专利名称：上部二个独立胶囊下部一个沉降结构三腔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二个独立胶囊下部一个沉降结构三腔电泵保护器。
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上部二个独立胶囊下部一个沉降结构三腔电泵保护器，它采用标准模块式组合设计，成为上部有两个独立的分别起保护作用的胶囊室、下部有一个沉降室产品形式；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上部二个独立胶囊下部一个沉降结构三腔电泵保护器，其特征在于它包括上部两个独立的且分别起保护作用的胶囊室和下部一个沉降室，整体结构是由保护器头、上胶囊室、上密封座体、中胶囊室、下密封座体、下沉降室、沉降护轴管座体、各段壳体、通轴及底座所构成；所说的保护器头依保护器上护轴管与上胶囊室输入端相连接，上胶囊室输出端依中段机械密封与保护器上密封座体相连接，保护器上密封座体依中护轴管与中胶囊室输入端相连接，中胶囊室输出端依下段机械密封与下密封座体相连接，下密封座体依下段护轴管与下沉降室输入端相连接，下沉降室输出端与沉降护轴管座体相连接，沉降护轴管座体下端依止推轴承与底座相连接，底座上有注油阀及与电机相联接的法兰，通轴置于两个胶囊室及一个沉降室、上密封座体、下密封座体、沉降护轴管座体的中心处；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接的、向下延伸的短管及保护器头部单流阀构成，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，斜孔出口处连接有保护器头部单流阀。
上述所说的上密封座体是由中机械密封、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。
上述所说的下密封座体是由下机械密封、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所构成，斜孔下部端口处无螺纹，呼吸孔为斜孔，不平行于通轴。
上述所说的沉降护轴管座体上有接通于沉降护轴管座体的侧端面与底端面的排气孔和平行于通轴的呼吸孔。
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。
上述所说的上胶囊室是由胶囊内圆、上胶囊座下端面、下胶囊座上端面及护轴管的外圆所构成。
上述所说的中胶囊室是由胶囊内圆、上胶囊座下端面、下胶囊座上端面及护轴管的外圆所构成。
上述所说的下沉降室是由下密封座体的下端面、沉降护轴管座体的上端面及下壳体的内圆与下护轴管的外圆间形成的环形空间所构成，其中还包括与保护器下密封座体内的呼吸孔的下部端口相接向下延伸的下补偿管，及与沉降护轴管座体内呼吸孔的上部端口相接向上延伸的连通管所组成；保护器下密封座体的下端面以下及下护轴管的上部无过油孔。
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及具备的功能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。本保护器设置有保护器上部及中部的两个独立的且分别先后起保护作用的胶囊式结构(注也就是上下胶囊室)及设置在下部的一个同样起保护作用的沉降式结构(注也就是沉降室)，该三腔结构融合到一台保护器中形成一个复合式三级保护系统，即设置在最上部的保护器头内的机械密封件，是胶囊室的上部保护密封；设置在中部的上机械密封座体上部的机械密封件，是中胶囊室的上部保护密封；设置在下部的下密封座体上部的机械密封件，是下部沉降的上部保护密封；该三腔结构保护器能充分发挥它们各自的保护特长。
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设计的理念，采用标准模块进行组合装配，即采用了一个上密封座标准模块、一个下密封座标准模块及一个沉降护轴管座标准模块，再加上保护器头、轴、机械密封件、胶囊、壳体、止推轴承、底座等主要零部件进行组合，成为上部两个独立胶囊室、下部一个沉降室的复合式三级保护的三腔结构保护器；2、整体结构保护效能好，可以将井液与电机油隔离开，保证了电机绝缘不被井液浸蚀破坏，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；6、降低了机组运行成本，使潜油电泵机组具有很好的性价比，产品在市场上具有很好的竞争力，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上部二个独立胶囊下部一个沉降结构三腔电泵保护器的整体结构示意图。
其中A为上胶囊室，B为中胶囊室，C为下沉降室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为保护器头部单流阀；7为保护器头部短管； 8为保护器上护轴管；9为保护器上壳体； 10为保护器中部机械密封；11为保护器上密封座排气孔；11a为排气孔11与上密封座体12的下端面间连通的斜孔；12为保护器上密封座体；13为保护器上密封座呼吸孔；14为保护器上密封座单流阀；15为保护器上密封座短管；16为保护器中护轴管； 17为保护器中部壳体；18为保护器下部机械密封； 19为保护器下密封座排气孔；19a为排气孔19与下密封座体20的下端面间连通的斜孔；20为保护器下密封座体；21为保护器下密封座呼吸孔；22为保护器下沉降室补偿管；23为保护器下护轴管； 24为保护器下沉降室连通管；25为保护器下壳体；26为保护器沉降护轴管座呼吸孔；27为保护器沉降护轴管座排气孔；28为保护器沉降护轴管座体；29为保护器止推轴承外壳； 30为保护器止推轴承；31为保护器底座； 32为保护器注油阀；33为保护器与电机联接法兰。
具体实施方式
实施例一种上部二个独立胶囊下部一个沉降结构三腔电泵保护器(见附图)，其特征在于它包括上部两个独立的且分别起保护作用的胶囊室和下部一个沉降室，整体结构是由保护器头1、上胶囊室A、上密封座体12、中胶囊室B、下密封座体20、下沉降室C、沉降护轴管座体28、各段壳体、通轴2及底座31所构成；所说的保护器头1依保护器上护轴管8与上胶囊室A输入端相连接，上胶囊室A输出端依中段机械密封10与保护器上密封座体12相连接，保护器上密封座体12依中护轴管16与中胶囊室B输入端相连接，中胶囊室B输出端依下段机械密封18与下密封座体20相连接，下密封座体20依下段护轴管23与下沉降室C输入端相连接，下沉降室C输出端与沉降护轴管座体28相连接，沉降护轴管座体28下端依止推轴承30与底座31相连接，底座31上有注油阀32及与电机相联接的法兰33，通轴2置于两个胶囊室A、B及一个沉降室C、上密封座体12、下密封座体20、沉降护轴管座体28的中心处；各段壳体包括上壳体9、中壳体17、下壳体25及止推轴承外壳29。
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下部端口相接的、向下延伸的短管7及保护器头部单流阀6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4a，斜孔4a出口处连接有保护器头部单流阀6。
上述所说的上密封座体12是由中机械密封10、排气孔11、单流阀14、呼吸孔13、短管15及排气孔11与上密封座体12的下端面间连通的斜孔11a构成，斜孔11a下部端口处连接单流阀14，连接有短管15的呼吸孔13平行于通轴2。
上述所说的下密封座体20是由下机械密封18、排气孔19、呼吸孔21及排气孔19与下密封座体20的下端面间连通的斜孔19a所构成，斜孔19a下部端口处无螺纹，呼吸孔21为斜孔，不平行于通轴2。
上述所说的沉降护轴管座体28上有接通于沉降护轴管座体28的侧端面与底端面的排气孔27和平行于通轴2的呼吸孔26。
上述所说的保护器内的止推轴承30为用来承载潜油泵的轴向推力的装置，止推轴承30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31上有注油阀32，底端为与电机相联接的法兰33。
上述所说的上胶囊室A是由胶囊内圆、上胶囊座下端面、下胶囊座上端面及护轴管8的外圆所构成。
上述所说的中胶囊室B是由胶囊内圆、上胶囊座下端面、下胶囊座上端面及护轴管16的外圆所构成。
上述所说的下沉降室C是由下密封座体20的下端面、沉降护轴管座体28的上端面及下壳体25的内圆与下护轴管23的外圆间形成的环形空间所构成，其中还包括与保护器下密封座体20内的呼吸孔21的下部端口相接向下延伸的下补偿管22，及与沉降护轴管座体28内呼吸孔26的上部端口相接向上延伸的连通管24所组成；保护器下密封座体20的下端面以下及下护轴管23的上部无过油孔。
本实用新型的工作过程为设置在上部的A胶囊室，它在电机油与井液之间形成了有弹性的隔离层，由于它的调节保护作用使得电机在运行和停机时，电机油的热胀冷缩不会导致井液进入下一级B胶囊室；一但A胶囊室失效，井液便沿着为它设计好的通道进入B胶囊室的外腔。这时B胶囊室又在电机油与井液之间形成了有弹性的隔离层，继续起着呼吸、平衡、保护作用。当B胶囊室失效时井液便沿着预先为它设计好的通道，进入第三级保护系统C沉降室。由于C沉降室的结构是根据电机油与井液的比重差原理设计的(沉降室的上部设有机械密封18)，保证了进入C沉降室的比重大的井液只能处在沉降室内的补偿管向下开口处的下方环形空间，比重小的电机油浮在井液的上面，由于上部没有出路，这样沉在下部的井液也就不能够通过设置在沉降室内的向上开口的连通管进入下部的电机。再次保护了电机油的清洁度和绝缘性能，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的内外压力达到平衡。
权利要求1.一种上部二个独立胶囊下部一个沉降结构三腔电泵保护器，其特征在于它包括上部两个独立的且分别起保护作用的胶囊室和下部一个沉降室，整体结构是由保护器头、上胶囊室、上密封座体、中胶囊室、下密封座体、下沉降室、沉降护轴管座体、各段壳体、通轴及底座所构成；所说的保护器头依保护器上护轴管与上胶囊室输入端相连接，上胶囊室输出端依中段机械密封与保护器上密封座体相连接，保护器上密封座体依中护轴管与中胶囊室输入端相连接，中胶囊室输出端依下段机械密封与下密封座体相连接，下密封座体依下段护轴管与下沉降室输入端相连接，下沉降室输出端与沉降护轴管座体相连接，沉降护轴管座体下端依止推轴承与底座相连接，底座上有注油阀及与电机相联接的法兰，通轴置于两个胶囊室及一个沉降室、上密封座体、下密封座体、沉降护轴管座体的中心处；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所说的一种上部二个独立胶囊下部一个沉降结构三腔电泵保护器，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接的、向下延伸的短管及保护器头部单流阀构成，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，斜孔出口处连接有保护器头部单流阀。
3.根据权利要求1所说的一种上部二个独立胶囊下部一个沉降结构三腔电泵保护器，其特征在于所说的上密封座体是由中机械密封、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所说的一种上部二个独立胶囊下部一个沉降结构三腔电泵保护器，其特征在于所说的下密封座体是由下机械密封、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所构成，斜孔下部端口处无螺纹，呼吸孔为斜孔，不平行于通轴。
5.根据权利要求1所说的一种上部二个独立胶囊下部一个沉降结构三腔电泵保护器，其特征在于所说的沉降护轴管座体上有接通于沉降护轴管座体的侧端面与底端面的排气孔和平行于通轴的呼吸孔。
6.根据权利要求1所说的一种上部二个独立胶囊下部一个沉降结构三腔电泵保护器，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所说的一种上部二个独立胶囊下部一个沉降结构三腔电泵保护器，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所说的一种上部二个独立胶囊下部一个沉降结构三腔电泵保护器，其特征在于所说的上胶囊室是由胶囊内圆、上胶囊座下端面、下胶囊座上端面及护轴管的外圆所构成。
9.根据权利要求1所说的一种上部二个独立胶囊下部一个沉降结构三腔电泵保护器，其特征在于所说的中胶囊室是由胶囊内圆、上胶囊座下端面、下胶囊座上端面及护轴管的外圆所构成。
10.根据权利要求1所说的一种上部二个独立胶囊下部一个沉降结构三腔电泵保护器，其特征在于所说的下沉降室是由下密封座体的下端面、沉降护轴管座体的上端面及下壳体的内圆与下护轴管的外圆间形成的环形空间所构成，其中还包括与保护器下密封座体内的呼吸孔的下部端口相接向下延伸的下补偿管，及与沉降护轴管座体内呼吸孔的上部端口相接向上延伸的连通管所组成；保护器下密封座体的下端面以下及下护轴管的上部无过油孔。
专利摘要一种上部二个独立胶囊下部一个沉降结构三腔电泵保护器，其特征在于它包括上部两个独立的且分别起保护作用的胶囊室和下部一个沉降室，整体结构是由保护器头、上胶囊室、上密封座体、中胶囊室、下密封座体、下沉降室、沉降护轴管座体、各段壳体、通轴及底座所构成。本实用新型的优越性1.标准模块组合装配，成为上部两个独立胶囊室、下部一个沉降室的复合式三级保护的三腔结构保护器；2.整体结构保护效能好，延长了机组的使用寿命；3.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.可采用多个单元自由组合使用；5.保护器内的止推轴承承载能力大；6.产品在市场上具有很好的竟争力，市场前景非常广阔。
文档编号F04D29/08GK2903478SQ20052012294
公开日2007年5月23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