油气井用轴流式齿轮泵制造技术

本发明专利技术提供一种油气井用轴流式齿轮泵，其包括至少两个轴向串联的子齿轮泵，所述子齿轮泵包括：泵壳，其轴向两端分别设有吸入口和排出口，所述吸入口与排出口周向错开设置，两两相邻的所述子齿轮泵中，下方的子齿轮泵的排出口与上方的子齿轮泵的吸入口连通，所述泵壳内偏心设置能转动的外齿圈，所述泵壳内轴向穿设能与电机相连的泵轴；内齿轮，其套设于所述泵轴，所述内齿轮位于所述外齿圈内并与所述外齿圈局部啮合，所述内齿轮与所述外齿圈之间形成第一容纳腔和第二容纳腔，所述吸入口与所述第一容纳腔连通，所述排出口与所述第二容纳腔连通。本发明专利技术径向尺寸小，扬程高，能适应井下狭小空间和深度的需求。

【技术实现步骤摘要】
油气井用轴流式齿轮泵
本专利技术涉及采油机械领域，尤其是一种适用于高油气井的油气井用轴流式齿轮泵。
技术介绍
目前油田的举升方式主要以抽油机、潜油电泵为主，而对于含气量大的油井常会发生气锁等问题，严重影响举升系统的效率，并会加速泵的磨损。齿轮泵是一种容积泵，其包括外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵。外啮合齿轮泵的主动轮芯轴和从动轮芯轴平行设计，轴间距为两个齿轮分度圆直径之和；内啮合齿轮泵的主动轮芯轴和从动轮芯轴平行设计，轴间距为两个齿轮分度圆直径之差，虽然减小了径向尺寸，但传统齿轮泵进液口和排液口均布置于齿轮泵的径向位置，造成齿轮泵系统径向尺寸大，无法适应井下狭小空间需求，同时传统齿轮泵均采用单级泵设计，在低转速、小排量工况下，也不能满足井下液体举升的压力要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种油气井用轴流式齿轮泵，其径向尺寸小，扬程高，能适应井下狭小空间和深度的需求。本专利技术的上述目的可采用下列技术方案来实现：本专利技术提供一种油气井用轴流式齿轮泵，其包括至少两个轴向串联的子齿轮泵，所述子齿轮泵包括：泵壳，其轴向两端分别设有吸入口和排出口，所述吸入口与排出口周向错开设置，两两相邻的所述子齿轮泵中，下方的子齿轮泵的排出口与上方的子齿轮泵的吸入口连通，所述泵壳内偏心设置能转动的外齿圈，所述泵壳内轴向穿设能与电机相连的泵轴；内齿轮，其套设于所述泵轴，所述内齿轮位于所述外齿圈内并与所述外齿圈局部啮合，所述内齿轮与所述外齿圈之间形成第一容纳腔和第二容纳腔，所述吸入口与所述第一容纳腔连通，所述排出口与所述第二容纳腔连通。在优选的实施方式中，两两相邻的所述子齿轮泵的泵轴相连。在优选的实施方式中，所述泵壳包括泵筒、上盖和下盖，所述泵筒轴向贯穿设有偏心腔室，所述偏心腔室内设有所述外齿圈，所述下盖密封设于所述泵筒的下端，所述吸入口偏心设置于所述下盖，所述上盖密封设于所述泵筒的上端，所述排出口偏心设置于所述上盖。在优选的实施方式中，所述泵壳的所述偏心腔室与所述外齿圈间隙配合。在优选的实施方式中，所述上盖与所述泵筒之间、所述下盖与所述泵筒之间均设有密封圈。在优选的实施方式中，每个所述子齿轮泵的所述吸入口与所述排出口沿周向呈180度错开设置。在优选的实施方式中，所述第一容纳腔形成于所述内齿轮与所述外齿圈的脱离啮合弧段，所述第二容纳腔形成于所述内齿轮与所述外齿圈的进入啮合弧段，所述第一容纳腔内的压力小于所述第二容纳腔内的压力。在优选的实施方式中，所述吸入口和所述排出口的横截面均呈弧形。在优选的实施方式中，所述泵壳的中心轴线、所述泵轴的中心轴线和所述内齿轮的中心轴线共线。在优选的实施方式中，所述外齿圈的中心轴线与所述偏心腔室的中心轴线共线。本专利技术油气井用轴流式齿轮泵的特点及优点是：本专利技术通过将内齿轮与外齿圈沿周向的局部区域内啮合，以减小径向尺寸，并在内齿轮与外齿圈之间形成高压的第二容纳腔和低压的第一容纳腔，以充分利用内部空间，通过内齿轮与外齿圈的相对转动抽吸液体，同时将吸入口和排出口分别设置于泵壳的轴向的两端，以进一步减小轴流式齿轮泵的径向尺寸，适应井下狭小空间需求，且还利于多级子齿轮泵的串联，提高泵的扬程，适应井下深度需求，以实现油气井内的举升。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，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。图1为本专利技术油气井用轴流式齿轮泵的俯视结构示意图；图2为本专利技术油气井用轴流式齿轮泵的仰视结构示意图(不含泵筒)；图3为本专利技术油气井用轴流式齿轮泵的子齿轮泵的侧视结构示意图(内齿轮和外齿圈未示出，泵筒内部长方框示意的为间隙)；图4为本专利技术油气井用轴流式齿轮泵的两个子齿轮泵轴向串联的结构示意图(内齿轮和外齿圈未示出，泵筒内部长方框示意的为间隙)。附图标号说明：1、吸入口；2、排出口；3、内齿轮；4、外齿圈；5、泵轴；6、泵筒；7、上盖；8、下盖；9、密封圈；10、法兰。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。除非单独定义指出的方向以外，本文中涉及到的上、下等方向均是以本专利技术所示的图2中的左、右等方向为准，在此一并说明。如图1至图4所示，本专利技术提供一种油气井用轴流式齿轮泵，其包括至少两个轴向串联的子齿轮泵，所述子齿轮泵包括：泵壳，其轴向两端分别设有吸入口1和排出口2，所述吸入口1与排出口2周向错开设置，两两相邻的所述子齿轮泵中，下方的子齿轮泵的排出口2与上方的子齿轮泵的吸入口1连通，所述泵壳内偏心设置能转动的外齿圈4，所述泵壳内轴向穿设能与电机相连的泵轴5；内齿轮3，其套设于所述泵轴5，所述内齿轮3位于所述外齿圈4内并与所述外齿圈4局部啮合，所述内齿轮3与所述外齿圈4之间形成第一容纳腔和第二容纳腔，所述吸入口1与所述第一容纳腔连通，所述排出口2与所述第二容纳腔连通。具体的，泵壳大体呈筒状，所述吸入口1和所述排出口2的横截面(也即径向截面)均呈弧形，且吸入口1和排出口2的弧形横截面沿泵轴5的转动方向逐渐变宽，以更利于流体的吸入和排出；内齿轮3套设于泵轴5并同泵轴5同步转动，以作为主动轮带动外齿圈4转动，其中，内齿轮3与泵轴5之间通过键与键槽实现固定配合，内齿轮3设于外齿圈4内，且内齿轮3的外径小于外齿圈4的内径，使偏心设置的内齿轮3与外齿圈4仅在圆周方向的局部区段进行齿轮啮合，且内齿轮3的高度(即图3示出的水平方向的长度)等于外齿圈4的高度(即图3示出的水平方向的长度)，以利于内齿轮3与外齿圈4之间形成容纳流体的空间，并结合周向错开设置的吸入口1和排出口2的设置，有利于在内齿轮3与外齿圈4之间形成用于抽吸流体的低压的第一容纳腔和用于排出流体的高压的第二容纳腔，且内齿轮3的上下端面和外齿圈4的上下端面均与泵壳两端的内端面抵靠(相互抵靠的两个端面之间具有微小的间隙)，该间隙既能保证内齿轮3和外齿圈4的顺利旋转，还能不影响低压的第一容纳腔和高压的第二容纳腔的形成，优选的，每个所述子齿轮泵的所述吸入口1与所述排出口2沿周向呈180度错开设置，即吸入口1和排出口2在径向上相对于泵轴呈对称设置。本专利技术的油气井用轴流式齿轮泵可由两个、三个或更多个子齿轮泵轴向串联，如图4所示，两两相邻的所述子齿轮泵的泵轴5相连，两两相邻的所述子齿轮泵的吸入口1与排出口2相连，具体的，每个子齿轮泵的吸入口1位于排出口2的下方，每个子齿轮泵的泵轴5的两端伸出泵壳，两两相邻的子齿轮泵之间的泵轴5通过花键相邻，例如，两两相邻的子齿轮泵中，位于下方的子齿轮泵的泵轴5的上端设有外花键，而位于上方的子齿轮泵的泵轴5的下端设有内花键，外花键与内花键相配合实现两两相邻的子齿轮泵的泵轴5的连接，进而实现动力的传递，其中，电机可与至少两个子齿轮泵中最下方的子齿轮泵的泵轴5的下端相连，或者与至少两个子齿轮泵中最上方的子齿轮泵的泵轴5的上端相连，以通过电机向至少两个子齿轮泵输入动力，两两本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种油气井用轴流式齿轮泵，其特征在于，所述油气井用轴流式齿轮泵包括至少两个轴向串联的子齿轮泵，所述子齿轮泵包括：泵壳，其轴向两端分别设有吸入口和排出口，所述吸入口与排出口周向错开设置，两两相邻的所述子齿轮泵中，下方的子齿轮泵的排出口与上方的子齿轮泵的吸入口连通，所述泵壳内偏心设置能转动的外齿圈，所述泵壳内轴向穿设能与电机相连的泵轴；内齿轮，其套设于所述泵轴，所述内齿轮位于所述外齿圈内并与所述外齿圈局部啮合，所述内齿轮与所述外齿圈之间形成第一容纳腔和第二容纳腔，所述吸入口与所述第一容纳腔连通，所述排出口与所述第二容纳腔连通。

【技术特征摘要】
1.一种油气井用轴流式齿轮泵，其特征在于，所述油气井用轴流式齿轮泵包括至少两个轴向串联的子齿轮泵，所述子齿轮泵包括：泵壳，其轴向两端分别设有吸入口和排出口，所述吸入口与排出口周向错开设置，两两相邻的所述子齿轮泵中，下方的子齿轮泵的排出口与上方的子齿轮泵的吸入口连通，所述泵壳内偏心设置能转动的外齿圈，所述泵壳内轴向穿设能与电机相连的泵轴；内齿轮，其套设于所述泵轴，所述内齿轮位于所述外齿圈内并与所述外齿圈局部啮合，所述内齿轮与所述外齿圈之间形成第一容纳腔和第二容纳腔，所述吸入口与所述第一容纳腔连通，所述排出口与所述第二容纳腔连通。2.根据权利要求1所述的油气井用轴流式齿轮泵，其特征在于，两两相邻的所述子齿轮泵的泵轴相连。3.根据权利要求1所述的油气井用轴流式齿轮泵，其特征在于，所述泵壳包括泵筒、上盖和下盖，所述泵筒轴向贯穿设有偏心腔室，所述偏心腔室内设有所述外齿圈，所述下盖密封设于所述泵筒的下端，所述吸入口偏心设置于所述下盖，所述上盖密封设于所述泵筒的上端，所述排出口偏心设置于所述上盖。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：王全宾，朱世佳，郝忠献，张立新，沈泽俊，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11