一种潜油泵的泵轴总成的制作方法

本实用新型涉及一种潜油泵，特别涉及一种潜油泵的泵轴总成。

背景技术：

目前，石油工业的不断发展，潜油电泵机组由于其高效性和稳定性被广泛应用到油田采油生产中，而在诸多潜油泵种类中，全浮式潜油泵因其使用操作简单，稳定性好，对保护器的损耗小，性价比高等特点，更是被普遍使用。

在潜油电泵机组的生产过程中，任一部件发生故障都将导致提机修理，一次井下作业一般持续几昼夜，作业费用与电泵修理费用之和与一套新的潜油电泵机组价格相当。多数情况下因停机导致油层工作失调，机组投入生产几天后才能恢复油井的最近采油状态。于是，系统的故障造成的费用损失包括与替换机组有关的起下作业费用、用于维修的费用以及因停机以及恢复最佳采油水平而造成的产量损失。综合来看，一次机组故障给油田带来了不小的经济损失。

潜油电泵机组(井下机组)一般由潜油电机、保护器、进口段、气体分离器、气体处理器、潜油泵组成。纵观机组各个部件的故障发生情况及其原因，潜油泵的故障或因潜油泵发生问题从而导致其他部件的故障占绝大多数。分析发生过的潜油泵问题及故障，因挡圈和方键的问题所产生的故障尤为突出。

传统结构的潜油泵挡圈为圆截面的钢丝挡圈，弹性较差，且开口较大(远远大于方键尺寸)；一般泵轴上的方键槽都是采用圆片铣刀进行加工，以往的泵轴方键槽是加工到挡圈固定槽就不再加工，铣刀就会在环形凹槽边缘开始逐渐向上退刀，这样就会到方键槽底在此位置是斜坡底。在潜油泵的运转过程中泵轴是可以上下窜动的，当因振动导致环形凹槽开口正好对着泵轴的方键槽时，方键就很有沿着斜坡窜出，可能导致硬质合金材质的轴承套破损，导致潜油泵上或下扶正失效从而导致一连串的故障问题；因轴承套破损所产生的碎片会对潜油泵其他零件以及后续的分离器或进口段造成损伤。

更换更为可靠的挡圈，并将泵轴结构改进是从根本上解决了上述问题，避免了相关因方键导致故障问题的发生。

技术实现要素：

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种减少潜油泵故障的一种潜油泵的泵轴总成。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种潜油泵的泵轴总成，包括泵轴、轴用挡圈和泵止环，所述轴用挡圈不少于两个；所述泵轴沿轴向设有安装方键的贯穿键槽，所述键槽的横截面为矩形；所述泵轴沿周向设有安装所述轴用挡圈的环形凹槽，所述环形凹槽的横截面为矩形。

本实用新型还可以采用如下技术方案：

所述泵轴为圆柱形轴。

所述泵轴两端设有花键，中间部分为圆柱形轴，所述键槽位于所述圆柱形轴上并向两端延伸，所述键槽的中心线与所述泵轴两端其中之一花键齿根的中心线重合。

所述泵止环下端设有限位凹槽，其中一个所述轴用挡圈位于所述限位凹槽内。

所述环形凹槽至少为三个。

所述环形凹槽的槽底与槽壁相交处设有圆角。

所述轴用挡圈为反向轴用挡圈。

所述反向轴用挡圈为圆环形片，并设有开口，开口端设有用于拆装的小孔。

本实用新型具有的优点和积极效果是：本实用新型改进了泵轴方键的固定方式，采用片状的轴用挡圈，固定效果更佳可靠。本实用新型改进了泵轴结构，方键槽不再存在斜坡底的退刀槽，彻底解决之前方键窜出的故障问题。泵止环的配套改进设计，既能满足泵轴窜量调整，又能更好的固定轴承套，使全浮式潜油泵变得更加可靠。

本实用新型结构将完全替代以往的全浮泵结构，提高潜油泵的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中A部分的放大图；

图3是本实用新型的泵轴的结构示意图；

图4是本实用新型的轴用挡圈的结构示意图。

图1-2中：1、上泵头；2、第一轴用挡圈；3、上轴承套；4、补偿隔离套；5、紧定螺钉；6、泵止环；7、泵轴；8、方键；9、叶轮；10、导壳；11、泵壳；12、下泵头；13、第三轴用挡圈；14、下轴承套；15、实配隔离套；16、第二轴用挡圈；

图3中：a、花键齿根；b、花键；c、环形凹槽；d、键槽；

图4中：e、外圆；f、内圆；g、下固定圆；h、装卸孔；i、开口尺寸。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参见图1-2，一种潜油泵的总成，其包括上泵头1、下泵头12、泵壳11以及泵轴总成；所述泵轴总成包括泵轴7、轴用挡圈、泵止环6、上轴承套3、下轴承套14，以及多级叶轮9和导壳10等；所述轴用挡圈不少于两个；所述泵轴7沿轴向设有安装方键8的贯穿键槽d，所述键槽d的横截面为矩形；所述泵轴7沿周向设有安装所述轴用挡圈的环形凹槽c，所述环形凹槽c的横截面为矩形。

不少于一级的叶轮9与导壳10依次串接在泵轴7上，通过方键8使叶轮9与泵轴7一起旋转，限制泵轴7和叶轮9之间的相对转动。所述泵止环6位于上轴承套3下端，用紧定螺钉5将其固定在所述泵轴7上。使用上轴承套3下端的泵止环6和下轴承套14下端的轴用挡圈，将叶轮9限定于泵轴7上；使用上泵头1和下泵头12，将导壳10压紧固定置于泵壳11内；泵轴7与叶轮9和泵壳11与导壳10构成一可在潜油电机的带动下旋转的整体转子部件与定子部件。

在所述泵轴7上，设有固定方键8的键槽d和固定轴用挡圈的环形凹槽c，所述固定方键8的键槽d是完全打通，呈贯穿状，所述固定轴用挡圈的环形凹槽c为平底；所述轴用挡圈为弹性挡圈，是紧固在轴上的圈形机件，可以防止装在轴上的其他零件窜动，采用板材冲裁或线材冲切工艺制成；所述轴用挡圈可为反向轴用挡圈；请参见图4，所述反向轴用挡圈可为圆环形片，设有开口，开口端可设有用于拆装的小孔。轴用挡圈可采用符合美国标准(ASME B18.27.4)的反向轴用挡圈。

所述泵轴7可为圆柱形轴。请参见图3，所述泵轴7两端可设有花键b，中间部分可为圆柱形轴，所述键槽位于所述圆柱形轴上并向两端延伸，所述键槽的中心线与所述泵轴两端其中之一花键齿根a的中心线重合；即所述键槽的中心线，与所述泵轴一端的某个花键齿根a的中心线重合，以及与所述泵轴另一端的某个花键齿根a的中心线重合。

所述泵止环6位于上轴承套3下端，用紧定螺钉5固定在所述泵轴7上；所述泵止环6下端可设有限位凹槽，其中一个所述轴用挡圈可位于所述限位凹槽内。这样，所述环形凹槽c可至少为三个；其中上中下的环形凹槽c，分别对应位于上轴承套3上端的第一轴用挡圈2(上)，位于泵止环6的下端限位凹槽内的第二轴用挡圈16(中)，以及位于下轴承套14下端的第三轴用挡圈13(下)。为防止泵轴7局部应力集中，所述环形凹槽c的槽底与槽壁相交处可设有圆角。

本实用新型的工作原理：

泵下端的第三轴用挡圈13(下)固定下轴承套14防止其脱落，由于第三轴用挡圈13开口较小，其开口尺寸i可小于1.1mm，即使在运行过程中的振动导致第三轴用挡圈13转动，使得第三轴用挡圈13开口正对着键槽d，方键8也不会窜出。

泵上端同样用第一轴用挡圈2(上)限制上轴承套3向上移动，其开口尺寸i可小于1.1mm。上轴承套3下端用补偿隔离套4补偿间隙，并用泵止环6进行限位，紧定螺钉5用来锁紧泵止环6。在泵止环6的下端用第二轴用挡圈16(中)固定，一方面为了限位方键8防止其上下窜动，另一方面固定泵止环6。即便因长时间运转导致紧定螺钉5松动，第二轴用挡圈16也能顶在泵止环6的内孔限位凹槽上，防止泵止环6下移。

实际装配时，将不少于一级的叶轮9导壳10串接在泵轴7上后，先将第二轴用挡圈16(中)固定在泵轴7上，随后装入泵止环6、补偿隔离套4及上轴承套3，通过调整泵止环6位置使其顶住上轴承套3的同时，又能保证泵止环6与实配隔离套15的间隙尺寸；最后用紧定螺钉5锁紧，并用专用工具冲铆。

由于泵轴7上的键槽d完全打通，不存在退刀槽斜坡，方键8通过泵轴7两端的第二轴用挡圈16(中)和第三轴用挡圈13(下)限位，不会从键槽d窜出。

请参见图3，所述泵轴7为外圆统一直径的圆柱形轴，泵轴7上沿轴向方向设有固定方键8的键槽d，沿径向方向设有固定轴用挡圈的环形凹槽c；所述键槽d需完全打通到轴的两端，即完全贯穿整个轴，键槽d的槽底为通体平面，不存在任何退刀圆弧；所述环形凹槽c为上中下三个，槽底为平底。

所述键槽d位置需对着泵轴7两端花键b的某个花键齿根a中间，使键槽d不会加工到花键b的键齿上。

进一步地，所述环形凹槽c槽底与两边槽壁的相交处设有圆角，以防止泵轴7局部应力集中。

请参见图4，所述轴用挡圈形状为薄片形，一般为冲裁成型，外轮廓为圆形，设有较小的开口，并设有用于拆装的装卸孔h。

轴用挡圈的外圆e与内圆f为偏心结构。实际装配时，将专用胀钳的两个尖嘴插入轴用挡圈的装卸孔h内，然后将轴用挡圈慢慢胀开并套入泵轴7的环形凹槽c内。受弹性力作用，轴用挡圈的内圆f和轴用挡圈的下固定圆g会与环形凹槽c的槽底面贴合，开口尺寸i小于1.1mm，起到固定轴用挡圈的作用，使轴用挡圈不会从泵轴7上脱落。

进一步地，所述开口i在未使用状态下应小于1.1mm。

以上所述的实施例仅用于说明本实用新型的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本实用新型的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本实用新型的专利范围，即凡本实用新型所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本实用新型的专利范围内。