專利名稱：膠囊室串聯沉降室串聯膠囊室三級密封潛油電泵保護器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種石油機械用潛油電泵保護器，特別是一種采用單一結構標準密封座模塊的按數學模式進行排列組合設計的膠囊室串聯沉降室串聯膠囊室組合成的三級密封保護的三腔結構潛油電泵保護器。
背景技術：
潛油電泵保護器是油田采油機械潛油電泵系統的重要組成部分。它設置在油氣分離器(或吸入口)與潛油電機之間，它直接關系著潛油電泵機組的使用壽命，因此長期以來就是客戶購買潛油電泵機組時非常關注的重點。任何結構形式的潛油電泵保護器都必須具備的五項功能是1、保護電機油使其不被井液污染保證電機絕緣不被破壞；2、平衡油井套管環形空間與電機內部的壓力，使其達到平衡，保證電泵正常運轉；3、保護器內部的止推軸承用來承載泵的軸向推力，保證電泵能正常舉升原油；4、保護器是聯接電機與泵之間的橋梁，用它來傳遞扭矩；5、保護器可自動隨時為潛油電機提供潤滑油。潛油電泵保護器傳統的設計理念零部件不可互換，而且是唯一的設計。如以往設計的潛油電泵保護器有連通式結構、沉降式結構、膠囊式結構等，上述不同結構的保護器采用的零部件均是針對某一種結構進行專一性的設計，專用性很強，沒有通用性及互換性。產品結構的品種很少(三至四種)，滿足不了現在的市場需求。如果想改變結構就得重新設計，增大了設計成本，更不能適應當今社會快速發展隨時變化的需要，往往會錯過了銷售良機，限制了潛油電泵的發展。因此如何改變該類潛油電泵產品設計的落后模式，是產品設計者的思考課題。前幾年設計出了采用多種結構模塊復合設計的潛油電泵保護器，由于是多種結構標準模塊，生產管理較為復雜。因此針對上述潛油電泵保護器產品的設計方式，將其改為采用單一結構的標準模塊按數學模式排列組合進行全覆蓋一次性設計。
(三)實用新型內容本實用新型的目的在于設計一種膠囊室串聯沉降室串聯膠囊室三級密封潛油電泵保護器，它采用單一結構標準模塊進行組合設計，它使產品的專一性非標設計或多結構多模塊設計變為標準的單一結構的通用標準模塊設計，該保護器是一種實用性強，新型石油機械用潛油電泵保護器。本實用新型的技術方案一種膠囊室串聯沉降室串聯膠囊室三級密封潛油電泵保護器，其特征在于它包括保護器頭、上部膠囊室、上部密封座、中部沉降室、中部密封座、下部膠囊室、下部密封座、上殼體、中殼體、下殼體、止推軸承室外殼、通軸及預注油底座；所述保護器頭依保護器上部膠囊護軸管與上部膠囊室輸入端相連接；所述上部膠囊室輸出端依中部機械密封件與保護器上部密封座上端相連接；所述保護器上部密封座下端依中部沉降護軸管與中部沉降室輸入端相連接；所述中部沉降室輸出端依下部機械密封件與中部密封座上端相連接；所述中部密封座下端依下部膠囊護軸管與下部膠囊室輸入端相連接；所述下部膠囊室輸出端與下部密封座上端相連接；所述下部密封座下端依止推軸承付與預注油底座上端相連接；所述預注油底座上有注油閥及與電機相聯接的法蘭；所述通軸置于上部膠囊室、中部沉降室、下部膠囊室、上部密封座、中部密封座、下部密封座的中心處；所述上殼體、中殼體、下殼體及止推軸承室外殼依次安裝于裝置外部構成裝置的外殼。所述保護器頭上有使保護器頭上部與分離器或吸入口法蘭相聯接的螺孔、上部機械密封件、上部內腔排氣孔、上部外腔排氣孔及上部呼吸孔；所述保護器頭內部的上部機械密封件置于保護器頭部內的通軸的上端部的花鍵以下部位；所述上部內腔排氣孔依向下垂孔I與保護器頭下端面相連通；所述上部呼吸孔下部端口連接向下開口的短管I ；所述保護器頭中垂孔I下部端口連接保護器頭部的單流閥I。所述上部密封座上有中部機械密封件、上腔放液孔、中腔內外腔排氣孔、中腔外腔排氣孔及中腔呼吸孔；所述上腔放液孔依向上斜孔I與上部密封座上端面相連通；所述中腔內外腔排氣孔依向下垂孔II與上部密封座下端面相連通；所述中腔呼吸孔下端口連接向下開口的補償管。所述中部密封座上有下部機械密封件、中腔放液孔、下腔內腔排氣孔、下腔外腔排氣孔及下腔呼吸孔；所述中腔放液孔依向上斜孔II與中部密封座上端面相連通；所述下腔內腔排氣孔依向下垂孔III與中部密封座下端面相連通，此垂孔下端口部裝單流閥II ；所述下腔呼吸孔下部端口連接向下延伸的短管II。所述下部密封座上有下腔放液孔、下部內外腔排氣孔、下部外腔排氣孔及下部呼吸孔；所述下腔放液孔依向上斜孔III與下部密封座上端面相連通；所述內外腔排氣孔依向下垂孔IV與下部密封座下端面相連通。所述保護器內的止推軸承付裝有高承載止推軸承。所述上部膠囊室分為內腔和外腔；其內腔是由上部膠囊內圓、上部膠囊護軸管的外圓、上部膠囊上膠囊座下端面及上部膠囊下膠囊座上端面所組成的空間；所述上部膠囊室外腔是由上部膠囊外圓與上殼體內圓所組成的空間。所述中部沉降室是由中部沉降護軸管的外圓，中部殼體的內圓間及上部密封座的下端面、下膠囊座的上端面及中部密封座的上部環形端面間所組成的空間。所述下部膠囊室分為內腔和外腔；其內腔是由下部膠囊內圓、下部膠囊護軸管的外圓、下部膠囊上膠囊座下端面及下部膠囊下膠囊座上端面所組成的空間；所述下部膠囊室外腔是由下部膠囊外圓與下殼體內圓所組成的空間。所述上部密封座、中部密封座及下部密封座均為單一結構標準模塊密封座。本實用新型保護器的各項結構功能及工作原理在于保護器是電機的一個密封系統，保護電機油不被井液污染，保護電機定子絕緣不被破壞，并且是潛油電泵的軸向止推系統，通過離心泵將地下原油舉升到地面。本保護器的結構特征是設置在其上部的膠囊式結構也就是上部膠囊室，設置在其中部沉降式結構是中部沉降室，設置在其下部的膠囊式結構是下部膠囊室，這三個室是分別先后起保護作用的，將其融合到一臺保護器中形成一個組合式三級保護系統(注設置在最上部保護器頭內的上部機械密封件是上部膠囊室的上部保護性密封也就是第一級軸密封；設置在上膠囊室下部的上部密封座上的中部機械密封件是中部沉降室的上部保護性密封也就是第二級軸密封；設置在中部沉降室下部中部密封座上部的下部機械密封件是下部膠囊室的上部保護性密封也就是第三級軸密封。)三腔結構保護器，充分發揮它們各自的保護特長。例當潛油電泵機組下井后，井液通過保護器頭內的呼吸孔首先進入上部膠囊室的外腔，隨著井液的進入同時也置換出了膠囊室外腔中的電機油，這樣設置在上部的上部膠囊室中的膠囊它在電機油與井液之間形成了有彈性的隔離層。當電泵機組工作時，內部的電機油升溫膨脹上升通過保護器頭部的單流閥進入油井套管中，保持內外壓力平衡。 當電泵機組停止工作時，內部的電機油降溫收縮，此時單流閥關閉，膠囊開始收縮變形以保持內外壓力平衡。電泵的每次關啟均要重復上述的動作。由于它的調節保護作用使得電機在運行和停機時電機油的熱脹冷縮變化不會導致井液進入下一級中部B沉降室。一旦上部 A膠囊室失效了，井液便沿著為它設計好的通道進入中部B沉降室內的向下延伸的中部補償管的下部管口以下的環形空間；這時中部B沉降室利用電機油與井液的比重差原理進行工作(中部B沉降室的上部設有第二級機械密封件)，比重大的井液沉在下部，比重小的電機油浮在井液上部，這樣繼續起著呼吸平衡的作用。由于B沉降室的上部沒有出路，這樣沉在下部的井液也就不能通過設置在沉降護軸管上部的徑向開孔進入下部的C膠囊室，再次保護了電機油的清潔度和絕緣性能，同時提供了電機油熱脹冷縮的路徑，既保證了密封，又能使電機的內外壓力達到平衡(中部B沉降室的下部裝有第三級機械密封件，也就是下部 C膠囊室的上部密封)。一旦中部B沉降室失效，井液便沿著為它設計好的通道進入下部C 膠囊室的外腔，由于下部C膠囊也是一個有彈性的隔離層同樣起著調節保護作用使得電機在運行和停機時電機油的熱脹冷縮變化不會導致井液進入下部的電機，繼續起著調節保護作用。本實用新型的優越性在于⑴本實用新型改變了以往零部件結構專一性設計或多模塊設計的理念，只采用單一標準模塊進行組合設計，該保護器采用了同一種結構的標準模塊密封座三個，用于三個不同部位，再加上保護器頭、軸、機械密封件、膠囊、殼體、止推軸承付、預注油底座等主要零部件進行組合設計，組成為上部一個獨立膠囊室，中部一個獨立沉降室，下部一個獨立膠囊室，分別起保護作用的三級保護三腔結構保護器；(2)整體結構保護效能好，可以充分地將井液與電機油隔離開，保證了電機絕緣不被井液侵蝕破壞，延長了機組的使用壽命；C3)單一標準模塊組合使用方便，管理方便，組成的保護器保護效果更加有效，安全系數高；(4)由于組合式保護器可采用多個不同結構的單元自由組合使用， 因而使其更適于與具有較大呼吸量的電機配套使用；(5)保護器內的止推軸承承載能力大；(6)該保護器系三級保護系統，三腔組合型結構使用壽命長，降低了機組運行成本，使本公司潛油電泵機組具有很好的性價比，產品在市場上具有很好的競爭力，前景非常廣闊， 可極大的滿足國內外客戶的需求。
附圖1為本實用新型所涉膠囊室串聯沉降室串聯膠囊室三級密封潛油電泵保護器整體結構示意圖。其中A為上部膠囊室，B為中部沉降室，C為下部膠囊室，1為保護器頭，Ia為螺孔，2為通軸，3為上部機械密封件，4為上部內腔排氣孔，如為垂孔I，5為上部外腔排氣孔， 6為上部呼吸孔，7為單流閥1，8為短管I，9為上部膠囊護軸管，10為上殼體，11為中部機械密封件，12為上部密封座，13為上腔放液孔，13a為斜孔I，14為中腔內外腔排氣孔，14a為垂孔II，15為中腔外腔排氣孔，16為中腔呼吸孔，17為中部沉降護軸管，18為補償管，19 為中殼體，20為下部機械密封件，21為中部密封座，22為中腔放液孔，2 為斜孔II，23為下腔內腔排氣孔，23a為垂孔III，M為單流閥II，25為下腔外腔排氣孔，沈為下腔呼吸孔， 27為短管II，觀為下部膠囊護軸管，29為下殼體，30為下部密封座，31為下腔放液孔，31a 為斜孔III，32為下部外腔排氣孔，33為下部內外腔排氣孔，33a為垂孔IV，34為下部呼吸孔，35為止推軸承室外殼，36為止推軸承付，37為預注油底座，38為注油閥，39為法蘭。
具體實施方式
實施例一種膠囊室串聯沉降室串聯膠囊室三級密封潛油電泵保護器(見附圖 1)，其特征在于它包括保護器頭1、上部膠囊室A、上部密封座12、中部沉降室B、中部密封座 21、下部膠囊室C、下部密封座30、上殼體10、中殼體19、下殼體四、止推軸承室外殼35、通軸2及預注油底座37 ；所述保護器頭1依保護器上部膠囊護軸管9與上部膠囊室A輸入端相連接；所述上部膠囊室A輸出端依中部機械密封件11與保護器上部密封座12上端相連接；所述保護器上部密封座12下端依中部沉降護軸管17與中部沉降室B輸入端相連接；所述中部沉降室B輸出端依下部機械密封件20與中部密封座21上端相連接；所述中部密封座21下端依下部膠囊護軸管觀與下部膠囊室C輸入端相連接；所述下部膠囊室C輸出端與下部密封座30上端相連接；所述下部密封座30下端依止推軸承付36與預注油底座37 上端相連接；所述預注油底座37上有注油閥38及與電機相聯接的法蘭39 ；所述通軸2置于上部膠囊室A、中部沉降室B、下部膠囊室C、上部密封座12、中部密封座21、下部密封座 30的中心處；所述上殼體10、中殼體19、下殼體四及止推軸承室外殼35依次安裝于裝置外部構成裝置的外殼。所述保護器頭1上有使保護器頭上部與分離器或吸入口法蘭相聯接的螺孔la、上部機械密封件3、上部內腔排氣孔4、上部外腔排氣孔5及上部呼吸孔6 ；所述保護器頭1內部的上部機械密封件3置于保護器頭部內的通軸2的上端部的花鍵以下部位；所述上部內腔排氣孔4依向下垂孔Ma與保護器頭1下端面相連通；所述上部呼吸孔6下部端口連接向下開口的短管18 ；所述保護器頭1中垂孔Ma下部端口連接保護器頭部的單流閥17。(見附圖1)所述上部密封座12上有中部機械密封件11、上腔放液孔13、中腔內外腔排氣孔 14、中腔外腔排氣孔15及中腔呼吸孔16 ；所述上腔放液孔13依向上斜孔I13a與上部密封座12上端面相連通；所述中腔內外腔排氣孔14依向下垂孔IIHa與上部密封座12下端面相連通；所述中腔呼吸孔16下端口連接向下開口的補償管18。(見附圖1)所述中部密封座21上有下部機械密封件20、中腔放液孔22、下腔內腔排氣孔23、 下腔外腔排氣孔25及下腔呼吸孔沈；所述中腔放液孔23依向上斜孔II23a與中部密封座21上端面相連通；所述下腔內腔排氣孔23依向下垂孔11123a與中部密封座21下端面相連通，此垂孔下端口部裝單流閥IIM ；所述下腔呼吸孔沈下部端口連接向下延伸的短管 1127。(見附圖1)所述下部密封座30上有下腔放液孔31、下部內外腔排氣孔33、下部外腔排氣孔32 及下部呼吸孔34 ；所述下腔放液孔31依向上斜孔11131a與下部密封座30上端面相連通； 所述內外腔排氣孔33依向下垂孔IV33a與下部密封座30下端面相連通。(見附圖1)[0026]所述保護器內的止推軸承付36裝有高承載止推軸承。所述上部膠囊室A分為內腔和外腔；其內腔是由上部膠囊內圓、上部膠囊護軸管9 的外圓、上部膠囊上膠囊座下端面及上部膠囊下膠囊座上端面所組成的空間；所述上部膠囊室A外腔是由上部膠囊外圓與上殼體10內圓所組成的空間。(見附圖1)所述中部沉降室B是由中部沉降護軸管17的外圓，中部殼體19的內圓間及上部密封座12的下端面、下膠囊座的上端面及中部密封座21的上部環形端面間所組成的空間。 (見附圖1)所述下部膠囊室C分為內腔和外腔；其內腔是由下部膠囊內圓、下部膠囊護軸管 28的外圓、下部膠囊上膠囊座下端面及下部膠囊下膠囊座上端面所組成的空間；所述下部膠囊室C外腔是由下部膠囊外圓與下殼體四內圓所組成的空間。(見附圖1)所述上部密封座12、中部密封座21及下部密封座30均為單一結構標準模塊密封座。(見附圖1)
權利要求1.一種膠囊室串聯沉降室串聯膠囊室三級密封潛油電泵保護器，其特征在于它包括保護器頭、上部膠囊室、上部密封座、中部沉降室、中部密封座、下部膠囊室、下部密封座、上殼體、中殼體、下殼體、止推軸承室外殼、通軸及預注油底座；所述保護器頭依保護器上部膠囊護軸管與上部膠囊室輸入端相連接；所述上部膠囊室輸出端依中部機械密封件與保護器上部密封座上端相連接；所述保護器上部密封座下端依中部沉降護軸管與中部沉降室輸入端相連接；所述中部沉降室輸出端依下部機械密封件與中部密封座上端相連接；所述中部密封座下端依下部膠囊護軸管與下部膠囊室輸入端相連接；所述下部膠囊室輸出端與下部密封座上端相連接；所述下部密封座下端依止推軸承付與預注油底座上端相連接；所述預注油底座上有注油閥及與電機相聯接的法蘭；所述通軸置于上部膠囊室、中部沉降室、下部膠囊室、上部密封座、中部密封座、下部密封座的中心處；所述上殼體、中殼體、下殼體及止推軸承室外殼依次安裝于裝置外部構成裝置的外殼。
2.根據權利要求1所述一種膠囊室串聯沉降室串聯膠囊室三級密封潛油電泵保護器， 其特征在于所述保護器頭上有使保護器頭上部與分離器或吸入口法蘭相聯接的螺孔、上部機械密封件、上部內腔排氣孔、上部外腔排氣孔及上部呼吸孔；所述保護器頭內部的上部機械密封件置于保護器頭部內的通軸的上端部的花鍵以下部位；所述上部內腔排氣孔依向下垂孔I與保護器頭下端面相連通；所述上部呼吸孔下部端口連接向下開口的短管I ；所述保護器頭中垂孔I下部端口連接保護器頭部的單流閥I。
3.根據權利要求1所述一種膠囊室串聯沉降室串聯膠囊室三級密封潛油電泵保護器， 其特征在于所述上部密封座上有中部機械密封件、上腔放液孔、中腔內外腔排氣孔、中腔外腔排氣孔及中腔呼吸孔；所述上腔放液孔依向上斜孔I與上部密封座上端面相連通；所述中腔內外腔排氣孔依向下垂孔II與上部密封座下端面相連通；所述中腔呼吸孔下端口連接向下開口的補償管。
4.根據權利要求1所述一種膠囊室串聯沉降室串聯膠囊室三級密封潛油電泵保護器， 其特征在于所述中部密封座上有下部機械密封件、中腔放液孔、下腔內腔排氣孔、下腔外腔排氣孔及下腔呼吸孔；所述中腔放液孔依向上斜孔II與中部密封座上端面相連通；所述下腔內腔排氣孔依向下垂孔III與中部密封座下端面相連通，此垂孔下端口部裝單流閥II ； 所述下腔呼吸孔下部端口連接向下延伸的短管II。
5.根據權利要求1所述一種膠囊室串聯沉降室串聯膠囊室三級密封潛油電泵保護器， 其特征在于所述下部密封座上有下腔放液孔、下部內外腔排氣孔、下部外腔排氣孔及下部呼吸孔；所述下腔放液孔依向上斜孔III與下部密封座上端面相連通；所述內外腔排氣孔依向下垂孔IV與下部密封座下端面相連通。
6.根據權利要求1所述一種膠囊室串聯沉降室串聯膠囊室三級密封潛油電泵保護器， 其特征在于所述保護器內的止推軸承付裝有高承載止推軸承。
7.根據權利要求1所述一種膠囊室串聯沉降室串聯膠囊室三級密封潛油電泵保護器， 其特征在于所述上部膠囊室分為內腔和外腔；其內腔是由上部膠囊內圓、上部膠囊護軸管的外圓、上部膠囊上膠囊座下端面及上部膠囊下膠囊座上端面所組成的空間；所述上部膠囊室外腔是由上部膠囊外圓與上殼體內圓所組成的空間。
8.根據權利要求1所述一種膠囊室串聯沉降室串聯膠囊室三級密封潛油電泵保護器， 其特征在于所述中部沉降室是由中部沉降護軸管的外圓，中部殼體的內圓間及上部密封座的下端面、下膠囊座的上端面及中部密封座的上部環形端面間所組成的空間。
9.根據權利要求1所述一種膠囊室串聯沉降室串聯膠囊室三級密封潛油電泵保護器， 其特征在于所述下部膠囊室分為內腔和外腔；其內腔是由下部膠囊內圓、下部膠囊護軸管的外圓、下部膠囊上膠囊座下端面及下部膠囊下膠囊座上端面所組成的空間；所述下部膠囊室外腔是由下部膠囊外圓與下殼體內圓所組成的空間。
10.根據權利要求1所述一種膠囊室串聯沉降室串聯膠囊室三級密封潛油電泵保護器，其特征在于所述上部密封座、中部密封座及下部密封座均為單一結構標準模塊密封座。
專利摘要一種膠囊室串聯沉降室串聯膠囊室三級密封潛油電泵保護器，其特征在于它包括保護器頭、上部膠囊室、上部密封座、中部沉降室、中部密封座、下部膠囊室、下部密封座、上殼體、中殼體、下殼體、止推軸承室外殼、通軸及預注油底座；優越性在于該保護器采用了同一種結構的標準模塊密封座三個，用于三個不同部位，再加上保護器頭、軸、機械密封件、膠囊、殼體、止推軸承付、預注油底座等主要零部件進行組合設計，組成為上部一個獨立膠囊室，中部一個獨立沉降室，下部一個獨立膠囊室，分別起保護作用的三級保護三腔結構保護器；整體結構保護效能好，可以充分地將井液與電機油隔離開，保證了電機絕緣不被井液侵蝕破壞，延長了機組的使用壽命。
文檔編號F04B49/10GK202280604SQ20112033483
公開日2012年6月20日 申請日期2011年9月7日 優先權日2011年9月7日
發明者叢政, 劉立新, 唐鴻舞, 李健忠, 李艷麗, 殷士明, 蘇翼, 馬名妍 申請人:天津市百成油田采油設備制造有限公司