专利名称：二级保护的上沉降室下连通胶囊的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，特别是一种采用标准模块进行组合设计的上部一个沉降室、中部及下部两个连通的胶囊室的二级保护的上沉降室下连通胶囊的潜油电泵保护器。
背景技术：
潜油电泵保护器是油田采油、潜油电泵系统的重要组成部分。它装置在油气分离器与潜油电机之间，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时非常关注的重点。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。这几种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。结构的品种很少，也就只有4-5种，满足不了现在的市场需要。如果想改变结构就得重新设计，需要较长时间，增加了设计成本，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，也限制了潜油电泵的发展。因此如何针对该类潜油电泵保护器产品的专一性、费工、费时的设计方式而改为采用标准模块式进行排列组合的结构设计是潜油电泵保护器标准化发展的重要课题。
发明内容本实用新型的目的在于设计一种二级保护的上沉降室下连通胶囊的潜油电泵保护器，它采用标准模块式组合设计，成为上部有一个沉降室、中下部有两个连通的胶囊室的产品形式，上部的沉降室是为了保护胶囊，中下部的两个连通胶囊室是为了满足潜油电机大容量、大呼吸量的需要；它使产品的专一性非标设计变为标准的、通用的模块式设计，是一种可组合的实用性强的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二级保护的上沉降室下连通胶囊的潜油电泵保护器，其特征在于它采用标准模块组合装配，包括上部一个沉降室和中下部两个连通的胶囊室，整体结构是由保护器头、上沉降室、上密封座体、中胶囊室、支架座体、下胶囊室、下密封座体、各段壳体、通轴及底座所构成，所说的保护器头下端依保护器上护轴管与上沉降室输入端相连接，上沉降室输出端与保护器上密封座体上端相连接，保护器上密封座体下端依中护轴管与中胶囊室输入端相连接，中胶囊室输出端与支架座体上端相连接，支架座体下端依下段护轴管与下胶囊室输入端相连接，下胶囊室输出端与下密封座体上端相连接，下密封座体下端依止推轴承与底座上端相连接，底座上有注油阀及与电机相联接的法兰，通轴置于一个沉降室及两个胶囊室、上密封座体、支架座体、下密封座体的中心处；各段壳体包括上壳体、中壳体、下壳体及止推轴承外壳。
上述所说的保护器头顶端有保护器头上部与分离器法兰相联接的螺孔，保护器头部是由上机械密封、排气孔、呼吸孔及与呼吸孔下部端口相连接的且向下延伸的补偿管所构成，上机械密封置于保护器头部的通轴端部的花键以下部位，呼吸孔平行于通轴，排气孔与保护器头下端面间连通有斜孔。
上述所说的上密封座体是由设置在其上部的下机械密封、排气孔、单流阀、呼吸孔、短管及排气孔与上密封座体的下端面间连通的斜孔构成，斜孔下部端口处连接单流阀，连接有短管的呼吸孔平行于通轴。
上述所说的支架座体上有两排与通轴平行的通孔。
上述所说的下密封座体是由排气孔、呼吸孔及排气孔与下密封座体的下端面间连通的斜孔构成，斜孔下部端口处无螺纹，呼吸孔不平行于通轴。
上述所说的保护器内的止推轴承为用来承载潜油泵的轴向推力的装置，止推轴承下还可外加能够提高承载力的止推轴承段。
上述所说的保护器底座上有注油阀，底端为与电机相联接的法兰。
上述所说的上沉降室是由保护器头内的机械密封件、保护器头的下端面、下胶囊座的上端面间及上壳体的内圆、上护轴管的外圆间形成的环形空间所构成，保护器头内的呼吸孔的下部端口相接有向下延伸的上补偿管，保护器头的下端面以下、上护轴管的上部开有径向通孔。
上述所说的中胶囊室是由上密封座体上部的机械密封件、上密封座体下部的胶囊内圆与中护轴管的外圆间及上胶囊座下端面与支架座体的上端面间所构成，上胶囊座的下端面以下、中护轴管的上部开有径向通孔。
上述所说的下胶囊室是由支架座下部的胶囊内圆与下护轴管的外圆及上胶囊座下端面与下胶囊座上端面间所构成，上胶囊座的下端面以下、下护轴管的上部开有径向通孔。
任何结构形式的保护器都必须具备的功能是1、保护电机油使其不被井液污染、保证电机定子绝缘不被破坏；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。
本实用新型的工作原理在于保护器是电机的一个密封系统，是为了保护电机油使其不被井液污染、保护电机定子绝缘不被破坏，并且是潜油泵的轴向止推系统，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上部的为沉降室，目的是利用沉降室中的电机油、使油井中有害物质不能马上与胶囊接触，因而保护了胶囊；中下部的为两个连通的胶囊室，同时起保护作用，增大一倍的腔体油容量、以满足大容量、潜油电机大呼吸量的需要。
本实用新型的优越性在于1、本结构改变了以往零部件结构专一性的设计理念，采用标准模块进行组合设计，该保护器采用了上部一个沉降式结构的沉降室及中下部两个联合作用的双胶囊室的二级保护系统的三腔结构保护器，上部设一个沉降室的目的是利用沉降室中的电机油使油井中有害物质不能马上与胶囊接触，因而保护了胶囊，中下部两个连通的胶囊室同时起保护作用，增大一倍的腔体油容量、以满足大容量、潜油电机大呼吸量的需要；2、该保护器整体结构保护效能好，保证了潜油电机绝缘系统不被井液浸蚀破坏，延长了机组的使用寿命；3、标准模块组合使用方便，组成的复合式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，必要时还可外加止推轴承段来提高承载力；6、使用寿命长，降低了机组运行成本，使潜油电泵机组具很好的性价比，产品在市场上具有很好的竟争力，市场前景非常广阔，可极大的满足国内外客户的需求。
附图为本实用新型所涉二级保护的上沉降室下连通胶囊的潜油电泵保护器的整体结构示意图。
其中A为上沉降室，B为中胶囊室，C为下胶囊室，1为保护器头； 1a为与分离器法兰相联接的螺孔；2为保护器轴(通轴)；3为保护器上(头部)机械密封； 4为保护器头部排气孔；5为保护器头部呼吸孔； 6为保护器上部补偿管；7为保护器上部护轴管； 8为保护器上部壳体；9为保护器下部机械密封(第二级)；10为保护器上密封座排气孔；10a为排气孔10与上密封座体 11的下端面间连通的斜孔；11为保护器上密封座体； 12为保护器上密封座呼吸孔；13为保护器单流阀； 14为保护器短管；15为保护器中部护轴管； 16为保护器中部壳体；17为保护器支架座通孔； 18为保护器支架座体；19为保护器支架座另一个通孔；20为保护器下部护轴管；21为保护器下部壳体；22为保护器下密封座排气孔；22a为排气孔22与下密封座体 23的下端面间连通的斜孔；23为保护器下密封座体； 24为保护器下密封座呼吸孔；25为保护器止推轴承外壳；26为保护器止推轴承；27为保护器底座；28为保护器注油阀；29为保护器与电机联接的法兰。
具体实施方式
实施例一种二级保护的上沉降室下连通胶囊的潜油电泵保护器(见附图)，其特征在于它采用标准模块组合装配，包括上部一个沉降室A和下部两个连通的胶囊室B、C，整体结构是由保护器头1、上沉降室A、上密封座体11、中胶囊室B、支架座体18、下胶囊室C、下密封座体23、各段壳体、通轴2及底座27所构成，所说的保护器头1下端依保护器上护轴管7与上沉降室A输入端相连接，上沉降室A输出端与保护器上密封座体11上端相连接，保护器上密封座体11下端依中护轴管15与中胶囊室B输入端相连接，中胶囊室B输出端与支架座体18上端相连接，支架座体18下端依下段护轴管20与下胶囊室C输入端相连接，下胶囊室C输出端与下密封座体23上端相连接，下密封座体23下端依止推轴承26与底座27上端相连接，底座27上有注油阀28及与电机相联接的法兰29，通轴2置于一个沉降室A及两个胶囊室B与C、上密封座体11、支架座体18、下密封座体23的中心处；各段壳体包括上壳体8、中壳体16、下壳体21及止推轴承外壳25。
上述所说的保护器头1顶端有保护器头上部与分离器法兰相联接的螺孔1a，保护器头部是由上机械密封3、排气孔4、呼吸孔5及与呼吸孔5下部端口相连接的且向下延伸的补偿管6所构成，上机械密封3置于保护器头部的通轴2端部的花键以下部位，呼吸孔5平行于通轴2，排气孔4与保护器头下端面间连通有斜孔。
上述所说的上密封座体11是由设置在其上部的下机械密封9、排气孔10、单流阀13、呼吸孔12、短管14及排气孔10与上密封座体11的下端面间连通的斜孔10a构成，斜孔10a下部端口处连接单流阀14，连接有短管14的呼吸孔12平行于通轴2。
上述所说的支架座体18上有两排与通轴2平行的通孔17及通孔19。
上述所说的下密封座体23是由排气孔22、呼吸孔24及排气孔22与下密封座体23的下端面间连通的斜孔22a构成，斜孔22a下部端口处无螺纹，呼吸孔24不平行于通轴2。
上述所说的保护器内的止推轴承26为用来承载潜油泵的轴向推力的装置，止推轴承26下还可外加能够提高承载力的止推轴承段。
上述所说的保护器底座27上有注油阀28，底端为与电机相联接的法兰29。
上述所说的上沉降室A是由保护器头内的机械密封件3、保护器头1的下端面、下胶囊座的上端面间及上壳体8的内圆、上护轴管7的外圆间形成的环形空间所构成，保护器头1内的呼吸孔5的下部端口相接有向下延伸的上补偿管6，保护器头1的下端面以下、上护轴管7的上部开有径向通孔。
上述所说的中胶囊室B是由上密封座体11上部的机械密封件9、上密封座体11下部的胶囊内圆与中护轴管15的外圆间及上胶囊座下端面与支架座体17的上端面间所构成，上胶囊座的下端面以下、中护轴管15的上部开有径向通孔。
上述所说的下胶囊室C是由支架座下部的胶囊内圆与下护轴管20的外圆及上胶囊座下端面与下胶囊座上端面间所构成，上胶囊座的下端面以下、下护轴管20的上部开有径向通孔。
本实用新型的工作过程为设置在上部的A沉降室，是根据电机油与井液的比重差原理进行设计的。它是保护器头1内的机械密封件3(第一级轴密封)、保护器头1的下端面与下胶囊座的上端面间及上壳体8的内圆与上护轴管7的外圆间形成的环形空间。再加上保护器头1内的呼吸孔5及与其下部端口相连接的向下延伸的上补偿管6所组成。这其中在保护器头1的下端面以下、上护轴管7的上部开有径向通孔。上沉降室A的下部设有上机械密封座体11，在此座体的上部装有机械密封件9(注此机械密封件9是B、C两个连通胶囊室的上部密封也就是本保护器的第二级轴密封)。在上机械密封座体11的下部设有B、C(中、下)两个胶囊室，在这B、C两个胶囊室的中间不设置机械密封件及机械密封座体，而是将机械密封座体换成支架座体18。这样B、C两个胶囊室的内腔就可以从内部通过支架座体18与通轴2之间的间隙连通起来，形成一个大的内部容腔，使内部容积量增大一倍。而B、C两个胶囊室的外腔、通过设置在支架座体18上的通孔17及通孔19，连通起来形成一个大的外腔，这样就构成了一个完整的内部连通的双胶囊室密封系统，以满足大容量电机、大呼吸量的需要。
这样将沉降式结构与胶囊式结构融合到一台保护器中，形成一个复合保护系统，充分发挥它们各自的保护特长。
设置在上部的沉降室，当保护器下井后，井液通过保护器头内的呼吸孔5并顺补偿管6进入A沉降室。这时比重大的井液只能处在上补偿管6的下部管口以下的环形空间，也就是沉降室的下方，比重小的电机油浮在井液的上面。由于在沉降室的上部、保护器头1的内部设有作为第一级保护的机械密封件3，电机油从上部没有出路，这样沉在下部的井液、也就不能够通过设置在A沉降室内的护轴管7在其上部开的径向通孔进入预先设计好的油路，也就更进不了下部B、C胶囊室的外腔，从而起到了隔离保护作用。
一旦第一级保护系统沉降室失效(也就是保护器头内的机械密封件3损坏)，电机油逐渐从上部流失，井液便随之上升。待全部置换了A沉降室内的电机油，此时井液便通过上护轴管7上部预先为其设计好的径向通孔进入护轴管7与轴2之间的间隙向下走，通过密封座体11中的呼吸孔12，再过短管14进入中部B胶囊室的外腔。随之就通过设置在支架座体18的通孔17及通孔19进入C胶囊室的外腔。这样B、C两个胶囊就在电机油与井液之间同时形成了有弹性的隔离层。由于它的调节保护作用，满足了大容量电机在运行和停机时大呼吸量的需要。电机油的热胀冷缩就不会导致井液进入下部的电机，再次保护了电机内部电机油的清洁度和绝缘，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内外压力平衡。
权利要求1.一种二级保护的上沉降室下连通胶囊的潜油电泵保护器，其特征在于它采用标准模块组合装配，包括上部一个沉降室和中下部两个连通的胶囊室，整体结构是由保护器头、上沉降室、上密封座体、中胶囊室、支架座体、下胶囊室、下密封座体、各段壳体、通轴及底座所构成，所说的保护器头下端依保护器上护轴管与上沉降室输入端相连接，上沉降室输出端与保护器上密封座体上端相连接，保护器上密封座体下端依中护轴管与中胶囊室输入端相连接，中胶囊室输出端与支架座体上端相连接，支架座体下端依下段护轴管与下胶囊室输入端相连接，下胶囊室输出端与下密封座体上端相连接，下密封座体下端依止推轴承与底座上端相连接，底座上有注油阀及与电机相联接的法兰，通轴置于一个沉降室及两个胶囊室、上密封座体、支架座体、下密封座体的中心处；各段壳体包括上壳体、中壳体、下壳体及止推轴承外壳。
2.根据权利要求1所说的一种二级保护的上沉降室下连通胶囊的潜油电泵保护器，其特征在于所说的保护器头顶端有保护器头上部与分离器法兰相联接的螺孔，保护器头部是由上机械密封、排气孔、呼吸孔及与呼吸孔下部端口相连接的且向下延伸的补偿管所构成，上机械密封置于保护器头部的通轴端部的花键以下部位，呼吸孔平行于通轴，排气孔与保护器头下端面间连通有斜孔。
3.根据权利要求1所说的一种二级保护的上沉降室下连通胶囊的潜油电泵保护器，其特征在于所说的上密封座体是由设置在其上部的下机械密封、排气孔、单流阀、呼吸孔、短管及排气孔与上密封座体的下端面间连通的斜孔构成，斜孔下部端口处连接单流阀，连接有短管的呼吸孔平行于通轴。
4.根据权利要求1所说的一种二级保护的上沉降室下连通胶囊的潜油电泵保护器，其特征在于所说的支架座体上有两排与通轴平行的通孔。
5.根据权利要求1所说的一种二级保护的上沉降室下连通胶囊的潜油电泵保护器，其特征在于所说的下密封座体是由排气孔、呼吸孔及排气孔与下密封座体的下端面间连通的斜孔构成，斜孔下部端口处无螺纹，呼吸孔不平行于通轴。
6.根据权利要求1所说的一种二级保护的上沉降室下连通胶囊的潜油电泵保护器，其特征在于所说的保护器内的止推轴承为用来承载潜油泵的轴向推力的装置，止推轴承下还可外加能够提高承载力的止推轴承段。
7.根据权利要求1所说的一种二级保护的上沉降室下连通胶囊的潜油电泵保护器，其特征在于所说的保护器底座上有注油阀，底端为与电机相联接的法兰。
8.根据权利要求1所说的一种二级保护的上沉降室下连通胶囊的潜油电泵保护器，其特征在于所说的上沉降室是由保护器头内的机械密封件、保护器头的下端面、下胶囊座的上端面间及上壳体的内圆、上护轴管的外圆间形成的环形空间所构成，保护器头内的呼吸孔的下部端口相接有向下延伸的上补偿管，保护器头的下端面以下、上护轴管的上部开有径向通孔。
9.根据权利要求1所说的一种二级保护的上沉降室下连通胶囊的潜油电泵保护器，其特征在于所说的中胶囊室是由上密封座体上部的机械密封件、上密封座体下部的胶囊内圆与中护轴管的外圆间及上胶囊座下端面与支架座体的上端面间所构成，上胶囊座的下端面以下、中护轴管的上部开有径向通孔。
10.根据权利要求1所说的一种二级保护的上沉降室下连通胶囊的潜油电泵保护器，其特征在于所说的下胶囊室是由支架座下部的胶囊内圆与下护轴管的外圆及上胶囊座下端面与下胶囊座上端面间所构成，上胶囊座的下端面以下、下护轴管的上部开有径向通孔。
专利摘要一种二级保护的上沉降室下连通胶囊的潜油电泵保护器，其特征在于它采用标准模块组合装配，包括上部一个沉降室和中下部两个连通的胶囊室。本实用新型的优越性在于1.采用标准模块组合设计，成为上部一个沉降式结构的沉降室及中下部两个联合作用的双胶囊室的二级保护系统的三腔结构保护器；2.该保护器整体结构保护效能好，能满足大容量电机大呼吸量的需要，并可以将井液与电机油隔离开，保证了潜油电机绝缘系统不被井液浸蚀破坏，延长了机组的使用寿命；3.使用方便，安全系数高；4.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.降低了机组运行成本，具有很好的性价比，产品具有竟争力。
文档编号F04D29/08GK2906134SQ20052012294
公开日2007年5月30日 申请日期2005年11月3日 优先权日2005年11月3日
发明者殷士明, 赵玉东 申请人:天津市油田采油成套设备有限公司