[实用新型]电潜螺杆泵上的轴向力液压平衡装置

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种电潜螺杆泵上的轴向力液压平衡装置，该装置能够自动将电潜螺杆转子沿轴向所受的液压合力彻底平衡。

背景技术

目前，公知的电潜螺杆泵均为转子相对与其共轭啮合的定子作行星式转动，将机械能转化为液压能，在井下将油液举升至地面。由于泵出口油压对转子上端面对面的作用，从而对转子产生一个指向油液入口端的轴向力。为实现井下驱动螺杆泵安全、可靠采油，上述轴向力必须在系统结构设计中予以解决。常规解决方案为在转下部增设止推轴承。但实践运行中止推轴承寿命远低于螺杆泵采油行业标准的检修周期，至使电潜螺杆泵在采油应用中受到制约。

发明内容

为了平衡现有电潜螺杆泵在采油作业中产生的轴向力，本实用新型提供一种电潜螺杆泵上的轴向力液压平衡装置。该装置不仅能够安全、有效地平衡转子上的轴向力，而且结构简单、易实施。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：在电潜螺杆泵液体输出端增加平衡套、平衡块及弹性连杆。弹性连杆的两端分别与平衡块下端和转子的油液输出端相固联。平衡块上端深入与定子固联的平衡套中，并与平衡套形成狭缝间隙转动副，从而在平衡块与平衡套间形成一个空腔。该空腔通过渗液流道与井下油液相联通，平衡块下端端面与转子的液体输出端端面的面积相近，最好是相等。

在上述技术方案中平衡块的外形很显然是一个圆柱，而平衡套的外围形状并不重要，可以根据具体情况设计，如将平衡套设计在其它部件中。

当螺杆泵工作时，输出液压分别作用于转子的液体输出端端面和平衡块的下端面上，由于两个端面受力方向相反，设计中使平衡块下端端面面积与转子的油液输出端端面面积相等，从而使两面上所受作用力量值相等，实现了对电潜螺杆泵转子上轴向力的平衡抵消。

本实用新型的有益效果是：通过添加简单构件组成系统内部固定的液压平衡关系，实现对转子上轴向力的彻底平衡，并且这一平衡关系不随泵输出压力的变化面改变。以下结合附图和实施对本实用新型进一步说明

图1是电潜螺杆泵上的轴向力液压平衡装置的纵剖面构造图。

图2是图1的I-I剖视图。

图中标号

1、平衡套           2、平衡块          3、弹性连杆

4、转子             5、定子            6、渗液流道

7、泵吸入口         8、平衡块下端端面

9、转子的油液输出端端面  10、空腔

11、电潜螺杆泵出油通道   12、出油管  13、环形通道

具体实施例

例1

如图1所示，在电潜螺杆泵液体输出端增加平衡套1、平衡块2及弹性连杆3。弹性连杆3的两端分别与平衡块2下端和转子4的油液输出端相固联。平衡块2上端深入与定子5固联的平衡套1中，并与平衡套1形成狭缝间隙转动副，从而在平衡块2与平衡套1间形成一个空腔10。该空腔10通过渗液流道6与井下油液相连通，从而实现了空腔10内压强与泵吸入口7处压强相等。在设计中使平衡块下端端面8与转子的液体输出端端面9的面积相等。

例2

如图1所示，本实用新型的技术方案中还有一条过油通道，该过油通道由上述平衡装置下方的电潜螺杆泵出油通道11引出，在本例中该过油通道是在平衡套1的上端再设置一段出油管12，该出油管12通过设在平衡套1上转动副外周的环形通道13与其下方电潜螺杆泵的出油通道11相联通。

本实用新型的使用效果也可以由以下公式推理得以证实。

设：泵外油液压强为P₀，泵输出油液压强为P，平衡块2下端面面积为S_C，转子5的油液输出端端面积为S_D，将平衡块2沿轴向所受液压合力为F_C，转子5沿轴向所受液压合力为F_D，则

F_C＝S_C(P-P₀)，方向向上

F_D＝S_D(P-P₀)，方向向下

设计时，令S_C＝S_D这样由平衡块2、弹性联杆3和转子5构成的部件沿轴向所受液压合力为F_C-F_D＝0，即转子5沿轴向所受液压合力被完全平衡抵消。