专利名称：电动潜油离心泵除砂分离器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到油田从油井中提升流体的电动潜油离心泵，特别是电动潜油离心泵的一种除砂分离器。
高含水油田为了稳定原油产量，最常用的无杆采油设备是电动潜油离心泵。但是，由于电潜泵大排量提液，会不同程度地引起油井出砂。有的油井在采用电潜泵提液前就已出砂。砂子随井液进入电潜泵，致使电潜泵在油井中运行很短时间，其扶正轴承及导叶轮径向和轴向支撑即被磨坏。当磨损到一定程度时，磨损部分将产生强烈振动，最终使整节泵都磨坏。当某些出砂严重的油井停机后，井内砂子会沉降在离心泵内，再次起动时发生砂卡现象，严重时会将泵轴及各总成件法兰联接螺栓拧断，或烧坏电机，既影响生产，又造成经济损失。目前电潜泵机组中分离器的主要作用是对进入离心泵的井液进行油气分离，在分离器入口有一层滤网，只能阻止脏物及大直径砂粒进入分离器。美国的防砂分离器也仅仅是在分离器入口处多包几层滤砂网。由于滤砂网是静止不动的，所以电潜泵工作一段时间后，滤砂网孔就会被附着的砂子及井内脏物堵塞，影响井液的流通。这种防砂分离器每台价值3000美元。美国CL系列电潜泵为了防砂，在结构中增加了防砂橡胶轴承，也只能使在出砂井中工作的离心泵的径向支撑(滑动)轴承与轴的磨损减轻，未从根本上解决防砂问题。
本实用新型的目的就在于针对已有电潜泵结构上的缺陷，在泵的下端装上一个除砂分离器，阻止不同直径的砂子进入泵内。这样就可以大大减轻油井出砂对电潜泵带来的危害，提高电潜泵机组在出砂油井中的工作寿命，减轻损失，提高效益。
本实用新型的上述目的是由下述技术方案实现的该除砂分离器由上接头、下接头、壳体、转轴、除砂转筒组件和泵轮组件组成。壳体上、下端分别通过螺纹副与上、下接头联接。转轴上端与上接头扶正轴承，下端与下接头轴承套分别形成滑动轴承副。除砂转筒组件通过上、下轴承安装在转轴中段，泵轮组件安装在除砂转筒组件下方同一根转轴上，并和转轴同步旋转。壳体上有若干径向进液孔。除砂转筒组件的转筒体上有若干径向进液小孔，转筒体外表面包一层细滤砂网。下接头有数个向下的排砂孔。
上述电动潜油离心泵除砂分离器的除砂转筒组件由转筒体、细滤砂网、涡轮底座、上轴承和下轴承组成。转筒体上端安装在上轴承外环上，下端安装在涡轮底座上，涡轮底座安装在下轴承外环上。
上述电动潜油离心泵除砂分离器转筒体上进液小孔有数百个，其孔径为6mm，外包细滤砂网为不锈钢丝网。
上述电动潜油离心泵除砂分离器的泵轮组件由泵轮、支撑摩擦垫、轴套、上挡圈、调整套筒、防砂帽和下挡圈组成。泵轮安装在转轴上，其安装部位上面有上挡圈和轴套，下面有调整套筒，调整套筒下面有防砂帽和下挡圈，都安装在同一转轴上。泵轮与除砂转筒组件中的涡轮底座之间有支撑摩擦垫。
上述电动潜油离心泵除砂分离器中的涡轮底座与泵轮形成液力偶合副。
上述电动潜油离心泵除砂分离器中的泵轮外缘上有10个与泵轮轴线成45°角的均匀分布的叶片，用于排砂；泵轮的内部有10个沿径向均匀分布的叶片，与涡轮底座形成液力偶合副。
本实用新型由于采用了上述除砂结构，除砂转筒组件能靠离心力将井液中直径较大的砂子甩离滤砂网，在外腔中向下降落，直径较小的砂子被滤砂网挡住，经过除砂的井液从转筒体上的小孔进入分离器内腔，再向上进入离心泵。分离器外腔下部积累的砂子从下接头排砂孔排出。
这种结构形式的除砂分离器，对于井液中不同直径的砂子都可以隔除，有效地防止了砂子被井液带进离心泵造成的危害，电潜泵机组在出砂油井中的工作寿命可提高两倍以上。由于其滤砂网装在转筒体上，在离心力的作用下，附着在滤砂网上的砂子能被随时清除掉，保证滤砂网不被堵塞，井液畅通无阻。本除砂分离器每台价值约4500元人民币，大大低于上述美国产品。
附图
是本实用新型提供的电动潜油离心泵除砂分离器的轴向全剖结构示意图。
图中1是上接头；2是扶正轴承；3是O型橡胶密封圈；4是压紧套；5是除砂分离器壳体；6是除砂转筒组件；7是转轴；8是支撑摩擦垫；9是轴套；10是泵轮；11是上挡圈；12是调整套筒；13是防砂帽；14是下挡圈；15是O型橡胶密封圈；16是轴承套；17是下接头。
结合附图对本实用新型的实施例详述如下由上接头1和扶正轴承2构成上接头组件。由下接头17和轴承套16构成下接头组件。除砂分离器壳体5上下两端通过螺纹副分别与上、下接头1、17联接，并由O型橡胶密封圈3、15密封。压紧套4的上端被上接头1压住。以上各部件都固定不能转动。转轴7上端与上接头1中扶正轴承2、下端与下接头17中轴承套16分别形成滑动轴承副。转轴7中段安装除砂转筒组件6，泵轮组件安装在除砂转筒组件下方。除砂转筒组件6由上轴承6.1、转筒体6.2、滤砂网6.3、涡轮底座6.4和下轴承6.5组成。泵轮组件由支撑摩擦垫8、轴套9、泵轮10、上挡圈11、调整套筒12、防砂帽13和下挡圈14组成。除砂分离器壳体5有若干进液孔A，转筒体6.2有若干进液小孔B。C是外腔，D是内腔，E是上腔，F是排砂孔。上接头组件上端与多级离心泵联接，下接头组件下端与电机保护器联接，转轴7的动力来自下方的电机。
其工作原理是转轴7上的泵轮10由转轴7直接带动同步高速旋转(3000rpm)，根据液力偶合原理，泵轮10内部10个沿径向均匀分布的叶片10.2推动井液，井液再推动涡轮底座6.4，将一部分动力传递给转筒组件6泵轮10还通过支撑摩擦垫8与涡轮底座6.4产生相对摩擦，也将一部分动力传递给转筒组件6。这两部分动力使转筒组件6以750rpm的速度旋转。井液由A孔进入除砂分离器外腔C.再由B孔进入内腔D.再向上进入多级离心泵。混在井液中较大的砂粒在转筒组件6离心力作用下，被甩离滤砂网6.3，落入C腔底部；较小的砂粒被滤砂网6.3挡住后，也受到离心力作用被甩离滤砂网6.3，落入C腔底部，滤砂网一直保持畅通无阻。泵轮10上的排砂叶片10.1将落入C腔底部的砂子通过排砂孔F排入油井人工井底。为了防止C腔的井液直接进入E腔，压紧套4带有矩形内螺纹，上轴承6.1外环上端为光滑圆柱面，两者形成螺纹密封结构，井液还可对螺纹密封副起润滑作用。防砂帽13可防止井液中的砂子进入轴承套16与转轴7配合处。泵轮10在转轴7上的位置，靠上挡圈11和下挡圈14固定，其轴向位置的调整是通过修正调整套筒12长度尺寸来实现的。
权利要求1.一种电动潜油离心泵除砂分离器，其特征是由上接头、下接头、壳体、转轴，除砂转筒组件和泵轮组件组成，壳体上、下端分别通过螺纹副与上、下接头联接，转轴上端与上接头扶正轴承，下端与下接头轴承套分别形成滑动轴承副，除砂转筒组件通过上、下轴承安装在转轴中段，泵轮组件安装在除砂转筒组件下方同一根转轴上，并和转轴同步旋转，壳体上有若干径向进液孔，除砂转筒组件的转筒体上有若干径向进液小孔，转筒体外表面包一层细滤砂网，下接头有若干个向下的排砂孔。
2.根据权利要求1所述的电动潜油离心泵除砂分离器，其特征是除砂转筒组件由转筒体、细滤砂网、涡轮底座、上轴承和下轴承组成，转筒体上端安装在上轴承外环上，下端安装在涡轮底座上，涡轮底座安装在下轴承外环上。
3.根据权利要求1或2所述的电动潜油离心泵除砂分离器，其特征是转筒体上进液小孔有数百个，其孔径为6mm，外包细滤砂网为不锈钢丝网。
4.根据权利要求1所述的电动潜油离心泵除砂分离器，其特征是泵轮组件由泵轮、支撑摩擦垫、轴套、上挡圈、调整套筒、防砂帽和下挡圈组成，泵轮安装在转轴上，其安装部位上面有上挡圈和轴套，下面有调整套筒，调整套筒下面有防砂帽和下挡圈，都安装在同一转轴上，泵轮与除砂转筒组件中的涡轮底座之间有支撑摩擦垫。
5.根据权利要求4所述的电动潜油离心泵除砂分离器，其特征是涡轮底座与泵轮形成液力偶合副。
6.根据权利4或5所述的电动潜油离心泵除砂分离器，其特征是泵轮的外缘上有10个与泵轮轴线成45°角均匀分布的叶片，用于排砂，泵轮的内部有10个沿径向均匀分布的叶片，与涡轮底座形成液力偶合副。
专利摘要本实用新型为油田采油用的电动潜油离心泵提供了一种除砂分离器。它由上接头、下接头、壳体、转轴、除砂转筒组件和泵轮组件组成。除砂转筒组件安装在转轴中段，泵轮组件安装在转筒组件下方同一转轴上，并和转轴同步旋转。井液从壳体径向孔进入分离器，混在其中的砂子被转筒组件旋转产生的离心力甩至外腔，并由排砂孔排出，井液则进入内腔，再到离心泵。除砂效果极好，且不易堵塞滤砂网，防止砂子进入离心泵带来的危害。
文档编号F04D29/00GK2263225SQ95235519
公开日1997年9月24日 申请日期1995年12月30日 优先权日1995年12月30日
发明者齐世杰, 厉建平, 谭璋, 芮法宝, 高国强, 倪瑞献, 芦金易 申请人:胜利石油管理局胜利采油厂