[实用新型]一种电动潜油螺杆泵

说明书

本实用新型涉及一种专门从深井中举升流体的泵，尤其涉及一种开采石油油井的泵。

对于采油用高压头螺杆泵，轴向力的平衡问题是结构设计中的重要问题。为了平衡采油螺杆泵所产生的轴向力，现有技术采用了一种两个螺杆对称布置的设计方案，如图1所示。

由图1可见，两个衬套--螺杆副(图中8、9和20、21)在垂直方向对称布置，油液分别从上下吸入口11，进入上下泵体，压力增加后，在两个衬套--螺杆副腔室内混合，再沿着上部螺杆泵的衬套和泵壳的环形空间，进入油管24，7为泵壳体，偏心联轴节22、23允许螺杆轴作偏心转动。动力电缆16为潜油电机18提供电能，保护器17是为保护潜油电机18而设置的。

但现有的电动潜油螺杆泵由于以下几方面的不足而未能在国内油田生产中得到应用。不足之处为：

1、整套机组制造成本高，为了平衡轴向力，采用2套泵组，这使泵总成部分的制造成本几乎增加一倍。另外上部泵衬套和下部泵衬套的螺旋方向相反，因此，制造泵衬套的模芯也需要二个旋向相反的模芯，这又进一步增加了制造成本。

2、泵组的初始扭矩大，采油螺杆泵定子衬套与螺杆间的配合是过盈配合，因而初始扭矩较大，现有的电动潜油螺杆泵采用上、下两套泵组的结构，使初始扭矩增加一倍，这势必造成机组起动困难，耗电增加。

3、偏心联轴节工作不可靠，使用寿命短，这是影响整机工作寿命的致命弱点。

4、配泵难度大，螺杆泵的压头对螺杆与衬套间的过盈量十分敏感，因此一旦上、下泵组的过盈量配不一致就可能使下部偏心联轴节受到轴向压力，从而造成疲劳损坏，影响整套机组在井下的工作时间。

鉴于现有技术具有上述缺点，限制了它在油田生产中的推广应用，实际上国内还没有电潜螺杆泵应用在油田生产上。

本实用新型的目的在于：设计一种工作可靠，使用寿命长，泵组初始扭矩小，机组造价低的，改变了螺杆承载方式的电动潜油螺杆泵。

本实用新型是这样实现的，它包括泵壳体、泵定子衬套、螺杆、潜油电机，保护器、动力电缆、密封润滑式拉力轴承、密封呼吸档、上柔轴、下柔轴、上扶正轴承、花键套、油封、径向扶正轴承、传动轴。其中，轴承动块和静块组成拉力轴承，轴承动块键连接上柔轴，其上端装有限元件，上柔轴与螺杆丝扣连接，螺杆丝扣连下柔轴，其与花键套花键连，此套花键连传动轴，此轴花键连保护器的输出轴，拉力轴承静块外面有壳体，此壳体与上柔轴间装有扶正轴承，其上部有密封呼吸档，螺杆外装有泵定子衬套，其套上端和扶正轴承间的壳体上有泵出口，泵入口在定子衬套下端，油封在传动轴与壳体间，径向扶正轴承装在油封下，带有动力电缆的潜油电机在保护器下端。

本实用新型与现有技术相比具有的积极效果是：首先在结构设计上取消上部泵组，并在下部泵组的螺杆两端装有上、下柔轴，上柔轴的上部装有密闭润滑式拉力轴承，这样螺杆的轴向力通过上柔轴作用于拉力轴承上，使下柔轴只传递扭矩不承受轴向推力，因而避免了下柔轴的疲痨损坏，延长了其工作寿命。

由于本实用新型在结构设计上取消了上部泵组，使泵总成的制造成本降低了一倍，同时成倍地降低了泵组的初始扭矩，也因此大幅度降低了电机的启动功率。又在结构设计上通过采用上柔轴和密闭润滑式拉力轴承改变了螺杆轴向力的承载方式，从而消除了影响电潜螺杆泵工作寿命的一项重要不利因素。本实用新型若用于注聚合物驱油的采油井或稠油井，比电动潜油离心泵等其它采油方式提高总机效率1.2倍。

以下结合附图对本实用新型实施例加以详述：

图1为现有电动潜油螺杆泵内部结构剖视示意图；

图2为本实用新型的结构剖视示意图：

如图2所示，轴承动静块1和静块2共同组成拉力轴承，承载螺杆向下的轴向力，动块1与上柔轴3的上端为键连接，并且在上柔轴3的上端用限位元件19(螺母或半园键)对轴3进行轴向限位。上柔轴有两个功能，即：将螺杆的轴向拉力传递给拉力轴承，同时允许螺杆做偏心转动，上柔轴3与螺杆(又称转子)9用丝扣连接，螺杆9与下柔轴10用丝扣连接，下柔轴10与花键套12为花键连接，轴10在花键套中的部位在轴向上是自由状态。花键套12与传动轴13是花键连接，传动轴13与保护器17的输出轴花键连接。拉力轴承外面有壳体7，在壳体7与柔轴3之间装有上扶正轴承5，其上有密封呼吸档4，它将拉力轴承腔室中的润滑油与井液隔开，在润滑油膨胀和收缩时可上下移动。定子衬套8与螺杆9为动配合，在定子衬套8上端和上扶正轴承5之间的壳体7上设有泵出口6，在定子衬套8下端的壳体7上设置有泵入口11，油封14在传动轴13与壳体7之间，径向扶正轴承15在油封14下面。动力电缆16，保护器17和潜油电机18的功能及连接关系与现有技术同。