CN210289730U - 一种具有双螺旋结构的机械采油机构及*** - Google Patents

Abstract

本申请实施例属于机械采油技术领域，涉及一种具有双螺旋结构的机械采油机构及***。本申请提供的具有双螺旋结构的机械采油机构包括定子及转子；所述定子内腔设有通道，所述转子转动连接于所述定子内，所述定子与所述转子之间形成腔室，所述转子在一驱动机构的驱动下在所述定子内转动，以对所述腔室内的液体进行举升。由于定子与转子间存在间隙，转子在定子内运动时与定子不接触，从而定子及转子不会产生磨损，提升了定子及转子的寿命；由于定子与转子间隙的存在，适合在稠油含砂的环境进行举升；定子和转子均为金属结构，能适应高温环境下作业；双螺旋结构的设计及形成的密封结构具有气液混输的特点，可以在高含气井进行工作。

Description

一种具有双螺旋结构的机械采油机构及***

技术领域

本申请涉及机械采油技术，更具体的说，特别涉及一种具有双螺旋结构的机械采油机构及***。

背景技术

原油一般都存在地下几百米甚至几千米的地层中，在油田的开采中，需要利用不同的机械设备把地下的原油或者其他含固体的气液混合体举升到地面，这个过程叫机械采油。

机械采油的有杆泵分为柱塞泵、螺杆泵等，应用广，但是在大斜度井、水平井况不适应，易产生杆管偏磨，影响工作寿命，而且，螺杆泵定子的橡胶不耐高温，H2S、CO2对定子橡胶也会产生致命影响。

无杆泵有潜油电泵、潜油螺杆泵、潜油柱塞泵等，潜油螺杆泵定子橡胶不耐高温，潜油柱塞泵在砂、垢环境中易卡泵；潜油电泵对于高含气井，不能适应，因气阻而泵效低，甚至无法正常工作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有双螺旋结构的机械采油机构及***，由于定子与转子间存在间隙，转子在定子内运动时与定子不接触，从而定子及转子不会产生磨损，提升了定子及转子的寿命；由于定子与动子间隙的存在，适合稠油含砂的环境举升。

为了解决以上提出的问题，本实用新型实施例提供了如下所述的技术方案：

一种具有双螺旋结构的机械采油机构，

包括定子及转子；

所述定子内腔设有通道，所述转子转动连接于所述定子内，所述定子与所述转子之间形成腔室，所述转子在一驱动机构的驱动下在所述定子内转动，以对所述腔室内的液体进行举升。

进一步地，所述通道为形成于所述定子内壁上的螺旋形的通道，所述转子外周设有与所述通道形状适配的螺旋形且在所述通道内转动的叶片，所述螺旋形的通道及螺旋形的叶片形成双螺旋结构，所述腔室由所述通道与所述叶片的间隙形成，所述双螺旋结构及腔室形成密封结构。

进一步地，所述具有双螺旋结构的机械采油机构还包括扶正机构，所述扶正机构可拆卸连接于所述定子端部。

进一步地，所述具有双螺旋结构的机械采油机构包括多级单元，每个单元包括定子、转子及扶正机构，所述具有双螺旋结构的机械采油机构通过多级单元串连而成。

进一步地，所述扶正机构为刚性扶正机构或者非刚性扶正机构，所述扶正机构两端设有止口，所述定子两端设有与所述止口卡接的卡块。

进一步地，所述定子及转子由金属材料制成，所述定子及转子的长度为200-400mm,所述扶正机构的长度为20-80mm。

进一步地，所述具有双螺旋结构的机械采油机构还包括驱动机构及传动轴，所述转子套设于所述传动轴上，所述转子通过键与所述传动轴连接，所述传动轴转动连接于所述扶正机构上，在定子两端的扶正机构对传动轴进行扶正，所述驱动机构通过传动轴，驱动转子在所述定子内转动。

为了解决以上提出的技术问题，本实用新型实施例还提供了一种具有双螺旋结构的机械采油机构,采用了如下所述的技术方案：

一种具有双螺旋结构的机械采油机构，

包括多级单元，每个单元包括定子、转子及扶正机构，所述具有双螺旋结构的机械采油机构通过多级单元串连而成，所述定子内腔设有螺旋形的通道，所述转子外周设有与所述通道形状适配的螺旋形且在所述通道内转动的叶片，所述螺旋形的通道及螺旋形的叶片形成双螺旋结构，所述转子转动连接于所述定子内，所述通道与所述叶片之间形成腔室，所述双螺旋结构及腔室形成密封结构，所述双螺旋结构的机械采油机构还包括驱动机构及传动轴，所述转子套设于所述传动轴上，所述传动轴转动连接于所述扶正机构上，在定子两端的扶正机构对传动轴进行扶正，所述驱动机构通过传动轴，驱动转子在所述定子内转动，以对所述腔室内的液体进行举升。

为了解决以上提出的技术问题，本实用新型实施例还提供了一种机械采油***,采用了如下所述的技术方案：

一种机械采油***，包括：

输油管及如上所述的具有双螺旋结构的机械采油机构。

与现有技术相比，本实用新型实施例主要有以有益下效果：

一种具有双螺旋结构的机械采油机构及***,定子与转子存在间隙并形成腔室，在驱动机构的驱动下，转子在定子内转动，对腔室内的液体做功，具有动能的液体沿着定子内腔的通道加速流动，产生一定的势能并通过多个串连的单元进行累加，当累加的势能达到一定程度时，实现对液体的举升。由于定子与转子间存在间隙，转子在定子内运动时与定子不接触，从而定子及转子不会产生磨损，提升了定子及转子的寿命；由于定子与转子间隙的存在，适合在稠油含砂的环境进行举升；定子和转子均为金属结构，能适应高温环境下作业；双螺旋结构的设计及形成的密封结构具有气液混输的特点，可以在高含气井进行工作。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图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他的附图。

图1为本实用新型实施例中具有双螺旋结构的机械采油机构的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例中具有双螺旋结构的机械采油机构的剖视图；

图3为本实用新型实施例中转子的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中定子的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中定子的剖视图；

图6为本实用新型实施例中扶正机构的结构示意图；

图7为本实用新型实施例中扶正机构的剖视图；

图8为本实用新型实施例中驱动机构、传动轴及扶正机构的连接关系示意图；

图9为本实用新型实施例中传动轴的结构示意图。

附图标记说明：

1、定子；11、卡块；2、转子；3、通道；4、叶片；5、扶正机构；51、内圈；52、外圈；53、加强筋；54、止口；6、驱动机构；7、传动轴；8、花键套；9、键槽。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排它的包含。本实用新型的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

在实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本申请实施例提供一种具有双螺旋结构的机械采油机构，

包括定子及转子；

所述定子内腔设有通道，所述转子转动连接于所述定子内，所述定子与所述转子之间形成腔室，所述转子在一驱动机构的驱动下在所述定子内转动，以对所述腔室内的液体进行举升。

本申请实施例提供的具有双螺旋结构的机械采油机构，定子与转子存在间隙并形成腔室，在驱动机构的驱动下，转子在定子内转动，对腔室内的液体做功，具有动能的液体沿着定子内腔的通道加速流动，产生一定的势能，当势能达到一定程度时，实现对液体的举升。由于定子与转子间存在间隙，转子在定子内运动时与定子不接触，从而定子及转子不会产生磨损，提升了定子及转子的寿命；由于定子与转子间隙的存在，适合在稠油含砂的环境进行举升；定子上无需设置橡胶，防止在高温环境下受到损伤，从而能适应高温环境下作业；具有气液混输的特点，可以在高含气井进行工作。

基于上述的具有双螺旋结构的机械采油机构，本申请实施例还提供一种机械采油***，包括：

输油管及如上所述的具有双螺旋结构的机械采油机构。

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型方案，下面将参照相关附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例

一种具有双螺旋结构的机械采油机构，如图1至图9所示，

包括定子1及转子2；所述定子1内腔设有通道3，所述转子2转动连接于所述定子1内，所述定子1与所述转子2之间形成腔室，所述转子2在一驱动机构6的驱动下在所述定子1内转动，以对所述腔室内的液体进行举升。

本实用新型实施例提供的具有双螺旋结构的机械采油机构，定子1与转子2存在间隙并形成腔室，在驱动机构6的驱动下，转子2在定子1内转动，对腔室内的液体做功，具有动能的液体沿着定子1内腔的通道3加速流动，产生一定的势能，当势能达到一定程度时，实现对液体的举升。由于定子1与转子2间存在间隙，转子2在定子1内运动时与定子1不接触，从而定子1及转子2不会产生磨损，提升了定子1及转子2的寿命；由于定子1与转子2间隙的存在，适合在稠油含砂的环境进行举升；定子1上无需设置橡胶，防止在高温环境下受到损伤，从而能适应高温环境下作业；具有气液混输的特点，可以在高含气井进行工作。

具体如图3至图5，所述通道3为形成于所述定子1内壁上的螺旋形的通道3，所述转子2外周设有与所述通道3形状适配的螺旋形且在所述通道3内转动的叶片4，所述螺旋形的通道3及螺旋形的叶片4形成双螺旋结构，所述腔室由所述通道3与所述叶片4的间隙形成，所述双螺旋结构及腔室形成迷宫式密封结构。

定子1内设置有螺旋形的通道3，转子2外周设置有螺旋形的叶片4，形成双螺旋结构，通道3与叶片4的间隙形成腔室，结合图8，当螺旋形的叶片4在驱动机构6的驱动下高速旋转时，对通道3与叶片4所形成的腔室内的液体做功，具有动能的液体沿着定子1内腔的螺旋形通道3加速流动，产生一定的势能，当势能达到一定程度时，就可以实现举升目的。由于螺旋形的叶片4与螺旋形的通道3间存在间隙，转子2在定子1内运动时与定子1不接触，避免了定子1及转子2间的磨损，提升了定子1及转子2的寿命，由于叶片4与通道3间隙的存在，在举升具有颗粒的液体时不容易卡泵，适合在稠油含砂的环境进行举升；双螺旋结构的设计及形成的迷宫式密封结构具有气液混输的特点，可以在高含气井进行工作。

进一步地，通过转子2的转动，使得螺旋形的叶片4转动，螺旋形的叶片4在对螺旋形的通道3内的液体举升的同时起到一定的搅拌作用，从而使得采油过程中液体不会因为凝结堆积而造成堵塞。

具体如图6至图7，所述具有双螺旋结构的机械采油机构还包括扶正机构5，所述扶正机构5可拆卸连接于所述定子1端部，扶正机构5的设置，以对定子1及转子2进行良好的支撑，防止定子1和转子2在运动时偏心，使定子1和转子2保持在中心位置，降低了由于偏心导致的摩擦损耗，有效提高了具有双螺旋结构的机械采油机构的寿命。

所述扶正机构5为刚性扶正机构5或者非刚性扶正机构5。

本实用新型实施例中，所述扶正机构5两端设有止口54，结合图5，所述定子1两端设有与所述止口54卡接的卡块11，所述扶正机构5与所述定子1之间设有密封材料，所述扶正机构5包括外圈52及内圈51，所述外圈52与定子1连接，所述外圈52对定子1提供支撑作用，所述内圈51与传动轴7转动连接，所述内圈51对所述传动轴7提供支撑作用，所述外圈52与内圈51之间设置有加强筋53。

扶正机构5的设置，有效对定子1及转子2进行扶正，并且避免定子1和转子2的剧烈震动，从而改善具有双螺旋结构的机械采油机构的工作状态，并且安装拆卸快捷方便，使用寿命长。

结合图8及图9，所述具有双螺旋结构的机械采油机构还包括驱动机构6及传动轴7，所述转子2为空心轴，所述转子2套设于所述传动轴7上，所述转子2通过键与所述传动轴7固定连接，所述传动轴7转动连接于所述扶正机构5上。定子1两端的扶正机构5对传动轴7进行扶正，所述驱动机构6通过传动轴7，驱动转子2在所述定子1内转动。驱动机构6可为电机，传动轴7与电机的输出轴连接，并在驱动机构6的驱动下转动，所述传动轴7上开设有键槽9，所述传动轴7通过键套8与电机的输出轴连接。从而在驱动机构6的驱动下，带动转子2在定子1内旋转。

本实用新型实施例中，所述具有双螺旋结构的机械采油机构包括多级单元，每个单元包括定子1、转子2及扶正机构5，所述具有双螺旋结构的机械采油机构通过多级单元串连而成，每个单元之间通过定子1及扶正机构5串连。

扶正机构5设置在定子1的端部，转子2设置在定子1内，定子1、转子2及扶正机构5构成一级单元，多个单元通过定子1及扶正机构5依次串连，多个转子2与传动轴7固定并设置在定子1内，传动轴7与扶正机构5转动连接，使具有双螺旋结构的机械采油机构可组装成各种长度，安装拆卸较为方便，可适应不同深度的工作环境，从而使具有双螺旋结构的机械采油机构的应用更为广泛范围。

在驱动机构6的驱动下，转子2在定子1内转动，对腔室内的液体做功，具有动能的液体沿着定子1内腔的通道加速流动，产生一定的势能并通过多个串连的单元进行累加，当累加的势能达到一定程度时，实现对液体的举升。本实用新型实施例中，通过多个定子1和多个扶正机构5的串连，多个扶正机构5沿定子1的轴向间隔排列，以对定子1及转子2进行良好的支撑，并且能够对定子1及转子2进行均匀的支撑，进一步防止定子1和转子2在运动时偏心，使定子1和转子2保持在中心位置，降低了由于偏心导致的摩擦损耗，有效提高了具有双螺旋结构的机械采油机构的寿命。

所述定子1及转子2由金属材料制成。本实用新型实施例中，定子1及转子2由耐腐蚀的金属材料制成，防止在高温环境下受到损伤和腐蚀，能适应高温环境下作业。

所述定子1及转子2的长度为200-400mm。本实施方式中，所述定子1及转子2的长度大于或等于200mm且小于或等于400mm。所述定子1及转子2的长度可以为200mm至400mm之间的任意值。例如，所述定子1及转子2的长度可以为200mm、250mm、280mm、300mm、350mm、400mm，或者为上述任意两个数值所界定的数值范围内的任意值。本实施例中，所述定子1及转子2的长度为250mm。

所述扶正机构5的长度为20-80mm。本实施方式中，所述扶正机构5的长度大于或等于20mm且小于或等于80mm。所述扶正机构5的长度可以为20mm至80mm之间的任意值。例如，所述扶正机构5的长度可以为20mm、30mm、40mm、50mm、60mm、70mm、80mm，或者为上述任意两个数值所界定的数值范围内的任意值。本实施例中，所述扶正机构5的长度为50mm。

工作原理：定子1内壁设置有螺旋形的通道3，转子2外周设置有螺旋形的叶片4，螺旋形的叶片4与螺旋形的通道3形状适配，形成双螺旋结构，并且螺旋形的通道3与螺旋形的叶片4之间形成腔室；扶正机构5设置在定子1的端部，转子2设置在定子1内，定子1、转子2及扶正机构5构成一级单元，具有双螺旋结构的机械采油机构通过多级单元串连而成，多级单元通过定子1及扶正机构5依次串连，多个转子2与传动轴7固定并设置在定子1内，传动轴7与扶正机构5转动连接，从而形成多级，使具有双螺旋结构的机械采油机构可组装成各种长度。

当驱动机构6带动传动轴7转动，带动固定于传动轴7上的转子2转动，从而带动螺旋形的叶片4转动，当螺旋形的叶片4高速旋转时，对通道3与叶片4所形成的腔室内的液体做功，具有动能的液体沿着定子1内腔的螺旋形通道3加速流动，产生一定的势能并通过多个串连的单元进行累加，当累加的势能达到一定程度时，就可以实现举升目的。

通过多个定子1和多个扶正机构5的串连，多个扶正机构5沿定子1的轴向间隔排列，以对定子1及转子2进行良好的支撑，并且能够对定子1及转子2进行均匀的支撑，进一步防止定子1和转子2在运动时偏心，使定子1和转子2保持在中心位置，降低了由于偏心导致的摩擦损耗，有效提高了具有双螺旋结构的机械采油机构的寿命。

为了解决以上提出的技术问题，本实用新型实施例还提供了一种机械采油***,采用了如下所述的技术方案：

一种机械采油***，包括：

输油管及如上所述的具有双螺旋结构的机械采油机构。

所述输油管套设于所述定子1的出口端上，所述驱动机构6的输出端与传动轴7固定连接，以驱动固定在传动轴7上的多个转子2同步转动，本实用新型实施例提供的机械采油***，由于螺旋形的叶片4与螺旋形的通道3间存在间隙，转子2在定子1内运动时与定子1不接触，避免了定子1及转子2间的磨损，提升了定子1及转子2的寿命，由于叶片4与通道3间隙的存在，在举升具有颗粒的液体时不容易卡泵；当驱动机构6带动螺旋形的叶片4高速旋转时，对通道3与叶片4所形成的腔室内的液体做功，具有动能的液体沿着定子1内腔的螺旋形通道3加速流动，从最上层的定子1的出口端流入输油管中，最终通过输油管输出。

显然，以上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，附图中给了本实用新型的较佳实施例，但并不限制本实用新型的专利范围。本实用新型可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员而言，其依然可以对前述各具体实施方式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等效替换。凡是利用本实用新型说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本实用新型专利保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有双螺旋结构的机械采油机构，其特征在于，

包括定子及转子；

所述定子内腔设有通道，所述转子转动连接于所述定子内，所述定子与所述转子之间形成腔室，所述转子在一驱动机构的驱动下在所述定子内转动，以对所述腔室内的液体进行举升。

2.根据权利要求1所述的具有双螺旋结构的机械采油机构，其特征在于，

所述通道为形成于所述定子内壁上的螺旋形的通道，所述转子外周设有与所述通道形状适配的螺旋形且在所述通道内转动的叶片，所述螺旋形的通道及螺旋形的叶片形成双螺旋结构，所述腔室由所述通道与所述叶片的间隙形成，所述双螺旋结构及腔室形成密封结构。

3.根据权利要求1所述的具有双螺旋结构的机械采油机构，其特征在于，

所述具有双螺旋结构的机械采油机构还包括扶正机构，所述扶正机构可拆卸连接于所述定子端部。

4.根据权利要求3所述的具有双螺旋结构的机械采油机构，其特征在于，

所述具有双螺旋结构的机械采油机构包括多级单元，每个单元包括定子、转子及扶正机构，所述具有双螺旋结构的机械采油机构通过多级单元串连而成。

5.根据权利要求3所述的具有双螺旋结构的机械采油机构，其特征在于，

所述扶正机构为刚性扶正机构或者非刚性扶正机构，所述扶正机构两端设有止口，所述定子两端设有与所述止口卡接的卡块。

6.根据权利要求3所述的具有双螺旋结构的机械采油机构，其特征在于，

所述定子及转子由金属材料制成，所述定子及转子的长度为200-400mm,所述扶正机构的长度为20-80mm。

7.根据权利要求3所述的具有双螺旋结构的机械采油机构，其特征在于，

所述具有双螺旋结构的机械采油机构还包括驱动机构及传动轴，所述转子套设于所述传动轴上，所述转子通过键与所述传动轴连接，所述传动轴转动连接于所述扶正机构上，在定子两端的扶正机构对传动轴进行扶正，所述驱动机构通过传动轴，驱动转子在所述定子内转动。

8.一种具有双螺旋结构的机械采油机构，其特征在于，

包括多级单元，每个单元包括定子、转子及扶正机构，所述具有双螺旋结构的机械采油机构通过多级单元串连而成，所述定子内腔设有螺旋形的通道，所述转子外周设有与所述通道形状适配的螺旋形且在所述通道内转动的叶片，所述螺旋形的通道及螺旋形的叶片形成双螺旋结构，所述转子转动连接于所述定子内，所述通道与所述叶片之间形成腔室，所述双螺旋结构及腔室形成密封结构，所述双螺旋结构的机械采油机构还包括驱动机构及传动轴，所述转子套设于所述传动轴上，所述传动轴转动连接于所述扶正机构上，在定子两端的扶正机构对传动轴进行扶正，所述驱动机构通过传动轴，驱动转子在所述定子内转动，以对所述腔室内的液体进行举升。

9.一种机械采油***，其特征在于，

包括输油管及如权利要求1-8任意一项所述的具有双螺旋结构的机械采油机构。

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