专利摘要

本发明公开了一种电潜单螺杆泵的轴向力液力止推机构，包括电潜单螺杆泵及其传动轴及其连接的柔性轴，在电潜单螺杆泵的传动轴的圆周上设置有圆盘法兰，在电潜单螺杆泵的壳体上设置有圆环法兰，圆盘法兰位于圆环法兰上，且两个圆盘法兰端面间隙滑动配合，在圆环法兰的上端面还有一个圆环槽，该圆环槽内设置有硬质耐磨塑料密封圈，圆环槽的下部有一根油管从泵的排出端引高压油到圆环槽内。本发明将高压油引入该圆环槽中，以便对上面的圆盘法兰面产生向上的推力和平衡螺杆的轴向力与重力之和。避免了螺杆轴向力对转子轴下方连接的万向节、限位轴承、减速器齿轮的附加载荷，有效的延长了这些易损部件的寿命。

权利要求

1.一种电潜单螺杆泵的轴向力液力止推机构，包括电潜单螺杆泵及其传动轴(1)及其连接的柔性轴(2)，其特征在于，所述的电潜单螺杆泵的传动轴(1)的圆周上设置有圆盘法兰(9)，在电潜单螺杆泵的壳体上设置有圆环法兰(6)，圆盘法兰(9)位于圆环法兰(6)上，且两个法兰端面间隙滑动配合，在圆环法兰(6)的上端面还有一个圆环槽(7)，该圆环槽(7)内设置有硬质耐磨塑料密封圈(8)，圆环槽(7)的下部有一根油管(10)从泵的排出端引高压油到圆环槽(7)内。

2.如权利要求1所述的电潜单螺杆泵的轴向力液力止推机构，其特征在于，所述的油管(10)的直径6mm～12mm。

3.如权利要求1所述的电潜单螺杆泵的轴向力液力止推机构，其特征在于，所述的圆环法兰(6)与电潜单螺杆泵的壳体联为一体。

说明书

                            技术领域

本发明涉及一种石油开采输送的流体机械，涉及一种电潜单螺杆泵的轴向力液力止推机构。

                            背景技术

单螺杆泵是一种常用的油田深井抽油设备。国内以前常见的是地面电机驱动，通过数百米或上千米的轴连接深井内的单螺杆泵。实现抽油运行。近年来，我国海上石油勘探和开采得到较大发展。在海面平台上，采用地面电机驱动深井油泵十分不便。迫切需要电潜单螺杆泵来完成抽油作业。目前，我国有少数厂家生产这种电潜单螺杆泵，但故障率高，不能满足正常使用的要求。故石油公司不得不购买价钱昂贵的国外公司的产品。

调研证明，国内电潜单螺杆泵故障率高的原因主要是电机与泵连接的万向节(或揉性轴)、轴向力止推轴承、减速器等传动部件工作失效。而这些部件的失效与巨大的螺杆轴向力所产生的附加载荷密切相关。

传统的单螺杆电潜泵传动系统的结构如图1所示。从上部螺杆传动轴1及其连接的柔性轴2传递过来的轴向力通过止推轴承3来平衡。由于螺杆作非定轴旋摆运动，螺杆的轴向力向下压在旋摆柔性轴上，这对柔性轴和下面的传动轴承产生十分恶劣的受力状态。结果就造成了柔性轴、止推限位轴承和减速器等短时间内损坏。

中国专利申请(申请号：93220526)，发明人：贾树成，公开了一种双向对称单螺杆抽油泵，该专利采用双向工作的两个螺杆转子来抵消轴向力，显然这在深井内是不能实现的。另外，国外也没有关于单螺杆泵轴向力平衡技术的公开报导。

                            发明内容

针对上述现有技术存在的实际工程问题，本发明的目的在于，提供一种电潜单螺杆泵的轴向力液力止推机构，该结构就是要把螺杆轴向力在螺杆轴上全部平衡掉，以保证柔性轴或万向节，减速器等传动部件良好的工作。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种电潜单螺杆泵的轴向力液力止推机构，包括电潜单螺杆泵及其传动轴和连接的柔性轴，其特征在于，所述的电潜单螺杆泵的传动轴的圆周上设置有一个圆盘法兰，在电潜单螺杆泵的壳体上设置有圆环法兰，圆盘法兰位于圆环法兰上，且两个法兰端面间隙滑动配合，在圆环法兰的上端面还有一个圆环槽，该圆环槽内设置有硬质耐磨塑料密封圈，圆环槽的下部有一根油管从电潜单螺杆泵的排出端引高压油到圆环槽内。

本发明的电潜单螺杆泵的轴向力液力止推机构，由于将高压油引入该圆环槽中，高压油对上面的圆盘法兰面产生向上的推力，以平衡螺杆的轴向力与重力之和。避免了螺杆轴向力对转子轴下方连接的柔性轴、限位轴承、减速器齿轮的附加载荷，有效的延长了这些易损部件的寿命。

                            附图说明

图1为传统的单螺杆电潜泵传动系统的结构示意图；

图2是本发明的电潜单螺杆泵的轴向力液力止推机构示意图。

图中设计的标号分别为：1、电潜单螺杆泵的传动轴，2、柔性轴，3、止推定位轴承，4、泵体架，5、行星齿轮减速器，6、圆环法兰，7、圆环槽，8、硬质耐磨塑料密封圈，9、圆盘法兰，10、油管。

以下结合附图和发明人给出的实施例对本发明作进一步的详细说明。

                          具体实施方式

参见图2，本发明的电潜单螺杆泵的轴向力液力止推机构，包括电潜单螺杆泵及其传动轴1及其连接的柔性轴2，在电潜单螺杆泵的传动轴1的圆周上设置有圆盘法兰9，在电潜单螺杆泵的壳体上设置有圆环法兰6，圆盘法兰9位于圆环法兰6上，且两个法兰端面间隙滑动配合，在圆环法兰6的上端面还有一个圆环槽7，该圆环槽7内设置有硬质耐磨塑料密封圈8，圆环槽7的下部有一根油管10从泵的排出端引高压油到圆环槽7内。

上述的油管10的直径6mm～12mm。

圆环法兰6与电潜单螺杆泵的壳体可以制成一体。

按照上述结构，圆环槽7内的高压油就对转子的法兰产生向上的推力，平衡螺杆转子向下的轴向力。图2中所示的D₁、d₂、D₄、d₁、D₂、D₃的尺寸应满足如下关系：

D₁-d₂≥2e                                       (1)

D₄-d₁≥2e                                       (2)

d₂-D₂≥10+2e                                    (3)

π(D₂²-D₃²)×(Pd-Ps)≥Fz                       (4)

式中：

e：表示单螺杆转子的偏心距，由泵体转子结构设计提供出；

Pd：表示泵排出油的压力，由泵的输油性能设计提供；

Ps：表示油泵吸入油的压力，由油井低下压力提供；

Fz：表示单螺杆转子的轴向力。由泵的结构和性能参数设计提供。

两个法兰面之间的设计间隙δ取值范围为0.06～0.36mm；

本发明的电潜单螺杆泵的轴向力液力止推机构，可用于传统式单螺杆泵的改进，也可用于新产品的开发研制。对用于传统泵的改造，先应适当加长螺杆泵体架的长度，适当加长螺杆转子轴端长度，并设置相应的法兰。根据原有产品的轴向力确定法兰的尺寸和充液槽的环形面积。对用于新产品的研制，先确定螺杆转子和定子的结构尺寸和工作参数，给出螺杆轴向力数据，根据轴向力平衡的原则，即公式(4)确定出充液槽的环形面积π(D₂²-D₃²)的总值A。再根据式(3)，确定出D₂，将确定出的D₂带入，得到D₃值为：

D 3 = D 2 2 - A π . . . ( 5 ) ]]>

单螺杆轴向位置的控制：一般情况下，所设计的高压油推力略大于螺杆的轴向力，使螺杆轴及其柔性轴受到一定的拉力。然后，在柔性轴与减速器之间设置轴向和径向定位轴承，这时轴向的定位轴承是防止轴向上窜。轴向定位轴承保证圆盘法兰9与圆环法兰6之间的间隙在0.06～0.36mm之间。

模拟试验：由于单螺杆轴上的圆盘法兰相对于泵体架上的圆环法兰作平面旋摆运动。用于液力平衡的油源来自于井内原油，油中含油不同程度的沙粒，密封圈的材料需要选用高耐磨性的PEEK等塑料材料，密封圈的使用寿命、通过密封圈泄漏的高压油量需要通过模拟试验进行考核。以及高压输油泵腔引油管口处设置的油过滤网也需要通过试验进行考核。当考核得到可靠的数据，才可在实际的电潜单螺杆泵上实施本发明的结构方案。

一种电潜单螺杆泵的轴向力液力止推机构专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。