本實(shí)用新型涉及一種隔膜泵，具體涉及一種小排量伺服電機(jī)潛油隔膜泵。

背景技術(shù)：

石油開采常用的人工舉升設(shè)備主要有電潛泵、螺桿泵和柱塞泵等，其中，螺桿泵和柱塞泵又分為地上驅(qū)動(dòng)和地下驅(qū)動(dòng)兩種驅(qū)動(dòng)方式。

其中，電潛泵的優(yōu)點(diǎn)是排量大、揚(yáng)程高，主要用來(lái)開采產(chǎn)量比較大的油井，尤其是海上油井(如產(chǎn)液量可達(dá)4700立方米/天)；缺點(diǎn)是難以應(yīng)用于低產(chǎn)井(日產(chǎn)液量小于30立方米/天)，雖然通過(guò)降低工作頻率和限流可以實(shí)現(xiàn)低產(chǎn)量工作，但是其泵效很低，不能滿足正常使用需求。

地上驅(qū)動(dòng)式螺桿泵和柱塞泵的優(yōu)點(diǎn)是可應(yīng)用于小排量油井，并且可以適應(yīng)很高的井液粘度；缺點(diǎn)是由于動(dòng)力需要通過(guò)抽油桿從地面?zhèn)鬟f至地下，因此動(dòng)力損失比較大，難以達(dá)到較高的工作效率。

地下驅(qū)動(dòng)式螺桿泵除具有地上驅(qū)動(dòng)式螺桿泵的優(yōu)點(diǎn)外，由于取消了抽油桿，因此理論上工作效率較地面驅(qū)動(dòng)螺桿泵高；缺點(diǎn)是螺桿泵只能適應(yīng)低轉(zhuǎn)速工作，因此常規(guī)的潛油電機(jī)不能滿足螺桿泵的使用需求，只能通過(guò)多極電機(jī)或減速器來(lái)降低轉(zhuǎn)速以適應(yīng)螺桿泵的需求，但是，由于多極電機(jī)和減速器工作效率低，因此地下驅(qū)動(dòng)螺桿泵仍體現(xiàn)出工作效率低的特點(diǎn)。

地下驅(qū)動(dòng)式柱塞泵與地下驅(qū)動(dòng)式螺桿泵具有類似的優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是地下驅(qū)動(dòng)式柱塞泵需要將潛油電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橥鶑?fù)運(yùn)動(dòng)，或者直接采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)柱塞泵，但是，無(wú)論是換向動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)還是直線電機(jī)在機(jī)械效率和運(yùn)轉(zhuǎn)壽命方面均存在問(wèn)題，因此地下驅(qū)動(dòng)式柱塞泵也具有效率低和壽命短的特點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種小排量伺服電機(jī)潛油隔膜泵，它可以彌補(bǔ)以上幾種人工舉升設(shè)備不適用的工作條件，具有低產(chǎn)液量、高效率以及長(zhǎng)壽命的特點(diǎn)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型小排量伺服電機(jī)潛油隔膜泵的技術(shù)解決方案為：

包括由上向下依次連接的隔膜泵、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、潛油伺服電機(jī)；所述隔膜泵包括缸套4，缸套4內(nèi)活動(dòng)設(shè)置有活塞5，活塞5的上方活動(dòng)設(shè)置有隔膜3，隔膜3的上方設(shè)置有進(jìn)液閥1和排液閥2；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括連桿7、曲軸8、驅(qū)動(dòng)軸9，所述隔膜泵的活塞5的下端通過(guò)橫向設(shè)置的銷子6連接連桿7的上端，連桿7的下端連接曲軸8，曲軸8通過(guò)錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接驅(qū)動(dòng)軸9；驅(qū)動(dòng)軸9的下端連接潛油伺服電機(jī)的電機(jī)軸12。

所述潛油伺服電機(jī)包括電機(jī)定子10、電機(jī)轉(zhuǎn)子11、電機(jī)軸12，電機(jī)轉(zhuǎn)子11設(shè)置于電機(jī)定子10內(nèi)，電機(jī)轉(zhuǎn)子11連接電機(jī)軸12。

所述曲軸8的左右兩端固定設(shè)置，形成水平旋轉(zhuǎn)軸；所述曲軸8與連桿7的連接點(diǎn)與曲軸8的水平旋轉(zhuǎn)軸之間形成垂向距離。

所述錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速比為1:2。

所述驅(qū)動(dòng)軸9垂向設(shè)置。

所述進(jìn)液閥1和排液閥2并列設(shè)置。

本實(shí)用新型可以達(dá)到的技術(shù)效果是：

本實(shí)用新型采用伺服潛油電機(jī)結(jié)合潛油隔膜泵進(jìn)行石油的開采舉升，避免采用效率低、壽命短的減速機(jī)構(gòu)，從而能夠提高整機(jī)的工作效率和壽命。

本實(shí)用新型能夠有效降低低產(chǎn)油井開采時(shí)所消耗的能源，同等產(chǎn)量下較其它采油方式可節(jié)約能耗20％。

本實(shí)用新型能夠有效延長(zhǎng)檢泵周期，降低采油成本。

本實(shí)用新型通過(guò)曲軸和連桿實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞和運(yùn)行方向的變換，曲軸帶動(dòng)連桿進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，不需要彈簧使連桿復(fù)位，相對(duì)于只能使活塞向上運(yùn)動(dòng)的凸輪軸換向機(jī)構(gòu)更加高效和可靠，大大增加了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的可靠性。

本實(shí)用新型通過(guò)曲軸將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橥鶑?fù)式運(yùn)動(dòng)傳遞給連桿，連桿帶動(dòng)活塞進(jìn)行往復(fù)式運(yùn)動(dòng)，活塞驅(qū)動(dòng)井下隔膜泵進(jìn)行工作將井液舉升至地面。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明：

圖1是本實(shí)用新型小排量伺服電機(jī)潛油隔膜泵的示意圖。

圖中附圖標(biāo)記說(shuō)明：

1為進(jìn)液閥， 2為排液閥，

3為隔膜， 4為缸套，

5為活塞， 6為銷子，

7為連桿， 8為曲軸，

9為驅(qū)動(dòng)軸， 10為電機(jī)定子，

11為電機(jī)轉(zhuǎn)子， 12為電機(jī)軸。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)用新型小排量伺服電機(jī)潛油隔膜泵，包括由上向下依次連接的隔膜泵、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、潛油伺服電機(jī)；隔膜泵用于對(duì)井液舉升；潛油伺服電機(jī)用于給整個(gè)系統(tǒng)提供動(dòng)力；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用于將潛油伺服電機(jī)提供的動(dòng)力傳遞給隔膜泵并將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為往復(fù)運(yùn)動(dòng)；

隔膜泵包括缸套4，缸套4內(nèi)活動(dòng)設(shè)置有活塞5，活塞5的上方活動(dòng)設(shè)置有隔膜3，隔膜3的上方并列設(shè)置有進(jìn)液閥1和排液閥2；

傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括連桿7、曲軸8、驅(qū)動(dòng)軸9，隔膜泵的活塞5的下端通過(guò)橫向設(shè)置的銷子6連接連桿7的上端，連桿7的下端連接曲軸8，曲軸8通過(guò)錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接驅(qū)動(dòng)軸9；曲軸8的左右兩端固定設(shè)置，形成水平旋轉(zhuǎn)軸；曲軸8與連桿7的連接點(diǎn)與曲軸8的水平旋轉(zhuǎn)軸之間形成垂向距離；驅(qū)動(dòng)軸9垂向設(shè)置，驅(qū)動(dòng)軸9的下端通過(guò)花鍵連接潛油伺服電機(jī)的電機(jī)軸12；

潛油伺服電機(jī)包括電機(jī)定子10、電機(jī)轉(zhuǎn)子11、電機(jī)軸12，電機(jī)轉(zhuǎn)子11設(shè)置于電機(jī)定子10內(nèi)，電機(jī)轉(zhuǎn)子11通過(guò)方鍵連接電機(jī)軸12。

本實(shí)用新型的工作原理如下：

通電后電機(jī)轉(zhuǎn)子11與電機(jī)定子10之間產(chǎn)生磁力，電機(jī)定子10驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子11旋轉(zhuǎn)，電機(jī)轉(zhuǎn)子11帶動(dòng)電機(jī)軸12一起轉(zhuǎn)動(dòng)；

電機(jī)軸12將旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳遞給驅(qū)動(dòng)軸9，驅(qū)動(dòng)軸9將旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳遞給曲軸8，經(jīng)過(guò)錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)，將豎向轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為橫向轉(zhuǎn)動(dòng)，使曲軸8繞其水平旋轉(zhuǎn)軸橫向旋轉(zhuǎn)；曲軸8在橫向旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，帶動(dòng)連桿7以銷子6為固定轉(zhuǎn)軸作前后擺動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)連桿7上下運(yùn)動(dòng)，從而將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)運(yùn)動(dòng)；連桿7通過(guò)銷子6將往復(fù)運(yùn)動(dòng)傳遞給活塞5，從而實(shí)現(xiàn)活塞5的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)；

活塞5的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)隔膜3上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使隔膜腔的容積產(chǎn)生變化；當(dāng)隔膜3向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，進(jìn)液閥1打開，吸入井液；當(dāng)隔膜3向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，進(jìn)液閥1關(guān)閉，排液閥2打開，將井液經(jīng)油管舉升至地面。

本實(shí)用新型的潛油伺服電機(jī)安裝在系統(tǒng)最下方，具有高效率、大扭矩輸出以及轉(zhuǎn)速范圍大的優(yōu)點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)隔膜泵時(shí)將其轉(zhuǎn)速設(shè)定在300轉(zhuǎn)/分左右；由于錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)具有1:2的轉(zhuǎn)速比，能夠進(jìn)一步將轉(zhuǎn)速?gòu)?00轉(zhuǎn)/分降低到150轉(zhuǎn)/分，從而實(shí)現(xiàn)低轉(zhuǎn)速的工作狀態(tài)，非常適合驅(qū)動(dòng)井下隔膜泵工作。

本實(shí)用新型適用于日產(chǎn)液量小于30立方米/天的低產(chǎn)油井。