CN205064257U - 全金属螺杆泵以及采油装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及螺杆泵，提供一种全金属螺杆泵，包括金属转子以及套设于所述金属转子上的金属定子，所述金属定子的内壁与所述金属转子的外壁间隙配合，所述金属定子的内壁加工有与所述金属转子的外壁相适应的导程型线，所述金属定子与所述金属转子围合形成螺旋型腔，且所述金属定子的外壁为与所述导程型线相同的螺旋曲面；本实用新型还提供一种采油装置，包括上述螺杆泵。本实用新型的螺杆泵为全金属，可有效改善螺杆泵在工作时的散热问题，进而可保证螺杆泵的线型以及密封性能，同时由于金属定子的物理稳定性较高，可以满足高温环境工作，将其应用于采油装置中时，可适用于重质稠油的热采以及深井抽采。

Description

全金属螺杆泵以及采油装置

技术领域

本实用新型涉及螺杆泵，尤其涉及一种全金属螺杆泵以及采油装置。

背景技术

我国自20世纪801年代开始引进和研发地面驱动单螺杆抽油泵采油技术以来，实践证明它因具有初始投资少、地面装置结构简单、安装方便、占地面积小、泵效高等颇受各油田的重视，并得到发展。是目前最广泛使用的一种釆油设备。但由于该泵的主要零件--定子，均由橡胶制成承压能力低不耐磨不能耐高温过热会引起定子橡胶退化而烧损，出现溶胀、温胀甚至与定子钢套削离，导致泵的寿命降低，严重影响了该技术的在重质稠油热采中的推广应用，使常规螺杆泵的橡胶定子满足不了重质稠油热采中高温井的需要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种全金属螺杆泵，旨在用于解决现有的螺杆泵不易热采重质稠油的问题。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型提供一种全金属螺杆泵，包括金属转子以及套设于所述金属转子上的金属定子，所述金属定子的内壁与所述金属转子的外壁间隙配合，所述金属定子的内壁加工有与所述金属转子的外壁相适应的导程型线，所述金属定子与所述金属转子围合形成螺旋型腔，且所述金属定子的外壁为与所述导程型线相同的螺旋曲面。

进一步地，所述金属定子的内壁与所述金属转子的外壁均具有氮化处理层。

进一步地，所述金属转子包括螺旋杆以及设置于所述螺旋杆一端部的连接头，所述金属定子套设于所述螺旋杆上，所述连接头由所述金属定子内伸出，且所述螺旋杆具有沿其长度方向贯穿的第一通道，所述连接头具有与所述第一通道连通且贯穿所述连接头的第二通道。

具体地，所述连接头为直管，所述金属定子靠近所述连接头的端部具有可与所述连接头外表面部分贴合的直管结构。

进一步地，沿长度方向所述螺旋杆的壁厚与所述连接头的壁厚相等。

进一步地，所述螺旋杆与所述连接头一体成型。

进一步地，所述第一通道远离所述第二通道的端部处设置有热洗阀。

具体地，所述金属定子为等壁厚的螺旋结构。

本实用新型实施例还提供一种采油装置，包括抽油杆，还包括上述的螺杆泵，所述金属转子的其中一端部传动连接至所述抽油杆。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的螺杆泵中，转子与定子均为金属材料制成，两者之间也没有增设塑胶衬套，即螺杆泵整体为全金属，可有效改善螺杆泵在工作时的散热问题，进而可保证螺杆泵的线型以及密封性能，同时由于金属定子的物理稳定性较高，可以满足高温环境工作，另外将金属定子的内壁与外壁均加工为螺旋曲面，在方便与金属转子的配合时，还具有较大的散热面积，可进一步提高螺杆泵的散热性能。当将这种结构的螺杆泵应用于采油装置中，其能够适用于重质稠油的热采以及深井抽采。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的全金属螺杆泵的结构示意图；

图2为图1的全金属螺杆泵的截面示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1以及图2，本实用新型实施例提供全金属螺杆泵，包括金属转子1以及金属定子2，即螺杆泵的转子与定子均为金属材料制成，将金属定子2套设于金属转子1外侧，金属定子2的内壁与金属转子1的外壁之间形成间隙配合，在金属定子2的内壁上加工有导程型线21，导程型线21可与金属转子1的外壁相适应，即通过该导程型线21使得金属转子1与金属定子2可进行联动，金属定子2与金属转子1之间围合形成有螺旋型腔22，即金属定子2的导程型线21为螺旋曲面，在金属转子1的旋转作用下螺旋型腔22位置逐渐改变，以起到驱动其内液体或者气体的作用，对于金属定子2的外壁也加工为与导程型线21相同的螺旋曲面。本实用新型中，金属转子1与金属定子2之间没有夹设塑胶衬套，即螺杆泵为全金属，金属转子1与金属定子2直接配合联动，由于两者均为金属材质制成，具有较强的耐磨特性，可保证螺杆泵的使用寿命，另外由于金属材质，金属定子2的承压能力强，耐高温性能也比较高，这种结构的螺杆泵可进行重质稠油的热采以及深井抽采，另外将金属定子2的外壁也加工为螺旋曲面，可有效增加金属定子2外壁的散热面积，提高螺杆泵的散热性能。

优化上述实施例，金属定子2的内壁与金属转子1的外壁均具有氮化处理层。在制备金属定子2与金属转子1之前，可预先对其表面进行氮化处理，将氮原子渗入金属定子2的内壁表面以及金属转子1的外壁表面，而经过氮化处理后的金属定子2与金属转子1均具有较强的耐磨、耐腐蚀以及耐高温等特性，能够满足350度以上的工作环境，不但可以有效降低金属转子1与金属转子1工作时产生的损耗，延长螺杆泵的使用寿命，同时还可进一步适用于重质稠油的热采。

参见图1，进一步地，金属转子1包括螺旋杆11以及连接头12，连接头12通常设置于螺旋杆11沿其长度方向的一端部，螺旋杆11的整体以螺旋的方式沿长度方向延伸形成，其主要是金属转子1与外界的连接部件，螺旋杆11具有沿其长度方向贯穿的第一通道111，而连接头12也具有将其贯穿的第二通道121，且第一通道111与第二通道121连通，在沿长度方向螺旋杆11与连接头12的各处壁厚均相等。本实施例中，将金属转子1的结构细化，金属定子2套设于螺旋杆11上，而连接头12则由金属定子2内伸出用于连接安装其它部件，螺旋杆11的螺旋曲面与金属定子2的内壁配合。又螺旋杆11的第一通道111与连接头12的第二通道121连通，即金属转子1整体沿其长度方向为中空，对此这种结构的金属转子1不但可以像传统的转子与定子配套使用，同时还通过第一通道111与第二通道121在旋转的过程中产生另外的功能，比如既可将其作为压力测试传递通道，又可作为清防蜡热洗通道。

进一步地，连接头12为直管，金属定子2靠近连接头12的端部也具有可与连接头12外表面部分贴合的直管结构。连接头12为直管，其壁厚与螺旋杆11的壁厚相等，即金属转子1整体也为等壁厚，等壁厚金属定子2和等壁厚金属转子1配合使用，可连续运行时间长，参数无变化，其在运动过程中的温胀均匀，抗变形能力均得到提高，螺杆泵工作时的散热性能得到改善，延长了使用寿命。金属定子2的端部具有直管结构，在联动的过程中其可与连接头12具有较大的贴合面积，可保证金属定子2与金属转子1之间的密封性能。

进一步地，螺旋杆11与连接头12为一个整体，两者为一体成型制成。制作时，可采用石油用合金钢管，在选择合适的压模后使用压力机一次挤压成型螺旋杆11与连接头12，其不但加工方便，而且还可以减少对材料的损耗。金属转子1制作时，主要是确定单步进给量，此参数涉及钢管压制过程中的收缩及延伸，计算不准确时，依据统计数值确定，进给量与旋转量的匹配要依据螺杆泵导程决定，导程为关键值，其测量方法应用接近法，亦用平均法校核。对于金属定子2的制备过程也与金属转子1相类似，选用石油用合金钢管压制成型，工艺简单，材料损耗非常小。

再次参见图1，优化上述实施例，在螺旋管上设置有热洗阀(图中未示出)，具体将其安设于第一通道111远离第二通道121的端部处。本实施例中，在空心的金属转子1上增设热洗阀，热洗阀与第一通道111以及第二通道121配套使用，在将该螺杆泵应用于油井中时，可实现不提金属转子1即可进行大排量、快速热洗清防蜡工艺。当然还可在螺旋管上设置有测压阀，通过第一通道111与第二通道121配合使用，可实现压力测试功能。

进一步地，金属定子2采用等壁厚的结构形式，金属定子2外壁与其内壁具有相同的螺旋线性。等壁厚金属定子2和等壁厚金属转子1配合使用，可连续运行时间长，参数无变化，其在运动过程中的温胀均匀，抗变形能力均得到提高，螺杆泵工作时的散热性能得到改善，延长了使用寿命。

本实用新型实施例还提供一种采油装置，包括抽油杆以及上述的螺杆泵，金属转子1的其中一端部传动连接至抽油杆，具体为金属转子1的连接头12连接至抽油杆。本实施例中，将上述的螺杆泵应用于采用装置中，不但可以进行正常的采油动作，同时还可借助金属转子1的第一通道111与第二通道121了解油层供液能力的变化，且可以通过金属转子1上安装的热洗阀轻松卸掉螺杆泵受到的卸扣扭矩。另外由于金属定子2的承压能力比较大，制备时长度可较短，以满足深井抽采的需要，同时由于全金属以及氮化处理，散热性能好，可抗350度以上高温，而且还使得螺杆泵具有较强的耐磨性和耐磨腐蚀性，这种结构的采油装置可热采高质稠油。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种全金属螺杆泵，其特征在于：包括金属转子以及套设于所述金属转子上的金属定子，所述金属定子的内壁与所述金属转子的外壁间隙配合，所述金属定子的内壁加工有与所述金属转子的外壁相适应的导程型线，所述金属定子与所述金属转子围合形成螺旋型腔，且所述金属定子的外壁为与所述导程型线相同的螺旋曲面。

2.如权利要求1所述的全金属螺杆泵，其特征在于：所述金属定子的内壁与所述金属转子的外壁均具有氮化处理层。

3.如权利要求1所述的全金属螺杆泵，其特征在于：所述金属转子包括螺旋杆以及设置于所述螺旋杆一端部的连接头，所述金属定子套设于所述螺旋杆上，所述连接头由所述金属定子内伸出，且所述螺旋杆具有沿其长度方向贯穿的第一通道，所述连接头具有与所述第一通道连通且贯穿所述连接头的第二通道。

4.如权利要求3所述的全金属螺杆泵，其特征在于：所述连接头为直管，所述金属定子靠近所述连接头的端部具有可与所述连接头外表面部分贴合的直管结构。

5.如权利要求3所述的全金属螺杆泵，其特征在于：沿长度方向所述螺旋杆的壁厚与所述连接头的壁厚相等。

6.如权利要求3所述的全金属螺杆泵，其特征在于：所述螺旋杆与所述连接头一体成型。

7.如权利要求3所述的全金属螺杆泵，其特征在于：所述第一通道远离所述第二通道的端部处设置有热洗阀。

8.如权利要求1所述的全金属螺杆泵，其特征在于：所述金属定子为等壁厚的螺旋结构。

9.一种采油装置，包括抽油杆，其特征在于：还包括如权利要求1-8任一项所述的螺杆泵，所述金属转子的其中一端部传动连接至所述抽油杆。