一种带井下驱动转换装置的潜没式抽油泵机组的制作方法
【专利摘要】一种带井下驱动转换装置的潜没式抽油泵机组，包括控制柜，井下驱动装置和抽油泵；井下驱动装置包括位于井下套管内的旋转式潜油电机和井下驱动转换装置；井下驱动转换装置包括外壳、丝杠和推拉杆，推拉杆内部设置有与丝杠相配合的丝母；转换装置外壳内壁上设置有轴向的滑道，推拉杆可在外壳内轴向往复移动；丝杠的一端与潜油电机的电机轴相连接，推拉杆的一端与抽油泵的柱塞相连接；控制柜为潜油电机提供按设置频次换相的电源，井下驱动转换装置将潜油电机产生的左、右旋交变旋转动力转化为直线往复动力驱动抽油泵运行。本发明机组具无杆传动优势；此井下驱动装置比直线潜油电机输出功率大、效率高、适应性强。
【专利说明】一种带井下驱动转换装置的潜没式抽油泵机组
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种潜没式抽油泵机组，具体的说是涉及一种带井下驱动转换装置的潜没式抽油泵机组。
【背景技术】
[0002]以前，国内外各油田使用的主要采油设施之一是地面驱动的抽油泵机组，这种设施采用陆用驱动转换装置(常见的是游梁式抽油机，俗称叩头机)，它将陆用旋转式电动机产生的旋转动力转换为直线式往复动力，以适应井下抽油泵的直线往复运行方式。其结构尺寸基本不受空间限制，且在空气中运行环境适宜，因此结构坚固、简单，易于维修保养，百余年来始终占据诸多采油设施之首位。它的缺陷是必须依靠很长的抽油杆将地面驱动装置输出的直线往复动力传递到井下抽油泵，因此存在冲程损失大，机械效率低、能耗高，难以适应拐点多、斜度大、扬程高等井况条件，检修周期较短，井上占地面积较大，不易管理等缺点。
[0003]为此，近年来有人研究一种直线式潜油电机，可以输出直线往复动力，在井下直接驱动抽油泵，从而免去长抽油杆带来的缺陷；然而，这种电机位处油井套管内，受直径限制，功率较小，输出轴向力较小，只能适应低扬程、小排量的井况，故难以推广。
【发明内容】
[0004]本发明为了解决上述现有技术中的问题，提供了一种带井下驱动转换装置的潜没式抽油泵机组，可将旋转式潜油电机产生的旋转动力通过一种井下驱动转换装置转换为直线往复动力，不用长抽油杆，可在井下直接驱动抽油泵。
[0005]本发明为解决这一问题所采取的技术方案是:
本发明的带井下驱动转换装置的潜没式抽油泵机组，包括具有按设置频次实现自动换相功能的控制柜，通过潜油电缆与控制柜连接的井下驱动装置和设置有泵筒总成、柱塞和出液口的抽油泵；所述的井下驱动装置包括位于井下套管内的带保护器的旋转式潜油电机，以及设置在潜油电机和抽油泵之间的井下驱动转换装置。
[0006]具有按设置频次实现自动换相功能的控制柜通过潜油电缆与旋转式潜油电机相连接。
[0007]井下驱动转换装置包括设置在转换装置外壳内的丝杠和推拉杆，推拉杆内部设置有丝母，丝杠设置在丝母内部，并驱动丝母运动；井下驱动转换装置外壳内壁上设置有轴向的滑道，推拉杆在滑道内可以轴向移动；丝杠的一端与潜油电机的电机轴相连接，推拉杆的一端与抽油泵的柱塞相连接。
[0008]所述的推拉杆的外壁上形成有突起的与所述滑道相配合的导向键。
[0009]所述的推拉杆与柱塞通过第一接头连接,丝杠与电机轴通过第二接头连接。
[0010]所述的转换装置外壳一端与泵筒总成相连接，另一端与潜油电机外壳紧密连接。[0011 ] 所述的井下驱动转换装置的内部空腔充满润滑油。
[0012]本发明的工作原理是井上控制柜把按设置频次换相的电源通过潜油电缆传送到井下潜油电机，再通过井下驱动转换装置将旋转式潜油电机产生的左、右旋交变动力转换为适合于抽油泵运行的轴向直线往复动力，因此只要将此转换装置置于电动机与抽油泵之间，无论将抽油泵置于潜油电机之上或置于潜油电机之下，也无论将滑道置于外壳内壁或推拉杆外壁，都可以达到使抽油泵实现无杆运行的目的。
[0013]本发明具有的优点和积极效果是:
本发明的带井下驱动转换装置的潜没式抽油泵机组，无需长杆传动，因此能高效率的适应长杆驱动所不适应的多拐点、大斜度、高扬程等井况。本发明采用旋转式潜油电机为动力源，同样外径尺寸可以比直线式潜油电机输出功率大、效率高，因此能适应大部分油井对不同扬程、排量的需求。本发明的结构稳固，制造成本较低，运行可靠性较高。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明的带井下驱动转换装置的潜没式抽油泵机组的纵剖结构示意图。
[0015]附图中主要部件符号说明:
1:控制柜2:潜油电机
3:井下驱动转换装置4:抽油泵
5:油管6:潜油电缆
7:第一接头8:第二接头
21:潜油电机外壳22:电机轴
31:润滑油32:转换装置外壳
33:滑道34:丝杠
35:推拉杆36:丝母
37:导向键41:泵筒总成
42:柱塞43:出液口。
【具体实施方式】
[0016]以下参照附图及具体实施例对本发明的一种带井下驱动转换装置的潜没式抽油泵机组做进一步说明。下述各实施例仅用于说明本发明而并非对本发明的限制。
[0017]本发明提供了一种可将旋转式潜油电机产生的旋转动力通过井下驱动转换装置转换为直线往复动力，不用长抽油杆，可在井下直接驱动抽油泵的潜没式抽油泵机组。
[0018]图1是本发明的带井下驱动转换装置的潜没式抽油泵机组的纵剖结构示意图。如图1所示，本发明的带井下驱动转换装置的潜没式抽油泵机组，包括具有按设置频次实现自动换相功能的井上控制柜1，通过潜油电缆2与控制柜I连接的井下驱动装置和与井下驱动装置连接的抽油泵4。井下驱动装置包括位于井下套管内的旋转式潜油电机2，以及设置在潜油电机2和抽油泵4之间的井下驱动转换装置3。
[0019]潜油电机2包括潜油电机外壳21和伸出到潜油电机外壳21外的电机轴22 ;它带有保护器，可自动实现井下驱动装置腔内外压力平衡，并能承受设定轴向推拉力。井下驱动转换装置3包括设置在转换装置外壳32内的丝杠34和推拉杆35，推拉杆35内部设置有丝母36，丝杠34设置在丝母36内部，并可驱动丝母36运动。转换装置外壳32内壁上设置有轴向的滑道33。推拉杆35的外壁上形成有突起的导向键37，与上述的滑道33相配合；推拉杆35在外壳32内可轴向移动。丝杠34的下端与潜油电机2的电机轴22通过第二接头8相连接，推拉杆35的上端与所述抽油泵4的柱塞42通过第一接头7相连接。井下驱动转换装置3的内部空腔充满润滑油31。
[0020]抽油泵4设置有泵筒总成41、柱塞42和出液口 43，出液口 43与油管5连接。
[0021]转换装置外壳32上端与泵筒总成41连接，下端与潜油电机外壳21紧密连接。
[0022]抽油泵4、井下驱动转换装置3与带保护器的潜油电机2总体被直通井上的油管5连接悬吊于油井套管内，构成潜没式无杆驱动抽油泵井下机组。
[0023]本发明的带井下驱动转换装置的潜没式抽油泵机组的工作过程如下:
井下潜没式抽油泵机组的运行由井上的控制柜I操控，根据机组规格和不同井况设置换相频次，接通后，电源通过潜油电缆6传送到井下的潜油电机2，潜油电机2的电机轴22连同井下驱动转换装置3的丝杠34，同时按设定的转速和设定的频次进行右、左交变旋向的旋转方式运行；此时，设置有丝母36的推拉杆35被运行的丝杠34驱动，并由于导向键37受外壳滑道33所限，只能连同抽油泵4的柱塞42进行轴向直线往复运动。此直线往复动力使抽油泵产生举升井液的功能，通过油管5将井液举升到井上。
[0024]本发明的工作原理是通过井下驱动转换装置将旋转式潜油电机产生的左、右旋交变动力转换为适合于抽油泵运行的轴向直线往复动力，因此只要将此转换装置置于电动机与抽油泵之间，无论将抽油泵置于潜油电机之上或置于潜油电机之下，也无论将滑道置于外壳内壁或推拉杆外壁，都可以达到使抽油泵实现无杆运行的目的。
[0025]本发明的带井下驱动转换装置的潜没式抽油泵机组，相对于地面驱动的抽油泵机组，由于原动机与驱动装置都在井下直接与抽油泵连动，无需长杆传动，高效节能效果明显，且能适应拐点多、斜度大、扬程高等井况，维修期较长。相对于直线式潜油电机驱动的抽油泵机组，本发明采用具有近百年运行经验的旋转式潜油电机，运行可靠性高、功率大，扬程、排量可以满足大部分井况需求。
[0026]以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当然会利用此揭示和技术内容做出些许更动或修饰成为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种带井下驱动转换装置的潜没式抽油泵机组，包括具有按设置频次实现自动换相功能的控制柜(1)，通过潜油电缆(6)与控制柜连接的井下驱动装置和设置有柱塞(42)和出液口(43)的抽油泵(4);出液口(43)与油管(5)连接，其特征在于:井下驱动装置包括位于井下套管内的旋转式潜油电机(2)，以及设置在潜油电机(2)和抽油泵(4)之间的井下驱动转换装置(3)。
2.根据权利要求1所述的带井下驱动转换装置的潜没式抽油泵机组，其特征在于:具有按设置频次实现自动换相功能的控制柜(I)通过潜油电缆(6)与旋转式潜油电机(2)相连接。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的带井下驱动转换装置的潜没式抽油泵机组，其特征在于:井下驱动转换装置(3)包括设置在转换装置外壳(32)内的丝杠(34)和推拉杆(35)，推拉杆(35)内部设置有丝母(36)，丝杠(34)连接在丝母(36)内部，并驱动丝母(36)运行，使推拉杆(35 )在转换装置外壳(32 )内沿轴向移动；丝杠(34 )与潜油电机(2 )的电机轴(22)相连接，推拉杆(35)与抽油泵(4)的柱塞(42)相连接。
4.根据权利要求3所述的带井下驱动转换装置的潜没式抽油泵机组，其特征在于:转换装置外壳(32)内壁上设置有轴向的滑道(33)，推拉杆(35)的外壁上形成有与滑道相配合的的导向键(37)。
5.根据权利要求3所述的带井下驱动转换装置的潜没式抽油泵机组，其特征在于--转换装置外壳(32)的一端与泵筒总成(41)相连接，另一端与潜油电机外壳(21)紧密连接。
6.根据权利要求3所述的带井下驱动转换装置的潜没式抽油泵机组，其特征在于:井下驱动转换装置(3 )的内部空腔充满润滑油(31)。
【文档编号】F04B53/00GK104234987SQ201410453358
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月9日 优先权日:2014年9月9日
【发明者】赵锡寰, 张瑞琪 申请人:赵锡寰, 张瑞琪