專利名稱：一種潛油電機驅(qū)動的柱塞式抽油機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種柱塞式抽油機。具體地說是一種潛油電機驅(qū)動的柱 塞式才由油才幾。
背景技術(shù)：
目前，油田開采原油所使用的有桿抽油機系統(tǒng)的總效率非常低而且能耗 高、結(jié)構(gòu)復雜。為了克服有桿抽油機系統(tǒng)的上述缺點，人們開始考慮將高效的潛油電機與高效的柱塞泵搭配組合，但需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題包括如 何將電機的旋轉(zhuǎn)運動高效地變換為柱塞泵的往復運動以及如何確保該傳動 系統(tǒng)長期和可靠地工作。中國專利文獻CN1821541A中提供了一種旋轉(zhuǎn)電機 驅(qū)動的地下往復式抽油機，其緩沖油管內(nèi)設(shè)有電機，電機的輸出軸與絲杠連 接，電機帶動絲杠旋轉(zhuǎn)即會帶動與絲杠配合的柱塞做直線運動，從而將地下 的原油輸送到地面。但由于該發(fā)明將柱塞、絲杠和絲杠螺母一同設(shè)置在柱塞 筒內(nèi)部，抽油時，帶有大量雜質(zhì)的原油通過絲杠和絲杠螺母的嚙合部分，增 大了嚙合部分的阻力，大大增加了絲杠和絲杠螺母的工作負荷，甚至造成嚙 合部分卡死，導致無法繼續(xù)工作；絲杠和絲杠螺母長時間在這樣惡劣的環(huán)境 下工作，也大大減少了使用壽命。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計與布局由于沒有考慮到井下 環(huán)境及原油成份的復雜性存在重大缺陷，如果具體實施，該抽油機系統(tǒng)的機 械傳動機構(gòu)將會迅速磨損而無法正常工作。實用新型內(nèi)容為此，本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于改善由絲杠及絲杠螺母構(gòu)成 的螺旋傳動機構(gòu)的工作環(huán)境，進而提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)高效率、長壽命工作的 潛油電才幾驅(qū)動的柱塞式抽油機。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
一種潛油電機驅(qū)動的柱塞式抽油機，包括置于油管內(nèi)的柱塞式抽油泵， 所述柱塞式抽油泵中的柱塞與螺旋傳動機構(gòu)連接，所述螺旋傳動機構(gòu)由機身 相對于所述油管固定的潛油電動機驅(qū)動，所述潛油電動機由控制機構(gòu)控制進 行往復旋轉(zhuǎn)運動，所述螺旋傳動機構(gòu)將所述潛油電動機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為所
述柱塞的往復直線運動；所述柱塞通過絲杠保護套筒與所述螺旋傳動機構(gòu)連 接，所述螺旋傳動機構(gòu)的傳動嚙合部分密閉于所述絲杠保護套筒內(nèi)。
所述螺旋傳動機構(gòu)包括與所述潛油電動4幾的輸出軸固定連接的絲杠和 與所述絲杠保護套筒固定連接的絲杠螺母。
所述螺旋傳動機構(gòu)可以采用兩個以上所述絲杠螺母，以分擔載荷，提高 所述螺旋傳動機構(gòu)的承載能力。
所述絲杠的上端通過浮動支撐件可滑動地支撐在所述絲杠保護套筒的 內(nèi)壁，以限定所述絲杠上端的徑向擺動。
所述絲杠的下端"&置有與所述油管連接的固定支撐件，以限定所述絲杠 的徑向擺動和軸向移動。
所述柱塞通過柱塞連接件與所述絲杠保護套筒固定連接，使得潛油電動 才幾的旋轉(zhuǎn)運動通過所述螺旋傳動機構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)樗鼋z杠螺母、所述絲杠保護套 筒、所述柱塞連接件以及所述柱塞的往復直線運動。
所述絲杠螺母、所述絲杠保護套筒以及所述柱塞連接件在工作時只往復 直線移動、不轉(zhuǎn)動。
所述控制機構(gòu)包括電機運動控制器和傳感器，所述傳感器與所述螺旋傳 動機構(gòu)連接，向所述電機運動控制器發(fā)送換向信號。
所述傳感器可以是旋轉(zhuǎn)碼盤類位置傳感器或直線位置類傳感器。
本實用新型的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點，采用了上述技 術(shù)方案的柱塞式抽油機，其中的螺旋傳動機構(gòu)對井液是密閉的，螺旋傳動機 構(gòu)內(nèi)的潤滑質(zhì)量不會受到井液的影響，因而大大改善了由絲杠及絲杠螺母構(gòu)成的螺旋傳動機構(gòu)的工作環(huán)境。所述絲杠的上端的浮動支撐件，以及所述絲 杠的下端的固定支撐件的設(shè)置使得所述螺旋傳動機構(gòu)的工作更加穩(wěn)定、可
靠，不易損壞。此外，本實用新型所采用的傳動技術(shù)和控制技術(shù)等均為成熟 技術(shù)、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、占用地面小、便于維護、工作可靠、使用壽命長、 工作節(jié)拍可根據(jù)實際生產(chǎn)進行調(diào)整、采用模塊式連接技術(shù)，無需改變現(xiàn)有潛 油電動^/L和柱塞泵的結(jié)構(gòu)等。


為了使本實用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本實用新型的 具體實施例并結(jié)合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中 圖1是本實用新型的潛油電機驅(qū)動的柱塞式抽油機的示意圖。
圖中附圖標記表示為l-潛油電動機，2-柱塞式抽油泵，3-電^/Li^動控 制器，4-傳感器，5-動力電纜，6-油管，7-絲杠，8-絲杠螺母，9-絲杠j呆護 套筒，10-柱塞連接件，11-固定支撐件，12-浮動支撐件，13-信號線，14-柱塞桿
務體實施方式
如圖l所示，本實用新型的潛油電機驅(qū)動的柱塞式抽油機，包括置于所 述油管6內(nèi)的柱塞式抽油泵2，所述柱塞式抽油泵2中的柱塞固定連接一個 柱塞桿14，所述柱塞桿14通過絲杠保護套筒9與螺旋傳動機構(gòu)連接，所述 螺旋傳動機構(gòu)的傳動嚙合部分密閉于所述絲杠保護套筒9內(nèi)，與井液分離， 使所述螺旋傳動機構(gòu)內(nèi)部的潤滑質(zhì)量不會受到井液的影響，保證所述螺旋傳 動機構(gòu)的傳動質(zhì)量，確保所述螺旋傳動機構(gòu)的使用壽命。所述螺旋傳動機構(gòu) 由潛油電動機1驅(qū)動，所述潛油電動機1由控制機構(gòu)控制進行往復旋轉(zhuǎn)運動， 所述螺旋傳動機構(gòu)將所述潛油電動機1的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為所述柱塞桿14的 往復直線運動。
所述螺旋傳動機構(gòu)包括與所述潛油電動機1的輸出軸固定連接的絲杠7 和與所述絲杠保護套筒9固定連接的絲杠螺母8。本實施例中，所述絲杠7 為滾動絲杠，其下部為可轉(zhuǎn)動的安裝端，所述安裝端與固定支撐件11可相對轉(zhuǎn)動且軸向固定地連4^，以限定所述絲杠7的徑向擺動；所述固定支撐件 11與所述油管6的下端固定連接。所述絲杠7的上端通過浮動支撐件12可 轉(zhuǎn)動地支撐在所述絲杠保護套筒9的內(nèi)壁，以限定所述絲杠7上端的徑向擺 動，并且所述浮動支撐件12作為輔助支撐，可提高所述絲杠7的支撐剛度。
所述柱塞桿14通過柱塞連接件10與所述絲杠保護套筒9固定連接，使 得潛油電動機1的旋轉(zhuǎn)運動通過所述絲杠7轉(zhuǎn)變?yōu)樗鼋z杠螺母8、所述絲 杠保護套筒9、所述柱塞連接件10以及所述柱塞桿14的往復直線運動。所 述絲杠螺母8、所述絲杠保護套筒9以及所述柱塞連接件10在工作時只往 復直線移動、不轉(zhuǎn)動。
所述控制機構(gòu)包括電機運動控制器3和傳感器4,所述傳感器4與所述 螺旋傳動機構(gòu)連接，向所述電機運動控制器3發(fā)送換向信號。所述電機運動 控制器3是一種可使所述潛油電動機1無級調(diào)速的控制器，所述電機運動控 制器3控制所述柱塞桿14的加速、減速和平穩(wěn)運行。所述電機運動控制器 3可以是變頻調(diào)速器或開關(guān)磁阻電機控制器等。所述電機運動控制器3根據(jù) 所述傳感器4的換向信號來控制所述潛油電動機1的正、反轉(zhuǎn)，進而控制所 述絲杠螺母8、所述絲杠保護套筒9、所述柱塞連接件10以及所述柱塞桿 14的往復直線運動。所述傳感器4的換向信號與所述絲杠7的有效行程相 關(guān)。所述傳感器4可以是旋轉(zhuǎn)碼盤類位置傳感器或直線位置類傳感器。所述 位置傳感器4的信號線13與動力電纜5 —同接地。
本實用新型的潛油電機驅(qū)動的柱塞式抽油機在工作時，設(shè)置在地面上的 所述電扭逸動控制器3才艮據(jù)運行程序控制所述潛油電動^L 1的正向和反向的 加速運行、平穩(wěn)運行及減速運行。所述潛油電動機l的旋轉(zhuǎn)運動通過所述絲 杠7的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為所述絲杠螺母8的直線往復運動。所述絲杠螺母8與所述 絲杠保護套筒9、所述柱塞連接件IO是連接在一起的，因此，與所述柱塞 連接件10連接的柱塞桿14也將隨之作直線往復運動，從而實現(xiàn)柱塞泵系統(tǒng) 的吸油和排油功能。
在本實用新型的潛油電^L驅(qū)動的柱塞式抽油^L中，所述潛油電動4幾1和所述柱塞式抽油泵2為常用的標準部件，所述螺旋傳動機構(gòu)采用模塊化技術(shù) 進行設(shè)計，可與所述潛油電動機1和所述柱塞式抽油機3方便地連接，無需 改變所述潛油電動機1和所述柱塞式抽油泵2的結(jié)構(gòu)。所述螺旋傳動機構(gòu)可 采用兩個以上所述絲杠螺母8，以分擔載荷，提高所述螺旋傳動機構(gòu)的承載 能力。另外，根據(jù)生產(chǎn)實際的要求，還可以在所述潛油電動機l的輸出軸端 設(shè)置一電機保護器(圖中未示出)，也可以在所述絲杠7的上端和所述絲杠 保護套筒9的內(nèi)部設(shè)置一螺旋傳動保護器(圖中未示出)，以解決在井下的 潤滑和壓力平衡等問題。
顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式 的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做 出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮 舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型創(chuàng)造的保護 范圍之中。
權(quán)利要求1. 一種潛油電機驅(qū)動的柱塞式抽油機，包括置于油管(6)內(nèi)的柱塞式抽油泵(2)，所述柱塞式抽油泵(2)中的柱塞與螺旋傳動機構(gòu)連接，所述螺旋傳動機構(gòu)由機身相對于所述油管(6)固定的潛油電動機(1)驅(qū)動，所述潛油電動機(1)由控制機構(gòu)控制進行往復旋轉(zhuǎn)運動，所述螺旋傳動機構(gòu)將所述潛油電動機(1)的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為所述柱塞的往復直線運動；其特征在于所述柱塞通過絲杠保護套筒(9)與所述螺旋傳動機構(gòu)連接，所述螺旋傳動機構(gòu)的傳動嚙合部分密閉于所述絲杠保護套筒(9)內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的潛油電機驅(qū)動的柱塞式抽油機，其特征在于 所述螺旋傳動機構(gòu)包括與所述潛油電動機(1)的輸出軸固定連接的絲杠(7) 和與所述絲杠保護套筒(9)固定連接的絲杠螺母(8)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的潛油電機驅(qū)動的柱塞式抽油機，其特征在于 所述螺旋傳動機構(gòu)可以采用兩個以上所述絲杠螺母(8)，以分擔載荷，提高 所述螺旋傳動機構(gòu)的承載能力。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的潛油電機驅(qū)動的柱塞式抽油機，其特征在于 所述絲杠(7)的上端通過浮動支撐件(12)可滑動地支撐在所述絲杠保護套 筒(9)的內(nèi)壁，以限定所述絲杠(7)上端的徑向擺動。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的潛油電機驅(qū)動的柱塞式抽油機，其特征在于 所述絲杠(7)的下端設(shè)置有與所述油管(6)連接的固定支撐件(11)，以限 定所述絲杠(7)的徑向擺動和軸向移動。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的潛油電機驅(qū)動的柱塞式抽油機，其特征在于 所述柱塞通過柱塞連接件(10)與所述絲杠保護套筒(9)固定連接，使得潛 油電動機(1)的旋轉(zhuǎn)運動通過所述螺旋傳動機構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)樗鼋z杠螺母(8)、所述絲杠保護套筒(9)、所述柱塞連接件(10)以及所述柱塞的往復直線運動。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的潛油電機驅(qū)動的柱塞式抽油機,其特征在于 所述絲杠螺母(8)、所述絲杠保護套筒(9)以及所述柱塞連接件(1G)在工作 時只往復直線移動、不轉(zhuǎn)動。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的潛油電機驅(qū)動的柱塞式抽油機，其特征在于 所述控制機構(gòu)包括電機運動控制器(3)和傳感器(4)，所述傳感器(4)與 所述螺旋傳動機構(gòu)連接，向所述電機運動控制器(3)發(fā)送換向信號。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的潛油電機驅(qū)動的柱塞式抽油機，其特征在于: 所述傳感器(4)可以是旋轉(zhuǎn)碼盤類位置傳感器或直線位置類傳感器。
專利摘要一種潛油電機驅(qū)動的柱塞式抽油機，包括置于油管內(nèi)的柱塞式抽油泵，所述柱塞式抽油泵中的柱塞與螺旋傳動機構(gòu)連接，所述螺旋傳動機構(gòu)由機身相對于所述油管固定的潛油電動機驅(qū)動，所述潛油電動機由控制機構(gòu)控制進行往復旋轉(zhuǎn)運動，所述螺旋傳動機構(gòu)將所述潛油電動機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為所述柱塞的往復直線運動；所述柱塞通過絲杠保護套筒與所述螺旋傳動機構(gòu)連接，所述螺旋傳動機構(gòu)的傳動嚙合部分密閉于所述絲杠保護套筒內(nèi)。采用了上述技術(shù)方案的柱塞式抽油機，螺旋傳動機構(gòu)內(nèi)的潤滑質(zhì)量不會受到井液的影響，大大改善了其工作環(huán)境，使柱塞式抽油機能夠高效率、長壽命并且可靠的工作。
文檔編號F04B47/00GK201103384SQ20072012894
公開日2008年8月20日 申請日期2007年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月24日
發(fā)明者張以都, 胡在強, 高新華 申請人:高新華;張以都;胡在強