CN113605854B - 一种水封石油洞库深井潜水泵除垢封堵装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水封石油洞库深井潜水泵除垢封堵装置。所述的封堵装置包括由多个截面呈倒L形的封堵片组成的圆筒状封堵器和设置在每个封堵片上的控制连杆，所述圆筒状封堵器顶面筒口内径与深井潜水泵进水口外径相匹配，圆筒状封堵器下部筒身内径与深井潜水泵电机外径相匹配、外径与水封石油洞库深井井筒内径相匹配；在圆筒状封堵器的顶面小于其筒身直径的区域底面分布有多个散热孔封堵塞，所述散热孔封堵塞的数量、形状大小及位置与深井潜水泵电机顶面散热孔相匹配。该封堵装置可以与水泵一起下送到井内，并在对水泵进行清洗除垢时对水泵与井壁之间进行封堵，大幅减少水泵除垢酸液的用量，降低运行费用，安全可靠，解决了国产水泵的结垢问题。

Description

一种水封石油洞库深井潜水泵除垢封堵装置

技术领域

本发明属于水封石油洞库工程领域，涉及洞库渗水排除设备，具体是一种水封石油洞库深井潜水泵除垢封堵装置。

背景技术

地下水封洞库具有安全、经济、高效和存储容量大等优点，近年来得到较大的发展，多用于国家石油战略储备。当储油洞库开挖形成后，周围岩石中的裂隙水就向被挖空的洞室流动，利用油比水轻和油水不能混合的特性，流入洞内的水沿洞壁汇集到洞底部形成水垫层，可由水泵抽出。因地下洞库施工过程中进行了大量的水泥灌浆，并且实施了大量的混凝土工程，浆液和混凝土中的水泥，主要成分为氧化钙(CaO)和氧化镁(MgO)，导致洞库地下水中富含钙离子、镁离子，水质偏碱性，地下水硬度和矿化度高；水泵运行过程中，水泵周边水温升高，水泵运行充电产生的电极作用使钙、镁离子富集、沉淀在水泵内，从而引起水泵结垢。当地下水硬度大、矿化度高时，水泵运行一段时间之后，水泵进水口、叶轮、水管内就会结垢，结垢到一定厚度后就会影响水泵的正常运行。水泵运行期间，在水泵电机外侧和散热孔内，也会存在结垢现象，但是电机部分的结垢对水泵的正常运行影响相对较小。一般运行约2个月后，水泵内“结垢”导致叶轮等部位抱死，水泵不能正常启动、运行。调研表明，地下水封洞库工程中，水泵结垢现象较为普遍。

目前水封石油洞库解决水泵结垢的方法为：利用备用井筒往洞库泵坑内投入酸液，利用酸液和地下水的化学作用，增加地下水中钙、镁离子的溶解度，从而缓解水泵结垢问题。由于有的洞库渗水量大，如果采用向洞库投酸液溶解地下水中钙、镁离子沉淀物的方式，投入酸液量大、频次高，成本投入偏高，而且有的洞库未设置备用井筒，从而限制了酸液投放的实施。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种石油洞库深井潜水泵除垢封堵装置，该封堵装置可以与水泵一起下送到井内，并在对水泵进行清洗除垢时对水泵与井壁之间进行封堵，避免清洗酸液渗入地下和电机散热孔内，增加酸液的投入量，提高除垢成本。

为了达到上述技术目的，本发明提供了一种水封石油洞库深井潜水泵除垢封堵装置，其特征在于：所述的封堵装置包括由多个截面呈倒L形的封堵片组合形成的顶面筒口小、筒身及底面筒口大的圆筒状封堵器和设置在每个封堵片上的控制连杆，所述圆筒状封堵器顶面小筒口内径小于深井潜水泵电机顶面多个散热孔内接圆直径，大于深井潜水泵进水栅外径，圆筒状封堵器下部筒身内径与深井潜水泵电机外径相匹配，圆筒状封堵器下部筒身外径与水封石油洞库深井井筒内径相匹配；在圆筒状封堵器的顶面小于其筒身直径的区域底部分布有多个散热孔封堵塞，所述散热孔封堵塞的个数及位置与深井潜水泵电机顶面散热孔相匹配，且每个散热孔封堵塞的外径与散热孔的内径相匹配；所述圆筒状封堵器与深井潜水泵电机同时下放至水封石油洞库深井井筒底部，其控制连杆伸出封石油洞库深井井筒的筒口，并在水封石油洞库深井潜水泵进行除垢清洗时，通过控制连杆控制圆筒状封堵器的筒身嵌入深井潜水泵电机外壁与水封石油洞库深井井筒内壁之间对两者之间的间隙进行封堵，圆筒状封堵器的顶面置于深井潜水泵电机的顶部，其顶面底部的散热孔封堵塞对应嵌入深井潜水泵电机顶部的散热孔中，对散热孔进行封堵。

本发明进一步的技术方案：所述封堵装置还包括定位导向环，所述定位导向环固定套装在深井潜水泵叶轮的外壳上，在定位导向环对应控制连杆的位置开设有导向孔，每根控制连杆从对应的导向孔穿过后伸出水封石油洞库深井井筒筒口。

本发明较优的技术方案：所述封堵片设有四个，包括两个平面呈等腰梯形的第一封堵片和两个平面呈倒置等腰梯形的第二封堵片，且第一封堵片和第二封堵片形成的等腰梯形平面形状大小完全相同；四个封堵片围绕深井潜水泵电机呈环形分布，且第一封堵片和第二封堵片交叉对称布置，在每个封堵片上设有一个散热孔封堵塞，每个封堵片上的控制连杆和散热孔封堵塞均位于对应封堵片的中分线上。

本发明较优的技术方案：在每个封堵片外侧与水封石油洞库深井井筒接触面、内侧与深井潜水泵电机接触面、以及相邻两个封堵片对接面均设有柔性密封条。

本发明较优的技术方案：所述圆筒状封堵器的底部筒口边缘的厚度小于筒身的厚度，形成楔形口或类楔形口。

本发明较优的技术方案：所述控制连杆是采用多节带丝扣接口的杆件逐段丝扣连接而成。

本发明较优的技术方案：在水封石油洞库深井潜水泵进行除垢清洗时，通过控制连杆先同时下放两个对置的第一封堵片，再同时下放两个对置第二封堵片，组拼成完整的圆筒状封堵器；在解除封堵时，先同时提起第二封堵片，再同时提起第一封堵片。

本发明较优的技术方案：设置在每个封堵片外侧和内侧的柔性密封条置于立面中轴线上，并在封堵片对应位置开设有密封条安装沟槽，所述柔性密封条镶嵌在封堵片表面的密封条安装沟槽内，与水封石油洞库深井井筒壁、水泵电机接触面形成环形密封。

本发明结合水泵结构设计特殊形式的封堵器，在水泵正常运行时，封堵器不起作用，需要洗泵时，封堵器可以封堵电机和井筒之间的间隙以及电机内的散热孔，通过往井筒内注入酸液的方式，在井筒内对水泵的进水口、叶轮和水管部分进行清洗、除垢。清洗完成后，再解除封堵器封堵，使水泵正常运行。为了使封堵器安装顺畅、保障封堵效果，本发明的封堵器分成四个部分，并在每个部分设有控制连杆，控制连杆利用井筒内的间隙，一直延伸至地表，在地表通过连接杆对封堵器的位置进行控制和调节，从而封堵水泵电机外壳与井筒壁之间的空隙和电机散热孔，采用定期用酸液洗泵的方式，从而解决国产水泵的结垢问题，并减低除垢成本。

本发明的有益效果：

(1)本发明中的封堵装置包括多个封堵叶片，多个封堵叶片能够组成一个完整的筒体，置于水泵电机上方，其筒壁嵌入井管壁与电机之间，将井筒壁与电机之间的缝隙封堵，避免除垢酸液渗入井底，导致酸液的浪费，增加除垢成本；

(2)本发明的封堵叶片上还带有散热孔封堵塞，可以将电机的散热孔封堵，避免酸液进入电机散热孔；

(3)本发明的每个封堵叶片都设有一根可以伸出井口的连杆，可以方便工作人员在井口控制封堵叶片的开启和关闭；在水泵正常工作的时候，可以将封堵叶片打开，水泵能够正常泵出地下水，当水泵需要清洗除垢便可将多个封堵叶片组合成完整的封堵装置对水泵进水口以下的部位进行封堵；

(4)本发明中的叶片包括倒梯形和正梯形两种叶片，可以与水泵一起下井，方便在井口拼装进行封堵和拆开。

本发明中的整体结构简单，安装方便，可以与水泵一起下送到井内，在对水泵进行清洗除垢时调节连接杆高度，对水泵与井壁之间进行封堵，避免清洗酸液渗入地下和电机散热孔内，增加酸液的投入量，提高除垢成本。

附图说明

图1是本发明中潜水泵除垢时采用封堵装置进行封堵的立剖面图；

图2是本发明中潜水泵正常工作时封堵装置的状态示意图；

图3是本发明中封堵器的结构示意图；

图4是本发明中封堵器拆分示意图；

图5是本发明中封堵器的俯视图；

图6是本发明的封堵器仰视图；

图7是本发明的封堵片纵向剖面图；

图8是本发明中第一封堵片的正面图；

图9是本发明中第二封堵片的正面图；

图10是本发明的定位导向环的平面图；

图11是本发明的应用实施例附图。

图中：1—封堵片，100—第一封堵片，101—第二封堵片，2—圆筒状封堵器，3—控制连杆，4—深井潜水泵电机，5—散热孔封堵塞，6—水封石油洞库深井井筒，7—散热孔，8—定位导向环，800—导向孔，9—深井潜水泵叶轮，10—深井潜水泵进水栅，11—柔性密封条，12—泵管，13—深井，14 —水封石油洞库，15—竖井回填区，16—密封塞，17—泵坑。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。附图1至图11均为实施例的附图，采用简化的方式绘制，仅用于清晰、简洁地说明本发明实施例的目的。以下对在附图中的展现的技术方案为本发明的实施例的具体方案，并非旨在限制要求保护的本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下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，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例提供的一种水封石油洞库深井潜水泵除垢封堵装置，如图1至图 4所示，所述的封堵装置包括由四个截面呈倒L形的封堵片1组合形成的顶面筒口小、筒身及底面筒口大的圆筒状封堵器2、设置在每个封堵片1上的控制连杆3和固定套装在深井潜水泵叶轮9外壳上的定位导向环8，所述控制连杆3是采用多节带丝扣接口的杆件逐段丝扣连接而成。所述圆筒状封堵器2顶面小筒口内径小于深井潜水泵电机4顶面多个散热孔7内接圆直径，大于深井潜水泵进水栅10外径，圆筒状封堵器2下部筒身内径与深井潜水泵电机4外径相匹配，圆筒状封堵器2下部筒身外径与水封石油洞库深井井筒6内径相匹配，在圆筒状封堵器2的顶面小于其筒身直径的区域底部分布有四个散热孔封堵塞5，四个散热孔封堵塞5的位置与深井潜水泵电机4顶面四个散热孔7的位置相对应，每个散热孔封堵塞5的外径与散热孔7的内径相匹配。如图7所示，所述圆筒状封堵器2的底部筒口边缘的厚度小于筒身的厚度，形成楔形口或类楔形口，方便提起和插入。所述圆筒状封堵器2 与深井潜水泵电机4同时下放至水封石油洞库深井井筒6底部，其控制连杆 3伸出封石油洞库深井井筒6的筒口，并在水封石油洞库深井潜水泵进行除垢清洗时，通过控制连杆3控制圆筒状封堵器2的筒身嵌入深井潜水泵电机 4外壁与水封石油洞库深井井筒6内壁之间对两者之间的间隙进行封堵，圆筒状封堵器2的顶面置于深井潜水泵电机4的顶部，其小筒口刚好卡在深井潜水泵进水栅10的外，其顶面底部的散热孔封堵塞5对应嵌入深井潜水泵电机4顶部的散热孔7中，对散热孔进行封堵，散热孔封堵塞5可以设置成楔形，方便插入。在定位导向环8对应控制连杆3的位置开设有导向孔800，每根控制连杆3从对应的导向孔800穿过后伸出水封石油洞库深井井筒6 筒口。

实施例中的四个封堵片1如图4、图8和图9所示，包括两个平面呈等腰梯形的第一封堵片100和两个平面呈倒置等腰梯形的第二封堵片101，且第一封堵片100和第二封堵片101形成的等腰梯形平面形状大小完全相同；四个封堵片1围绕深井潜水泵电机4呈环形分布，且第一封堵片100和第二封堵片101交叉对称布置，在每个封堵片1上设有一个散热孔封堵塞5，每个封堵片上的控制连杆3和散热孔封堵塞5均位于对应封堵片的中分线上。在水封石油洞库深井潜水泵进行除垢清洗时，通过控制连杆3，先同时下放两个对置的第一封堵片100，再同时下放两个对置第二封堵片101，组拼成完整的圆筒状封堵器2；在不需要封堵时，先同时提起两个对置的第二封堵片101，再同时提起两个对置的第一封堵片100。

为了增加封堵效果，实施例中的水封石油洞库深井潜水泵除垢封堵装置，如图3和图4所示，在每个封堵片1外侧与水封石油洞库深井井筒6接触面、内侧与深井潜水泵电机4接触面、以及相邻两个封堵片1对接面均设有柔性密封条11。设置在每个封堵片1外侧和内侧的柔性密封条11置于立面中轴线上，并在封堵片对应位置开设有密封条安装沟槽，所述柔性密封条11镶嵌在封堵片1表面的密封条安装沟槽内，与水封石油洞库深井井筒壁、水泵电机接触面形成环形密封。

下面结合实施例对本发明进一步说明书，实施例针对某水封石油洞库中，具体如图11所示，该水封石油洞库14置于地面以下80m的位置，为了抽排地下水，从地面施工竖井13至水封石油洞库14的底面的泵坑17内，并在竖井13中安装水封石油洞库深井井筒6，井筒中下部与竖井13井壁之间采用密封塞16封堵，并在密封塞16以上的位置回填土将井筒固定；然后在井筒中安装水泵，如图1和图2所示水泵从下至上分别为深井潜水泵电机 4、深井潜水泵进水栅10、深井潜水泵叶轮9和泵管12。实施例中井筒、水泵和封堵器主要参数：井筒直径320mm；水泵：电机外径270mm，散热孔直径25mm，进水口外径210mm、高度300mm，泵管外径160mm；封堵器叶片：高度320mm，外径319.5mm、内径70mm，叶片厚49mm；锥形封堵塞：高度100mm，直径25mm；上连接杆真径50mm、长度1000～5000mm。

具体安装时，首先在地面将本发明中的四个封堵片1组装好，安装在水泵上，与水泵一起从井筒口缓慢下入井底，水泵下放后位于水封石油洞库深井井筒6内，深井潜水泵电机4底面与井筒1底部的高程基本一致，控制连杆3利用井筒内的间隙伸出井筒口外，便可在地表通过控制连杆3对封堵器叶片的位置进行控制和调节，从而进行封堵。在需要对水泵进行酸液清洗除垢时，需要将本发明中的封堵装置进行封堵，其具体封堵时，通过控制连杆3先将两个正梯形的第一封堵片100安装到位，使其下部嵌入深井潜水泵电机4外壁与水封石油洞库深井井筒6内壁之间对两者之间的间隙内上部的散热孔封堵塞5对应嵌入电机散热孔7中，然后再将两个倒置梯形的第二封堵片101安装到位组合成一个完整的圆筒状封堵器；在水泵正常工作不需要进行封堵时，先向上提起两个倒置梯形的第二封堵片101，再向上提起两个正置梯形的第一封堵片100。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，只是本发明的实施例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种水封石油洞库深井潜水泵除垢封堵装置，其特征在于：所述的封堵装置包括由多个截面呈倒L形的封堵片（1）组合形成的顶面筒口小、筒身及底面筒口大的圆筒状封堵器（2）和设置在每个封堵片（1）上的控制连杆（3），所述圆筒状封堵器（2）顶面小筒口内径小于深井潜水泵电机（4）顶面多个散热孔（7）内接圆直径，大于深井潜水泵进水栅（10）外径，圆筒状封堵器（2）下部筒身内径与深井潜水泵电机（4）外径相匹配，圆筒状封堵器（2）下部筒身外径与水封石油洞库深井井筒（6）内径相匹配；在圆筒状封堵器（2）的顶面小于其筒身直径的区域底部分布有多个散热孔封堵塞（5），所述散热孔封堵塞（5）的个数及位置与深井潜水泵电机（4）顶面散热孔（7）相匹配，且每个散热孔封堵塞（5）的外径与散热孔（7）的内径相匹配；所述圆筒状封堵器（2）与深井潜水泵电机（4）同时下放至水封石油洞库深井井筒（6）底部，其控制连杆（3）伸出水封石油洞库深井井筒（6）的筒口，并在水封石油洞库深井潜水泵进行除垢清洗时，通过控制连杆（3）控制圆筒状封堵器（2）的筒身嵌入深井潜水泵电机（4）外壁与水封石油洞库深井井筒（6）内壁之间对两者之间的间隙进行封堵，圆筒状封堵器（2）的顶面置于深井潜水泵电机（4）的顶部，其顶面底部的散热孔封堵塞（5）对应嵌入深井潜水泵电机（4）顶部的散热孔（7）中，对散热孔进行封堵。

2.根据权利要求1所述的一种水封石油洞库深井潜水泵除垢封堵装置，其特征在于：所述封堵装置还包括定位导向环（8），所述定位导向环（8）固定套装在深井潜水泵叶轮（9）的外壳上，在定位导向环（8）对应控制连杆（3）的位置开设有导向孔（800），每根控制连杆（3）从对应的导向孔（800）穿过后伸出水封石油洞库深井井筒（6）筒口。

3.根据权利要求1或2所述的一种水封石油洞库深井潜水泵除垢封堵装置，其特征在于：所述封堵片（1）设有四个，包括两个平面呈等腰梯形的第一封堵片（100）和两个平面呈倒置等腰梯形的第二封堵片（101），且第一封堵片（100）和第二封堵片（101）形成的等腰梯形平面形状大小完全相同；四个封堵片（1）围绕深井潜水泵电机（4）呈环形分布，且第一封堵片（100）和第二封堵片（101）交叉对称布置，在每个封堵片（1）上设有一个散热孔封堵塞（5），每个封堵片上的控制连杆（3）和散热孔封堵塞（5）均位于对应封堵片的中分线上。

4.根据权利要求1或2所述的一种水封石油洞库深井潜水泵除垢封堵装置，其特征在于：在每个封堵片（1）外侧与水封石油洞库深井井筒（6）接触面、内侧与深井潜水泵电机（4）接触面、以及相邻两个封堵片（1）对接面均设有柔性密封条（11）。

5.根据权利要求1或2所述的一种水封石油洞库深井潜水泵除垢封堵装置，其特征在于：所述圆筒状封堵器（2）的底部筒口边缘的厚度小于筒身的厚度，形成楔形口或类楔形口。

6.根据权利要求1或2所述的一种水封石油洞库深井潜水泵除垢封堵装置，其特征在于：所述控制连杆（3）是采用多节带丝扣接口的杆件逐段丝扣连接而成。

7.根据权利要求3所述的一种水封石油洞库深井潜水泵除垢封堵装置，其特征在于：在水封石油洞库深井潜水泵进行除垢清洗时，通过控制连杆（3）先同时下放两个对置的第一封堵片（100），再同时下放两个对置第二封堵片（101），组拼成完整的圆筒状封堵器（2）；在解除封堵时，先同时提起第二封堵片（101），再同时提起第一封堵片（100）。

8.根据权利要求4所述的一种水封石油洞库深井潜水泵除垢封堵装置，其特征在于：设置在每个封堵片（1）外侧和内侧的柔性密封条（11）置于每个立面的中轴线上，并在封堵片对应位置开设有密封条安装沟槽，所述柔性密封条（11）镶嵌在封堵片（1）表面的密封条安装沟槽内，与水封石油洞库深井井筒壁、深井潜水泵电机（4）接触面形成环形密封。

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