一种焊接金属波纹管保护器及其制备工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种焊接金属波纹管保护器及其制备工艺，属于电动潜油离心泵用保护装置【技术领域】。该保护器包括大波纹管组、小波纹管组、护轴管、环形盖板、定位套和护轴管端节；其中：大波纹管组与小波纹管组套装于护轴管上，大波纹管组的一端焊接于护轴管端节上，护轴管端节设置于护轴管的一端；小波纹管组的一端焊接于定位套上，定位套设置于护轴管的另一端，大波纹管组的另一端与小波纹管组的另一端通过环形盖板相连接。所制备的保护器主要针对原油生产中高温和有腐蚀性工况条件下，通过其波纹管的拉伸和压缩来容纳膨胀的电机油，从而保证电泵的正常运转。
【专利说明】一种焊接金属波纹管保护器及其制备工艺
【技术领域】
[0001]本发明属于电动潜油离心泵用保护装置【技术领域】，具体涉及一种焊接金属波纹管保护器及其制备工艺。所制备的保护器主要针对原油生产中高温和有腐蚀性工况条件下，通过其波纹管的拉伸和压缩来容纳膨胀的电机油，从而保证电泵的正常运转。
【背景技术】
[0002]现使用的潜油电泵保护装置采用胶囊保护器，胶囊内侧与电机油接触，外侧与井液接触，井液温度为300°C，并且具有腐蚀性(含C02、H2S, CL等)。其工作原理为:潜油电泵机组下入油井工作时，电机油随温度升高膨胀，胶囊径向涨开，容纳膨胀的电机油；待停机时，温度降低，电机油收缩，胶囊随之收缩，如此反复动作。在这种工况下，胶囊极易老化及破损，使用寿命非常短，维修频繁。焊接金属波纹管膨胀器具有合理的结构、优良的材质，在同等条件下，使用寿命是胶囊的5倍以上，维修周期长、节省成本、提高了生产效率。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是克服现有技术的不足之处，提供一种焊接金属波纹管保护器及其制备工艺，所制备的焊接金属波纹管保护器具有合理的结构、优良的材质，在同等条件下，使用寿命是胶囊保护器的5倍以上，且维修周期长、节省成本、提高了生产效率。
[0004]本发明技术方案如下:
[0005]一种焊接金属波纹管保护器，包括大波纹管组、小波纹管组、护轴管、环形盖板、定位套和护轴管端节；其中:大波纹管组与小波纹管组套装于护轴管上，大波纹管组的一端焊接于护轴管端节上，护轴管端节与护轴管的一端通过螺纹连接；小波纹管组的一端焊接于定位套上，定位套设置于护轴管的另一端，大波纹管组的另一端与小波纹管组的另一端通过环形盖板相连接，从而形成封闭的容器。
[0006]所述护轴管端节与护轴管上设置与外界连通的孔。
[0007]所述大波纹管组由若干个大波纹管(优选为3个)通过与大波纹板尺寸相适应的支撑板焊接在一起，所述小波纹管组由若干个小波纹管(优选为2个)通过与小波纹管尺寸相适应的支撑板焊接在一起。
[0008]所述大波纹管的内径范围为90-100mm，外径范围为110_118mm ;所述小波纹管的内径范围为42-50_，外径范围为60-70_。
[0009]所述焊接金属波纹管膨胀器材质为316L。
[0010]通常保护内的电机油和外面的井液保持压力平衡，当电机运转电机油膨胀时，电机油从轴和护轴管的缝隙中向上流动，通过护轴管端节和护轴管上的孔进入波纹管内腔，波纹管向上运动以容纳膨胀的电机油，待停机时，电机油冷却收缩，按原路返回，波纹管向下运动，给电机补充电机油。如此反复动作。上述焊接金属波纹管保护器为封闭的容器，只能通过护轴管端节和护轴管上的孔与外界连通。
[0011]所述焊接金属波纹管保护器的制备工艺，步骤如下:[0012]I)膜片冲制:按所需规格冲制大波纹管和小波纹管的上、下膜片，膜片波形必须饱满。
[0013]2)焊接:首先把相对应的上、下膜片各一片组成一对，沿内边缘焊接环缝形成一个组元，然后再把若干个组元串在一起，沿外边缘焊接环缝制成焊接波纹管。(焊接前将冲制的膜片内、外边缘去毛刺，要保证膜片的圆度)
[0014]3)时效处理:将焊接后的波纹管在真空条件下进行时效处理，其中:时效温度为350?400°C，真空压力值为-0.9?-1MPa，处理时间4小时以上；
[0015]4)组装:将多个大波纹管分别通过支撑板焊接起来形成大波纹管组，大波纹管组的一端与护轴管端节焊接；将多个小波纹管分别通过支撑板焊接起来形成小波纹管组，小波纹管组的一端与护轴管定位套焊接，最后将护轴管端节与护轴管配合螺纹旋紧，大、小波纹管组中间用环形盖板焊接起来。保护器是通过定位套和护轴管端节做定位，安装到电动潜油离心泵的电机油腔室中。
[0016]所述焊接为微束等离子焊接方式，其工艺参数为:焊接速度为1.4-1.8r/min，电流值为2.5-3A。
[0017]本发明具有如下有益效果:
[0018]1、本发明中波纹管波形设计成S型，能得到足够的位移量:以大波纹管为基准，拉伸时位移量为105-110mm，压缩时位移量为90_98mm.。
[0019]2、本发明中波纹管采用双层焊接，拉伸和压缩时可以满足刚度值要求:大波纹管刚度值为26-30N/mm，小波纹管刚度值为14_16N/mm。
[0020]3、本发明由通过支撑板连接的多个大波纹管和小波纹管构成，在工作中可以防止波纹管失稳。
[0021]4、本发明中波纹管经过高温真空时效处理，在工作中不失弹。
[0022]5、本发明保护器结构紧凑、安装方便，适用于高温、低温及有腐蚀性工况下，使用效果好，寿命长；并可以根据实际情况设计成多种型号。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本发明焊接金属波纹管保护器结构示意图。
[0024]图中:1_护轴管端节;2-大波纹管;3_支撑板A ;4_环形盖板；5_小波纹管；6-支撑板B ；7-护轴管定位套；8_护轴管。
【具体实施方式】:
[0025]以下结合附图及实施例详述本发明。
[0026]图1所示为本发明焊接金属波纹管保护器一优选的结构，包括大波纹管组、小波纹管组、护轴管8、环形盖板4、护轴管定位套7和护轴管端节I ;其中:大波纹管组与小波纹管组套装于护轴管8上，大波纹管组的一端与护轴管端节I焊接在一起，护轴管端节I与护轴管8的一端通过螺纹连接；小波纹管组的一端焊接于定位套7上，定位套7设置于护轴管8的另一端，大波纹管组的另一端与小波纹管组的另一端通过环形盖板4相连接(焊接在一起)，从而形成封闭的容器。
[0027]所述护轴管端节I与护轴管8上设置与外界连通的孔，保护器只能通过护轴管端节I和护轴管8上的孔与外界连通。
[0028]所述大波纹管组由3个大波纹管2组成，大波纹管2之间通过与大波纹板2尺寸相配合的支撑板A3焊接在一起，小波纹管组由2个小波纹管5组成，小波纹管5之间通过与小波纹管5尺寸相适应的支撑板B6焊接在一起。
[0029]上述焊接金属波纹管保护器的材质为316L，其制备工艺步骤如下:
[0030]I)膜片冲制:选用开式可倾压力机(80-100T)按规格冲制大波纹管和小波纹管的上、下膜片，波纹管波形设计成S型；其中:大波纹管的内径93mm，外径112mm;小波纹管的内径46mm,夕卜径范围63mm。
[0031]2)焊接:首先把相对应的上、下膜片各一片组成一对，沿内边缘焊接环缝形成一个组元，然后再把若干个组元串在一起，沿外边缘焊接环缝制成焊接波纹管。(焊接前将冲制的膜片内、外边缘去毛刺，要保证膜片的圆度)
[0032]3)时效处理:将焊接后的波纹管装入真空罐内抽真空(防止氧化)，然后放入箱式电阻炉内加温进行时效处理，其中:时效温度为350?400°C，真空压力值为-0.扩-lMPa，持续4小时以上，取出真空罐，浸水冷却。
[0033]4)组装:将多个大波纹管分别通过支撑板焊接起来形成大波纹管组，大波纹管组的一端与护轴管端节焊接；将多个小波纹管分别通过支撑板焊接起来形成小波纹管组，小波纹管组的一端与护轴管定位套焊接，最后将护轴管端节与护轴管配合螺纹旋紧，大、小波纹管组中间用环形盖板焊接起来。保护器是通过定位套和护轴管端节做定位，安装到电动潜油离心泵的电机油腔室中。
[0034]所述焊接为微束等离子焊接方式，其工艺参数为:焊接速度为1.4-1.8r/min,电流值为2.5-3A。
[0035]经上述工艺制备的保护器其大波纹管拉伸时位移量为110mm，压缩时位移量为95mm ;大波纹管刚度值为30N/mm，小波纹管刚度值为15N/mm。
【权利要求】
1.一种焊接金属波纹管保护器，其特征在于:该保护器包括大波纹管组、小波纹管组、护轴管、环形盖板、定位套和护轴管端节；其中:大波纹管组与小波纹管组套装于护轴管上，大波纹管组的一端焊接于护轴管端节上，护轴管端节护轴管的一端通过螺纹连接；小波纹管组的一端焊接于定位套上，定位套设置于护轴管的另一端，大波纹管组的另一端与小波纹管组的另一端通过环形盖板相连接。
2.根据权利要求1所述的焊接金属波纹管保护器，其特征在于:所述护轴管端节与护轴管上设置与外界相连通的孔。
3.根据权利要求1所述的焊接金属波纹管保护器，其特征在于:所述大波纹管组由若干个大波纹管通过支撑板焊接在一起，所述小波纹管组由若干个小波纹管通过支撑板焊接在一起。
4.根据权利要求3所述的焊接金属波纹管保护器，其特征在于:所述大波纹管的数量优选为3个，所述小波纹管的数量优选为2个。
5.根据权利要求3所述的焊接金属波纹管保护器，其特征在于:所述大波纹管的内径范围为90-100mm,外径范围为110_118mm ;所述小波纹管的内径范围为42_50mm,外径范围为 60_70mm。
6.根据权利要求1所述的焊接金属波纹管保护器，其特征在于:所述焊接金属波纹管膨胀器材质为316L。
7.根据权利要求6所述的焊接金属波纹管保护器，其特征在于:所述大波纹管及小波纹管其波形设计成S形。
8.根据权利要求1-7任一所述的焊接金属波纹管保护器的制备工艺，其特征在于:步骤如下: 1)膜片冲制:按所需规格冲制大波纹管和小波纹管的上、下膜片； 2)焊接:首先把相对应的上、下膜片各一片组成一对，沿内边缘焊接环缝形成一个组元，然后再将若干个组元串在一起，沿外边缘焊接环缝制成焊接波纹管； 3)时效处理:将焊接后的波纹管在真空条件下进行时效处理，其中:时效温度为350?400°C，真空压力值为-0.9?-1MPa，处理时间4小时以上； 4)组装:将若干个个大波纹管分别通过支撑板焊接起来形成大波纹管组，大波纹管组的一端与护轴管端节焊接；将若干个个小波纹管分别通过支撑板焊接起来形成小波纹管组，小波纹管组的一端与护轴管定位套焊接，最后将护轴管端节与护轴管配合螺纹旋紧，大、小波纹管组中间用环形盖板焊接起来。
9.根据权利要求8所述的焊接金属波纹管保护器的制备工艺，其特征在于:所述焊接为微束等离子焊接方式，其工艺参数为:波纹管焊接速度为1.4-1.8r/min，电流值为·2.5_3A。
【文档编号】B23K10/00GK103850973SQ201210500151
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年11月29日 优先权日:2012年11月29日
【发明者】王修君, 宋承东, 丁学光 申请人:东港市正隆密封制造有限公司