專利名稱：金屬波紋管式高溫電機保護器的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及油田采油領域中使用的潛油電泵機組及其他各種井下設備的高溫電 機保護器。
背景技術(shù)：
隨著國內(nèi)外各油田的深入開發(fā)，油田增采增收設備，如潛油電泵，在油田的應用量 也越來越大。潛油電泵系統(tǒng)中電機保護器直接與潛油電機軸和泵軸(或分離器軸)聯(lián)接，并 與電機殼體和泵殼體(或分離器殼體)聯(lián)接，起到保護潛油電機的作用。這一作用決定了 保護器的基本結(jié)構(gòu)是以隔離電機油和井液為主要目的，使電機不僅在油井中運行時能夠有 足夠的電機油提供潤滑，而且在機組變冷時，保護器能夠為電機補充不足的電機油，防止井 液進入電機?，F(xiàn)有的潛油電機多采用沉淀式和膠囊式兩種保護器。沉淀式保護器是根據(jù)井 液、電機油兩種液體的密度不同，利用沉淀的方法，將進入保護器的井液和電機油分開的， 保證井液不能從連通系統(tǒng)進入電機。沉淀式保護器的主要缺點是當機組反復啟停時，保護 器腔內(nèi)的電機油將很快全部替代為井液，此時保護器就失去作用，井液就能夠進入電機，最 終導致電機燒毀；另外，由于其工作原理是利用重力沉淀分離，所以只能用于直井或斜度不 大的油井中。膠囊式保護器是采用膠囊直接隔離井液和電機油，并且利用橡膠膠囊的彈性 特性實現(xiàn)電機油的熱膨脹呼吸作用，減少電機油的漏失。相對于沉淀式保護器，其優(yōu)點是只 要膠囊不破損，井液就不能進入電機，而且可以應用于斜井和水平井，擴大了潛油電泵應用 范圍。膠囊式保護器的缺點是其橡膠膠囊在高溫、高壓、腐蝕的油井中工作時易發(fā)生老化、 脆裂和腐蝕，工作壽命短。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服背景技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種金屬波紋管式高溫電機保護 器，該保護器具有耐高溫、耐腐蝕的特點，保護器不僅能夠直接隔離井液和電機油，保護電 機；實現(xiàn)電機油的熱膨脹呼吸作用；而且能夠承受高溫和腐蝕，在惡劣的環(huán)境下長期穩(wěn)定 工作。能有效解決潛油電泵及其他井下設備在高溫、腐蝕油井中的應用。本發(fā)明的技術(shù)方案是該金屬波紋管式高溫電機保護器，包括上接頭、下接頭，下 接頭上方安裝有止推軸承座，止推軸承座上方安裝有止推軸承，止推軸承上方有中間接頭， 中間接頭上方安裝有金屬波紋管儲油腔，其特征在于所述的金屬波紋管儲油腔包括護軸 管，護軸管底部螺紋連接護軸管短節(jié)，護軸管短節(jié)上開有使護軸管內(nèi)外相通的斜通孔，護軸 管短節(jié)外圓周的環(huán)形凸上固定有大波紋管，大波紋管上方固定有相對于護軸管能夠滑動的 蓋板，蓋板上端面固定有小波紋管，小波紋管上方固定有定位套，定位套套在護軸管的上 端，大波紋管及小波紋管與護軸管之間分別有環(huán)腔。上述的大波紋管與護軸管之間的環(huán)腔內(nèi)間隔安裝有大支撐環(huán)，小波紋管與護軸管 之間的環(huán)腔內(nèi)安裝有小支撐環(huán)；上接頭與軸之間的密封為金屬波紋管機械密封。本發(fā)明具有的有益效果是本發(fā)明能夠直接隔離井液和電機油，防止井液進入電機；利用金屬波紋管儲油腔的軸向移動實現(xiàn)電機油的熱膨脹呼吸作用；而且金屬波紋管儲 油腔由316L等不銹鋼波片焊接而成，具有耐腐蝕、耐高溫的特性。本發(fā)明將現(xiàn)有膠囊式保 護器的長期使用溫度界限由180°C提高至250°C，這大大的拓展了潛油電泵系統(tǒng)的應用范 圍。


附圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-下接頭，2-止推軸承座，3-止推軸承，4-中間接頭，5-儲油腔，6-單流 閥，7-金屬波紋管機械密封，8-上接頭，9-軸，10-護軸管短節(jié)，11-護軸管，12-大支撐環(huán)， 13-大波紋管，14-蓋板，15-小支撐環(huán)，16-小波紋管，17-定位套。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖將對本發(fā)明作進一步說明由附圖1所示，該金屬波紋管式高溫電機保護器，包括上接頭8、下接頭1，下接頭1 上方安裝有止推軸承座2，止推軸承座2上方安裝有止推軸承3，止推軸承3上方有中間接 頭4，中間接頭4上方安裝有金屬波紋管儲油腔，所述的金屬波紋管儲油腔包括護軸管11， 護軸管11底部螺紋連接護軸管短節(jié)10，護軸管短節(jié)10上開有使護軸管11內(nèi)外相通的斜通 孔，護軸管短節(jié)10外圓周的環(huán)形凸上固定有大波紋管13，大波紋管13上方固定有相對于護 軸管11能夠滑動的蓋板14，蓋板14上有通孔，蓋板14上端面固定有小波紋管16，小波紋 管16上方固定有定位套17，定位套17套在護軸管11的上端，大波紋管13及小波紋管16 與護軸管11之間的環(huán)腔為儲油腔5。大波紋管13及小波紋管16在軸向上能夠發(fā)生位移， 且大波紋管13及小波紋管16的材質(zhì)為金屬。該保護器注油油路如下電機油首先進入下接頭1，流經(jīng)止推軸承座2和止推軸承 3，之后通過中間接頭4軸承和軸9之間的間隙，并通過護軸管短節(jié)10上的油孔進入金屬波 紋管儲油腔5。然后依次通過大支撐環(huán)12上通孔，蓋板14、小支撐環(huán)15與護軸管11之間 的空隙，待充滿金屬波紋管儲油腔5后，電機油通過護軸管11上端的油孔進入上接頭8的 單流閥孔，并最終到達單流閥6。正常工作時，金屬波紋管儲油腔5內(nèi)腔充滿電機油，而外腔則為井液，井底壓力視 為恒定，通過金屬波紋管儲油腔5、單流閥6和金屬波紋管機械密封7的密封作用將井液和 電機油隔離開。當電機油受熱膨脹時，電機油按照上述注油油路向上流動，到達單流閥6后停止。 隨著電機油不斷膨脹，金屬波紋管儲油腔5內(nèi)腔電機油壓力升高，蓋板14上、下端面所受壓 力不均衡，即蓋板14受到向上的壓力大于向下的壓力，所以蓋板14向上移動一定位移，即 金屬波紋管儲油腔5內(nèi)腔體積相應擴大，以容納潛油電機膨脹的電機油，隨著金屬波紋管 儲油腔5內(nèi)腔電機油壓力不斷升高，蓋板14也將持續(xù)向上運動。當金屬波紋管儲油腔5自 身變形產(chǎn)生的彈力平衡該壓力差后，蓋板14才能穩(wěn)定。由于金屬波紋管儲油腔5較長，為 保證其在運動過程中不發(fā)生失穩(wěn)等現(xiàn)象，所以在大波紋管13和小波紋管16中間分別加裝 了大支撐環(huán)12和小支撐環(huán)15，大支撐環(huán)12和小支撐環(huán)15與護軸管11之間有間隙。當金 屬波紋管儲油腔5內(nèi)外腔壓力差達到單流閥6開啟壓力時，單流閥6開啟，電機油通過單流閥6從金屬波紋管儲油腔5內(nèi)腔流至金屬波紋管儲油腔5外腔。此時，金屬波紋管儲油腔 5內(nèi)腔壓力降低，并達到一個新的平衡狀態(tài)。當電機油受冷收縮時，電機油的按照上述注油油路相反方向向下流動。隨著電機 油不斷收縮，金屬波紋管儲油腔5內(nèi)腔電機油壓力降低，蓋板14上、下端面所受壓力不均 衡，即蓋板14受到向下的壓力大于向上的壓力，所以蓋板14向下移動一定位移，即金屬波 紋管儲油腔5內(nèi)腔體積相應縮小，以補充潛油電機所需的電機油，當金屬波紋管儲油腔5自 身變形產(chǎn)生的彈力平衡該壓力差后，蓋板14才能穩(wěn)定，并達到平衡狀態(tài)。如此反復工作，金屬波紋管式高溫電機保護器既能隔離井液和電機油，保護電機， 實現(xiàn)電機油的熱膨脹呼吸作用，而且能夠滿足耐腐蝕、耐高溫的使用要求。
權(quán)利要求
一種金屬波紋管式高溫電機保護器，包括上接頭(8)、下接頭(1)，下接頭(1)上方安裝有止推軸承座(2)，止推軸承座(2)上方安裝有止推軸承(3)，止推軸承(3)上方有中間接頭(4)，中間接頭(4)上方安裝有金屬波紋管儲油腔，其特征在于所述的金屬波紋管儲油腔包括護軸管(11)，護軸管(11)底部螺紋連接護軸管短節(jié)(10)，護軸管短節(jié)(10)上開有使護軸管(11)內(nèi)外相通的斜通孔，護軸管短節(jié)(10)外圓周的環(huán)形凸上固定有大波紋管(13)，大波紋管(13)上方固定有相對于護軸管(11)能夠滑動的蓋板(14)，蓋板(14)上端面固定有小波紋管(16)，小波紋管(16)上方固定有定位套(17)，定位套(17)套在護軸管(11)的上端，大波紋管(13)及小波紋管(16)與護軸管(11)之間的環(huán)腔為儲油腔(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬波紋管式高溫電機保護器，其特征在于大波紋管(13) 與護軸管(11)之間的環(huán)腔內(nèi)間隔安裝有大支撐環(huán)(12)，小波紋管(16)與護軸管(11)之間 的環(huán)腔內(nèi)安裝有小支撐環(huán)(15)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬波紋管式高溫電機保護器，其特征在于上接頭(8)與 軸(9)之間的密封為金屬波紋管機械密封(7)。
全文摘要
一種金屬波紋管式高溫電機保護器。該金屬波紋管儲油腔包括護軸管(11)，護軸管(11)底部螺紋連接護軸管短節(jié)(10)，護軸管短節(jié)(10)上開有使護軸管(11)內(nèi)外相通的斜通孔，護軸管短節(jié)(10)外圓周的環(huán)形凸上固定有大波紋管(13)，大波紋管(13)上方固定有相對于護軸管(11)能夠滑動的蓋板(14)，蓋板(14)上端面固定有小波紋管(16)，小波紋管(16)上方固定有定位套(17)，定位套(17)套在護軸管(11)的上端，大波紋管(13)及小波紋管(16)與護軸管(11)之間的環(huán)腔為儲油腔(5)。該保護器能有效解決潛油電泵及其他井下設備在高溫、腐蝕油井中的應用。
文檔編號H02K5/12GK101860108SQ201010178250
公開日2010年10月13日 申請日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日
發(fā)明者丁學光, 劉恒, 劉成, 房其飛, 樸雪峰, 趙永武 申請人:大慶石油管理局