí)用新型中的井下電機(jī)，通過(guò)適度增加轉(zhuǎn)子槽深寬比、增加極數(shù)，合理選擇繞 組的線徑及布線方式，提高定子電磁密度，達(dá)到相同功率下提高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩的目 的；另外，原有的電機(jī)是靠軸承外圈上的金屬卡片入卡槽定位的，由于大排量電潛螺桿泵的 振動(dòng)強(qiáng)度大，易使卡片脫槽而導(dǎo)致定子內(nèi)腔滑膛，本實(shí)用新型在轉(zhuǎn)子扶正軸承外圈上專(zhuān)門(mén) 設(shè)計(jì)了膨脹膠圈定位方式，既杜絕了扶正軸承外圈與定子內(nèi)腔摩擦而引起的滑膛破壞和溫 升，同時(shí)了利用膠圈的阻尼作用使電機(jī)具有抗振效果。2.井下轉(zhuǎn)動(dòng)式機(jī)械傳動(dòng)裝置(或稱(chēng)井下機(jī)械傳動(dòng)裝置)2. 1減速器部分，主要是通過(guò)增加徑向尺寸、增大齒寬以及優(yōu)化齒輪變位和減速比 等參數(shù)來(lái)增加其承載能力，使其轉(zhuǎn)矩輸出提高50%以上；另外還通過(guò)結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)，阻尼 材料的利用使其具有抗振性以及可在垂直和水平方向之間任意角度安裝使用。2. 2補(bǔ)償式潤(rùn)滑油油箱，采用可隨環(huán)境溫度和壓力升高而自行膨脹的膠囊，使?jié)?滑油油箱并通過(guò)一些專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的油通道使整個(gè)傳動(dòng)裝置的內(nèi)部與外部環(huán)境達(dá)到壓力平衡， 并與密封件配合防止井內(nèi)原油和天然氣進(jìn)入。但不是簡(jiǎn)單的膠囊補(bǔ)償，由于軸承節(jié)與減速 器使用不同的潤(rùn)滑油，油箱設(shè)置在整個(gè)裝置的中部，裝有不同的潤(rùn)滑油，上部與軸承節(jié)下部 與減速器聯(lián)通，油箱的膠囊內(nèi)部特殊設(shè)計(jì)有浮動(dòng)軟隔層來(lái)平衡兩側(cè)壓力并將潤(rùn)滑油分開(kāi)不 混，當(dāng)傳動(dòng)裝置內(nèi)的有效潤(rùn)滑油因消耗而減少時(shí)，通過(guò)零件上專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的流道向各需要潤(rùn) 滑的部位提供潤(rùn)滑油補(bǔ)給和替換。2. 3原有撓性聯(lián)軸器采用封閉結(jié)構(gòu)，裝配時(shí)加入潤(rùn)滑脂，由于空間很小加入潤(rùn)滑脂 數(shù)量有限，很快消耗掉，導(dǎo)致壽命很短，是整套裝置壽命的瓶頸。本實(shí)用新型中的撓性聯(lián)軸 器采用開(kāi)式結(jié)構(gòu)鼓型齒聯(lián)軸器，允許井液進(jìn)入內(nèi)部，由于井液中除了含有原油和水外往往還有砂等硬雜質(zhì)，內(nèi)部采取相應(yīng)措施，如，通過(guò)采用高硬度、大間隙和重載的齒輪副，從結(jié)構(gòu) 上對(duì)齒輪副修型形成容砂間隙、采用大直徑承重球利用泵軸軸向力碾碎砂子等井液中的硬 雜質(zhì)而不會(huì)被卡住或被過(guò)早磨損，真正實(shí)現(xiàn)利用井液潤(rùn)滑而不被卡住或損傷。2. 4止退軸承節(jié)，來(lái)自泵軸的軸向力一般在數(shù)噸到十多噸，此力要通過(guò)專(zhuān)門(mén)的止退 軸承來(lái)承擔(dān)，由于受油井套管徑向尺寸和下井間隙要求限制，單個(gè)軸承滿足不了載荷要求 壽命很短，所以要在軸向上采用多列軸承串聯(lián)組合并使各列軸承均勻分擔(dān)載荷，這種軸承 組合(本實(shí)用新型稱(chēng)之為軸承節(jié))是采用多組內(nèi)隔圈(軸圈)和外隔圈(座圈)按等差數(shù) 列比例依次向下傳遞軸向力的，其要點(diǎn)是各隔圈的設(shè)計(jì)決定了均載效果，即各隔圈在其所 受軸向力下的軸向彈性變形必須近似相等，隔圈的軸向彈性變形與其橫截面積、高度和材 料的彈性模量線性相關(guān)。對(duì)于本實(shí)用新型中的軸承節(jié)，軸承列數(shù)超過(guò)5列(一般要達(dá)到6-8列)，徑向尺寸 有嚴(yán)格的設(shè)計(jì)限制，軸向尺寸受加工制造限制不能過(guò)長(zhǎng)，具有明顯彈性模量差別、足夠強(qiáng)度 和良好市場(chǎng)可求性同時(shí)還要適應(yīng)油井工作環(huán)境和要求的材料有限；另外，外隔圈的直徑要 比內(nèi)隔圈大3倍至5倍，所以只靠隔圈尺寸或結(jié)構(gòu)或材料彈性模量均不能達(dá)到設(shè)計(jì)目的，本 實(shí)用新型是通過(guò)隔圈尺寸和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及選用不同彈性模量的材料綜合解決問(wèn)題的，材料 上使用合金鋼、銅合金和鈦合金。3.本實(shí)用新型增加了錨定裝置，作用是將螺桿泵剛性固定在套管壁上，支撐螺桿 泵和控制螺桿泵的振動(dòng)，由于錨爪外側(cè)采用軟金屬材料對(duì)套管無(wú)損傷且有振動(dòng)阻尼效果， 由于錨定裝置依靠井下螺桿泵自身泵壓工作，產(chǎn)生的約束力隨振動(dòng)發(fā)生而發(fā)生，隨振動(dòng)強(qiáng) 度增加而增加，同時(shí)動(dòng)作不需要借助另外的設(shè)備工具。4.為解決油井作業(yè)中的環(huán)保問(wèn)題，采用了液壓打開(kāi)式油管泄油器，解決了以往油 管泄油器在大斜度井或水平井的難以打開(kāi)泄油的難題，采用泵上反循環(huán)洗井閥實(shí)現(xiàn)不動(dòng)管 柱洗井。歸納起來(lái)，本實(shí)用新型除了原有電潛螺桿泵所具有的優(yōu)點(diǎn)外，主要是提高了排量， 拓寬了電潛螺桿泵這類(lèi)采油設(shè)備的使用范圍，滿足當(dāng)前海上稠油油田開(kāi)發(fā)對(duì)配套采油設(shè)備 的排量要求和環(huán)保要求。根據(jù)本實(shí)用新型所制造的3套樣機(jī)，排量240-300m3/d，揚(yáng)程9Mpa，經(jīng)試驗(yàn)取得成 功，實(shí)現(xiàn)了本說(shuō)明書(shū)所提到的功能，比原有電潛螺桿泵的排量提高了 40%以上。

圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖；圖2是本實(shí)用新型的電機(jī)局部剖視結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖；圖3是本實(shí)用新型的機(jī)械傳動(dòng)裝置半剖結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖；圖4是本實(shí)用新型的錨定裝置結(jié)構(gòu)半剖示意簡(jiǎn)圖；圖5是本實(shí)用新型的油管泄油器結(jié)構(gòu)半剖示意簡(jiǎn)圖；圖6是本實(shí)用新型的泵上反循環(huán)洗井閥結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖；附圖主要部分的符號(hào)說(shuō)明圖1 :1-油井油管，2-油管泄油器，3、8_錨定裝置，4-泵上反循環(huán)洗井閥，5、7和 14-彈性扶正器，6-螺桿泵，9-導(dǎo)壓管，10-井下轉(zhuǎn)動(dòng)式機(jī)械傳動(dòng)裝置，11-井下電機(jī)保護(hù)器，12-井下電纜，13-井下電機(jī)，15-油層，16-油井套管，17-油井油套管環(huán)形空間。圖2 =1301-電機(jī)定子，1302-電機(jī)轉(zhuǎn)子扶正軸承外環(huán)，1303-膨脹膠圈，1304-定子
腔內(nèi)壁。圖 3 1001、1008、1017、1022、1027、1032-外殼，1002-鼓型齒聯(lián)軸器內(nèi)齒、1003-承 重球、1004-鼓型齒聯(lián)軸器外齒、1005、1019-軸密封、1006、1015、1021、1025_接頭、1007、 1014、1024、1039-軸、1009-止退軸承軸圈、1010-止退軸承座圈、1011止退軸承滾動(dòng)體、 1012-內(nèi)隔圈、1013-外隔圈、1016、1026、1031、1035、1038-角接觸球軸承，1018、1028-花鍵 套、1020-浮動(dòng)隔層、1023-補(bǔ)償膠囊、1029、1036-齒輪聯(lián)軸器、1030、1034、1037-阻尼材料、 1033-行星齒輪、1040-中心齒輪、1041-行星架、1042、1043、1044、1045-通孔。圖4 :3001_ 軟金屬，3002-支撐塊，3003-錐體，3004-銷(xiāo)釘，3005-液缸，3006-連 通孑L。圖5 =2001-重球，2002-球座滑套，2003-內(nèi)孔剪釘，2004-泄油孔。圖 6 :4001_ 彈簧，4002-閥球，4003-球座。下面將結(jié)合附圖并通過(guò)實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但下述的實(shí)例僅僅 是本實(shí)用新型其中之一的例子而已，并不代表本實(shí)用新型所限定的權(quán)利保護(hù)范圍，本實(shí)用 新型的權(quán)利保護(hù)范圍以權(quán)利要求書(shū)為準(zhǔn)。
具體實(shí)施方式
實(shí)例1 由圖1-6所示，圖中的13為井下電機(jī)，6為螺桿泵，10為井下轉(zhuǎn)動(dòng)式機(jī)械傳動(dòng)裝 置，12為井下電纜，16為油井套管；在井下電機(jī)13的尾部設(shè)置有一彈性扶正器14，在井下 電機(jī)13上部依次串聯(lián)有井下電機(jī)保護(hù)器11，井下轉(zhuǎn)動(dòng)式機(jī)械傳動(dòng)裝置10，錨定裝置8，螺桿 泵6，錨定裝置3 ；在螺桿泵6外殼上套裝有兩個(gè)彈性扶正器5和7 ；所述的錨定裝置包括 液缸3005、帶有錐體3003的中心管，錐體的上部與液缸3005之間連接有銷(xiāo)釘3004，錐體 3003的下部與液缸3005之間連有支撐塊3002 ；在支撐塊3002的外表面設(shè)置有一層銅或鉛 的軟金屬3001 ；另外，圖中的3006為設(shè)置在液缸3005內(nèi)腔的并且與油井油管內(nèi)相通的通 孔 3006 ；所述的井下轉(zhuǎn)動(dòng)式機(jī)械傳動(dòng)裝置10包括傳動(dòng)裝置外殼1001、1008、1017、1022、 1027和1032，在傳動(dòng)裝置外殼內(nèi)的上端設(shè)有與井下螺桿泵負(fù)載的輸出端接頭，該輸出端接 頭向下依次連接有開(kāi)式結(jié)構(gòu)鼓型齒聯(lián)軸器，6-8列軸承串聯(lián)組合的止退式軸承節(jié)，帶有隔層 的潤(rùn)滑油油箱補(bǔ)償膠囊1023，行星齒輪變速器及與井下電機(jī)連接的輸入端接頭；所述的井下電機(jī)包括電機(jī)定子1301、電機(jī)轉(zhuǎn)子、電機(jī)轉(zhuǎn)子扶正軸承、定子腔內(nèi)壁 1304，在電機(jī)轉(zhuǎn)子扶正軸承外環(huán)1302上的槽內(nèi)還設(shè)置有膨脹膠圈1303 ；所述開(kāi)式結(jié)構(gòu)鼓型齒聯(lián)軸器主要包括鼓型齒聯(lián)軸器內(nèi)齒1002和鼓型齒聯(lián)軸器 外齒1004，其具有1. 0-2. 5毫米頂隙和側(cè)隙的重載齒輪副，其中部還設(shè)置有一利用泵軸軸 向力碾碎砂子的承重球1003 ；所述的軸承串聯(lián)組合的止退式軸承節(jié)為采用6列內(nèi)隔圈1012及所對(duì)應(yīng)的外隔圈 1013按等差數(shù)列比例依次向下傳遞軸向力的，等差數(shù)列比例的數(shù)值是1 ；所述的帶有隔層的補(bǔ)償式潤(rùn)滑油油箱為在油箱的補(bǔ)償膠囊1023內(nèi)部固設(shè)有一用來(lái)平衡兩側(cè)壓力的浮動(dòng)隔層1020。所述的行星齒輪變速器為行星齒輪減速變速器，其減速部份包括機(jī)械傳動(dòng)裝置 外殼 1001、1008、1017、1022、1027、1032，軸 1007、1014、1024、1039，行星架 1041，行星齒輪 1033，中心齒輪1040，齒輪聯(lián)軸器1029，軸和行星架與機(jī)械傳動(dòng)裝置外殼之間均設(shè)置有角 接觸球軸承1016、角接觸球軸承1026、角接觸球軸承1031、角接觸球軸承1035和角接觸球 軸承1038。見(jiàn)圖1，對(duì)彈性扶正器14、井下電機(jī)13、電機(jī)保護(hù)器11、井下機(jī)械傳動(dòng)裝置10、錨定 器8、井下螺桿泵6、錨定器3、泵上反循環(huán)洗井閥4和泄油器2順次串聯(lián)接，連接方式是外殼 采用法蘭或絲扣連接，軸之間采用花鍵套連接，井下螺桿泵6外殼上安裝井下彈性扶正器5 和井下彈性扶正器7，錨定裝置3與錨定器裝置8之間用導(dǎo)壓管9連接，然后通過(guò)絲扣整體 連接在油管1下端，同時(shí)井下電纜12與井下電機(jī)13連接好，并固定于設(shè)備和油管1外側(cè)， 然后下入油井套管16內(nèi)。設(shè)備的工作原理是電源通過(guò)井下電纜12將電能饋送給井下電 機(jī)13并通過(guò)井下機(jī)械傳動(dòng)裝置10將動(dòng)力傳遞給井下螺桿泵6，井下螺桿泵6通過(guò)油管1將 原油舉升到地面，在螺桿泵6工作起壓并達(dá)到預(yù)定值時(shí)錨定器3和錨定器8動(dòng)作，將泵6支 撐在套管16內(nèi)壁上并約束其振動(dòng)，同時(shí)設(shè)備在錨定器3和錨定器8和彈性扶正器5、彈性扶 正器7和彈性扶正器14的共同作用下被支撐于油井套管16中間，而不會(huì)在斜井中貼于一 側(cè)。見(jiàn)圖2，井下電機(jī)13在本實(shí)施例中極數(shù)為六極，定子1301槽數(shù)36，轉(zhuǎn)子槽深寬比 為8，相同功率下啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩分別提高1. 67和1. 73倍。嵌入井下電機(jī)13轉(zhuǎn)子扶 正軸承外環(huán)1302上槽內(nèi)的膨脹膠圈1303，在電機(jī)油和溫度的作用下發(fā)生一定量的膨脹并 緊貼于井下電機(jī)13定子腔內(nèi)壁1304上而使外環(huán)1302定位。見(jiàn)圖3，井下轉(zhuǎn)動(dòng)式機(jī)械傳動(dòng)裝置10在本實(shí)施例中，徑向尺寸增加到188mm，減速 比增加25%，齒寬系數(shù)增加25%，齒輪高度變位，轉(zhuǎn)矩輸出提高60%。井下轉(zhuǎn)動(dòng)式機(jī)械傳動(dòng) 裝置10通過(guò)采用可承受軸向和徑向載荷的角接觸球軸承1016、角接觸球軸承1026、角接觸 球軸承1031、角接觸球軸承1035和角接觸球軸承1038解決垂直或水平安置問(wèn)題，軸承外 環(huán)安裝振動(dòng)阻尼材料1030、振動(dòng)阻尼材料1034、振動(dòng)阻尼材料1037消振、采用齒輪聯(lián)軸器 1029和齒輪聯(lián)軸器1036化解振動(dòng)帶來(lái)的應(yīng)力。補(bǔ)償式潤(rùn)滑油油箱，采用可隨環(huán)境溫度和壓力升高而自行膨脹的補(bǔ)償膠囊1023， 使?jié)櫥陀拖洳⑼ㄟ^(guò)一些專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的油通道使整個(gè)傳動(dòng)裝置的內(nèi)部與外部環(huán)境達(dá)到壓力 平衡，并與軸密封1005和軸密封1019配合防止井內(nèi)原油和天然氣進(jìn)入。但不是簡(jiǎn)單的膠 囊補(bǔ)償，由于軸承節(jié)與減速器使用不同的潤(rùn)滑油，油箱設(shè)置在整個(gè)裝置的中部，裝有不同的 潤(rùn)滑油，上部與軸承節(jié)下部與減速器聯(lián)通，油箱內(nèi)部設(shè)計(jì)有通孔1043和浮動(dòng)軟隔層1020來(lái) 平衡兩側(cè)壓力并將潤(rùn)滑油分開(kāi)不混，當(dāng)傳動(dòng)裝置內(nèi)的有效潤(rùn)滑油因消耗而減少時(shí)，通過(guò)零 件上所設(shè)計(jì)的流道向各需要潤(rùn)滑的部位提供潤(rùn)滑油補(bǔ)給和替換。本實(shí)用新型中的撓性聯(lián)軸器采用開(kāi)式結(jié)構(gòu)鼓型齒聯(lián)軸器1002、開(kāi)式結(jié)構(gòu)鼓型齒聯(lián) 軸器1003和開(kāi)式結(jié)構(gòu)鼓型齒聯(lián)軸器1004，允許井液通過(guò)通孔1044和通孔1045進(jìn)入內(nèi)部， 由于井液中除了含有原油和水外往往還有砂等硬雜質(zhì)，內(nèi)部采取相應(yīng)措施，如，通過(guò)采用高 硬度、1. 0-2. 5毫米大間隙和重載的齒輪副1002和齒輪副1004，從結(jié)構(gòu)上對(duì)齒輪副修型形 成容砂間隙、采用大直徑承重球1003利用泵軸軸向力碾碎砂子等井液中的硬雜質(zhì)而不會(huì)
7被卡住或被過(guò)早磨損，真正實(shí)現(xiàn)利用井液潤(rùn)滑而不被卡住或損傷。以6列止退軸承節(jié)為例，內(nèi)隔圈1012和外隔圈1013為5套，從頂部至下部編號(hào)依 次為數(shù)字1、2、3、4、5，假設(shè)總軸向力為G，在保證各級(jí)軸承載荷相同的要求下，則內(nèi)隔圈從 1至5，受力依次應(yīng)為5G/6、4G/6、3G/6、2G/6、G/6，外隔圈從1至5，受力依次為G/6、2G/6、 3G/6、4G/6、5G/6。在保證各列軸承承受載荷相等下，對(duì)于內(nèi)隔圈，從數(shù)字1到5，應(yīng)(5Hn/AnEn) = (4Hi2/Ai2Ei2) = (3Hi3/Ai3Ei3) = (2Hi4/Ai4Ei4) = (Hi5/Ai5Ei5)...①對(duì)于外隔圈，從數(shù)字1到5，應(yīng)(H01/A01E01) = (2H02/A02E02) = (3H03/A03E03) = (4H04/A04E04) = (5H05/A05E05)...②式①和②中Hn""Hi5內(nèi)隔圈1到5的高度[0066]An"_Ai5內(nèi)隔圈1到5的橫截面積[0067]En"~Ei5內(nèi)隔圈1到5的材料彈性模量[0068]H0f-Ho5外隔圈1到5的高度[0069]A。r_a05外隔圈1到5的橫截面積[0070]F --F ^05外隔圈1到5的材料彈性模量為保證式①和②成立，各隔圈的高度、橫截面積和材料均不同，受力大的隔圈高度 小、截面積大、材料彈性模量大。另外，應(yīng)控制隔圈的高度公差，達(dá)到與隔圈變形量相比可忽 略不計(jì)的程度，本實(shí)例所選用的材料為42CrMo、Tc4和QA19-4，零件壓力試驗(yàn)數(shù)據(jù)各彈性 模量分別為145GPa、100GPa、65GPa。另外還包括止退軸承軸圈1009、止退軸承座圈1010、 止退軸承滾動(dòng)體1011。見(jiàn)圖4，錨定裝置3中，液缸3005內(nèi)腔通過(guò)連通孔3006與油井油管內(nèi)相通，當(dāng)螺桿 泵6工作起壓并達(dá)到預(yù)定值時(shí)，液缸3005剪斷銷(xiāo)釘3004并帶動(dòng)支撐塊3002沿錐體3003 斜面運(yùn)動(dòng)，使其支撐在套管16內(nèi)壁上，支撐力的大小與壓力成正比，通過(guò)導(dǎo)壓管9錨定器3 與錨定器8同時(shí)作用，控制螺桿泵6振動(dòng)，支撐塊3002外側(cè)嵌有銅或鉛軟金屬3001，既保護(hù) 套管又有振動(dòng)阻尼作用。見(jiàn)圖5，在錨定裝置的上部還連接有一借助于液壓打開(kāi)的油管泄油器2 ；該油管泄 油器2外殼的下部設(shè)置有一帶斜面的球座滑套2002，球座滑套2002與油管泄油器外殼之 間連接有帶泄油孔的剪釘2003，球座滑套2002上部的斜面處設(shè)有一重球2001。油管泄油 器2中，重球2001靠自重可落入球座滑套2002上，油管內(nèi)打壓，壓力施與重球2001上，當(dāng) 壓力達(dá)到預(yù)定值時(shí)，帶孔剪釘2003被剪斷，球座滑套2002下行露出內(nèi)孔剪釘2003上的泄 油孔2004，油管內(nèi)液體從此孔泄出。見(jiàn)圖6，在錨定裝置的下部還連接有一泵上反循環(huán)洗井閥4，該下部泵上反循環(huán)洗 井單向閥包括有一閥體，在閥體內(nèi)下部設(shè)有洗井液通道，該洗井液通道上部依次設(shè)置有球 座4003，閥球4002及液壓頂開(kāi)壓簧4001。當(dāng)來(lái)自油井油套管環(huán)形空間17的液壓頂開(kāi)彈簧 4001下壓的閥球4002使其離開(kāi)球座4003時(shí)，液流便進(jìn)入油管1內(nèi)，并通過(guò)油管1返回地 面，實(shí)現(xiàn)了不動(dòng)井下油管柱的情況下反循環(huán)洗井。
權(quán)利要求一種大排量電潛螺桿泵采油設(shè)備，它包括有井下電機(jī)，井下電機(jī)保護(hù)器，螺桿泵，彈性扶正器，井下轉(zhuǎn)動(dòng)式機(jī)械傳動(dòng)裝置，井下電纜，其特征是在井下電機(jī)的尾部設(shè)置有一彈性扶正器，在井下電機(jī)上部依次串聯(lián)有井下電機(jī)保護(hù)器，井下轉(zhuǎn)動(dòng)式機(jī)械傳動(dòng)裝置，錨定裝置，螺桿泵，錨定裝置；在螺桿泵外殼上至少套裝有兩個(gè)彈性扶正器；所述的錨定裝置包括液缸、帶有錐體的中心管，錐體的上部與液缸之間連接有剪釘，錐體的下部與液缸之間連有支撐塊；所述的井下轉(zhuǎn)動(dòng)式機(jī)械傳動(dòng)裝置包括傳動(dòng)裝置外殼，在傳動(dòng)裝置外殼內(nèi)的上端設(shè)有與井下螺桿泵負(fù)載的輸出端接頭，該輸出端接頭向下依次連接有開(kāi)式結(jié)構(gòu)鼓型齒聯(lián)軸器，6 8列軸承串聯(lián)組合的止退式軸承節(jié)，帶有隔層的補(bǔ)償式潤(rùn)滑油油箱，行星齒輪變速器及與井下電機(jī)連接的輸入端接頭；所述的井下電機(jī)包括電機(jī)定子、電機(jī)轉(zhuǎn)子、電機(jī)轉(zhuǎn)子扶正軸承、定子腔內(nèi)壁，在電機(jī)轉(zhuǎn)子扶正軸承外環(huán)上的槽內(nèi)還設(shè)置有膨脹膠圈；所述開(kāi)式結(jié)構(gòu)鼓型齒聯(lián)軸器內(nèi)部設(shè)置具有1.0 2.5毫米頂隙和側(cè)隙的重載齒輪副，其中部還設(shè)置有一利用泵軸軸向力碾碎砂子的承重球；所述的軸承串聯(lián)組合的止退式軸承節(jié)為采用6 8組內(nèi)隔圈及所對(duì)應(yīng)的外隔圈按等差數(shù)列比例依次向下傳遞軸向力的，等差數(shù)列比例的數(shù)值是1；所述的帶有隔層的補(bǔ)償式潤(rùn)滑油油箱為在油箱的膠囊內(nèi)部固設(shè)有一用來(lái)平衡兩側(cè)壓力的浮動(dòng)隔層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大排量電潛螺桿泵采油設(shè)備，其特征是所述的行星齒輪變 速器為行星齒輪減速變速器，其減速部份包括機(jī)械傳動(dòng)裝置外殼、輸入軸、行星架、齒輪、 齒輪聯(lián)軸器，輸入軸和行星架與機(jī)械傳動(dòng)裝置外殼之間均設(shè)置有角接觸球軸承。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大排量電潛螺桿泵采油設(shè)備，其特征是內(nèi)外隔圈選用不同 彈性模量的材料，材料為合金鋼、銅合金或/和鈦合金。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大排量電潛螺桿泵采油設(shè)備，其特征是該錨定裝置為依靠 螺桿泵自身泵壓工作的液壓式錨定裝置，在兩個(gè)液壓式錨定裝置之間還連通有導(dǎo)壓管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大排量電潛螺桿泵采油設(shè)備，其特征是在支撐塊的外表面 設(shè)置有一層軟金屬。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大排量電潛螺桿泵采油設(shè)備，其特征是所述的軟金屬為銅 或鉛。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大排量電潛螺桿泵采油設(shè)備，其特征是在錨定裝置的上部 還連接有一借助于液壓打開(kāi)的油管泄油器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的大排量電潛螺桿泵采油設(shè)備，其特征是該油管泄油器外殼 的下部設(shè)置有一帶斜面的球座滑套，球座滑套與油管泄油器外殼之間連接有帶泄油孔的剪 釘，球座滑套上部的斜面處設(shè)有一重球。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大排量電潛螺桿泵采油設(shè)備，其特征是在錨定裝置的下部 還連接有一泵上反循環(huán)洗井閥。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的大排量電潛螺桿泵采油設(shè)備，其特征是該下部泵上反循環(huán) 洗井單向閥包括有一閥體，在閥體內(nèi)下部設(shè)有洗井液通道，該洗井液通道上部依次設(shè)置有 球座，閥球及液壓頂開(kāi)壓簧。
專(zhuān)利摘要一種大排量電潛螺桿泵采油設(shè)備，與現(xiàn)有電潛螺桿泵采油設(shè)備相比，其技術(shù)要點(diǎn)是屬于大排量系列，也主要包括井下電機(jī)、井下轉(zhuǎn)動(dòng)式機(jī)械傳動(dòng)裝置和井下螺桿泵等，但本實(shí)用新型的技術(shù)方案要點(diǎn)是井下螺桿泵通過(guò)井下轉(zhuǎn)動(dòng)式機(jī)械傳動(dòng)裝置與井下多極電機(jī)聯(lián)結(jié)，采用了高轉(zhuǎn)矩輸出并抗振的井下多極電機(jī)，采用了高轉(zhuǎn)矩輸出并抗振的帶有開(kāi)式結(jié)構(gòu)鼓型齒聯(lián)軸器、串聯(lián)組合的止退式軸承節(jié)、補(bǔ)償式潤(rùn)滑油油箱的井下轉(zhuǎn)動(dòng)式機(jī)械傳動(dòng)裝置，通過(guò)錨定裝置將螺桿泵剛性固定在油井套管壁上，采用了液壓式油管泄油器解決大斜度井或水平井的油管泄油問(wèn)題，通過(guò)這些技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)了電潛螺桿泵的大排量化，所以本實(shí)用新型可用于對(duì)電潛螺桿泵有大排量(200m3/d以上)要求的油井。
文檔編號(hào)E21B43/01GK201679486SQ201020206008
公開(kāi)日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
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