專利名稱：電動(dòng)潛油離心泵除砂分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及到油田從油井中提升流體的電動(dòng)潛油離心泵，特別是電動(dòng)潛油離心泵的一種除砂分離器。
高含水油田為了穩(wěn)定原油產(chǎn)量，最常用的無桿采油設(shè)備是電動(dòng)潛油離心泵。但是，由于電潛泵大排量提液，會(huì)不同程度地引起油井出砂。有的油井在采用電潛泵提液前就已出砂。砂子隨井液進(jìn)入電潛泵，致使電潛泵在油井中運(yùn)行很短時(shí)間，其扶正軸承及導(dǎo)葉輪徑向和軸向支撐即被磨壞。當(dāng)磨損到一定程度時(shí)，磨損部分將產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)，最終使整節(jié)泵都磨壞。當(dāng)某些出砂嚴(yán)重的油井停機(jī)后，井內(nèi)砂子會(huì)沉降在離心泵內(nèi)，再次起動(dòng)時(shí)發(fā)生砂卡現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)將泵軸及各總成件法蘭聯(lián)接螺栓擰斷，或燒壞電機(jī)，既影響生產(chǎn)，又造成經(jīng)濟(jì)損失。目前電潛泵機(jī)組中分離器的主要作用是對(duì)進(jìn)入離心泵的井液進(jìn)行油氣分離，在分離器入口有一層濾網(wǎng)，只能阻止臟物及大直徑砂粒進(jìn)入分離器。美國的防砂分離器也僅僅是在分離器入口處多包幾層濾砂網(wǎng)。由于濾砂網(wǎng)是靜止不動(dòng)的，所以電潛泵工作一段時(shí)間后，濾砂網(wǎng)孔就會(huì)被附著的砂子及井內(nèi)臟物堵塞，影響井液的流通。這種防砂分離器每臺(tái)價(jià)值3000美元。美國CL系列電潛泵為了防砂，在結(jié)構(gòu)中增加了防砂橡膠軸承，也只能使在出砂井中工作的離心泵的徑向支撐(滑動(dòng))軸承與軸的磨損減輕，未從根本上解決防砂問題。
本實(shí)用新型的目的就在于針對(duì)已有電潛泵結(jié)構(gòu)上的缺陷，在泵的下端裝上一個(gè)除砂分離器，阻止不同直徑的砂子進(jìn)入泵內(nèi)。這樣就可以大大減輕油井出砂對(duì)電潛泵帶來的危害，提高電潛泵機(jī)組在出砂油井中的工作壽命，減輕損失，提高效益。
本實(shí)用新型的上述目的是由下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的該除砂分離器由上接頭、下接頭、殼體、轉(zhuǎn)軸、除砂轉(zhuǎn)筒組件和泵輪組件組成。殼體上、下端分別通過螺紋副與上、下接頭聯(lián)接。轉(zhuǎn)軸上端與上接頭扶正軸承，下端與下接頭軸承套分別形成滑動(dòng)軸承副。除砂轉(zhuǎn)筒組件通過上、下軸承安裝在轉(zhuǎn)軸中段，泵輪組件安裝在除砂轉(zhuǎn)筒組件下方同一根轉(zhuǎn)軸上，并和轉(zhuǎn)軸同步旋轉(zhuǎn)。殼體上有若干徑向進(jìn)液孔。除砂轉(zhuǎn)筒組件的轉(zhuǎn)筒體上有若干徑向進(jìn)液小孔，轉(zhuǎn)筒體外表面包一層細(xì)濾砂網(wǎng)。下接頭有數(shù)個(gè)向下的排砂孔。
上述電動(dòng)潛油離心泵除砂分離器的除砂轉(zhuǎn)筒組件由轉(zhuǎn)筒體、細(xì)濾砂網(wǎng)、渦輪底座、上軸承和下軸承組成。轉(zhuǎn)筒體上端安裝在上軸承外環(huán)上，下端安裝在渦輪底座上，渦輪底座安裝在下軸承外環(huán)上。
上述電動(dòng)潛油離心泵除砂分離器轉(zhuǎn)筒體上進(jìn)液小孔有數(shù)百個(gè)，其孔徑為6mm，外包細(xì)濾砂網(wǎng)為不銹鋼絲網(wǎng)。
上述電動(dòng)潛油離心泵除砂分離器的泵輪組件由泵輪、支撐摩擦墊、軸套、上擋圈、調(diào)整套筒、防砂帽和下?lián)跞M成。泵輪安裝在轉(zhuǎn)軸上，其安裝部位上面有上擋圈和軸套，下面有調(diào)整套筒，調(diào)整套筒下面有防砂帽和下?lián)跞?，都安裝在同一轉(zhuǎn)軸上。泵輪與除砂轉(zhuǎn)筒組件中的渦輪底座之間有支撐摩擦墊。
上述電動(dòng)潛油離心泵除砂分離器中的渦輪底座與泵輪形成液力偶合副。
上述電動(dòng)潛油離心泵除砂分離器中的泵輪外緣上有10個(gè)與泵輪軸線成45°角的均勻分布的葉片，用于排砂；泵輪的內(nèi)部有10個(gè)沿徑向均勻分布的葉片，與渦輪底座形成液力偶合副。
本實(shí)用新型由于采用了上述除砂結(jié)構(gòu)，除砂轉(zhuǎn)筒組件能靠離心力將井液中直徑較大的砂子甩離濾砂網(wǎng)，在外腔中向下降落，直徑較小的砂子被濾砂網(wǎng)擋住，經(jīng)過除砂的井液從轉(zhuǎn)筒體上的小孔進(jìn)入分離器內(nèi)腔，再向上進(jìn)入離心泵。分離器外腔下部積累的砂子從下接頭排砂孔排出。
這種結(jié)構(gòu)形式的除砂分離器，對(duì)于井液中不同直徑的砂子都可以隔除，有效地防止了砂子被井液帶進(jìn)離心泵造成的危害，電潛泵機(jī)組在出砂油井中的工作壽命可提高兩倍以上。由于其濾砂網(wǎng)裝在轉(zhuǎn)筒體上，在離心力的作用下，附著在濾砂網(wǎng)上的砂子能被隨時(shí)清除掉，保證濾砂網(wǎng)不被堵塞，井液暢通無阻。本除砂分離器每臺(tái)價(jià)值約4500元人民幣，大大低于上述美國產(chǎn)品。
附圖
是本實(shí)用新型提供的電動(dòng)潛油離心泵除砂分離器的軸向全剖結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1是上接頭；2是扶正軸承；3是O型橡膠密封圈；4是壓緊套；5是除砂分離器殼體；6是除砂轉(zhuǎn)筒組件；7是轉(zhuǎn)軸；8是支撐摩擦墊；9是軸套；10是泵輪；11是上擋圈；12是調(diào)整套筒；13是防砂帽；14是下?lián)跞Γ?5是O型橡膠密封圈；16是軸承套；17是下接頭。
結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例詳述如下由上接頭1和扶正軸承2構(gòu)成上接頭組件。由下接頭17和軸承套16構(gòu)成下接頭組件。除砂分離器殼體5上下兩端通過螺紋副分別與上、下接頭1、17聯(lián)接，并由O型橡膠密封圈3、15密封。壓緊套4的上端被上接頭1壓住。以上各部件都固定不能轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)軸7上端與上接頭1中扶正軸承2、下端與下接頭17中軸承套16分別形成滑動(dòng)軸承副。轉(zhuǎn)軸7中段安裝除砂轉(zhuǎn)筒組件6，泵輪組件安裝在除砂轉(zhuǎn)筒組件下方。除砂轉(zhuǎn)筒組件6由上軸承6.1、轉(zhuǎn)筒體6.2、濾砂網(wǎng)6.3、渦輪底座6.4和下軸承6.5組成。泵輪組件由支撐摩擦墊8、軸套9、泵輪10、上擋圈11、調(diào)整套筒12、防砂帽13和下?lián)跞?4組成。除砂分離器殼體5有若干進(jìn)液孔A，轉(zhuǎn)筒體6.2有若干進(jìn)液小孔B。C是外腔，D是內(nèi)腔，E是上腔，F(xiàn)是排砂孔。上接頭組件上端與多級(jí)離心泵聯(lián)接，下接頭組件下端與電機(jī)保護(hù)器聯(lián)接，轉(zhuǎn)軸7的動(dòng)力來自下方的電機(jī)。
其工作原理是轉(zhuǎn)軸7上的泵輪10由轉(zhuǎn)軸7直接帶動(dòng)同步高速旋轉(zhuǎn)(3000rpm)，根據(jù)液力偶合原理，泵輪10內(nèi)部10個(gè)沿徑向均勻分布的葉片10.2推動(dòng)井液，井液再推動(dòng)渦輪底座6.4，將一部分動(dòng)力傳遞給轉(zhuǎn)筒組件6泵輪10還通過支撐摩擦墊8與渦輪底座6.4產(chǎn)生相對(duì)摩擦，也將一部分動(dòng)力傳遞給轉(zhuǎn)筒組件6。這兩部分動(dòng)力使轉(zhuǎn)筒組件6以750rpm的速度旋轉(zhuǎn)。井液由A孔進(jìn)入除砂分離器外腔C.再由B孔進(jìn)入內(nèi)腔D.再向上進(jìn)入多級(jí)離心泵?；煸诰褐休^大的砂粒在轉(zhuǎn)筒組件6離心力作用下，被甩離濾砂網(wǎng)6.3，落入C腔底部；較小的砂粒被濾砂網(wǎng)6.3擋住后，也受到離心力作用被甩離濾砂網(wǎng)6.3，落入C腔底部，濾砂網(wǎng)一直保持暢通無阻。泵輪10上的排砂葉片10.1將落入C腔底部的砂子通過排砂孔F排入油井人工井底。為了防止C腔的井液直接進(jìn)入E腔，壓緊套4帶有矩形內(nèi)螺紋，上軸承6.1外環(huán)上端為光滑圓柱面，兩者形成螺紋密封結(jié)構(gòu)，井液還可對(duì)螺紋密封副起潤(rùn)滑作用。防砂帽13可防止井液中的砂子進(jìn)入軸承套16與轉(zhuǎn)軸7配合處。泵輪10在轉(zhuǎn)軸7上的位置，靠上擋圈11和下?lián)跞?4固定，其軸向位置的調(diào)整是通過修正調(diào)整套筒12長(zhǎng)度尺寸來實(shí)現(xiàn)的。
權(quán)利要求1.一種電動(dòng)潛油離心泵除砂分離器，其特征是由上接頭、下接頭、殼體、轉(zhuǎn)軸，除砂轉(zhuǎn)筒組件和泵輪組件組成，殼體上、下端分別通過螺紋副與上、下接頭聯(lián)接，轉(zhuǎn)軸上端與上接頭扶正軸承，下端與下接頭軸承套分別形成滑動(dòng)軸承副，除砂轉(zhuǎn)筒組件通過上、下軸承安裝在轉(zhuǎn)軸中段，泵輪組件安裝在除砂轉(zhuǎn)筒組件下方同一根轉(zhuǎn)軸上，并和轉(zhuǎn)軸同步旋轉(zhuǎn)，殼體上有若干徑向進(jìn)液孔，除砂轉(zhuǎn)筒組件的轉(zhuǎn)筒體上有若干徑向進(jìn)液小孔，轉(zhuǎn)筒體外表面包一層細(xì)濾砂網(wǎng)，下接頭有若干個(gè)向下的排砂孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)潛油離心泵除砂分離器，其特征是除砂轉(zhuǎn)筒組件由轉(zhuǎn)筒體、細(xì)濾砂網(wǎng)、渦輪底座、上軸承和下軸承組成，轉(zhuǎn)筒體上端安裝在上軸承外環(huán)上，下端安裝在渦輪底座上，渦輪底座安裝在下軸承外環(huán)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電動(dòng)潛油離心泵除砂分離器，其特征是轉(zhuǎn)筒體上進(jìn)液小孔有數(shù)百個(gè)，其孔徑為6mm，外包細(xì)濾砂網(wǎng)為不銹鋼絲網(wǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)潛油離心泵除砂分離器，其特征是泵輪組件由泵輪、支撐摩擦墊、軸套、上擋圈、調(diào)整套筒、防砂帽和下?lián)跞M成，泵輪安裝在轉(zhuǎn)軸上，其安裝部位上面有上擋圈和軸套，下面有調(diào)整套筒，調(diào)整套筒下面有防砂帽和下?lián)跞Γ及惭b在同一轉(zhuǎn)軸上，泵輪與除砂轉(zhuǎn)筒組件中的渦輪底座之間有支撐摩擦墊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動(dòng)潛油離心泵除砂分離器，其特征是渦輪底座與泵輪形成液力偶合副。
6.根據(jù)權(quán)利4或5所述的電動(dòng)潛油離心泵除砂分離器，其特征是泵輪的外緣上有10個(gè)與泵輪軸線成45°角均勻分布的葉片，用于排砂，泵輪的內(nèi)部有10個(gè)沿徑向均勻分布的葉片，與渦輪底座形成液力偶合副。
專利摘要本實(shí)用新型為油田采油用的電動(dòng)潛油離心泵提供了一種除砂分離器。它由上接頭、下接頭、殼體、轉(zhuǎn)軸、除砂轉(zhuǎn)筒組件和泵輪組件組成。除砂轉(zhuǎn)筒組件安裝在轉(zhuǎn)軸中段，泵輪組件安裝在轉(zhuǎn)筒組件下方同一轉(zhuǎn)軸上，并和轉(zhuǎn)軸同步旋轉(zhuǎn)。井液從殼體徑向孔進(jìn)入分離器，混在其中的砂子被轉(zhuǎn)筒組件旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力甩至外腔，并由排砂孔排出，井液則進(jìn)入內(nèi)腔，再到離心泵。除砂效果極好，且不易堵塞濾砂網(wǎng)，防止砂子進(jìn)入離心泵帶來的危害。
文檔編號(hào)F04D29/00GK2263225SQ95235519
公開日1997年9月24日 申請(qǐng)日期1995年12月30日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月30日
發(fā)明者齊世杰, 厲建平, 譚璋, 芮法寶, 高國強(qiáng), 倪瑞獻(xiàn), 蘆金易 申請(qǐng)人:勝利石油管理局勝利采油廠