CN103147973B - 一种海底泥浆举升泵密封压力补偿装置 - Google Patents

一种海底泥浆举升泵密封压力补偿装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种海底泥浆举升泵密封压力补偿装置，该补偿装置通过压力补偿器、连接中段体、辅助管件和电机机壳体等泵装置零部件组成的压力补尝系统使泵侧机械密封在小压差下运行，由于大大降低了海底泵机械密封两侧的压差，可以在不冲洗条件下大大提高海底泵的密封寿命，从而保证了机械密封可靠稳定工作。同时使电机侧的机械密封在几乎无压差下运行，也使得深水大功率电机的密封问题得以解决。

Description

一种海底泥浆举升泵密封压力补偿装置
技术领域
本发明属于无隔水管泥浆回收钻井技术领域，尤其涉及一种海底泥浆举升泵密封压力补偿装置。
背景技术
无隔水管泥浆回收钻井技术是双梯度钻井技术的一个实现方案，与其他双梯度钻井系统方案不同，在无隔水管系统中使用单梯度泥浆，但通过海底泵控制海底井口压力接近海水静液压力实现双梯度钻井。在该系统中钻井液由海面泵送入钻杆中，经钻杆到达井底，冲击破碎岩石并携带岩屑由井眼环空上返，在环空顶部经旋转分流装置进入海底举升泵，岩屑和钻井液在海底泵作用下通过泥浆回流管线返回钻井平台。无隔水管泥浆回收钻井技术中因深海海底工作环境和所输送介质为含钻屑泥浆，对海底泵的可靠性特别是机械密封要求特别高，因此，经济可靠的无泄漏密封装置成为海底泵研究的重点之一。
采用机械密封的方式，因输送的是含岩屑的钻井泥浆，需要考虑密封面冲洗问题，密封面的冲洗常采取闭式溶液循环，这样，普通的机械密封在水下应用的缺点是，自循环冲洗方式使得机械密封的辅助元件如密封液循环管道、循环泵、控制阀等增加。采用一般的压力补偿减小泵内外压差的方法，因无隔水管泥浆回收钻井技术中海底泵需要保持入口压力等于海水的静压力，海底泵输送的又是密度大于海水的钻井泥浆，决定了一般的补偿压力等于海水静压力的密封压力补偿方法只能补偿部分压力，不能满足补偿海底泵密封压力的要求。
案例内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种不受海水深度影响能形成差压压力补偿从而达到补偿海底泵密封压力的一种压力补偿装置。
本发明实施例是这样实现的，一种海底泥浆举升泵密封压力补偿装置，包括泵端密封，压力补偿器，辅助管线，中段连接体，电机端密封和电机壳体，压力补偿器高压端引出两条辅助管线，一条管线与中段体、泵和电机之间的空腔联通，另一条与电机转子和定子之间的空腔连通，压力补偿器的另一端通过胶囊传递海水压力。
进一步，所述压力补偿器由级差式活塞缸和胶囊构成，级差式活塞缸面积较大侧缸盖为胶囊，较小侧缸盖上开有孔与辅助管线连接。
进一步，工作时级差式活塞缸内装有润滑油作为传递海水压强的介质。
本发明的优点在于：通过压力补偿器、连接中段体、辅助管件和电机机壳体等泵装置零部件组成的压力补偿系统使泵侧机械密封在小压差下运行，由于大大降低了海底泵机械密封两侧的压差，可以在不冲洗条件下大大提高海底泵的密封寿命，从而保证了机械密封可靠稳定工作。
同时使电机侧的机械密封在几乎无压差下运行，也使得深水大功率电机的密封问题得以解决。
附图说明
图1是本发明实施例提供的补偿海底泵密封压力装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1示出了本发明实施例提供的补偿海底泵密封压力装置的结构。为了便于说明，仅仅示出了与本发明相关的部分。
本发明包括泵端密封1，压力补偿器2，辅助管线3，中段连接体4，电机端密封5和电机壳体6.其特征在于：压力补偿器高压端引出两条辅助管线，一条管线与中段体、泵和电机之间的空腔联通，另一条与电机转子和定子之间的空腔连通，压力补偿器的另一端通过胶囊传递海水压力。
本发明所述压力补偿器由级差式活塞缸和胶囊构成，级差式活塞缸面积较大侧缸盖为胶囊，较小侧缸盖上开有孔与辅助管线连接。
工作时级差式活塞缸内装有润滑油作为传递海水压强的介质，海水产生的压强通过胶囊由润滑油传递到到级差活塞中面积较大的活塞上，级差活塞为维持平衡会因两端面积不等而在面积较小的活塞端产生压强高于海水压强的压力，这样压力补偿器内的高于海水的压力就补偿了海底泵密封的压力，级差活塞缸活塞的面积比可根据要补偿的压力来确定。
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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种海底泥浆举升泵密封压力补偿装置，包括泵端密封，压力补偿器，辅助管线，中段连接体，电机端密封和电机壳体，其特征在于，压力补偿器由级差式活塞缸和胶囊构成，级差式活塞缸面积较大侧缸盖为胶囊，较小侧缸盖上开有孔与辅助管线连接；压力补偿器高压端引出两条辅助管线，一条管线与中段连接体、泵和电机之间的空腔连通，另一条与电机转子和定子之间的空腔连通，压力补偿器的另一端通过胶囊传递海水压力。
2.如权利要求1所述的一种海底泥浆举升泵密封压力补偿装置，其特征在于，工作时级差式活塞缸内装有润滑油作为传递海水压强的介质。
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