[发明专利]一种带井下驱动转换装置的潜没式抽油泵机组

说明书

技术领域

本发明涉及一种潜没式抽油泵机组，具体的说是涉及一种带井下驱动转换装置的潜没式抽油泵机组。

背景技术

以前，国内外各油田使用的主要采油设施之一是地面驱动的抽油泵机组，这种设施采用陆用驱动转换装置（常见的是游梁式抽油机，俗称叩头机），它将陆用旋转式电动机产生的旋转动力转换为直线式往复动力，以适应井下抽油泵的直线往复运行方式。其结构尺寸基本不受空间限制，且在空气中运行环境适宜，因此结构坚固、简单，易于维修保养，百余年来始终占据诸多采油设施之首位。它的缺陷是必须依靠很长的抽油杆将地面驱动装置输出的直线往复动力传递到井下抽油泵，因此存在冲程损失大，机械效率低、能耗高，难以适应拐点多、斜度大、扬程高等井况条件，检修周期较短，井上占地面积较大，不易管理等缺点。

为此，近年来有人研究一种直线式潜油电机，可以输出直线往复动力，在井下直接驱动抽油泵，从而免去长抽油杆带来的缺陷；然而，这种电机位处油井套管内，受直径限制，功率和输出轴向力难以提高，只能适应低扬程、小排量的井况，寿命也较短，故难以推广。还有多种采用旋转式潜油电机做动力，通过各种驱动转换装置驱动抽油泵的创意，至今尚未见有关此类产品的报道。分析这类构思的普遍缺陷是：传统潜油电机（鼠笼式异步电机）或永磁电动机启动性能差，都不适于长时间频繁换相启动；电气系统换相需靠井下传感器的信号控制，可靠性差；机械传动装置密封系统不理想而影响运行寿命等缺陷的存在。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术中的问题，提供了一种能克服现有缺陷的带井下驱动转换装置的潜没式抽油泵机组。该抽油泵机组可将旋转式潜油电机产生的旋转动力通过井下驱动转换装置转换为直线往复动力，不用长抽油杆，可在井下直接驱动抽油泵的潜没式抽油泵机组。

本发明为解决这一问题所采取的技术方案是：

一种带井下驱动转换装置的潜没式抽油泵机组，包括控制柜、旋转式潜油电机、井下驱动转换装置、往复式抽油泵、潜油电缆、第一接头、第二接头和油管；设置于井口的控制柜通过潜油电缆与潜没于井下套管内的旋转式潜油电机接通，电机轴通过第一接头与驱动转换装置的丝杠副的丝杠的一端相连接，与丝杠副的丝母相连接的往复部件驱动杆的一端通过第二接头与往复式抽油泵的泵推拉杆相连接，泵出液口与油管相连接；其特征在于：井下驱动转换装置为往复载荷平衡型，可使控制柜靠设定负载值实现自动换相功能，旋转式潜油电机为异步启动永磁同步式潜油电动机。

所述的旋转式潜油电机包括电机外壳、电机定子、电机转子装配和保护器，电机转子装配是由永久磁钢转子为主，配以鼠笼转子，并由转子轴承间隔支撑所构成。

所述的井下驱动转换装置包括转换装置内腔、转换装置外壳、丝杠副和驱动杆，井下驱动转换装置的两端分别设置有与转换装置外壳紧密连接的下储油胶囊和上储油胶囊，在驱动杆两端分别设置有下冲程压缩弹簧和上冲程压缩弹簧。

井下驱动转换装置下端设置的下储油胶囊的胶囊体为圆筒形可缩涨的弹性体，下储油胶囊的上下两端分别与转换装置外壳紧密连接，形成了相互隔离的下储油胶囊外腔和下储油胶囊内腔，下储油胶囊外腔与转换装置外壳外壁以外的井液相沟通，下储油胶囊内腔与转换装置内腔相沟通，并充满润滑油。

井下驱动转换装置上端设置的上储油胶囊的胶囊体为圆筒形可缩涨的弹性体，上储油胶囊的上下两端分别与转换装置外壳紧密连接，形成了相互隔离的上储油胶囊外腔和上储油胶囊内腔，上储油胶囊外腔与转换装置外壳外壁以外的井液相沟通，上储油胶囊内腔与转换装置内腔相沟通，并充满润滑油。

井下驱动转换装置的驱动杆两端分别设置有下冲程压缩弹簧和上冲程压缩弹簧，两个压缩弹簧的弹性载荷使驱动杆在到达下冲程终点和到达上冲程终点时承受的载荷相同，使控制柜靠设定负载值实现适时换相。

本发明具有的优点和积极效果是：