CN109114009A - 潜水式井下泵 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种潜水式井下泵(1),其包括限定纵向泵轴线(L)和泵单元直径(D)的细长泵单元(3),以及用于连接线缆的至少一个线缆接线头(13),其中,至少一个线缆接线头(13)连接到泵单元(3),并且可在限定的第一位置与限定的第二位置之间围绕垂直于纵向轴线(L)的枢转轴线(P)枢转,其中,至少一个线缆接线头(13)在第一位置中被定位成完全在泵单元直径(D)内,且在第二位置中被定位成至少部分地突出到泵单元直径(D)外部。
Description
技术领域
本公开大体涉及一种用于井、竖直管或水箱中的潜水式井下泵。潜水式井下泵有时被称为潜水式井眼泵。
背景技术
潜水式井下泵通常用于井、竖直管或水箱,用于将流体向上泵送到与泵连接的立管(riser duct)中。对于装配到井或竖直管中的潜水式井下泵,横向尺寸非常有限,因此潜水式井下泵通常具有细长形状。有时,泵的直径并不比立管的直径大太多。因此,立管起到泵的悬架的作用。但是,如果泵与立管之间的连接松动或立管破裂,就会有损失井或竖直管中的泵的风险。
专利EP 2 101 062 A1公开了一种具有可围绕纵向泵轴枢转的运输凸耳(transportation lug)的机动泵。这种已知的径向突出的凸耳对于在操作期间固定潜水式井下泵是没有用的,因为潜水式井下泵必须装配到狭窄的井或竖直管中进行操作。
发明内容
与已知的潜水式井下泵相比,本公开的实施例提供了一种防止泵在井中或竖直管中坠落的用户友好的安全机构。
根据本公开,提供了一种潜水式井下泵,其包括限定纵向泵轴线和泵单元直径的细长泵单元,以及用于附接线缆(cable)的至少一个线缆接线头(cable lug),其中,至少一个线缆接线头连接到泵单元,并且可在限定的第一位置和限定的第二位置之间围绕垂直于纵向轴线的枢转轴线枢转,其中,至少一个线缆接线头在第一位置中被定位成完全在所述泵单元直径内,且在第二位置中被定位成至少部分地突出到泵单元直径外部。
因此,当接线头处于第二位置中时,安全线缆能够以方便且用户友好的方式被附接到至少一个线缆接线头。一旦安全线缆附接到接线头,接线头就能够被枢转进入第一位置,该第一位置允许泵降低进入井或竖直管中。于是,安全线缆可以防止泵在井中或竖直管中坠落。安全线缆的上端可以附接到立管上,或者安全线缆可以平行于立管延伸(run)并且可以独立于立管由用户固定在地面上。
可选地,至少一个线缆接线头可以包括在第一侧面(lateral side,外侧)处的第一线缆接线头和在第二侧面处的第二线缆接线头,其中第一侧面与第二侧面相对。因此,可以通过两根安全线缆提供安全冗余。可选地或附加地,接线头可以通过悬挂线缆用于悬挂泵。悬挂线缆可以承载大部分或全部的泵重量以释放立管和其泵的连接而免于承载泵的重量。两个线缆接线头的相对侧的构造也提供了转向选项。用户可以通过拉动比另一根悬挂线缆更强的一根悬挂线缆来倾斜/旋转泵,和/或通过沿相反切线方向拉动悬挂线缆来旋转泵。因此,泵可以像牵线木偶(string puppet)一样在井或竖直管内围绕斜面或突起转向,以将泵降低到储水池中。应该理解的是,泵可以用于泵送水或如油、汽油或任何形式的流体箱填充物的任何其他流体。例如,潜水式井下泵可以用在水箱内和/或水箱内的竖直管内。
可选地,至少一个线缆接线头以需要最小转矩使至少一个线缆接线头枢转进入和/或离开第二位置的方式被固定在第二位置中。这对于用户而言将更加方便地将安全线缆和/或悬挂线缆附接到处于第二位置的接线头。
可选地,泵单元可以限定上泵端,并且至少一个线缆接线头在第二位置中被定位成完全在上泵端的顶面的下方,而且在第一位置中被定位成至少部分地在上泵端的顶面的上方。如果立管的直径不比泵单元的直径小太多,这是特别有利的。在泵单元的上侧边缘处的接线头可以在第一位置中,然后装配到立管与井或竖直管的壁之间的剩余侧面空间中,同时允许将安全线缆简单地安装到处于第二位置中的接线头上。因此,至少一个线缆接线头可以设置在泵单元的上侧边缘处。
可选地,泵单元可限定用于容纳至少一个线缆接线头的锚定部分的内部容积和用于至少一个线缆接线头的环本体突出到内部容积外部的至少一个开口,其中内部容积和/或至少一个开口的尺寸被构造成,当至少一个线缆接线头的锚定部分从第一位置枢转到第二位置时,使该锚定部分弹性地变形。这允许在生产泵期间简单且经济高效地安装接线头和泵组件。
可选地,至少一个线缆接线头形成为基本上呈Ω形的钩或带,其具有泵单元内部的支腿和突出到泵单元外部的环本体。接线头可以是弹性的、刚性的或柔软的(limp)。Ω形接线头可以具有支腿,支腿具有彼此背向的端部或具有彼此背向的膝部和彼此面对的端部。
可选地,环本体可以基本上呈U形或者其可以基本上形成越过至少270°的圆弧。因此,接线头是稳定的、抗断裂的并且提供用于将安全线缆穿入其中的限定孔口。
可选地,至少一个线缆接线头可以包括如塑料或金属的可弹性变形材料。至少一个线缆接线头可以形成为弹簧。因此,不需要另外的可移动部件来将接线头固定到第二位置。
附图说明
现在将参考以下附图通过示例对本公开的实施例进行描述,附图中:
图1示出了根据本公开实施例的泵的示例的上部的立体图,其中线缆接线头处于第一位置;
图2示出了根据本公开实施例的泵的示例的上部的详细的立体图,其中线缆接线头处于第二位置;
图3示出了根据本公开实施例的泵的示例的上部的详细的立体图,其中线缆接线头处于第一位置;
图4示出了根据本公开实施例的泵的示例的上部的详细的顶视图,其中线缆接线头处于第一位置;
图5示出了通过根据本公开第一实施例的泵的示例的上部的局部横截面图,其中线缆接线头处于第二位置;
图6示出了通过根据本公开第二实施例的泵的示例的上部的局部横截面图,其中线缆接线头处于第二位置;
图7示出了通过根据本公开的第三实施例的泵的示例的上部的局部横截面图,其中线缆接线头处于第二位置;
图8示出了通过根据本公开第四实施例的泵的示例的上部的局部横截面图,其中线缆接线头处于第二位置;以及
图9示出了通过根据本公开第五实施例的泵的示例的上部的局部横截面图,其中,线缆接线头处于第二位置。
具体实施方式
图1示出了潜水式井下泵1的具有细长泵单元3的上部。细长泵单元3限定纵向轴线L和泵单元直径D。此处,应通过与纵向轴线L同轴并且接触泵单元3的沿径向远离纵向轴线L最远的一个或多个点的虚拟圆柱形外壳的直径来限定泵单元直径D。由此,泵单元直径D可以确定泵单元3是否装配在井或竖直管中。
此处,泵单元3的上泵端5由用于将立管(未示出)连接到泵单元3的接管螺母限定。上泵端5限定出口开口7,通过该出口开口7装配立管。接管螺母可以拧在泵单元3的螺纹(不可见)上以将立管的端部凸缘固定到泵单元3。接管螺母在此具有八角形横截面,并且限定四个外围扳手接触表面9,用于与扳手接合以拧紧/松开接管螺母。
接管螺母形式的上泵端5还限定在所示示例中被倒圆的上侧边缘11。潜水式井下泵1还包括两个线缆接线头13,上述线缆接线头用于附接线缆(未示出),其中线缆接线头13位于泵单元3的相对横向侧处的上侧边缘11处,且周向地在扳手接触表面9之间。
线缆接线头13形成为具有Ω形的钩,其具有泵单元3的上泵端5内部的支腿15形式的锚定部分和突出到泵单元3的上泵端5的外部的U形环本体17(见图7)。上泵端5限定用于容纳支腿15形式的锚定部分的内部容积14(参见图5至图9)以及用于每个线缆接线头13的通向内部容积14的两个开口19。开口19形成为两个平行的狭槽,上述狭槽从上泵端5的顶面21经由上侧边缘11沿径向和纵向方向延伸至上泵端5的周壁23。开口19允许每个线缆接线头13围绕垂直于纵向轴线L的相关联的枢转轴线P枢转运动。在图1中,线缆接线头13在第一位置中被定位成完全在泵单元直径D内并且部分地突出于上泵端5的顶面21的上方。在线缆接线头13的该第一位置中,泵1可以被下降到具有被附接到线缆接线头13的安全线缆和/或悬挂线缆(未示出)的井眼、井、水箱或竖直管中。
图2示出了具有在第二位置的线缆接线头13的上泵端5,上述线缆接线头13部分地突出到泵单元直径D之外并且完全位于上泵端5的顶面21的下方。第一位置与第二位置之间的枢转运动实质上是围绕各自的枢转轴线P旋转大约90°。线缆接线头13彼此独立地枢转,但沿相互相反的方向从第一位置枢转到第二位置,反之亦然。在线缆接线头13的该第二位置中,安全线缆和/或悬挂线缆(未示出)可以轻易地附接到线缆接线头13上。图3示出了具有在第二位置的线缆接线头13的上泵端5(类似于图1)。
图4的顶部示出了开口19具有径向外部部分25和径向内部部分27。相比于径向内部部分27,径向外部部分25为线缆接线头13限定了更窄的路径。在第一(竖直)位置,线缆接线头13通过较宽的径向内部部分27竖直地突出。为了使线缆接线头13装配到径向外部部分25中,线缆接线头13的支腿15(参见图7)被灵活地推向彼此。通过这种弹性变形,线缆接线头13起到使其支腿15展开的弹簧的作用,从而促使支腿15与开口19的侧壁摩擦接触。该摩擦接触将线缆接线头13固定在第二(水平)的位置中。
图5和图6示出了将线缆接线头13固定在所示的第二(水平)位置的替代的或附加的方式。内部容积14限定了围绕线缆接线头13的锚定部分的径向尺寸和轴向尺寸。支腿15形式的锚定部分的尺寸被设定为当线缆接线头在第一(竖直)位置中时与内部容积14的轴向尺寸适配,并且当线缆接线头13仅在支腿15弹性变形时处于第二(水平)位置中时与内部容积14的径向尺寸适配。在这种情况下,开口19可以或可以不另外具有更窄的径向外部部分25。开口19可以是用于每个线缆接线头13的一个狭槽。
在图5所示的实施例中,Ω形线缆接线头13具有敞开的O形环本体17和支腿15,支腿15具有彼此背向的膝部29和彼此面对的端部31。内部容积14的较小径向尺寸促使膝部29柔性弯曲。通过这种弹性变形,线缆接线头13起到弯曲其膝部29的弹簧的作用,从而促使端部31与内部容积14的壁摩擦接触。这种摩擦接触将线缆接线头13固定在第二(水平)位置中。
在图6所示的实施例中,Ω形线缆接线头13具有敞开的O形环本体17和展开的支腿15,该展开的支腿没有膝部但具有彼此背向的端部31。内部容积14的较小径向尺寸促使支腿15柔性展开。通过这种弹性变形,线缆接线头13起到使其支腿15展开的弹簧的作用,从而促使端部31与内部容积14的壁摩擦接触。这种摩擦接触将线缆接线头13固定在第二(水平)位置中。
如前所述,在图7所示的实施例中,Ω形线缆接线头13具有敞开的U形环本体17和展开的支腿15,该展开的支腿没有膝部但具有彼此背向的端部31。用于将线缆接线头13固定在第二(水平)位置中的摩擦接触是由于开口19的较窄的径向外部部分25。
在图8所示的实施例中,Ω形线缆接线头13具有敞开的U形环本体17、具有彼此背向的膝部29和彼此面对的端部31的支腿15。内部容积14的较小径向尺寸促使膝部29柔性弯曲。通过这种弹性变形,线缆接线头13起到弯曲其膝部29的弹簧的作用,从而促使端部31与内部容积14的壁摩擦接触。这种摩擦接触将线缆接线头13固定在第二(水平)位置中。
在图9所示的实施例中,Ω形线缆接线头13具有敞开的U形环本体17和展开的支腿15,该展开的支腿没有膝部但具有彼此背向的端部31。内部容积14的较小径向尺寸促使支腿15柔性展开。通过这种弹性变形,线缆接线头13起到使其支腿15展开的弹簧的作用,从而促使端部31与内部容积14的壁摩擦接触。这种摩擦接触将线缆接线头13固定在第二(水平)的位置中。
上文描述中提及了整体或元件,这些整体或元件具有已知的、明显的或可预见的等同替换,那么本文这些等同替换如同单独提出一样并入本文。应参考权利要求书来确定本公开真正的保护范围,其应该被解释为包含任何等同替换。读者还应理解的是,本公开中被描述为可选的、优选的、有利的、便利的整体或特征都是可选的,并不限制独立权利要求的范围。
上述实施例应被理解为本公开的说明性示例。应该理解的是,关于任何一个实施例描述的任何特征可以单独使用,或者与所描述的其他特征组合使用,并且还可以与任何其他实施例的一个或多个特征组合使用,或者与任何其他实施例的任何组合组合使用。尽管已经示出和描述了至少一个示例性实施例,但应理解的是,对于本领域的普通技术人员而言,其他修改、替换和替代是显而易见的,并且可以在不脱离本文所描述的主题的范围的情况下进行改变,本申请旨在覆盖本文讨论的具体实施例的任何修改或变化。
此外,“包括”并不排除其他元件或步骤,并且“一”或“一个”不排除复数。此外,参照上述示例性实施例的一个中所描述的特征或步骤也可以与上述其他示例性实施例的其他特征或步骤组合使用。方法步骤可以以任何顺序或并列应用,或者可以构成另一方法步骤的一部分或更详细的描述。应当理解的是,所有对现有技术做出贡献的合理且适当的修改都应体现在本公开的范围内。能够做出这些修改、替换和替代而不脱离本公开的精神和范围,且应当根据所附权利要求及其合法等同物来确定。
Claims (13)
1.一种潜水式井下泵(1),包括:
细长泵单元(3),限定纵向泵轴线(L)和泵单元直径(D),以及
至少一个线缆接线头(13),用于连接线缆,
其中,所述至少一个线缆接线头(13)连接到所述泵单元(3),并且能够在限定的第一位置与限定的第二位置之间围绕垂直于所述纵向轴线(L)的枢转轴线(P)枢转,其中,所述至少一个线缆接线头(13)在所述第一位置中被定位成完全在所述泵单元直径(D)内,且在所述第二位置中被定位成至少部分地突出到所述泵单元直径(D)外部。
2.根据权利要求1所述的潜水式井下泵(1),其中,所述至少一个线缆接线头(13)包括在第一侧面处的第一线缆接线头(13)和在第二侧面处的第二线缆接线头(13),其中所述第一侧面与所述第二侧面相对。
3.根据权利要求1或2所述的潜水式井下泵(1),其中,所述至少一个线缆接线头(13)以需要最小转矩使所述至少一个线缆接线头(13)枢转进入和/或离开所述第二位置的方式被固定在所述第二位置中。
4.根据前述权利要求中任一项所述的潜水式井下泵(1),其中,所述泵单元(3)限定上泵端(5),并且所述至少一个线缆接线头(13)在所述第二位置中被定位成完全在所述上泵端(5)的顶面(21)的下方,且在所述第一位置中被定位成至少部分地在所述上泵端(5)的顶面(21)的上方。
5.根据前述权利要求中任一项所述的潜水式井下泵(1),其中,所述至少一个线缆接线头(13)被设置在所述泵单元(3)的上侧边缘(11)处。
6.根据前述权利要求中任一项所述的潜水式井下泵(1),其中,所述泵单元(3)限定:内部容积(14),用于容纳所述至少一个线缆接线头(13)的锚定部分;以及至少一个开口(19),用于所述至少一个线缆接线头(13)的环本体(17)突出到所述内部容积(14)外部,其中所述内部容积(14)和/或所述至少一个开口(19)的尺寸被构造成,当所述至少一个线缆接线头(13)从所述第一位置枢转到所述第二位置时,使所述至少一个线缆接线头的锚定部分弹性地变形。
7.根据前述权利要求中任一项所述的潜水式井下泵(1),其中,所述至少一个线缆接线头(13)形成为基本上呈Ω形的钩或带,所述钩或带具有在所述泵单元(3)内部的支腿(15)和突出到所述泵单元(3)外部的环本体(17)。
8.根据权利要求7所述的潜水式井下泵(1),其中,所述支腿(15)具有彼此背向的端部(29)。
9.根据权利要求7所述的潜水式井下泵(1),其中,所述支腿(15)具有彼此背向的膝部(29)和彼此面对的端部(31)。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的潜水式井下泵(1),其中,所述环本体(17)基本上呈U形。
11.根据权利要求7至9中任一项所述的潜水式井下泵(1),其中,所述环本体(17)基本上呈O形,该O形基本上形成越过至少270°的圆弧。
12.根据前述权利要求中任一项所述的潜水式井下泵(1),其中,所述至少一个线缆接线头(13)包括如塑料或金属的能弹性变形材料。
13.根据前述权利要求中任一项所述的潜水式井下泵(1),其中,所述至少一个线缆接线头(13)形成为弹簧。
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