一种偏置式螺杆增压注水装置

技术领域

本发明属于油田注水的技术领域，具体涉及一种偏置式螺杆增压注水装置。

背景技术

目前，螺杆泵是油田末端常见的增压注水设备，其中，螺杆泵分为立式和卧式两种结构，除此之外还有离心泵、往复泵等增压注水设备。卧式螺杆增压注水装置、离心泵和往复泵排量较大，一般都是一台注水设备同时为多口注水井进行注水；若一个井场只有一口注水井，一般采用立式螺杆泵对注水井进行加压注水，使用时，将立式螺杆泵直接安装在注水井的井口，以对注水井增压注水。

立式螺杆增压注水排量小，结构简单，可直接安装在注水井的井口上，无需占用土地面积，因此，在具体生产中，立式螺杆泵在油田注水井注水中使用最为广泛。常规的立式螺杆增压注水装置是直接将注水电机安装在注水井的井口上，将螺杆泵倒置插入注水井进行增压注水。

常用的立式螺杆泵占地面积小，结构简单，排量小，适合单井增注，这种注水方式主要存在的问题为：立式螺杆泵占用了注水井的作业通道，注水井无法进行洗井、测井、调剖等作业，每次进行洗井、测井、调剖等作业时，必须将立式螺杆泵从注水井上拆掉，拔出螺杆泵以后，才能进行洗井、测井、调剖等作业。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术中的技术问题，提供一种偏置式螺杆增压注水装置，以实现在不拆卸螺杆泵的前提下进行井内作业。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种偏置式螺杆增压注水装置，用于向注水井进行注水或井内作业，所述注水装置包括：

壳体，与所述注水井密封连接；

螺杆泵，安装在所述壳体上，并伸入所述注水井，用于向所述注水井进行注水；

测井管道，安装于所述壳体上，且与所述螺杆泵并列深入所述注水井内，用于对所述注水井进行井内作业；其中，所述井内作业至少包括：测井、洗井和调剖；

通过所述螺杆泵向注水井进行注水与通过所述测井通道对注水井进行井内作业不同时进行。

如上所述的偏置式螺杆增压注水装置，优选地，所述螺杆泵一端连接于所述壳体的出水口处，另一端伸入所述注水井内。

如上所述的偏置式螺杆增压注水装置，优选地，所述螺杆泵包括衬套、转子和定子；所述衬套的一端连接在所述出水口上，另一端伸入所述注水井内；

所述定子设置于衬套内，所述转子的一端连接传动轴，另一端置于所述定子内，通过所述传动轴带动所述转子在所述定子内转动，以向所述注水井进行注水。

如上所述的偏置式螺杆增压注水装置，优选地，所述壳体内部设有对应所述传动轴的固定件，所述固定件固连在所述壳体的所述出水口处，并设有安装部，

所述传动轴的一端安装于所述安装部，且所述传动轴的端部伸出所述固定件与驱动机构连接，以将所述驱动机构的动力传递至所述转子，带动所述转子转动。

如上所述的偏置式螺杆增压注水装置，优选地，所述安装部为设置于所述固定件的内侧壁的、沿其径向向内延伸的环形凸起，对应的，所述传动轴上设有与轴肩，所述轴肩与所述环形凸起相配合，以对所述传动轴进行轴向限位。

如上所述的偏置式螺杆增压注水装置，优选地，所述驱动机构为驱动电机，所述驱动电机设置于所述壳体外壁上，且所述驱动电机的主轴伸入所述壳体内，并通过传动组件连接所述传动轴的一端，其中，所述传动组件用于将所述主轴的输出动力传递至所述传动轴。

如上所述的偏置式螺杆增压注水装置，优选地，所述壳体上设有对应所述螺杆泵和所述测井管道的第一法兰；对应的，所述注水井的井口设有套管，且所述套管上设有与所述第一法兰相适配的第二法兰；

所述螺杆泵和所述测井管道依次穿过所述第一法兰、所述第二法兰伸入所述套管内。

如上所述的偏置式螺杆增压注水装置，优选地，所述测井管道沿所述螺杆泵的长度方向贯穿所述壳体伸入所述注水井；

其中，所述螺杆泵和所述测井管道的至少一者相对于所述注水井偏心布置。

如上所述的偏置式螺杆增压注水装置，优选地，所述壳体与所述测井管道之间密封连接。

如上所述的偏置式螺杆增压注水装置，优选地，其特征在于，所述测井管道上设有阀门。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下有益效果：

本申请提供了一种新的结构形式，从而解决单井增压注水存在洗井、测井、调剖等作业难的问题，本申请采用螺杆泵进行注水，可直接安装在注水井上，不仅占地面积小，结构简单，排量小；同时设置测井管道，解决了常规技术无法洗井、测井、调剖等作业的问题。

测井管道与螺杆泵并列伸入所述注水井内，因此，不需要将螺杆增压注水装置从井口上拆掉或者拔出螺杆泵，即可直接通过测井通道进行洗井、测井、调剖等作业，大大降低作业费用及作业难度。同时，偏置式螺杆增压注水装置安装好之后，每年的洗井、测井、调剖等各种作业时不需要进行拆卸，可大大降低了因拆装机组而损坏机组的风险，保证了装置的稳定性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：

图1为本发明所提供具体实施例中所述偏置式螺杆增压注水装置的结构示意图；

图2为本发明所提供具体实施例中所述图1的A处放大示意图；

图3为本发明所提供具体实施例中传动轴的安装示意图。

图例说明：

1、控制柜；2、驱动电机；3、测井管道；4、阀门；5、壳体；6、传动组件；7、固定件；8、第一法兰；9、第二法兰；10、套管；11、衬套；12、传动轴；13、转子；14、定子；15、圆柱滚子轴承；16、推力轴承；5.1、端盖；6.1、第一齿轮、6.2、第二齿轮；7.1、穿孔。

具体实施方式

下面将对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明提供了一种偏置式螺杆增压注水装置，本申请采用螺杆泵进行注水，可直接安装在注水井上，不仅占地面积小，结构简单，排量小；同时，不需要将螺杆增压注水装置从井口上拆掉或拔出螺杆泵，即可直接通过测井通道进行洗井、测井、调剖等作业，大大降低作业费用及作业难度。同时，偏置式螺杆增压注水装置安装好之后，每年的洗井、测井、调剖等各种作业时不需要进行拆卸，可大大降低了因拆装机组而损坏机组的风险，保证了装置的稳定性。

如图1-3所示，一种偏置式螺杆增压注水装置，注水装置包括：螺杆泵，螺杆泵设置在壳体5上，以向注水井进行注水；壳体5与注水井密封连接；螺杆泵安装在壳体5上，并伸入注水井，用于向注水井进行注水；测井管道3安装于壳体5上，且与螺杆泵并列深入注水井内，用于对注水井进行井内作业；其中，井内作业至少包括：测井、洗井和调剖；通过螺杆泵向注水井进行注水与通过测井通道对注水井进行井内作业不同时进行。

螺杆泵和测井管道3同时置于注水井内，不需要将螺杆增压注水装置从井口上拆掉或者拔出螺杆泵，即可直接通过测井通道进行洗井、测井、调剖等作业，大大降低作业费用及作业难度。同时，偏置式螺杆增压注水装置安装好之后，每年的洗井、测井、调剖等各种作业时不需要进行拆卸，可大大降低了因拆装机组而损坏机组的风险，保证了装置的稳定性；设置壳体5形成注水腔，搭配螺杆泵进行注水井注水，以注水腔和螺杆泵形成独立的注水通道，螺杆泵和测井管道3不同时工作，使井内作业和注水相互不影响，从而在不拆卸注水装置的前提下进行井内作业。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。

本申请还具体如下实施方式，壳体5具有进水口和出水口，螺杆泵一端连接出水口，另一端伸入注水井内进行注水。其中，进水口用于连接供水管道和注水站，出水口连接螺杆泵，通过螺杆泵将水向注水井内进行加压注水。螺杆泵和测井管道3同时置于注水井内，避免井内作业时候对螺杆泵的拆卸。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。

本申请还具有如下实施方式，螺杆泵包括衬套11、转子13和定子14；衬套11的一端连接在出水口上，另一端伸入注水井内；定子14设置于衬套11内，转子13的一端连接传动轴12，另一端置于定子14内，通过传动轴12带动转子13在定子14内转动，以向注水井进行注水。

具体的，螺杆泵包括衬套11、转子13和定子14，定子14随衬套11固定在出水口处，螺杆泵是依靠由转子13和定子14形成的密封腔的容积变化来吸入和排出液体的，当通过转子13在定子14内进行选转动时，转子13一方面绕本身的轴线旋转，另一方面它又沿定子14内表面滚动，于是形成泵的密封腔室。螺杆每转一周，密封腔内的液体向前推进一个螺距，随着转子13的连续转动，液体以螺旋形方式从一个密封腔压向另一个密封腔，最后挤出泵体。具有结构简单、工作安全可靠、使用维修方便、出液连续均匀、压力稳定等优点。其中，衬套11与定子14固定连接，以避免定子14随转子13转动。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。

本申请还具有如下实施方式，壳体5内部设有对应传动轴12的固定件7，固定件7固连在壳体5的出水口处，并设有安装部，传动轴12的一端安装于安装部，且传动轴12的端部伸出固定件7与驱动机构连接，以将驱动机构的动力传递至转子13，带动转子13转动。设置固定件7，固定件7通过安装部与传动轴12连接，从而对传动轴12进行径向限位。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。

本申请还具有如下实施方式，安装部为设置于固定件7的内侧壁的、沿其径向向内延伸的环形凸起，对应的，传动轴12上设有与轴肩，轴肩与所述环形凸起相配合，以对传动轴12进行轴向限位。

其中，固定件7内部设置环形凸起作为安装部，以在其一端形成对应安装推力轴承16的第一安装工位，另一端形成安装圆柱滚子轴承15的第二安装工位；推力轴承16对应设置在轴肩与环形凸起之间，圆柱滚子轴承15设置在传动轴12与固定件7内壁之间，以分别通过圆柱滚子轴承15和推力轴承16来承担承担来水压力压迫的轴向力和反向推力。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。

在一些实施例中，传动轴12上设有对应第一安装工位的第一轴套和对应第二安装工位的第二轴套，其中，传动轴12通过第一轴套上相对应的设有对应推力轴承16的轴肩。

固定件7对应第二安装工位的内壁、第二轴套上设有相对应的限位槽，限位槽内对应装配有对应圆柱滚子轴承15卡环，以对圆柱滚子轴承15进行限位。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。

在一些实施例中，固定件7为套体，其一端通过第三法兰连接在壳体5内壁对应出水口处，内部设置环形凸起以进行传动轴12的固定装配。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。

在一些实施例中，固定件7侧壁下沿设有多个穿孔7.1或者缺口，该穿孔7.1或者缺口可作为进水口和出水口之间的连通通道，以便于注水过程中，水顺畅的进入螺杆泵。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。

本申请还具有如下实施方式，驱动机构为驱动电机2，驱动电机2设置于壳体5外壁上，且驱动电机2的主轴伸入壳体5内，并通过传动组件6连接传动轴12的一端，其中，传动组件6用于将主轴的输出动力传递至传动轴12。

其中，驱动机构为驱动电机2，例如齿轮传动、链条传动、万向节联轴器多种形式中的至少一者。利用驱动电机2对传动轴12进行驱动，即可带动转子13在定子14内部旋转，实现增压注水。

以传动形式为齿轮传动为例，齿轮组至少包括第一齿轮6.1和第二齿轮6.2，其中，第一齿轮6.1装配在驱动电机2主轴上；传动轴12一端伸出固定件7，该传动轴12伸出部分装配第二齿轮6.2，第一齿轮6.1与第二齿轮6.2相互啮合，以实现驱动电机2对传动轴12驱动过程中进行传动。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。

在一些实施例中，传动轴12与转子13之间为柔性连接，例如，通过万向节连接，螺杆泵运行时，驱动电机2主轴带动转子13在定子14内旋转，会产生多个方向的应力，因此通过万向节进行连接，以消除任意方向的应力。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。

在一些实施例中，壳体5与注水井相对的一侧侧壁为端盖5.1，端盖5.1通过螺钉以可拆卸的方式连接在壳体5上，其中，驱动机构固连在该端盖5.1上，并随着端盖5.1装配于传动轴12产生传动，端盖5.1与壳体5之间设有密封圈，以保证注水过程中不会发生漏水现象。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。

在一些实施例中，电动机安装在法兰端盖5.1上方，采用螺钉连接并且电机端法兰与法兰端盖5.1之间有密封，保证高压注水时无泄漏；法兰端盖5.1安装在端盖5.1上上，用螺钉连接端盖5.1，并进行密封，保证高压注水时无泄漏；其中，可通过密封圈进行密封。

本申请还具有如下实施方式，壳体5上设有对应螺杆泵和测井管道3的第一法兰8；对应的，注水井的井口设有套管10，且套管10上设有与第一法兰8相适配的第二法兰9；

螺杆泵和测井管道3依次穿过第一法兰8、第二法兰9伸入套管10内。其中，第一法兰8和第二法兰9之间设有密封圈，以实现高压注水过程中不会发生泄漏。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。

在一些实施例中，套管10通过螺纹连接注水井的井口，以实现固定。利用套管10进行与注水井的安装，结构简单，安装方便。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。

本申请还具有如下实施方式，测井管道3沿螺杆泵的长度方向贯穿壳体5伸入注水井；其中，螺杆泵和测井管道3的至少一者相对于注水井偏心布置。壳体5靠近出水口处设有对应测井管道3的安装孔，使测井管道3和螺杆泵之间具有一定间距。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。

在一些实施例中，壳体5的主体为槽状结构，其相对端盖5.1的一侧设置连接螺杆泵的出水口和用于安装测井管道3的安装孔，壳体5的其中一侧设置进水口，使进水口与出水口和测井管道3垂直，传动组件6和固定件7对应安装在壳体5内部对应出水口处；相对应的，端盖5.1上设有与壳体5相对应的用于安装测井管道3的安装孔，测井管道3依次穿过端盖5.1和壳体5上的安装孔，并与安装孔密封连接，具体地，可通过密封垫圈或者密封法兰进行密封。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。

在一些实施例中，壳体5为方形槽体、圆形槽体或者椭圆形槽体中的其中一者，相对应的，端盖5.1形状为与壳体5相对应的方形、圆形或者椭圆形中的其中一者。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。

本申请还具有如下实施方式，壳体5与测井管道3之间设有密封连接，以使测井管道3在壳体5内形成独立的测井通道，使注水腔和测井管道3保持相对独立，以实现不拆卸螺杆泵进行井内作业的目的。具体的，壳体5与测井管道3之间设有密封圈，还可以实现高压注水过程中不会发生泄漏。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。

在一些事实例中，壳体5或者端盖5.1上设有对应测井管道3的密封套，密封套通过螺钉连接在壳体5或者端盖5.1上，以实现进一步密封。

本申请还具有如下实施方式，测井管道3上设有阀门4。通过阀门4对测井管道3进行控制，井内作业时打开阀门4，常规注水阶段，阀门4关闭，以实现高压注水过程中不会发生泄漏。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。

在一些实施例中，阀门4一端通过卡箍与测井管道3的一端实现固定连接，另一端通过卡箍连接有转接件，以对井内作业所需设备进行对接。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。

本申请还具有如下实施方式，设置控制柜1，控制柜1与驱动电机2电性连接，具体地，控制柜1与电驱动电机2通过电缆电性连接，控制柜1内含变频器，可精确控制驱动电机2转速从而满足现场注水需求。控制柜1内控制器上配备GPRS远程控制模块，实现在可视化平台实时监视及控制。控制器设置有机组保护模块，控制柜1内设置有针对驱动电机2的闭环控制系统，可实现对驱动电机2的电流反馈、速度反馈和位置反馈的三闭环控制。

综上所述，本申请提供了一种偏置式螺杆增压注水装置，当注水站的来水通过注水装置的进水口进入注水装置后，操作控制柜1启动驱动电机2，驱动电机2通过传动组件6将动力传给螺杆泵，驱动螺杆泵旋转将注水站的自来水注入注水井内，同时螺杆泵旋转将来水压力进一步升高，达到增压的目的。螺杆泵增压注水时，固定件7内含有推力轴承16和圆柱滚子轴承15，承担来水压力压迫的轴向力和反向推力。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本发明待批权利要求保护范围之内。