CN200952466Y - 三级保护的上沉降室下分立胶囊的潜油电泵保护器 - Google Patents

Abstract

一种三级保护的上沉降室下分立胶囊的潜油电泵保护器，它采用标准模块组合装配，包括上部一个沉降室和中下部两个独立的分别起保护作用的胶囊室。本实用新型的优越性：1.采用标准模块进行组合设计，成为上部一个沉降室、中下部两个胶囊室，组成了复合式三级保护系统的三腔结构保护器；2.保护效能好，能满足电机呼吸量的需要，并可以将井液与电机油隔离开，保证了潜油电机绝缘系统不被井液浸蚀破坏，延长了机组的使用寿命；3.使用方便，安全系数高；4.可采用多个单元自由组合使用；5.保护器内的止推轴承承载能力大；6.降低了机组运行成本，性价比好，产品在市场上具有很好的竞争力。

Description

三级保护的上沉降室下分立胶囊的潜油电泵保护器

(一)技术领域：

本实用新型涉及一种石油机械用潜油电泵保护器，特别是一种采用标准模块进行组合设计的上部一个沉降室、中部及下部两个独立的分别起保护作用的胶囊室的三级保护的上沉降室下分立胶囊的潜油电泵保护器。

(二)背景技术：

潜油电泵保护器是油田采油、潜油电泵系统的重要组成部分。它装置在油气分离器与潜油电机之间，它直接关系着潜油电泵机组的使用寿命。因此长期以来就是客户购买潜油电泵时非常关注的重点。以往设计的潜油电泵保护器有连通式结构、沉降式结构、胶囊式结构等。这几种不同结构的保护器采用的零部件均是针对某一种结构进行专一性的设计，专用性很强，没有通用性及互换性。结构的品种很少，也就只有4-5种，满足不了现在的市场需要。如果想改变结构就得重新设计，需要较长时间，增加了设计成本，更不能适应当今社会快速发展随时变化的需要，往往会错过了销售良机，也限制了潜油电泵的发展。因此如何针对该类潜油电泵保护器产品的专一性、费工、费时的设计方式而改为采用标准模块式进行排列组合的结构设计是潜油电泵保护器标准化发展的重要课题。

(三)发明内容：

本实用新型的目的在于设计一种三级保护的上沉降室下分立胶囊的潜油电泵保护器，它采用标准模块式组合设计，成为上部有一个沉降室、中下部有两个独立的分别起保护作用的胶囊室的产品形式，它使油井中有害物质不能马上与胶囊接触，因而保护了胶囊，同时使产品的专一性非标设计变为标准的、通用的模块式设计，是一种可组合的实用性强的新型石油机械用潜油电泵保护器。

本实用新型的技术方案：一种三级保护的上沉降室下分立胶囊的潜油电泵保护器，其特征在于它采用标准模块组合装配，包括上部一个沉降室和中下部两个独立的分别起保护作用的胶囊室，整体结构是由保护器头、上沉降室、上密封座体、中胶囊室、上密封座体、下胶囊室、下密封座体、各段壳体、通轴、止推轴承及底座所构成，所说的保护器头下端依保护器上护轴管与上沉降室输入端相连接，上沉降室输出端与保护器上密封座体上端相连接，保护器上密封座体下端依中护轴管与中胶囊室输入端相连接，中胶囊室输出端与上密封座体上端相连接，上密封座体下端依下段护轴管与下胶囊室输入端相连接，下胶囊室输出端与下密封座体上端相连接，下密封座体下端依止推轴承与底座上端相连接，底座上有注油阀及与电机相联接的法兰，通轴置于一个沉降室及两个胶囊室与、保护器头、上密封座体、上密封座体、下密封座体、止推轴承、底座的中心处；各段壳体包括上壳体、中壳体、下壳体及止推轴承外壳。

上述所说的保护器头顶端有保护器头上部与分离器法兰相联接的螺孔，保护器头部是由上机械密封、排气孔、呼吸孔及与呼吸孔下部端口相连接的且向下延伸的补偿管所构成，上机械密封置于保护器头部的通轴端部的花键以下部位，呼吸孔平行于通轴，排气孔与保护器头下端面间连通有斜孔。

上述所说的上密封座体是由设置在其上部的下机械密封、排气孔、单流阀、呼吸孔、短管及排气孔与上密封座体的下端面间连通的斜孔构成，斜孔下部端口处连接单流阀，连接有短管的呼吸孔平行于通轴。

上述所说的上密封座体是由设置在其上部的第三级机械密封、排气孔、呼吸孔、单流阀、短管及排气孔与上密封座体的下端面间连通的斜孔构成，斜孔下部端口处连接单流阀，连接有短管的呼吸孔平行于通轴。

上述所说的下密封座体是由排气孔、呼吸孔及排气孔与下密封座体的下端面间连通的斜孔，斜孔下部端口处无螺纹，呼吸孔不平行于通轴。

上述所说的保护器内的止推轴承为用来承载潜油泵的轴向推力的装置，止推轴承下还可外加能够提高承载力的止推轴承段。

上述所说的保护器底座上有注油阀，底端为与电机相联接的法兰。

上述所说的上沉降室是由设置在保护器头内的机械密封件、保护器头的下端面、下胶囊座的上端面及上密封座体的上部环形端面间、上壳体的内圆、上护轴管的外圆间所形成的环形空间所构成，保护器头内的呼吸孔的下部端口相接有向下延伸的上补偿管，保护器头的下端面以下、上护轴管的上部开有径向通孔。

上述所说的中胶囊室是由设置在上密封座体上部的机械密封件、上密封座体下部的胶囊内圆、中护轴管的外圆间及上胶囊座下端面、下胶囊座的上端面间所构成，上胶囊座的下端面以下、中护轴管的上部开有径向通孔。

上述所说的下胶囊室是由设置在上密封座体上部的机械密封件、上密封座体下部的胶囊内圆、下护轴管的外圆间及上胶囊座下端面、下胶囊座上端面间所构成，上胶囊座的下端面以下、下护轴管的上部开有径向通孔。

任何结构形式的保护器都必须具备的功能是：

1、保护电机油使其不被井液污染、保证电机定子绝缘不被破坏；

2、平衡油井套管环形空间与电机内部的压力，使其达到平衡，保证电泵正常运转；

3、保护器内部的止推轴承用来承载泵的轴向推力、保证电泵能正常举升原油；

4、保护器是联接电机与泵之间的桥梁，用它来传递扭矩；

5、保护器可自动随时为潜油电机提供润滑油。

本实用新型的工作原理为：保护器是电机的一个密封系统，是为了保护电机油使其不被井液污染、保护电机定子绝缘不被破坏，并且是潜油泵的轴向止推系统，通过离心泵将地下原油举升到地面。本保护器的结构特征是：该三腔保护器内的结构是；设置在上部的A室为沉降室，中下部的B、C室为两个独立的分别起保护作用的胶囊室，它使油井中有害物质不能马上与胶囊接触，因而保护了胶囊。本方案将两种不同结构的上、中、下三室融合到一台保护器中形成一个复合式、三级密封保护系统。

本实用新型的优越性在于：1、本结构改变了以往零部件结构专一性的设计理念，采用标准模块进行组合设计，成为上部一个沉降式结构的沉降室A、中下部两个胶囊式结构的独立的分别起保护作用的胶囊室(B、C)，组成了复合式三级保护系统的三腔结构保护器；2、该保护器整体结构保护效能好、能满足电机呼吸量的需要、并可以将井液与电机油隔离开，保证了潜油电机绝缘系统不被井液浸蚀破坏，延长了机组的使用寿命；3、标准模块组合使用方便，组成的复合式保护器保护效果更加有效，安全系数高；4、由于组合式保护器可采用多个单元自由组合使用，因而使其更适于与具有较大呼吸量的电机配套使用；5、保护器内的止推轴承承载能力大；6、该保护器系三级保护三腔复合型结构使用寿命长，降低了机组运行成本，使潜油电泵机组具很好的性价比，产品在市场上具有很好的竟争力，市场前景非常广阔，可极大的满足国内外客户的需求。

(四)附图说明：

附图为本实用新型所涉三级保护的上沉降室下分立胶囊的潜油电泵保护器整体结构示意图。

其中：A为上沉降室，B为中胶囊室，C为下胶囊室，

1为保护器头；

1a为保护器头上部与分离器法兰相联接的螺孔；

2为保护器轴(通轴)；

3为保护器上(头部)机械密封；    4为保护器头部排气孔4；

                               4a为保护器排气孔4与头部1下端面间

                               连通的斜孔；

5为保护器头部呼吸孔；          6为保护器上部补偿管；

7为保护器上部护轴管；          8为保护器上部壳体；

9为保护器中部机械密封(第二级)；10为保护器上密封座排气孔；

                               10a为保护器排气孔10与上密封座体

                               11下端面间连通的斜孔；

11为保护器上密封座体；         12为保护器上密封座呼吸孔；

13为保护器单流阀；             14为保护器短管；

15为保护器中部护轴管；         16为保护器中部壳体；

17为保护器下部机械密封(第三级)；

18为保护器上密封座排气孔；

18a为排气孔18与上密封座体19的下端面间连通的斜孔；

19为保护器另一个上密封座体；   20为保护器上密封座呼吸孔；

21为保护器单流阀；             22为保护器短管；

23为保护器下部护轴管；         24为保护器下部壳体；

25为保护器下密封座排气孔；

25a为排气孔25与下密封座体26的下端面间连通的斜孔；

26为保护器下密封座体；

27为保护器下密封座呼吸孔；     28为保护器止推轴承外壳；

29为保护器止推轴承；           30为保护器底座；

31为保护器注油阀；              32为保护器与电机联接的法兰。

(五)具体实施方式

实施例：(见附图)一种三级保护的上沉降室下分立胶囊的潜油电泵保护器，其特征在于它采用标准模块组合装配，包括上部一个沉降室A和下部两个独立的分别起保护作用的胶囊室B、C，整体结构是由保护器头1、上沉降室A、上密封座体11、中胶囊室B、上密封座体19、下胶囊室C、下密封座体26、各段壳体、通轴2、止推轴承29及底座30所构成，所说的保护器头1下端依保护器上护轴管7与上沉降室A输入端相连接，上沉降室A输出端与保护器上密封座体11上端相连接，保护器上密封座体11下端依中护轴管15与中胶囊室B输入端相连接，中胶囊室B输出端与上密封座体19上端相连接，上密封座体19下端依下段护轴管23与下胶囊室C输入端相连接，下胶囊室C输出端与下密封座体26上端相连接，下密封座体26下端依止推轴承29与底座30上端相连接，底座30上有注油阀31及与电机相联接的法兰32，通轴2置于一个沉降室A及两个胶囊室B与C、保护器头1、上密封座体11、上密封座体19、下密封座体26、止推轴承29、底座30的中心处；各段壳体包括上壳体8、中壳体16、下壳体24及止推轴承外壳28。

上述所说的保护器头1顶端有保护器头上部与分离器法兰相联接的螺孔1a，保护器头部是由上机械密封3、排气孔4、呼吸孔5及与呼吸孔5下部端口相连接的且向下延伸的补偿管6所构成，上机械密封3置于保护器头部的通轴2端部的花键以下部位，呼吸孔5平行于通轴2，排气孔4与保护器头下端面间连通有斜孔4a。

上述所说的上密封座体11是由设置在其上部的下机械密封9、排气孔10、单流阀13、呼吸孔12、短管14及排气孔10与上密封座体11的下端面间连通的斜孔10a构成，斜孔10a下部端口处连接单流阀13，连接有短管14的呼吸孔12平行于通轴2。

上述所说的上密封座体19是由设置在其上部的第三级机械密封17、排气孔18、呼吸孔20、单流阀21、短管22及排气孔18与上密封座体19的下端面间连通的斜孔18a构成，斜孔18a下部端口处连接单流阀21，连接有短管22的呼吸孔20平行于通轴2。

上述所说的下密封座体26是由排气孔25、呼吸孔27及排气孔25与下密封座体26的下端面间连通的斜孔25a，斜孔25a下部端口处无螺纹，呼吸孔27不平行于通轴2。

上述所说的保护器内的止推轴承29为用来承载潜油泵的轴向推力的装置，止推轴承29下还可外加能够提高承载力的止推轴承段。

上述所说的保护器底座30上有注油阀31，底端为与电机相联接的法兰32。

上述所说的上沉降室A是由设置在保护器头1内的机械密封件3、保护器头1的下端面、下胶囊座的上端面及上密封座体11的上部环形端面间、上壳体8的内圆、上护轴管7的外圆间所形成的环形空间所构成，保护器头1内的呼吸孔5的下部端口相接有向下延伸的上补偿管6，保护器头1的下端面以下、上护轴管7的上部开有径向通孔。

上述所说的中胶囊室B是由设置在上密封座体11上部的机械密封件9、上密封座体11下部的胶囊内圆、中护轴管15的外圆间及上胶囊座下端面、下胶囊座的上端面间所构成，上胶囊座的下端面以下、中护轴管15的上部开有径向通孔。

上述所说的下胶囊室C是由设置在上密封座体19上部的机械密封件17、上密封座体19下部的胶囊内圆、下护轴管23的外圆间及上胶囊座下端面、下胶囊座上端面间所构成，上胶囊座的下端面以下、下护轴管23的上部开有径向通孔。

本实用新型的工作过程为：设置在最上部保护器头1内的机械密封件3(第一级轴密封)，是A沉降室的上部轴密封。A沉降室是根据电机油与井液的比重差原理进行设计的。它是由保护器头1的下端面与下胶囊座的上端面及上密封座11的上部环形端面间、上壳体8的内圆与上护轴管7的外圆间形成的环形空间。再加上保护器头1内的呼吸孔5及与其下部端口相连接的，向下延伸的上补偿管6所组成。这其中在保护器头1的下端面以下、上护轴管7的上部开有径向通孔。上沉降室A的下部设有上机械密封座体11，在此座体的上部装有机械密封件9(第二级轴密封)。在上机械密封座体11的下部设有单流阀13及B胶囊室，此B胶囊室是由胶囊内圆、中护轴管15的外圆间及上胶囊座的下端面、下胶囊座的上端面间所组成的、一个独立的有弹性的隔离室(注：上胶囊座的下端面以下、中护轴管15的上部开有径向通孔)。在中胶囊室B的下部又设了一个上机械密封座体19，在此座体的上部装有机械密封件17(第三级轴密封)。在上机械密封座体19的下部设有单流阀21及C胶囊室，此C胶囊室是由胶囊内圆、下护轴管23的外圆间、及上胶囊座下端面、下胶囊座的上端面间所组成的、一个独立的有弹性隔离室(注：上胶囊座的下端面以下、下护轴管23的上部开有径向通孔)。在C胶囊室的下部设置下机械密封座体26、此种结构的保护器，下机械密封座体26的上部不设置机械密封件，下部不设单流阀。在下机械密封座体26的下部设置止推轴承29。在止推轴承29的下部设置底座30。这就构成了一个完整的内部密封系统。以满足电机呼吸及承载泵的轴向推力的需要。

设置在上部的沉降室，当保护器下井后、井液通过保护器头内的呼吸孔5、顺上补偿管6进入A沉降室。这时比重大的井液只能处在上补偿6的，下部管口以下的环形空间。也就是沉降室的下方，比重小的电机油浮在井液的上面。由于在沉降室的上部、保护器头1的内部设有作为第一级保护的机械密封件3，电机油从上部没有出路。这样沉在下部的井液、也就不能够通过设置在A沉降室内的、护轴管7上部开的径向通孔进入预先设计好的油路，更进不了下部B胶囊室的外腔从而起到了隔离保护作用。

一旦第一级保护系统沉降室失效，(也就是保护器头内的机械密封件3损坏)电机油逐渐从上部流失、井液便随之上升。待全部置换了A沉降室内的电机油，此时井液便通过上护轴管7、上部预先为其设计好的径向通孔进入护轴管7、与轴2之间的间隙向下走，通过密封座11中的呼吸孔12、再过短管14进入中部B胶囊室的外腔。这样B胶囊室就在电机油与井液之间、形成了有弹性的隔离层。由于它的调节保护作用，满足了电机在运行和停机时呼吸量的需要。电机油的热胀冷缩，就不会导致井液进入下一级C胶囊室(更进入不了保护器下部的电机)。再次保护了电机内部电机油的清洁度和绝缘，同时提供了电机油热胀冷缩的路径，既保证了密封又能使电机内外压力平衡。

Claims (10)

1、一种三级保护的上沉降室下分立胶囊的潜油电泵保护器，其特征在于它采用标准模块组合装配，包括上部一个沉降室和中下部两个独立的分别起保护作用的胶囊室，整体结构是由保护器头、上沉降室、上密封座体、中胶囊室、上密封座体、下胶囊室、下密封座体、各段壳体、通轴、止推轴承及底座所构成，所说的保护器头下端依保护器上护轴管与上沉降室输入端相连接，上沉降室输出端与保护器上密封座体上端相连接，保护器上密封座体下端依中护轴管与中胶囊室输入端相连接，中胶囊室输出端与上密封座体上端相连接，上密封座体下端依下段护轴管与下胶囊室输入端相连接，下胶囊室输出端与下密封座体上端相连接，下密封座体下端依止推轴承与底座上端相连接，底座上有注油阀及与电机相联接的法兰，通轴置于一个沉降室及两个胶囊室与、保护器头、上密封座体、上密封座体、下密封座体、止推轴承、底座的中心处；各段壳体包括上壳体、中壳体、下壳体及止推轴承外壳。

2、根据权利要求1所说的一种三级保护的上沉降室下分立胶囊的潜油电泵保护器，其特征在于所说的保护器头顶端有保护器头上部与分离器法兰相联接的螺孔，保护器头部是由上机械密封、排气孔、呼吸孔及与呼吸孔下部端口相连接的且向下延伸的补偿管所构成，上机械密封置于保护器头部的通轴端部的花键以下部位，呼吸孔平行于通轴，排气孔与保护器头下端面间连通有斜孔。

3、根据权利要求1所说的一种三级保护的上沉降室下分立胶囊的潜油电泵保护器，其特征在于所说的上密封座体是由设置在其上部的下机械密封、排气孔、单流阀、呼吸孔、短管及排气孔与上密封座体的下端面间连通的斜孔构成，斜孔下部端口处连接单流阀，连接有短管的呼吸孔平行于通轴。

4、根据权利要求1所说的一种三级保护的上沉降室下分立胶囊的潜油电泵保护器，其特征在于所说的上密封座体是由设置在其上部的第三级机械密封、排气孔、呼吸孔、单流阀、短管及排气孔与上密封座体的下端面间连通的斜孔构成，斜孔下部端口处连接单流阀，连接有短管的呼吸孔平行于通轴。

5、根据权利要求1所说的一种三级保护的上沉降室下分立胶囊的潜油电泵保护器，其特征在于所说的下密封座体是由排气孔、呼吸孔及排气孔与下密封座体的下端面间连通的斜孔，斜孔下部端口处无螺纹，呼吸孔不平行于通轴。

6、根据权利要求1所说的一种三级保护的上沉降室下分立胶囊的潜油电泵保护器，其特征在于所说的保护器内的止推轴承为用来承载潜油泵的轴向推力的装置，止推轴承下还可外加能够提高承载力的止推轴承段。

7、根据权利要求1所说的一种三级保护的上沉降室下分立胶囊的潜油电泵保护器，其特征在于所说的保护器底座上有注油阀，底端为与电机相联接的法兰。

8、根据权利要求1所说的一种三级保护的上沉降室下分立胶囊的潜油电泵保护器，其特征在于所说的上沉降室是由设置在保护器头内的机械密封件、保护器头的下端面、下胶囊座的上端面及上密封座体的上部环形端面间、上壳体的内圆、上护轴管的外圆间所形成的环形空间所构成，保护器头内的呼吸孔的下部端口相接有向下延伸的上补偿管，保护器头的下端面以下、上护轴管的上部开有径向通孔。

9、根据权利要求1所说的一种三级保护的上沉降室下分立胶囊的潜油电泵保护器，其特征在于所说的中胶囊室是由设置在上密封座体上部的机械密封件、上密封座体下部的胶囊内圆、中护轴管的外圆间及上胶囊座下端面、下胶囊座的上端面间所构成，上胶囊座的下端面以下、中护轴管的上部开有径向通孔。

10、根据权利要求1所说的一种三级保护的上沉降室下分立胶囊的潜油电泵保护器，其特征在于所说的下胶囊室是由设置在上密封座体上部的机械密封件、上密封座体下部的胶囊内圆、下护轴管的外圆间及上胶囊座下端面、下胶囊座上端面间所构成，上胶囊座的下端面以下、下护轴管的上部开有径向通孔。

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