一种用于同井注采系统的注水螺杆泵保护装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于同井注采系统的注水螺杆泵保护装置，属于油田开发采油工程领域。该保护装置至少包括：保护器组件、平衡器组件、联轴器组件、导流外壳、上部密封座、下部密封座、外壳锁紧母、限位套、内腔支架、防倒板；所述保护器组件、平衡器组件、联轴器组件顺次设置在导流外壳内，与导流外壳之间形成过液通道，所述平衡器组件下端与联轴器组件上端相联接，所述平衡器组件上端与保护器组件下端相联接。通过联轴器组件消除螺杆泵工作时产生的偏心力，通过平衡器组件起到扶正作用，进一步消除螺杆泵偏心运动产生的径向力；通过保护器组件消除螺杆泵运转时产生的轴向反作用力对系统造成的不利影响；延长同井注采系统的使用寿命。
【专利说明】 一种用于同井注采系统的注水螺杆泵保护装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及油田开发采油工程领域，特别涉及一种用于同井注采系统的注水螺杆泵保护装置。
【背景技术】
[0002]同井注采是指利用地层水回注的一种油田注水方法，适用于老油田中，零售、小区块的油藏资源的开采。
[0003]螺杆泵是利用螺杆相互啮合来吸入和排出液体的回转式泵。当输入轴通过万向节驱动转子绕定子作行星回转时，定子与转子付就连续啮合形成密封腔，这些密封腔容积不变地作匀速轴向运动，输入介质从吸入端流经定子、转子付输送至压出端。
[0004]随着油田进入高含水后期，液油比上升，系统回压高，大量产出水经过长程循环，导致集输系统能耗增加。同井注采系统可以在井下对高含水原油进行油水分离，并将分离系统分离出的水，直接回注到注入层，实现在生产井筒内注水与采油工艺同步进行。该系统的关键技术是如何消除注入螺杆泵运行时产生的偏心运动及轴向反作用力对系统造成的影响。
[0005]在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题:
[0006]现有的潜油电泵保护器，一般由上接头总成、上下单流阀总成、上下胶囊、呼吸导管总成、轴、沉降腔等组成，但该保护器无法应用螺杆泵系统，且只能承受下压载荷，无法承受同井注采系统中注水螺杆泵工作时产生的上顶力的载荷。
【发明内容】
[0007]为了解决现有技术的问题，本实用新型实施例提供了一种用于同井注采系统的注水螺杆泵保护装置。消除螺杆泵在运转时产生的偏心运动及向上的反作用力对系统造成的不利影响，有效延长同井注采系统的使用寿命。所述技术方案如下:
[0008]一种用于同井注采系统的注水螺杆泵保护装置，该保护装置至少包括:保护器组件、平衡器组件、联轴器组件、导流外壳、上部密封座、下部密封座、外壳锁紧母、限位套、内腔支架、防倒板；所述保护器组件、平衡器组件、联轴器组件顺次设置在导流外壳内，与导流外壳之间形成过液通道，所述平衡器组件下端与联轴器组件上端相联接，所述平衡器组件上端与保护器组件下端相联接。
[0009]所述导流外壳内设置有限位套、内腔支架及防倒板，通过外壳锁紧母固联；所述导流外壳一端联接上部密封座，另一端联接下部密封座。
[0010]所述保护器组件至少包括:下连接座、轴承挡圈、胶囊下座、外壳、胶囊套管、传动轴、胶囊上座、中接头、轴承压板、上接头、轴接箍、机械密封销、圆柱滚子轴承、卡簧、放油塞、推力圆柱滚子轴承、锁紧板、胶囊、胶囊卡子。
[0011]所述传动轴上安装有胶囊套管，所述胶囊套管上安装有胶囊下座和胶囊上座，通过胶囊卡子安装有胶囊，所述胶囊设置在外壳内，所述外壳一端联接中接头及上接头，另一端联接下连接座；所述上接头内安装有圆柱滚子轴承，中接头内安装有推力圆柱滚子轴承、轴承压板；所述下连接座内安装有圆柱滚子轴承、轴承挡圈，设置有放油塞，所述下连接座与传动轴由机械密封销密封，此处密封轴段上设置有卡簧，所述传动轴的一端联接轴接箍。
[0012]所述平衡器组件至少包括:花键套、下连接座、圆柱滚子推力轴承、轴承安装套、环形弹簧、单列圆柱滚子轴承、下轴、中上接头、溢流阀总成、中下接头、壳体、隔离套、上轴、上连接座、放油塞、卡簧、上运输帽、锁紧板、机械密封销、垫片。
[0013]所述上轴设置在壳体内，上轴上设置有隔离套，壳体一端联接中下接头，另一端联接上连接座，所述上连接座设置有放油塞2.15，所述中下接头联接中上接头，所述中上接头联接下连接座，所述下连接座内设置有花键套；所述中下接头上设置有溢流阀总成，所述中上接头内的下轴上设置有圆柱滚子推力轴承、轴承安装套、环形弹簧、单列圆柱滚子轴承。
[0014]所述上连接座与上轴由机械密封销密封，此处密封轴段上设置有卡簧，所述上连接座的一端设置有上运输帽。
[0015]所述联轴器组件至少包括:下连接座、外壳、万向输入轴、球形万向节、万向轴、输出轴、止回挡圈、止回档套、吸入口、锁紧板、密封胶囊、胶囊卡子、花键套组、二硫化钥润滑月旨、轴接箍。
[0016]所述万向轴设置在外壳内，所述外壳一端联接下连接座，另一端联接吸入口 ；所述万向轴的一端通过球形万向节联接万向输入轴，另一端通过球形万向节联接输出轴；所述万向输入轴上通过胶囊卡子联接密封胶囊形成密封腔体，腔体内注有二硫化钥润滑脂。
[0017]所述输出轴上设置有止回挡圈、止回档套，输出轴通过胶囊卡子联接密封胶囊形成腔体，腔体内注有二硫化钥润滑脂；所述万向输入轴一端联接花键套组，所述输出轴的一端联接轴接箍。
[0018]本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
[0019]1.通过联轴器组件可以消除螺杆泵工作时产生的偏心力，通过联轴器组件自带的密封结构可以使联轴器组件的润滑介质与原井液隔离，能够适应井下的恶劣环境，保证联轴器组件的使用寿命；
[0020]2.通过平衡器组件起到扶正作用，进一步消除螺杆泵偏心运动产生的径向力；
[0021]3.通过保护器组件可以消除螺杆泵运转时产生的轴向反作用力对系统造成的不利影响；通过保护器组件自带的呼吸胶囊，可以为止推轴承提供长时间的润滑，有效保证轴承的使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。
[0023]图1是本实用新型实施例提供的用于同井注采系统的注水螺杆泵保护装置结构示意图；
[0024]图2是本实用新型实施例提供的图1中保护器组件结构示意图；
[0025]图3是本实用新型实施例提供的图1中平衡器组件结构示意图；
[0026]图4是本实用新型实施例提供的图1中联轴器组件结构示意图；
[0027]图5是本实用新型实施例提供的用于同井注采系统的注水螺杆泵保护装置的使用不意图。
[0028]图1中各符号表不含义如下:
[0029]I保护器组件，2平衡器组件，3联轴器组件，4导流外壳，5上部密封座，6下部密封座，7外壳锁紧母，8限位套，9内腔支架，10防倒板。
[0030]图2中各符号表示含义如下:
[0031]1.1下连接座，1.2轴承挡圈，1.3胶囊下座，1.4外壳，1.5胶囊套管，1.6传动轴，
1.7胶囊上座，1.8中接头，1.9轴承压板，1.10上接头，1.11轴接箍，1.12机械密封销，1.13圆柱滚子轴承，1.14卡簧，1.15放油塞，1.16推力圆柱滚子轴承，1.17锁紧板，1.18胶囊，
1.19胶囊卡子。
[0032]图3中各符号表示含义如下:
[0033]2.1花键套，2.2下连接座，2.3圆柱滚子推力轴承，2.4轴承安装套，2.5环形弹簧，2.6单列圆柱滚子轴承，2.7下轴，2.8中上接头，2.9溢流阀总成，2.10中下接头，2.11壳体，2.12隔离套，2.13上轴，2.14上连接座，2.15放油塞，2.16卡簧，2.17上运输帽，2.18锁紧板，2.19机械密封销,2.20垫片。
[0034]图4中各符号表示含义如下:
[0035]3.1下连接座，3.2外壳，3.3万向输入轴，3.4球形万向节，3.5万向轴，3.6输出轴，3.7止回挡圈，3.8止回档套，3.9吸入口，3.10锁紧板，3.11密封胶囊，3.12胶囊卡子，3.13花键套组，3.14 二硫化钥润滑脂，3.15轴接箍。
[0036]图5中各符号表不含义如下:
[0037]I保护器组件，2平衡器组件，3联轴器组件，11油管，12螺杆泵，13过液通道；
[0038]向上箭头方向为反作用力方向，向下箭头方向为液流方向。
【具体实施方式】
[0039]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
[0040]参见图1所示，本实用新型实施例提供了一种用于同井注采系统的注水螺杆泵保护装置，该保护装置至少包括:保护器组件1、平衡器组件2、联轴器组件3、导流外壳4、上部密封座5、下部密封座6、外壳锁紧母7、限位套8、内腔支架9、防倒板10等零部件；具体地，所述保护器组件1、平衡器组件2、联轴器组件3组装后顺次设置在导流外壳4内，S卩，将平衡器组件2下端与联轴器组件3上端相联接，平衡器组件2上端与保护器组件I下端相联接；所述导流外壳4内设置有若干个限位套8、内腔支架9及防倒板10，通过外壳锁紧母7固联；所述导流外壳4的一端联接上部密封座5，另一端联接下部密封座6。
[0041]参见图2所示，所述保护器组件I至少包括:下连接座1.1、轴承挡圈1.2、胶囊下座1.3、外壳1.4、胶囊套管1.5、传动轴1.6、胶囊上座1.7、中接头1.8、轴承压板1.9、上接头1.10、轴接箍1.11、机械密封销1.12、圆柱滚子轴承1.13、卡簧1.14、放油塞1.15、推力圆柱滚子轴承1.16、锁紧板1.17、胶囊1.18、胶囊卡子1.19等零部件。
[0042]具体地，所述传动轴1.6上安装有胶囊套管1.5，胶囊套管1.5上安装有胶囊下座1.3和胶囊上座1.7，并通过胶囊卡子1.19安装有胶囊1.18，胶囊1.18在装配前需经
0.05MPa打压，五分钟内不允许泄露，所述胶囊1.18设置在外壳1.4内，外壳1.4 一端通过锁紧板1.17联接中接头1.8及上接头1.10，外壳1.4另一端通过锁紧板1.17联接下连接座1.1 ;所述上接头1.10内安装有圆柱滚子轴承1.13，中接头1.8内安装有推力圆柱滚子轴承1.16、轴承压板1.9，所述推力圆柱滚子轴承1.16的大外径盖紧装在右侧，小外径盖放在左侧，推力圆柱滚子轴承1.16用以承受螺杆泵转子运动时产生的向上的作用力，也就是轴向力，消除螺杆泵的偏心运动和运转时的反作用力对系统造成的不利影响；所述胶囊
1.18内设置有润滑剂，通过泻油孔为推力圆柱滚子轴承1.16提供润滑，保证轴承的使用寿命O
[0043]所述下连接座1.11内安装有圆柱滚子轴承1.13、轴承挡圈1.2，设置有放油塞
1.15，所述下连接座1.1与传动轴1.6采用机械密封销1.12密封，此处密封轴段上设置有两处卡簧1.14, 一处为左旋,另一处为右旋；所述传动轴1.6的一端联接有轴接箍1.11，所有螺纹处涂有密封胶。
[0044]参见图3所示，所述平衡器组件2至少包括:花键套2.1、下连接座2.2、圆柱滚子推力轴承2.3、轴承安装套2.4、环形弹簧2.5、单列圆柱滚子轴承2.6、下轴2.7、中上接头
2.8、溢流阀总成2.9、中下接头2.10、壳体2.11、隔离套2.12、上轴2.13、上连接座2.14、放油塞2.15、卡簧2.16、上运输帽2.17、锁紧板2.18、机械密封销2.19、垫片2.20等零部件。
[0045]具体地，所述上轴2.13设置在壳体2.11内，上轴2.13上设置有隔离套2.12，壳体2.11 —端通过锁紧板2.18联接中下接头2.10，另一端通过锁紧板2.18联接上连接座2.14，上连接座2.14设置有放油塞2.15，所述中下接头2.10联接中上接头2.8，中上接头2.8通过锁紧板2.18联接下连接座2.2，下连接座2.2内设置有花键套2.1 ;所述中下接头
2.10上设置有溢流阀总成2.9，所述中上接头2.8内的下轴2.7上设置有圆柱滚子推力轴承2.3、轴承安装套2.4、环形弹簧2.5、单列圆柱滚子轴承2.6，轴承起到扶正作用，消除螺杆泵偏心运动产生的径向力；所述上轴2.13与下轴2.7相邻处对接后用垫片2.20调整，不应有间隙。
[0046]所述上连接座2.14与上轴2.13采用机械密封销2.19密封，此处密封轴段上设置有两处卡簧2.16，其中一处卡簧是左旋，另一处卡簧是右旋，上连接座2.14的一端设置有上运输帽2.17 ;装配后，用干燥空气或氟气对机械密封加压0.035MPa，整体密封打压0.05MPa，持续五分钟内无泄露，溢流阀在0.02-0.035MPa时打开；壳体2.11与中下接头
2.10、上连接座2.14螺纹联接处涂有密封胶。
[0047]参见图4所示，所述联轴器组件3至少包括:下连接座3.1、外壳3.2、万向输入轴
3.3、球形万向节3.4、万向轴3.5、输出轴3.6、止回挡圈3.7、止回档套3.8、吸入口 3.9、锁紧板3.10、密封胶囊3.11、胶囊卡子3.12、花键套组3.13、二硫化钥润滑脂3.14、轴接箍3.15等零部件。
[0048]具体地，所述万向轴3.5设置在外壳3.2内，外壳3.2 —端通过锁紧板3.10联接下连接座3.1，另一端通过锁紧板3.10联接吸入口 3.9 ;所述万向轴3.5的一端通过球形万向节3.4联接万向输入轴3.3，另一端通过球形万向节3.4联接输出轴3.6 ;所述万向输入轴3.3上通过胶囊卡子3.12联接密封胶囊3.11形成密封腔体，腔体内注满二硫化钥润滑脂3.14，密封胶囊3.11使联轴器组件3的润滑介质与原井液隔离，能够适应井下的恶劣环境，保证使用寿命，外壳3.2用以约束联轴器组件3的运动角度，避免运动角度过大受到破坏。
[0049]所述输出轴3.6上设置有止回挡圈3.7、止回档套3.8，输出轴3.6通过胶囊卡子
3.12联接密封胶囊3.11形成腔体，腔体内注满二硫化钥润滑脂3.14 ;所述万向输入轴3.3的一端联接花键套组3.13，所述输出轴3.6的一端联接轴接箍3.15。装配前，密封胶囊3.11需经0.05MPa打压，五分钟内不允许泄露。所述联轴器组件3主要用以调节螺杆泵偏心运动产生的径向力。
[0050]参见图5所示，本实用新型的使用方法:由保护器组件1、平衡器组件2、联轴器组件3组装成保护装置，与导流外壳4之间形成过液通道13，为螺杆泵12提供过液通道；安装时，将保护器组件I上端轴接箍与油管11螺纹联接，将联轴器组件3外壳下端与螺杆泵12定子外管通过螺纹联接，将联轴器组件3下端轴接箍与螺杆泵12转子上接头通过螺纹联接；原井液通过油管11进入过液通道13，依次流经保护器组件1、平衡器组件2、联轴器组件3到达注入泵入口处，经注入泵加压后注入注入层。图中向上箭头方向为反作用力方向，向下箭头方向为液流方向。
[0051]通过试验证明，本实用新型实施例可以将高含水油井含水率减低5-7%，在不损失采出原油的情况下将采出液量降低50%以上，有效降低大量产出水长程循环导致的集输系统能耗；可以有效延长同井注采系统的使用寿命。适用于高含水油田。
[0052]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种用于同井注采系统的注水螺杆泵保护装置，其特征在于，该保护装置至少包括:保护器组件、平衡器组件、联轴器组件、导流外壳、上部密封座、下部密封座、外壳锁紧母、限位套、内腔支架、防倒板；所述保护器组件、平衡器组件、联轴器组件顺次设置在导流外壳内，与导流外壳之间形成过液通道，所述平衡器组件下端与联轴器组件上端相联接，所述平衡器组件上端与保护器组件下端相联接。
2.根据权利要求1所述的用于同井注采系统的注水螺杆泵保护装置，其特征在于，所述导流外壳内设置有限位套、内腔支架及防倒板，通过外壳锁紧母固联；所述导流外壳一端联接上部密封座，另一端联接下部密封座。
3.根据权利要求1所述的用于同井注采系统的注水螺杆泵保护装置，其特征在于，所述保护器组件至少包括:下连接座、轴承挡圈、胶囊下座、外壳、胶囊套管、传动轴、胶囊上座、中接头、轴承压板、上接头、轴接箍、机械密封销、圆柱滚子轴承、卡簧、放油塞、推力圆柱滚子轴承、锁紧板、胶囊、胶囊卡子。
4.根据权利要求3所述的用于同井注采系统的注水螺杆泵保护装置，其特征在于，所述传动轴上安装有胶囊套管，所述胶囊套管上安装有胶囊下座和胶囊上座，通过胶囊卡子安装有胶囊，所述胶囊设置在外壳内，所述外壳一端联接中接头及上接头，另一端联接下连接座；所述上接头内安装有圆柱滚子轴承，中接头内安装有推力圆柱滚子轴承、轴承压板；所述下连接座内安装有圆柱滚子轴承、轴承挡圈，设置有放油塞，所述下连接座与传动轴由机械密封销密封，此处密封轴段上设置有卡簧，所述传动轴的一端联接轴接箍。
5.根据权利要求1所述的用于同井注采系统的注水螺杆泵保护装置，其特征在于，所述平衡器组件至少包括:花键套、下连接座、圆柱滚子推力轴承、轴承安装套、环形弹簧、单列圆柱滚子轴承、下轴、中上接头、溢流阀总成、中下接头、壳体、隔离套、上轴、上连接座、放油塞、卡簧、上运输帽、锁紧板、机械密封销、垫片。
6.根据权利要求5所述的用于同井注采系统的注水螺杆泵保护装置，其特征在于，所述上轴设置在壳体内，上轴上设置有隔离套，壳体一端联接中下接头，另一端联接上连接座，所述上连接座设置有放油塞2.15，所述中下接头联接中上接头，所述中上接头联接下连接座，所述下连接座内设置有花键套；所述中下接头上设置有溢流阀总成，所述中上接头内的下轴上设置有圆柱滚子推力轴承、轴承安装套、环形弹簧、单列圆柱滚子轴承。
7.根据权利要求6所述的用于同井注采系统的注水螺杆泵保护装置，其特征在于，所述上连接座与上轴由机械密封销密封，此处密封轴段上设置有卡簧，所述上连接座的一端设置有上运输帽。
8.根据权利要求1所述的用于同井注采系统的注水螺杆泵保护装置，其特征在于，所述联轴器组件至少包括:下连接座、外壳、万向输入轴、球形万向节、万向轴、输出轴、止回挡圈、止回档套、吸入口、锁紧板、密封胶囊、胶囊卡子、花键套组、二硫化钥润滑脂、轴接箍。
9.根据权利要求8所述的用于同井注采系统的注水螺杆泵保护装置，其特征在于，所述万向轴设置在外壳内，所述外壳一端联接下连接座，另一端联接吸入口 ；所述万向轴的一端通过球形万向节联接万向输入轴，另一端通过球形万向节联接输出轴；所述万向输入轴上通过胶囊卡子联接密封胶囊形成密封腔体，腔体内注有二硫化钥润滑脂。
10.根据权利要求9所述的用于同井注采系统的注水螺杆泵保护装置，其特征在于，所述输出轴上设置有止回挡圈、止回档套，输出轴通过胶囊卡子联接密封胶囊形成腔体，腔体内注有二硫化钥润滑脂；所述万向输入轴一端联接花键套组，所述输出轴的一端联接轴接箍。
【文档编号】F04C14/28GK204041451SQ201420407147
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年7月22日 优先权日:2014年7月22日
【发明者】王凤山, 杜伟山, 魏纪德, 郑国兴, 袁文, 马志权, 夏丽娟 申请人:中国石油天然气股份有限公司, 大庆油田有限责任公司