CN107023458B - 一种井下潜油隔膜泵 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种井下潜油隔膜泵，电动机旋转通过联轴器和传动轴带动锥形小齿轮和锥形大齿轮转动，二个锥形齿轮形成一个减速机构，动力经减速机构减速、转换后，驱动偏心轴带动连杆柱塞做往复运动，将电动机的旋转运动转化为连杆柱塞的往复直线运动，当连杆柱塞上下往复直线运动推动液压油升压，使得膜片传递压力到隔膜腔体的工作介质，工作介质受压作用下打开排液阀，将介质排出，同时关闭进液阀总成，如此往复实现工作介质的吸入和排出。可在井况复杂的低产井中实现智能、高效、节能、安全、可靠的连续采油。
Description
技术领域
本发明属于动力机械，涉及一种井下潜油隔膜泵，特别是一种用于油田油井开采的无杆抽油泵。
背景技术
针对有杆采油***制造成本高，材料消耗大，运行能耗高，***效率低，管杆偏磨严重，存在断脱、泵卡等故障率较高，维修作业强度量大，安全隐患多等问题，给油田采油管理带来很多麻烦，是机械采油过程中存在的主要难题。为此，近些年国内一些高校、研究院所及相关企业研究开发往复式潜油泵，并在现场开展一系列试验，如长庆油田2008年开始陆续在采油一厂、采油二厂、采油三厂等单位现场试验累计35台，现场试验表明：往复潜油泵泵效达60％以上，***效率高，节能降耗效果显著。但其存在的主要问题是泵体结蜡，起下泵造成电缆损坏频繁，维修作业、更换费用高、柱塞易腐蚀、电动机配置功率大等问题，无法较好的满足油田生产需要。
为了解决现有机采***制造成本高，材料消耗大，运行能耗高，***效率低，管杆偏磨严重，存在断脱、泵卡等故障率较高，维修作业强度量大，安全隐患多等问题，以及往复潜油泵制造成本高、维修作业费用高、柱塞易腐蚀等问题。开发新型结构、节能高效、安全可靠的潜油泵，更好地适应于低产油井，实现油井无杆采油、高效节能、结构简单、维护方便、低成本运行，寻找可靠性高、结构简单实用的采油设备，是本领域技术人员关注的课题之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种井下潜油隔膜泵，以实现油井原油的无杆采油、高效节能、结构简单、维护方便、低成本运行。
为了实现上述任务，本发明采取如下的解决方案：
一种井下潜油隔膜泵，包括进液阀总成、缸体、连杆柱塞、传动箱体、传动轴、联轴器、电动机、锥形小齿轮、锥形大齿轮、偏心轴、弹簧、扶正块、膜片、阀箱、排液阀总成、护套；
其中电动机与传动轴通过联轴器相联接，传动轴与传动箱体之间分别装设有第二密封和第三密封，传动轴轴端装有锥形小齿轮，锥形小齿轮与锥形大齿轮相啮合，锥形大齿轮安装在偏心轴上，偏心轴通过第一轴承安装于传动箱体上，第一轴承装有轴承端盖，传动箱体上设有加油孔***和排油孔***，偏心轴的偏心部位通过第二轴承装有连杆柱塞，连杆柱塞与缸体之间装有第一密封，缸体与传动箱体螺纹连接，连杆柱塞与扶正块之间安装有弹簧，扶正块与膜片相接，缸体与阀箱之间螺纹连接，膜片与阀箱之间形成一个隔膜腔体，阀箱与缸体之间用第一密封圈做平面密封，在缸体设有补油装置；整个泵体外安装护套，护套与阀箱之间用第二密封圈密封，并与阀箱之间用螺纹连接；
电动机旋转通过联轴器和传动轴带动锥形小齿轮和锥形大齿轮转动，二个锥形齿轮形成一个减速机构，动力经减速机构减速、转换后，驱动偏心轴带动连杆柱塞做往复运动，将电动机的旋转运动转化为连杆柱塞的往复直线运动，当连杆柱塞上下往复直线运动推动液压油升压，使得膜片传递压力到隔膜腔体的工作介质，工作介质受压作用下打开排液阀，将介质排出，同时关闭进液阀总成，如此往复实现工作介质的吸入和排出。
进一步地，阀箱上设有进液腔、排液腔、进液阀总成、排液阀总成。
进一步地，通过锥形小齿轮与锥形大齿轮相啮合改变传递方向，锥形大齿轮带动偏心轴转动，将偏心轴的旋转运动转化为连杆柱塞的往复运动；偏心轴利用其偏心部分产生偏心距，以此确定连杆柱塞的往复直线行程。
进一步地，偏心轴与连杆柱塞头之间采用第二轴承联结，使得偏心轴的偏心部位与连杆柱塞头之间产生相对转动，而偏心轴做旋转运动的同时，连杆柱塞头只做上下左右摆动。
进一步地，连杆柱塞与扶正块之间安装有弹簧，膜片采用扶正块扶正，其中膜片采用双膜片。
进一步地，在阀箱上设有线缆通道，缸体和传动箱体上设有电缆槽，可以安装电动机的动力电缆及其他信号、数据传输线缆。
进一步地，在缸体设有补油装置，可根据隔膜腔体液压油的需要及时自动补油，保持膜片前后腔体压力平衡。
进一步地，传动箱体上设有的加油孔***用于减速机构各部件及液压油的加注，排油孔***用于减速机构各部件及液压油的废油的排放。
进一步地，护套上设有进液孔，护套通过第二密封圈将缸体与介质隔离，护套与护罩螺纹连接，用于保护电动机及传动部分。
进一步地，电动机采用普通Y系列异步电动机、永磁同步电动机或其他低速电动机，直接通过联轴器、传动轴传递扭矩动力。
本发明的一种井下潜油隔膜泵技术特点是：
1、电动机可采用普通Y系列异步电动机、永磁同步电动机或其他低速电动机，直接通过联轴器、传动轴传递扭矩动力。
2、采用一对锥形齿轮相啮合改变力的传递方向，将电动机的旋转运动转化为连杆柱塞的往复直线运动。
3、采用偏心轴的结构特点，利用其偏心部分产生偏心距，以此确定连杆柱塞的往复直线行程，同时偏心轴与连杆柱塞头之间采用轴承，使得偏心部位与连杆柱塞头之间产生相对转动，而偏心轴做旋转运动的同时，连杆柱塞头只做上下左右摆动。
4、该泵采用隔膜结构，将介质与运动部件隔离，可以有效保证连杆柱塞柱塞、弹簧等的使用寿命。采用双膜片技术有效延长使用寿命，并可采用泄漏检测技术，有效检测膜片损坏故障，及时检泵维护，防止介质窜入传动部位污染液压油。
5、传动箱体上设有加油孔***用于减速机构各部件及液压油的加注，排油孔***用于减速机构各部件及液压油的废油的排放。
本发明的井下潜油隔膜泵的性能特点是：
1、解决现有机采***制造成本高，材料消耗大，运行能耗高，***效率低，管杆偏磨严重，存在断脱、泵卡等故障率较高，维修作业强度量大，安全隐患多等问题，以及往复潜油泵制造成本高、维修作业费用高、柱塞易腐蚀等问题。实现油井无杆采油、高效节能、低成本运行。
2、该结构是一种容积泵，用于油井的无杆采油、结构简单、维护方便，易损件少，体积小，制造成本低，能实现油井采油的准确计量。
附图说明
图1是本发明的井下潜油隔膜泵结构示意图。
附图标号：进液阀总成(1)、进液腔(2)、缸体(3)、第一密封(4)，连杆柱塞(5)、传动箱体(6)、第一轴承(7)、轴承端盖(8)、传动轴(9)、加油孔***(10)、联轴器(12)、护罩(13)，电动机(14)、排油孔***(15)、第二密封(11)、第三密封(16)、锥形小齿轮(17)、锥形大齿轮(18)、偏心轴(19)、第二轴承(20)、补油装置(21)、弹簧(22)、扶正块(23)、膜片(24)、第一密封圈(25)、隔膜腔体(26)、第二密封圈(27)、线缆通道(28)、阀箱(29)、排液腔(30)、排液阀总成(31)、护套(32)、进液孔(33)。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。
参见附图1，本发明的井下潜油隔膜泵，包括进液阀总成1、缸体3、连杆柱塞5、传动箱体6、传动轴9、联轴器12、电动机14、锥形小齿轮17、锥形大齿轮18、偏心轴19、弹簧22、扶正块23、膜片24、阀箱29、排液阀总成31、护套32。
其中电动机14与传动轴9通过联轴器12相联接，传动轴9与传动箱体6之间分别装设有第二密封11和第三密封16，传动轴9轴端装有锥形小齿轮17，锥形小齿轮17与锥形大齿轮18相啮合，锥形大齿轮18安装在偏心轴19上，偏心轴19通过第一轴承7安装于传动箱体6上，第一轴承7装有轴承端盖8，传动箱体6上设有加油孔***10和排油孔***15，偏心轴19的偏心部位通过第二轴承20装有连杆柱塞5，连杆柱塞5与缸体3之间装有第一密封4，缸体3与传动箱体6螺纹连接，连杆柱塞5与扶正块23之间安装有弹簧22，扶正块23与膜片24相接，缸体3与阀箱29之间螺纹连接，膜片24与阀箱29之间形成一个隔膜腔体26，阀箱29与缸体3之间用第一密封圈25做平面密封，在缸体3设有补油装置21；整个泵体外安装护套32，护套32与阀箱29之间用第二密封圈27密封，并与阀箱29之间用螺纹连接；
电动机14旋转通过联轴器12和传动轴9带动锥形小齿轮17和锥形大齿轮18转动，二个锥形齿轮形成一个减速机构，动力经减速机构减速、转换后，驱动偏心轴19带动连杆柱塞5做往复运动，将电动机14的旋转运动转化为连杆柱塞5的往复直线运动，当连杆柱塞5上下往复直线运动推动液压油升压，使得膜片24传递压力到隔膜腔体26的工作介质，工作介质受压作用下打开排液阀总成31，将介质排出，同时关闭进液阀总成1，如此往复实现工作介质的吸入和排出。
阀箱29上设有进液腔2、排液腔30、进液阀总成1、排液阀总成31。
通过锥形小齿轮17与锥形大齿轮18相啮合改变传递方向，锥形大齿轮18带动偏心轴19转动，将偏心轴19的旋转运动转化为连杆柱塞5的往复运动；偏心轴19利用其偏心部分产生偏心距，以此确定连杆柱塞5的往复直线行程。
偏心轴19与连杆柱塞5头之间采用第二轴承20联结，使得偏心轴19的偏心部位与连杆柱塞5头之间产生相对转动，而偏心轴19做旋转运动的同时，连杆柱塞5头只做上下左右摆动。
连杆柱塞5与扶正块23之间安装有弹簧22，膜片24采用扶正块23扶正，其中膜片24采用双膜片。
在阀箱29上设有线缆通道28，缸体3和传动箱体6上设有电缆槽，可以安装电动机14的动力电缆及其他信号、数据传输线缆。
在缸体3设有补油装置21，可根据隔膜腔体液压油的需要及时自动补油，保持膜片24前后腔体压力平衡。
传动箱体6上设有的加油孔***10用于减速机构各部件及液压油的加注，排油孔***15用于减速机构各部件及液压油的废油的排放。
护套32上设有进液孔33，护套32通过第二密封圈27将缸体3与介质隔离，护套32与护罩13螺纹连接，用于保护电动机14及传动部分。
电动机14采用普通Y系列异步电动机、永磁同步电动机或其他低速电动机，直接通过联轴器12、传动轴9传递扭矩动力。
需要说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换。
凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种井下潜油隔膜泵，包括通过螺纹连接的护套(32)与护罩(13)，以及安装于所述护罩(13)中的电动机(14)与安装于护套(32)中的传动箱体(6)、缸体(3)和阀箱(29)，其特征在于：所述电动机(14)通过联轴器(12)与传动轴(9)连接，所述传动轴(9)与齿轮结构连接；
所述传动箱体(6)通过第一轴承(7)连接有偏心轴(19)，所述偏心轴(19)的转轴处与所述齿轮结构连接，所述偏心轴(19)的偏心部位通过第二轴承(20)连接有连杆柱塞(5)；
所述缸体(3)中设置有扶正块(23)，所述扶正块(23)一侧通过弹簧(22)与所述连杆柱塞(5)连接，另一侧与双层膜片(24)连接，所述双层膜片(24)与阀箱(29)之间形成隔膜腔体(26)；
所述阀箱(29)上设置有进液阀总成(1)和排液阀总成(31)；
所述传动轴(9)与传动箱体(6)之间分别装设有第二密封(11)和第三密封(16)，连杆柱塞(5)与缸体(3)之间装有第一密封(4)，阀箱(29)与缸体(3)之间用第一密封圈(25)做平面密封；护套(32)与阀箱(29)之间用第二密封圈(27)密封；
所述齿轮结构是由相互垂直啮合的锥形小齿轮(17)与锥形大齿轮(18)相啮合以此改变力的传递方向；
所述传动箱体(6)上设有用于加注液压油的加油孔***(10)，和用于排放液压油的排油孔***(15)；
所述缸体(3)上设置有根据隔膜腔体液压油的需要及时自动补油、保持膜片(24)前后腔体压力平衡的补油装置(21)；
所述阀箱(29)上设有线缆通道(28)，缸体(3)和传动箱体(6)上设有电缆槽，可以安装电动机(14)的动力电缆及其他信号、数据传输线缆。
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Granted publication date: 20200728 Termination date: 20210522 |
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