专利名称：沉降室串联沉降室串联胶囊室三级密封潜油电泵保护器的制作方法
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沉降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。
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沉降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沉降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、上部沉降室、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沉降护轴管与上部沉降室输入端相连接；所述上部沉降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；所述通轴置于上部沉降室、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、上部内外腔排气孔、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；所述上部内外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上部补偿管。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中部补偿管。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，垂孔III下端口部装单流阀；所述下腔呼吸孔下部端口连接向下延伸的短管。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；所述下部内外腔排气孔依向下垂孔V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。所述上部沉降室是由上壳体内圆、上部沉降护轴管的外圆、保护器头下端面及下胶囊座上端面及上部密封座的上部环形端面间所组成的空间。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沉降式结构也就是上部沉降室，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沉降室的上部保护性密封也就是第一级轴密封；设置在上沉降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沿着为它设计好的通道进入上部A沉降室内的向下延伸的上部补偿管的下部管口以下的环形空间；这时上部 A沉降室利用电机油与井液的比重差原理进行工作，比重大的井液沉在下部，比重小的电机油浮在井液上部，这样起着呼吸平衡的作用。由于A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B沉降室，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。一旦上部A沉降室失效，井液便沿着为它设计好的通道进入中部B沉降室。由于中部B沉降室结构与上部A沉降室相同，也是利用电机油与井液的比重差原理进行工作，重复上述的保护功能，再次保护了电机油的清洁度和绝缘性能。一但中部B沉降室失效，井液再次沿着为它设计好的通道进入下部胶囊室的外腔，随着井液的进入同时也置换出了胶囊室外腔中的电机油，这样设置在下部的下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中部密封座的单流阀进入井液中，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⑴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沉降室，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；C3)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。
附图1为本实用新型所涉沉降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为上部沉降室，B为中部沉降室，C为下部胶囊室，1为保护器头，Ia为螺孔，2为通轴，3为上部机械密封件，4为上部内外腔排气孔, 为垂孔1，5为上部外腔排气孔，6为上部呼吸孔，7为上部补偿管，8为上部沉降护轴管，9为上壳体，10为中部机械密封件，11为上部密封座，12为上腔放液孔，12a为斜孔I，13为中腔内外腔排气孔，13a为垂孔 II，14为中腔外腔排气孔，15为中腔呼吸孔，16为中部补偿管，17为中部沉降护轴管，18为中壳体，19为下部机械密封件，20为中部密封座，21为中腔放液孔，21a为斜孔II，22为下腔内腔排气孔，22a为垂孔III，23为下腔外腔排气孔，24为下腔呼吸孔，25为单流阀，沈为短管，27为下部胶囊护轴管，28为下壳体，29为下腔放液孔，29a为斜孔III，30为下部密封座，31为下部内外腔排气孔，31a为垂孔IV，32为下部外腔排气孔，33为下部呼吸孔，34为止推轴承室外壳，35为止推轴承付，36为预注油底座，37为注油阀，38为法兰。
具体实施方式
实施例一种沉降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、上部沉降室A、上部密封座11、中部沉降室B、中部密封座 20、下部胶囊室C、下部密封座30、上壳体9、中壳体18、下壳体观、止推轴承室外壳34、通轴2及预注油底座36 ；所述保护器头1依保护器上部沉降护轴管8与上部沉降室A输入端相连接；所述上部沉降室A输出端依中部机械密封件10与保护器上部密封座11上端相连接；所述保护器上部密封座11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19与中部密封座20上端相连接；所述中部密封座20下端依下部胶囊护轴管27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35与预注油底座36 上端相连接；所述预注油底座36上有注油阀37及与电机相联接的法兰38 ；所述通轴2置于上部沉降室A、中部沉降室B、下部胶囊室C、上部密封座11、中部密封座20、下部密封座 30的中心处；所述上壳体9、中壳体18、下壳体观及止推轴承室外壳34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la、上部机械密封件3、上部内外腔排气孔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；所述上部内外腔排气孔4依向下垂孔Ma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上部补偿管7。(见附图1)所述上部密封座11上有中部机械密封件10、上腔放液孔12、中腔内外腔排气孔 13、中腔外腔排气孔14及中腔呼吸孔15 ；所述上腔放液孔12依向上斜孔11 与上部密封座11上端面相连通；所述中腔内外腔排气孔13依向下垂孔II13a与上部密封座11下端面相连通；所述中腔呼吸孔15下端口连接向下开口的中部补偿管16。(见附图1)所述中部密封座20上有下部机械密封件19、中腔放液孔21、下腔内腔排气孔22、 下腔外腔排气孔23及下腔呼吸孔M ；所述中腔放液孔21依向上斜孔II21a与中部密封座 20上端面相连通；所述下腔内腔排气孔22依向下垂孔1112 与中部密封座20下端面相连通，垂孔1112 下端口部装单流阀25 ；所述下腔呼吸孔M下部端口连接向下延伸的短管沈。(见附图1)所述下部密封座30上有下腔放液孔四、下部内外腔排气孔31、下部外腔排气孔32 及下部呼吸孔33 ；所述下腔放液孔四依向上斜孔11129a与下部密封座30上端面相连通； 所述下部内外腔排气孔31依向下垂孔IV31a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35装有高承载止推轴承。所述上部沉降室A是由上壳体9内圆、上部沉降护轴管8的外圆、保护器头下端面及下胶囊座上端面及上部密封座11的上部环形端面间所组成的空间。(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，中壳体18的内圆间及上部密封座11的下端面、下胶囊座的上端面及中部密封座20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 27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观内圆所组成的空间。(见附图1)所述上部密封座11、中部密封座20及下部密封座30均为单一结构标准模块密封座。(见附图1)
权利要求1.一种沉降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、上部沉降室、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沉降护轴管与上部沉降室输入端相连接；所述上部沉降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；所述通轴置于上部沉降室、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所述一种沉降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、上部内外腔排气孔、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；所述上部内外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上部补偿管。
3.根据权利要求1所述一种沉降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中部补偿管。
4.根据权利要求1所述一种沉降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，垂孔III下端口部装单流阀；所述下腔呼吸孔下部端口连接向下延伸的短管。
5.根据权利要求1所述一种沉降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；所述下部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所述一种沉降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所述一种沉降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沉降室是由上壳体内圆、上部沉降护轴管的外圆、保护器头下端面及下胶囊座上端面及上部密封座的上部环形端面间所组成的空间。
8.根据权利要求1所述一种沉降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所述一种沉降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所述一种沉降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。
专利摘要一种沉降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、上部沉降室、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沉降室，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。
文档编号F04B49/10GK202280605SQ20112033562
公开日2012年6月20日 申请日期2011年9月7日 优先权日2011年9月7日
发明者丛政, 刘立新, 唐鸿舞, 李健忠, 李艳丽, 殷士明, 苏翼, 马名妍 申请人:天津市百成油田采油设备制造有限公司