一种新型螺杆泵的增压注水装置的制作方法

本实用新型涉及一种油田的注水装置，特别涉及一种螺杆泵增压注水装置。

背景技术：
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在油田开发之前，储层中的石油、天然气和地层水都处在高温、高压且相对静止的状态，而在油田投入开发之后，随着储层中的石油和天然气的不断开采，井底压力必然会不断的下降，同时储层压力势必会随着开发时间的增加而不断下降。

为了提高原油采收率，采取注水增压的方式向油层补充压力，是保持压力，开采较为成熟的方法。因此，油井注水已成为当前采油生产中最重要的工作之一，随着油田的开发，油田含水不断增加，产液量也与日俱增，油田的注水系统在增产、稳产中的作用也越来越突出，但油田注水需经过注水站增压后注入，干线压力一般为10-20MPa，需要增压注水的区块采用区块增压注水，支线压力一般小于25MPa，但实际井况都不同，部分井经常出现压力不够水注不进的现象，为精确注水和更高压力注水，则需要通过单井增压的方式去解决，但增加注水的压力就会使电动机的内部电机油与外部高压水之间的压力失去平衡，使电动机的密封装置毁坏，从而导致电动机不能正常运行，同时，电动机内的电机油与水两种介质在压力失衡的情况下也会相互混合，影响电动机的使用，如何解决上述问题，现有的技术没有给出解决方案和技术，急需解决。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种新型螺杆泵的增压注水装置，以克服现有技术的不足。本实用新型提供一种接力式增压泵，进水不需要降低压力，可以是高压来水，在此基础上继续通过螺杆泵再次增压，得到更高压力的水注入地下而不损坏电动机。

本实用新型为实现目的采用的技术方案是：

一种新型螺杆泵的增压注水装置，包括电动机4、螺杆泵16，所述电动机4与控制器电连接,电动机4通过柔性连接装置与螺杆泵16连接，所述电动机4的电机轴7上设置有正反两个止推轴承5、6，或一个双向推力轴承，机械密封12安装在电机轴7上，其特征在于，在密封仓8内设置有压力平衡装置。

所述的压力平衡装置可以是螺旋细长管17，其一端与密封内管11固定连接，密封内管11上开有通孔，电动机4内的电机油通过上述通孔进入螺旋细长管17，另一端与密封底座10固定连接，密封底座10上也开有通孔，水通过密封底座10上的通孔进入螺旋细长管17，螺旋细长管17的两端分别与电机油和水相通。这样，在螺旋细长管17内形成水与油的压力平衡。需要说明的是：这种螺旋细长管17结构的压力平衡装置可以用在立式螺杆泵增压注水装置中，不能用于卧式螺杆泵增压注水装置中。

所述的压力平衡装置可以是蛇形通道，在密封仓8内加装两个以上沉降管。以两个为例，沉降管一18与密封仓8固定连接，沉降管二19与密封底座10固定连接，使沉降管之间形成封闭的电机油液蛇形通道，蛇形通道一端与密封内管11固定连接，密封内管11上开有通孔，电动机4内的电机油通过上述通孔进入蛇形通道，另一端与密封底座10固定连接，密封底座10上也开有通孔，水通过密封底座10上的通孔进入蛇形通道，蛇形通道的两端分别与电机油和水相通。电机油与水在蛇行通道内形成压力平衡。需要说明的是：这种蛇形通道的压力平衡装置可以用在立式螺杆泵增压注水装置中，不能用于卧式螺杆泵增压注水装置中。

所述的压力平衡装置是胶囊20，所述胶囊20安装在密封内管11上，胶囊20的上下两端与密封内管11外壁紧密连接，密封内管11上开有通孔，电动机4内的电机油通过上述通孔可以进入胶囊20内，密封底座10上也开有通孔，水通过密封底座10上的通孔进入胶囊20外侧，胶囊20隔离电机油和水。需要说明的是：这种胶囊20式压力平衡装置可以用在立式螺杆泵增压注水装置中，也可以用于卧式螺杆泵增压注水装置中。

优选的，所述电动机为永磁同步电机，永磁同步电机结构简单耐用，能实现低转速大扭矩输出，电机转子无感应电流励磁，其功率因数达到0.9以上，从而提高了电网的品质因数，减少和取消了相应电网中的补偿设备，降低了投资成本，简化了电网结构，便于管理。

优选的，控制柜1内的控制器实现对永磁同步电机3的电流反馈、速度反馈和位置反馈的三闭环控制。

优选的，可以在控制柜1的控制器上配备GPRS远程控制模块。

上述为本实用新型的一种新型螺杆泵的增压注水装置，可以是立式安装，也可以卧式安装，多为立式安装，但在实际工作中，由于工作的需要，也存在卧式安装的情况。

本发明的有益效果在于：本实用新型克服现有技术的不足，提供一种接力式新型螺杆泵的增压注水装置，通过在密封仓8内设置压力平衡装置，使螺杆泵在增压注水过程中，保持电机油与进水口来水压力平衡，使机械密封5可以正常工作，并且介质又不会充分混合，使电动机内始终是绝缘的电机油，高压旋转密封得以实现，使设备可以正常工作，

从而可以通过进水口的高压水不需要降低压力，可以是高压来水，在此基础上继续通过螺杆泵再次增压，得到更高压力的水注入地下而不损坏电动机。

下面通过实施例，并结合附图对本实用新型作进一步描述。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是压力平衡装置为螺旋细长管的结构剖面示意图。

图3是压力平衡装置为蛇形通道的结构剖面示意图。

图4是压力平衡装置为胶囊的结构剖面示意图。

图中标号说明：

1-控制柜，2-接线盒，3-电缆，4-电动机，5-止推轴承一，6-止推轴承二，7-电机轴，8-密封仓，9-平衡结构，10-密封底座，11-密封内管，12-机械密封，13-联轴器，14-进水口，15-柔性杆，16-螺杆泵，17-螺旋细长管，18-沉降管一，19-沉降管二

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4所示，一种新型螺杆泵的增压注水装置，包括电动机4、螺杆泵16，所述电动机4通过接线盒2和电缆3与控制柜1中的设备控制器电连接,电动机4通过柔性连接装置与螺杆泵16连接，所述电动机4的电机轴7上设置有正反两个止推轴承5、6，或一个双向推力轴承，机械密封12安装在电机轴7上，其特征在于，在密封仓8内设置有压力平衡装置。

所述柔性连接装置可以是联轴器加柔性杆，也可以是万向节、联轴器等中的一种，本技术领域的技术人员都明白电动机的电机轴7不能硬性连接螺杆泵16，但可以通过上述多种方式解决两者柔性连接的问题，本发明的实施例和示意图是用联轴器13与柔性杆15组成柔性连接装置。

所述电动机4内设置有正反两个止推轴承，设备未启动时，进水口14进水，就有来水压力压迫，电机轴7会受到向下的轴向力，止推轴承二6承担该轴向力，设备正常运行后，螺杆泵16出口压力大于进水口压力，转子会产生向上的轴向力，并传递至柔性杆15和电机轴7，止推轴承一5承担设备工作时传递上来的轴向力。

在电机轴上下各安装一个止推轴承，方向相反，目的是防止电机轴沿着轴向窜动，解决电机轴有时受到向下的拉力，有时受到向上的推力，导致产生过大移位，从而使机械密封12失效，故，所述正反两个止推轴承也可以用一个双向推力轴承代替，其作用与两个止推轴承相同，本技术领域的技术人员完全可以理解和根据实际情况安装。

如图2所示，所述的压力平衡装置可以是螺旋细长管17，其一端与密封内管11固定连接，密封内管11上开有通孔，电动机4内的电机油通过上述通孔进入螺旋细长管17，另一端与密封底座10固定连接，密封底座10上也开有通孔，水通过密封底座10上的通孔进入螺旋细长管17，螺旋细长管17的两端分别与电机油和水相通。这样，在螺旋细长管17内形成水与油的压力平衡。因电机油的比重约为0.8，其比水轻，两者会形成分层现象，并且油水接触面在密封管道11内，当电机油热胀冷缩时，接触面在管道内上下浮动，管道的容积要满足电机油工作下的膨胀收缩量，防止水进入电机内，通过这种方式使电机油与进水口14来水压力平衡，使机械密封5可以正常工作，并且介质又不会充分混合，使电动机内始终是绝缘的电机油，使设备可以正常工作，高压旋转机械密封12得以实现，在工作中保护发动机4。需要说明的是：这种螺旋细长管17的结构压力平衡结构可以用在立式螺杆泵增压注水装置中，不能用于卧式螺杆泵增压注水装置中。

如图3所示，所述的压力平衡装置可以是蛇形通道，在密封仓8内加装两个以上沉降管，以加装两个为例，沉降管一18与密封仓8固定连接，沉降管二19与密封底座10固定连接，使沉降管之间形成封闭的电机油液蛇形通道，蛇形通道一端与密封内管11固定连接，密封内管11上开有通孔，电动机4内的电机油通过上述通孔进入蛇形通道，另一端与密封底座10固定连接，密封底座10上也开有通孔，水通过密封底座10上的通孔进入蛇形通道，蛇形通道的两端分别与电机油和水相通。电机油与水在蛇行通道内形成压力平衡。所述沉降管的直径可以相同也可以不同。因电机油的比重约为0.8，其比水轻，会形成分层现象，并且油水接触面在沉降腔内，当电机油热胀冷缩时，油水接触面在沉降腔内上下浮动，沉降腔的容积要满足电机油工作下的膨胀收缩量，防止水进入电机内，通过这种方式使电机油与进水口14来水压力平衡，使机械密封12可以正常工作，保护发动机4。需要说明的是：这种蛇形通道的结构压力平衡结构可以用在立式螺杆泵增压注水装置中，不能用于卧式螺杆泵增压注水装置中。

所述的压力平衡结构是胶囊20，所述胶囊20安装在密封内管11上，胶囊20的上下两端与密封内管11外壁紧密连接，密封内管11上开有通孔，电动机4内的电机油通过上述通孔可以进入胶囊20内，密封底座10上也开有通孔，水通过密封底座10上的通孔进入胶囊20外侧，胶囊20隔离电机油和水。由于胶囊隔离电机油和水，这样防止水进入电机，同时胶囊是柔性材料制作，可以伸缩，满足电机油的热胀冷缩，还能平衡两侧液体压力，通过这种方式使电机油与进水口14来水压力平衡，使机械密封10可以正常工作，保护电动机4。需要说明的是：这种胶囊20式压力平衡结构可以用在立式螺杆泵增压注水装置中，也可以用于卧式螺杆泵增压注水装置中。

优选的，所述电机为永磁同步电机，永磁同步电机结构简单耐用，能实现低转速大扭矩输出，电机转子无感应电流励磁，其功率因数达到0.9以上，从而提高了电网的品质因数，减少和取消了相应电网中的补偿设备，降低了投资成本，简化了电网结构，便于管理。

优选的，控制柜1内的控制器实现对永磁同步电机3的电流反馈、速度反馈和位置反馈的三闭环控制，精确控制电机的速度和转矩，柔性平滑驱动电机，大大降低系统损耗，实现整个系统综合效率最大化运行。

优选的，可以在控制柜1的控制器上配备GPRS远程控制模块，可将设备运行数据及进出水压力等数据传到服务器和后台，实现在可视化平台实时监视及控制，无需现场操作即可实现整个注水环节的有序进行。

上述为本实用新型的一种新型螺杆泵的增压注水装置，本实用新型可以是立式安装，也可以卧式安装，多数属于立式安装，单在实际工作中，由于工作的需要，也存在卧式安装的情况，其技术方案为：一种新型螺杆泵的增压注水装置，包括电动机4、螺杆泵16，所述电动机4与控制器电连接,电动机4通过柔性连接装置15与螺杆泵16连接，所述电动机4内设置有正反两个止推轴承5、6或一个双向推力轴承，机械密封12安装在电机轴7上，其特征在于，在密封仓8内设置有胶囊20，所述胶囊20安装在密封内管11上，胶囊20的上下两端与密封内管11外壁紧密连接，密封内管11上开有通孔，电动机4内的电机油通过上述通孔可以进入胶囊20内，密封底座10上也开有通孔，水通过密封底座10上的通孔进入胶囊20外侧，胶囊20隔离电机油和水。