CN202280604U - 胶囊室串联沉降室串联胶囊室三级密封潜油电泵保护器 - Google Patents

Abstract

一种胶囊室串联沉降室串联胶囊室三级密封潜油电泵保护器，其特征在于它包括保护器头、上部胶囊室、上部密封座、中部沉降室、中部密封座、下部胶囊室、下部密封座、上壳体、中壳体、下壳体、止推轴承室外壳、通轴及预注油底座；优越性在于：该保护器采用了同一种结构的标准模块密封座三个，用于三个不同部位，再加上保护器头、轴、机械密封件、胶囊、壳体、止推轴承付、预注油底座等主要零部件进行组合设计，组成为上部一个独立胶囊室，中部一个独立沉降室，下部一个独立胶囊室，分别起保护作用的三级保护三腔结构保护器；整体结构保护效能好，可以充分地将井液与电机油隔离开，保证了电机绝缘不被井液侵蚀破坏，延长了机组的使用寿命。

Description

胶囊室串联沉降室串联胶囊室三级密封潜油电泵保护器

(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，特别是一种采用单一结构标准密封座模块的按数学模式进行排列组合设计的胶囊室串联沉降室串联胶囊室组合成的三级密封保护的三腔结构潜油电泵保护器。 

(二)背景技术：

潜油电泵保护器是油田采油机械潜油电泵系统的重要组成部分。它设置在油气分离器(或吸入口)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机组时非常关注的重点。任何结构形式的潜油电泵保护器都必须具备的五项功能是：1、保护电机油使其不被井液污染保证电机绝缘不被破坏；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。 

潜油电泵保护器传统的设计理念：零部件不可互换，而且是唯一的设计。如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，上述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。产品结构的品种很少(三至四种)，满足不了现在的市场需求。如果想改变结构就得重新设计，增大了设计成本，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，限制了潜油电泵的发展。因此如何改变该类潜油电泵产品设计的落后模式，是产品设计者的思考课题。 

前几年设计出了采用多种结构模块复合设计的潜油电泵保护器，由于是多种结构标准模块，生产管理较为复杂。因此针对上述潜油电泵保护器产品的设计方式，将其改为采用单一结构的标准模块按数学模式排列组合进行全覆盖一次性设计。 

(三)实用新型内容：

本实用新型的目的在于设计一种胶囊室串联沉降室串联胶囊室三级密封潜油电泵保护器，它采用单一结构标准模块进行组合设计，它使产品的专一性非标设计或多结构多模块设计变为标准的单一结构的通用标准模块设计，该保护器是一种实用性强，新型石油机械用潜油电泵保护器。 

本实用新型的技术方案：一种胶囊室串联沉降室串联胶囊室三级密封潜油电泵保护器，其特征在于它包括保护器头、上部胶囊室、上部密封座、中部沉降室、中部密封座、下部胶囊室、下部密封座、上壳体、中壳体、下壳体、止推轴承室外壳、通轴及预注油底座；所述保护器头依保护器上部胶囊护轴管与上部胶囊室输入端相连接；所述上部胶囊室输出端依中部机械密封件与保护器上部密封座上端相连接；所述保护器上部密封座下端依中部沉降护轴管与中部沉降室输入端相连接；所述中部沉降室输出端依下部机械密封件与中部密封座上端相连接；所述中部密封座下端依下部胶囊护轴管与下部胶囊室输入端相连接；所述下部胶囊室输出端与下部密封座上端相连接；所述下部密封座下端依止推轴承付与预注油底座上端相连接；所述预注油底座上有注油阀及与电机相联接的法兰；所述通轴置于上部胶囊室、中部沉降室、下部胶囊室、上部密封座、中部密封座、下部密封座的中心处；所述上壳体、中壳体、下壳体及止推轴承室外壳依次安装于装置外部构成装置的外壳。 

所述保护器头上有使保护器头上部与分离器或吸入口法兰相联接的螺孔、上部机械密封件、上部内腔排气孔、上部外腔排气孔及上部呼吸孔；所述保护器头内部的上部机械密封件置于保护器头部内的通轴的上端部的花键以下部位；所述上部内腔排气孔依向下垂孔I与保护器头下端面相连通；所述上部呼吸孔下部端口连接向下开口的短管I；所述保护器头中垂孔I下部端口连接保护器头部的单流阀I。 

所述上部密封座上有中部机械密封件、上腔放液孔、中腔内外腔排气孔、中腔外腔排气孔及中腔呼吸孔；所述上腔放液孔依向上斜孔I与上部密封座上端面相连通；所述中腔内外腔排气孔依向下垂孔II与上部密封座下端面相连通；所述中腔呼吸孔下端口连接向下开口的 补偿管。 

所述中部密封座上有下部机械密封件、中腔放液孔、下腔内腔排气孔、下腔外腔排气孔及下腔呼吸孔；所述中腔放液孔依向上斜孔II与中部密封座上端面相连通；所述下腔内腔排气孔依向下垂孔III与中部密封座下端面相连通，此垂孔下端口部装单流阀II；所述下腔呼吸孔下部端口连接向下延伸的短管II。 

所述下部密封座上有下腔放液孔、下部内外腔排气孔、下部外腔排气孔及下部呼吸孔；所述下腔放液孔依向上斜孔III与下部密封座上端面相连通；所述内外腔排气孔依向下垂孔IV与下部密封座下端面相连通。 

所述保护器内的止推轴承付装有高承载止推轴承。 

所述上部胶囊室分为内腔和外腔；其内腔是由上部胶囊内圆、上部胶囊护轴管的外圆、上部胶囊上胶囊座下端面及上部胶囊下胶囊座上端面所组成的空间；所述上部胶囊室外腔是由上部胶囊外圆与上壳体内圆所组成的空间。 

所述中部沉降室是由中部沉降护轴管的外圆，中部壳体的内圆间及上部密封座的下端面、下胶囊座的上端面及中部密封座的上部环形端面间所组成的空间。 

所述下部胶囊室分为内腔和外腔；其内腔是由下部胶囊内圆、下部胶囊护轴管的外圆、下部胶囊上胶囊座下端面及下部胶囊下胶囊座上端面所组成的空间；所述下部胶囊室外腔是由下部胶囊外圆与下壳体内圆所组成的空间。 

所述上部密封座、中部密封座及下部密封座均为单一结构标准模块密封座。 

本实用新型保护器的各项结构功能及工作原理在于：保护器是电机的一个密封系统，保护电机油不被井液污染，保护电机定子绝缘不被破坏，并且是潜油电泵的轴向止推系统，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：设置在其上部的胶囊式结构也就是上部胶囊室，设置在其中部沉降式结构是中部沉降室，设置在其下部的胶囊式结构是下部胶囊室，这三个室是分别先后起保护作用的，将其融 合到一台保护器中形成一个组合式三级保护系统(注：设置在最上部保护器头内的上部机械密封件是上部胶囊室的上部保护性密封也就是第一级轴密封；设置在上胶囊室下部的上部密封座上的中部机械密封件是中部沉降室的上部保护性密封也就是第二级轴密封；设置在中部沉降室下部中部密封座上部的下部机械密封件是下部胶囊室的上部保护性密封也就是第三级轴密封。)三腔结构保护器，充分发挥它们各自的保护特长。例：当潜油电泵机组下井后，井液通过保护器头内的呼吸孔首先进入上部胶囊室的外腔，随着井液的进入同时也置换出了胶囊室外腔中的电机油，这样设置在上部的上部胶囊室中的胶囊它在电机油与井液之间形成了有弹性的隔离层。当电泵机组工作时，内部的电机油升温膨胀上升通过保护器头部的单流阀进入油井套管中，保持内外压力平衡。当电泵机组停止工作时，内部的电机油降温收缩，此时单流阀关闭，胶囊开始收缩变形以保持内外压力平衡。电泵的每次关启均要重复上述的动作。由于它的调节保护作用使得电机在运行和停机时电机油的热胀冷缩变化不会导致井液进入下一级中部B沉降室。一旦上部A胶囊室失效了，井液便沿着为它设计好的通道进入中部B沉降室内的向下延伸的中部补偿管的下部管口以下的环形空间；这时中部B沉降室利用电机油与井液的比重差原理进行工作(中部B沉降室的上部设有第二级机械密封件)，比重大的井液沉在下部，比重小的电机油浮在井液上部，这样继续起着呼吸平衡的作用。由于B沉降室的上部没有出路，这样沉在下部的井液也就不能通过设置在沉降护轴管上部的径向开孔进入下部的C胶囊室，再次保护了电机油的清洁度和绝缘性能，同时提供了电机油热胀冷缩的路径，既保证了密封，又能使电机的内外压力达到平衡(中部B沉降室的下部装有第三级机械密封件，也就是下部C胶囊室的上部密封)。一旦中部B沉降室失效，井液便沿着为它设计好的通道进入下部C胶囊室的外腔，由于下部C胶囊也是一个有弹性的隔离层同样起着调节保护作用使得电机在运行和停机时电机油的热胀冷缩变化不会导致井液进入下部的电机，继续起着调节保护作用。 

本实用新型的优越性在于：(1)本实用新型改变了以往零部件结构专一性设计或多模块设计的理念，只采用单一标准模块进行组合设 计，该保护器采用了同一种结构的标准模块密封座三个，用于三个不同部位，再加上保护器头、轴、机械密封件、胶囊、壳体、止推轴承付、预注油底座等主要零部件进行组合设计，组成为上部一个独立胶囊室，中部一个独立沉降室，下部一个独立胶囊室，分别起保护作用的三级保护三腔结构保护器；(2)整体结构保护效能好，可以充分地将井液与电机油隔离开，保证了电机绝缘不被井液侵蚀破坏，延长了机组的使用寿命；(3)单一标准模块组合使用方便，管理方便，组成的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不同结构的单元自由组合使用，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系统，三腔组合型结构使用寿命长，降低了机组运行成本，使本公司潜油电泵机组具有很好的性价比，产品在市场上具有很好的竞争力，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1为本实用新型所涉胶囊室串联沉降室串联胶囊室三级密封潜油电泵保护器整体结构示意图。 

其中：A为上部胶囊室，B为中部沉降室，C为下部胶囊室，1为保护器头，1a为螺孔，2为通轴，3为上部机械密封件，4为上部内腔排气孔，4a为垂孔I，5为上部外腔排气孔，6为上部呼吸孔，7为单流阀I，8为短管I，9为上部胶囊护轴管，10为上壳体，11为中部机械密封件，12为上部密封座，13为上腔放液孔，13a为斜孔I，14为中腔内外腔排气孔，14a为垂孔II，15为中腔外腔排气孔，16为中腔呼吸孔，17为中部沉降护轴管，18为补偿管，19为中壳体，20为下部机械密封件，21为中部密封座，22为中腔放液孔，22a为斜孔II，23为下腔内腔排气孔，23a为垂孔III，24为单流阀II，25为下腔外腔排气孔，26为下腔呼吸孔，27为短管II，28为下部胶囊护轴管，29为下壳体，30为下部密封座，31为下腔放液孔，31a为斜孔III，32为下部外腔排气孔，33为下部内外腔排气孔，33a为垂孔IV，34为下部呼吸孔，35为止推轴承室外壳，36为止推轴承付，37为预注油底座，38为注油阀，39为法兰。 

(五)具体实施方式：

实施例：一种胶囊室串联沉降室串联胶囊室三级密封潜油电泵保护器(见附图1)，其特征在于它包括保护器头1、上部胶囊室A、上部密封座12、中部沉降室B、中部密封座21、下部胶囊室C、下部密封座30、上壳体10、中壳体19、下壳体29、止推轴承室外壳35、通轴2及预注油底座37；所述保护器头1依保护器上部胶囊护轴管9与上部胶囊室A输入端相连接；所述上部胶囊室A输出端依中部机械密封件11与保护器上部密封座12上端相连接；所述保护器上部密封座12下端依中部沉降护轴管17与中部沉降室B输入端相连接；所述中部沉降室B输出端依下部机械密封件20与中部密封座21上端相连接；所述中部密封座21下端依下部胶囊护轴管28与下部胶囊室C输入端相连接；所述下部胶囊室C输出端与下部密封座30上端相连接；所述下部密封座30下端依止推轴承付36与预注油底座37上端相连接；所述预注油底座37上有注油阀38及与电机相联接的法兰39；所述通轴2置于上部胶囊室A、中部沉降室B、下部胶囊室C、上部密封座12、中部密封座21、下部密封座30的中心处；所述上壳体10、中壳体19、下壳体29及止推轴承室外壳35依次安装于装置外部构成装置的外壳。 

所述保护器头1上有使保护器头上部与分离器或吸入口法兰相联接的螺孔1a、上部机械密封件3、上部内腔排气孔4、上部外腔排气孔5及上部呼吸孔6；所述保护器头1内部的上部机械密封件3置于保护器头部内的通轴2的上端部的花键以下部位；所述上部内腔排气孔4依向下垂孔I4a与保护器头1下端面相连通；所述上部呼吸孔6下部端口连接向下开口的短管I8；所述保护器头1中垂孔I4a下部端口连接保护器头部的单流阀I7。(见附图1)

所述上部密封座12上有中部机械密封件11、上腔放液孔13、中腔内外腔排气孔14、中腔外腔排气孔15及中腔呼吸孔16；所述上腔放液孔13依向上斜孔I13a与上部密封座12上端面相连通；所述中腔内外腔排气孔14依向下垂孔II14a与上部密封座12下端面相连通；所述中腔呼吸孔16下端口连接向下开口的补偿管18。(见附图1)

所述中部密封座21上有下部机械密封件20、中腔放液孔22、下腔内腔排气孔23、下腔外腔排气孔25及下腔呼吸孔26；所述中腔放 液孔23依向上斜孔II23a与中部密封座21上端面相连通；所述下腔内腔排气孔23依向下垂孔III23a与中部密封座21下端面相连通，此垂孔下端口部装单流阀II24；所述下腔呼吸孔26下部端口连接向下延伸的短管II27。(见附图1)

所述下部密封座30上有下腔放液孔31、下部内外腔排气孔33、下部外腔排气孔32及下部呼吸孔34；所述下腔放液孔31依向上斜孔III31a与下部密封座30上端面相连通；所述内外腔排气孔33依向下垂孔IV33a与下部密封座30下端面相连通。(见附图1) 

所述保护器内的止推轴承付36装有高承载止推轴承。 

所述上部胶囊室A分为内腔和外腔；其内腔是由上部胶囊内圆、上部胶囊护轴管9的外圆、上部胶囊上胶囊座下端面及上部胶囊下胶囊座上端面所组成的空间；所述上部胶囊室A外腔是由上部胶囊外圆与上壳体10内圆所组成的空间。(见附图1)

所述中部沉降室B是由中部沉降护轴管17的外圆，中部壳体19的内圆间及上部密封座12的下端面、下胶囊座的上端面及中部密封座21的上部环形端面间所组成的空间。(见附图1) 

所述下部胶囊室C分为内腔和外腔；其内腔是由下部胶囊内圆、下部胶囊护轴管28的外圆、下部胶囊上胶囊座下端面及下部胶囊下胶囊座上端面所组成的空间；所述下部胶囊室C外腔是由下部胶囊外圆与下壳体29内圆所组成的空间。(见附图1)

所述上部密封座12、中部密封座21及下部密封座30均为单一结构标准模块密封座。(见附图1) 

Claims (10)

1.一种胶囊室串联沉降室串联胶囊室三级密封潜油电泵保护器，其特征在于它包括保护器头、上部胶囊室、上部密封座、中部沉降室、中部密封座、下部胶囊室、下部密封座、上壳体、中壳体、下壳体、止推轴承室外壳、通轴及预注油底座；所述保护器头依保护器上部胶囊护轴管与上部胶囊室输入端相连接；所述上部胶囊室输出端依中部机械密封件与保护器上部密封座上端相连接；所述保护器上部密封座下端依中部沉降护轴管与中部沉降室输入端相连接；所述中部沉降室输出端依下部机械密封件与中部密封座上端相连接；所述中部密封座下端依下部胶囊护轴管与下部胶囊室输入端相连接；所述下部胶囊室输出端与下部密封座上端相连接；所述下部密封座下端依止推轴承付与预注油底座上端相连接；所述预注油底座上有注油阀及与电机相联接的法兰；所述通轴置于上部胶囊室、中部沉降室、下部胶囊室、上部密封座、中部密封座、下部密封座的中心处；所述上壳体、中壳体、下壳体及止推轴承室外壳依次安装于装置外部构成装置的外壳。

2.根据权利要求1所述一种胶囊室串联沉降室串联胶囊室三级密封潜油电泵保护器，其特征在于所述保护器头上有使保护器头上部与分离器或吸入口法兰相联接的螺孔、上部机械密封件、上部内腔排气孔、上部外腔排气孔及上部呼吸孔；所述保护器头内部的上部机械密封件置于保护器头部内的通轴的上端部的花键以下部位；所述上部内腔排气孔依向下垂孔I与保护器头下端面相连通；所述上部呼吸孔下部端口连接向下开口的短管I；所述保护器头中垂孔I下部端口连接保护器头部的单流阀I。

3.根据权利要求1所述一种胶囊室串联沉降室串联胶囊室三级密封潜油电泵保护器，其特征在于所述上部密封座上有中部机械密封件、上腔放液孔、中腔内外腔排气孔、中腔外腔排气孔及中腔呼吸孔；所述上腔放液孔依向上斜孔I与上部密封座上端面相连通；所述中腔内外腔排气孔依向下垂孔II与上部密封座下端面相连通；所述中腔呼吸孔下端口连接向下开口的补偿管。

4.根据权利要求1所述一种胶囊室串联沉降室串联胶囊室三级密封潜油电泵保护器，其特征在于所述中部密封座上有下部机械密封件、中腔放液孔、下腔内腔排气孔、下腔外腔排气孔及下腔呼吸孔；所述中腔放液孔依向上斜孔II与中部密封座上端面相连通；所述下腔内腔排气孔依向下垂孔III与中部密封座下端面相连通，此垂孔下端口部装单流阀II；所述下腔呼吸孔下部端口连接向下延伸的短管II。

5.根据权利要求1所述一种胶囊室串联沉降室串联胶囊室三级密封潜油电泵保护器，其特征在于所述下部密封座上有下腔放液孔、下部内外腔排气孔、下部外腔排气孔及下部呼吸孔；所述下腔放液孔依向上斜孔III与下部密封座上端面相连通；所述内外腔排气孔依向下垂孔IV与下部密封座下端面相连通。

6.根据权利要求1所述一种胶囊室串联沉降室串联胶囊室三级密封潜油电泵保护器，其特征在于所述保护器内的止推轴承付装有高承载止推轴承。

7.根据权利要求1所述一种胶囊室串联沉降室串联胶囊室三级密封潜油电泵保护器，其特征在于所述上部胶囊室分为内腔和外腔；其内腔是由上部胶囊内圆、上部胶囊护轴管的外圆、上部胶囊上胶囊座下端面及上部胶囊下胶囊座上端面所组成的空间；所述上部胶囊室外腔是由上部胶囊外圆与上壳体内圆所组成的空间。

8.根据权利要求1所述一种胶囊室串联沉降室串联胶囊室三级密封潜油电泵保护器，其特征在于所述中部沉降室是由中部沉降护轴管的外圆，中部壳体的内圆间及上部密封座的下端面、下胶囊座的上端面及中部密封座的上部环形端面间所组成的空间。

9.根据权利要求1所述一种胶囊室串联沉降室串联胶囊室三级密封潜油电泵保护器，其特征在于所述下部胶囊室分为内腔和外腔；其内腔是由下部胶囊内圆、下部胶囊护轴管的外圆、下部胶囊上胶囊座下端面及下部胶囊下胶囊座上端面所组成的空间；所述下部胶囊室外腔是由下部胶囊外圆与下壳体内圆所组成的空间。

10.根据权利要求1所述一种胶囊室串联沉降室串联胶囊室三级密封潜油电泵保护器，其特征在于所述上部密封座、中部密封座及下部密封座均为单一结构标准模块密封座。