离心泵及电潜泵机组的制作方法

本发明涉及油气开采设备领域，特别涉及一种离心泵及电潜泵机组。

背景技术：

目前开采油水井时，通常采用电潜泵机组将油水井内的液体举升至地面。电潜泵机组通常由离心泵、分离器、保护器和电机组成。其中，电机通常设置在电潜泵机组的最下端，并通过保护器和分离器与离心泵连接，保护器用于保护电机，电机用于驱动分离器轴和离心泵的泵轴转动，分离器通过分离器轴的转动对油水井内的液体进行气液分离处理，并将经过气液分离处理后的液体传输至离心泵。离心泵通常为多级离心泵，包括泵轴、套接在泵轴上的多级叶导轮以及泵壳。每级叶导轮包括叶轮和导壳，多级叶导轮中的叶轮和导壳交替设置，叶轮的一端固定设置在泵轴上，导壳固定设置在泵壳上。叶轮设置有叶轮流道，导壳设置有导壳流道，多级叶导轮中的叶轮流道和导壳流道依次接通。

在采用电潜泵机组开采油水井的过程中，通常将电潜泵机组潜没在油水井内的液体中，电机驱动离心泵的泵轴转动以带动叶轮高速旋转，在叶轮高速旋转的过程中，离心泵内的液体获取势能，经过叶轮流道和导壳流道传输至离心泵的泵出口。由于叶轮在旋转的过程中会产生不平衡轴向力，当该不平衡轴向力的合力向下时，叶轮的下表面可能与导壳接触，当该不平衡轴向力的合力向上时，叶轮的上表面可能与导壳接触，进而导致叶轮在旋转过程中与导壳发生磨损。

相关技术中，为了避免在离心泵的工作过程中叶轮和导壳接触发生磨损，以提高离心泵的使用寿命，通常使离心泵在推荐排量范围内工作，离心泵的推荐排量范围也即是离心泵的最佳排量范围。该推荐排量范围一般设置较小，以提高离心泵的使用可靠性。其中，离心泵的排量一般表示泵轴转一天离心泵所排出的液体量。

但是，由于相关技术中离心泵需在推荐排量范围内工作，且该推荐排量范围较小，因此电潜泵机组的应用局限性较高。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种离心泵及电潜泵机组，可以解决相关技术中电潜泵机组的应用局限性较高的问题。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种离心泵，包括：

泵壳，分别固定设置在所述泵壳的两端的上接头组件和下接头组件，以及位于所述泵壳内的泵轴和套接在所述泵轴上的多级叶导轮；

每级所述叶导轮包括叶轮和导壳，所述叶轮的一端固定设置在所述泵轴上，所述导壳固定设置在所述泵壳的内壁上，所述叶轮位于所述导壳的腔体内；

所述多级叶导轮与所述上接头组件之间设置有第一止推轴承组件，所述第一止推轴承组件用于限制所述泵轴朝靠近所述上接头组件的方向移动；

其中，所述第一止推轴承组件包括止推轴承座、止推轴承静块和止推轴承动块，所述止推轴承座固定设置在所述上接头组件上，所述止推轴承静块固定卡接在所述止推轴承座上，所述止推轴承动块固定设置在所述泵轴上，所述止推轴承静块在所述多级叶导轮上的正投影与所述止推轴承动块在所述多级叶导轮上的正投影存在重合区域。

可选的，所述止推轴承静块与所述泵轴抵接，所述止推轴承座上设置有液体流道，所述液体流道在所述多级叶导轮上的正投影与所述止推轴承动块在所述多级叶导轮上的正投影存在不重合区域。

可选的，所述离心泵还包括：卡环和压紧组件，所述卡环位于所述多级叶导轮和所述止推轴承动块之间，所述卡环固定设置在所述泵轴上，所述压紧组件位于所述下接头组件与所述多级叶导轮之间；

所述卡环和所述压紧组件用于固定所述多级叶导轮。

可选的，所述压紧组件包括压紧套，压紧锁母组件和压紧支撑结构；

所述压紧套和所述压紧支撑结构固定设置在所述泵壳上，所述压紧套的一端与所述多级叶导轮的下端抵接，所述压紧套的另一端与所述压紧支撑结构抵接；

所述压紧套和所述压紧支撑结构用于固定所述多级叶导轮中的导壳；

所述压紧锁母组件固定套接在所述泵轴上，所述卡环和所述压紧锁母组件用于固定所述多级叶导轮中的叶轮。

可选的，当所述离心泵处于未工作状态时，所述止推轴承静块与所述止推轴承动块之间存在间隙，所述间隙小于每级所述叶导轮中，所述叶轮与所述导壳在所述泵轴的延伸方向上的间距。

第二方面，提供了一种电潜泵机组，包括：如第一方面任一所述的离心泵。

可选的，所述电潜泵机组还包括：电机和保护器；

所述电机用于驱动所述泵轴转动；

所述保护器用于保护所述电机。

可选的，所述保护器包括第二止推轴承组件；

所述第二止推轴承组件用于限制所述泵轴朝靠近所述下接头组件的方向移动。

可选的，所述电潜泵机组还包括：分离器，所述分离器位于所述离心泵与所述保护器之间；

所述分离器用于对液体进行气液分离处理，并将经过气液分离处理后的液体通过所述离心泵的下接头组件传输至所述离心泵内。

可选的，所述电机的电机轴的顶端与所述保护器的保护器轴的底端固定连接，所述保护器轴的顶端与所述分离器的分离器轴的底端固定连接，所述分离器轴的顶端与所述泵轴的底端固定连接。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果包括：

本发明实施例提供的离心泵及电潜泵机组，通过在多级叶导轮与上接头组件之间设置第一止推轴承组件，当离心泵的排量大于相关技术中设置的推荐排量范围的上限时，在多级叶导轮中的叶轮旋转产生向上的不平衡轴向力的作用下，叶轮带动泵轴向上移动，第一止推轴承组件可以限制泵轴朝靠近上接头组件的方向移动，也即是第一止推轴承组件可以实现对叶轮旋转所产生的向上的不平衡轴向力的卸荷，进而可以避免叶轮的上表面与导壳接触。因此本发明实施例提供的离心泵的最大排量可以大于相关技术中设置的推荐排量范围的上限，也即是本发明实施例扩大了离心泵的排量范围，当该离心泵应用于电潜泵机组时，可以相应扩大电潜泵机组的应用范围，以使电潜泵机组可适用于多种复杂的应用领域。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种离心泵的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种电潜泵机组的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是本发明实施例提供的一种离心泵的结构示意图，如图1所示，该离心泵10包括：

泵壳101，分别固定设置在泵壳101的两端的上接头组件102和下接头组件103，以及位于泵壳101内的泵轴104和套接在泵轴104上的多级叶导轮105。

参见图1，每级叶导轮105包括叶轮105a和导壳105b，叶轮105a的一端固定设置在泵轴104上，导壳105b固定设置在泵壳101的内壁上，叶轮105a位于导壳105b的腔体内；多级叶导轮105与上接头组件102之间设置有第一止推轴承组件106，第一止推轴承组件106用于限制泵轴104朝靠近上接头组件102的方向移动。

参见图1，第一止推轴承组件106包括止推轴承座106a、止推轴承静块106b和止推轴承动块106c；止推轴承座106a固定设置在上接头组件102上，止推轴承静块106b固定卡接在止推轴承座106a上，止推轴承动块106c固定设置在泵轴104上，止推轴承静块106b在多级叶导轮105上的正投影与止推轴承动块106c在多级叶导轮105上的正投影存在重合区域。

需要说明的是，止推轴承静块在多级叶导轮上的正投影与止推轴承动块在多级叶导轮上的正投影存在重合区域，可以保证当止推轴承动块随着泵轴和叶轮向上移动时，止推轴承动块与止推轴承静块接触，以起到限制泵轴朝靠近上接头组件的方向移动的作用。

本发明实施例提供的离心泵的工作过程包括：通过泵轴转动带动叶轮高速旋转；在叶轮高速旋转的过程中，离心泵内的液体获取势能，并依次经过多级叶导轮中的叶轮流道(叶轮中的液体流道)和导壳流道(导壳中的液体流道)，第一止推轴承组件中的液体流道以及上接头组件后，传输至离心泵的泵出口。

相关技术中的离心泵通常设置有推荐排量范围。当离心泵的排量大于该推荐排量范围的上限时，多级叶导轮中的叶轮旋转所产生的不平衡轴向力的合力向上。在本发明实施例中，由于叶轮固定设置在泵轴上，叶轮和泵轴在向上的不平衡轴向力的作用下向上移动，位于多级叶导轮和上接头组件之间的第一止推轴承组件可以限制泵轴朝靠近上接头组件的方向移动，也即是第一止推轴承组件可以实现对叶轮旋转所产生的向上的不平衡轴向力的卸荷(即撤除物体所受的力)，进而可以避免叶轮的上表面与导壳接触。因此本发明实施例提供的离心泵的排量可以大于相关技术中设置的推荐排量范围的上限，同时可以保证叶轮的上表面与导壳始终不发生接触以避免磨损。

综上所述，本发明实施例提供的离心泵，通过在多级叶导轮与上接头组件之间设置第一止推轴承组件，当离心泵的排量大于相关技术中设置的推荐排量范围时，在多级叶导轮中的叶轮旋转产生向上的不平衡轴向力的作用下，叶轮带动泵轴向上移动，第一止推轴承组件可以限制泵轴朝靠近上接头组件的方向移动，也即是第一止推轴承组件可以实现对叶轮旋转所产生的向上的不平衡轴向力的卸荷，进而可以避免叶轮的上表面与导壳接触。因此本发明实施例提供的离心泵的最大排量可以大于相关技术中设置的推荐排量范围的上限，也即是本发明实施例扩大了离心泵的排量范围，当该离心泵应用于电潜泵机组时，可以相应扩大电潜泵机组的应用范围，以使电潜泵机组可适用于多种复杂的应用领域。

可选的，当离心泵处于未工作状态时，参见图1，止推轴承静块106b与止推轴承动块106c之间存在间隙，间隙小于每级叶导轮105中，叶轮105a与导壳105b在泵轴104的延伸方向上的间距。

在如图1所示的离心泵的工作过程中，当多级叶导轮中的叶轮旋转产生向上的不平衡轴向力时，叶轮带动泵轴向上移动，由于止推轴承动块固定设置在泵轴上，因此止推轴承动块随泵轴一起向上移动。当止推轴承动块与止推轴承静块接触时，止推轴承动块上所受的力传递至止推轴承静块，完成叶轮、泵轴以及止推轴承动块上的力的卸荷，由于止推轴承静块和止推轴承动块之间的间隙小于叶轮与导壳在泵轴的延伸方向上的间距，即叶轮沿泵轴的延伸方向向上移动的最大距离小于叶轮与导壳在泵轴的延伸方向上的间距，因此叶轮无法与导壳接触，进而避免叶轮与导壳之间发生磨损。

可选的，如图1所示，止推轴承静块106b与泵轴104抵接，止推轴承座106a上设置有液体流道l，液体流道l在多级叶导轮上的正投影与止推轴承动块106c在多级叶导轮上的正投影存在不重合区域。

需要说明的是，通过在止推轴承座上设置液体流道，且该液体流道在多级叶导轮上的正投影与止推轴承动块在多级叶导轮上的正投影存在不重合区域，可以使得从多级叶导轮中流出的液体经过该液体流道后传输至泵出口，以实现离心泵的排液功能。

可选的，止推轴承静块和止推轴承动块的形状相匹配，例如止推轴承静块的接触面与止推轴承动块的接触面的尺寸相同，以更好地将止推轴承动块上的力传递至止推轴承静块，以实现对止推轴承动块上的力的卸荷。其中，止推轴承动块可采用可弹性形变的材料制备，以避免止推轴承动块与止推轴承静块接触的瞬间止推轴承动块破裂。

可选的，参见图1，离心泵10还包括：卡环107和压紧组件108，卡环107位于多级叶导轮105和止推轴承动块106c之间，卡环107固定设置在泵轴104上，压紧组件108位于下接头组件103与多级叶导轮105之间；卡环107和压紧组件108用于固定多级叶导轮105。

可选的，参见图1，压紧组件108包括压紧套108a，压紧锁母组件108b和压紧支撑结构108c；压紧套108a和压紧支撑结构108c固定设置在泵壳101上，压紧套108a的一端与多级叶导轮105的下端抵接，压紧套108a的另一端与压紧支撑结构108c抵接，压紧套108a和压紧支撑结构108c用于固定多级叶导轮105中的导壳105b；压紧锁母组件108b固定套接在泵轴104上，卡环107和压紧锁母组件108b用于固定多级叶导轮105中的叶轮105a。

其中，通过卡环和压紧锁母组件可以保证叶轮和泵轴的相对位置固定，也即是，保证在泵轴的延伸方向上叶轮相对泵轴不可移动。

综上所述，本发明实施例提供的离心泵，通过在多级叶导轮与上接头组件之间设置第一止推轴承组件，当离心泵的排量大于相关技术中设置的推荐排量范围时，在多级叶导轮中的叶轮旋转产生向上的不平衡轴向力的作用下，叶轮带动泵轴向上移动，第一止推轴承组件可以限制泵轴朝靠近上接头组件的方向移动，也即是第一止推轴承组件可以实现对叶轮旋转所产生的向上的不平衡轴向力的卸荷，进而可以避免叶轮的上表面与导壳接触。因此本发明实施例提供的离心泵的最大排量可以大于相关技术中设置的推荐排量范围的上限，也即是本发明实施例扩大了离心泵的排量范围，当该离心泵应用于电潜泵机组时，可以相应扩大电潜泵机组的应用范围，以使电潜泵机组可适用于多种复杂的应用领域。

本发明实施例还提供了一种电潜泵机组，包括：如图1所示的离心泵10。

参见图1，离心泵10包括：泵壳101，分别固定设置在泵壳101的两端的上接头组件102和下接头组件103，以及位于泵壳101内的泵轴104和套接在泵轴104上的多级叶导轮105；每级叶导轮105包括叶轮105a和导壳105b，叶轮105a的一端固定设置在泵轴104上，导壳105b固定设置在泵壳101的内壁上，叶轮105a位于导壳105b的腔体内；多级叶导轮105与上接头组件102之间设置有第一止推轴承组件106，第一止推轴承组件106用于限制泵轴104朝靠近上接头组件102的方向移动。

综上所述，本发明实施例提供的电潜泵机组，包括离心泵，通过在多级叶导轮与上接头组件之间设置第一止推轴承组件，当离心泵的排量大于相关技术中设置的推荐排量范围时，在多级叶导轮中的叶轮旋转产生向上的不平衡轴向力的作用下，叶轮带动泵轴向上移动，第一止推轴承组件可以限制泵轴朝靠近上接头组件的方向移动，也即是第一止推轴承组件可以实现对叶轮旋转所产生的向上的不平衡轴向力的卸荷，进而可以避免叶轮的上表面与导壳接触。因此本发明实施例提供的离心泵的最大排量可以大于相关技术中设置的推荐排量范围的上限，也即是本发明实施例扩大了离心泵的排量范围，进而扩大了电潜泵机组的应用范围，以使电潜泵机组可适用于多种复杂的应用领域。

可选的，图2是本发明实施例提供的一种电潜泵机组的结构示意图，如图2所示，电潜泵机组还包括：电机20和保护器30；电机20用于驱动泵轴104转动；保护器30用于保护电机20。

其中，保护器对电机的动力端进行密封，以防止液体腐蚀电机的动力端。

可选的，参见图2，电潜泵机组还包括：分离器40，分离器40位于离心泵10与保护器30之间。

其中，分离器40用于对液体进行气液分离处理，并将经过气液分离处理后的液体通过离心泵10的下接头组件传输至离心泵10内。

需要说明的是，通过在离心泵与保护器之间设置分离器，当液体中含有游离气体时，分离器可以对液体进行气液分离处理，使得进入离心泵的液体中含有极少量或不含气体。一方面可以避免游离气体占据离心泵的叶轮流道和导壳流道，防止出现气锁现象而导致离心泵无法排出液体；另一方面可以避免游离气体进入叶轮流道和导壳流道后，在叶轮高速旋转过程中对叶轮造成气蚀。

可选的，在电潜泵机组中，电机轴的顶端与保护器的保护器轴的底端固定连接，保护器轴的顶端与分离器的分离器轴的底端固定连接，分离器轴的顶端与泵轴的底端固定连接。

需要说明的是，电机用于向分离器和离心泵提供动力。在电潜泵机组的工作过程中，通过电机轴的转动，带动保护器轴、分离器轴和离心泵轴转动。分离器通过分离器轴的转动实现对液体的气液分离，离心泵通过离心泵轴的转动实现排液功能。

可选的，当液体中不含有游离气体或游离气体的含量较少时，可选用吸入口组件替代分离器。该吸入口组件用于将液体传输至离心泵内。

可选的，保护器包括第二止推轴承组件；第二止推轴承组件用于限制泵轴朝靠近下接头组件的方向移动。其中，第二止推轴承可以包括第二止推轴承静块和第二止推轴承动块，第二止推轴承静块固定设置在保护器的壳体上，第二止推轴承动块固定设置在保护器轴上。第二止推轴承组件的工作原理可参考第一止推轴承组件的工作原理，本发明实施例在此不做赘述。

在本发明实施例提供的电潜泵机组的工作过程中，当离心泵的排量大于相关技术中设置的推荐排量范围的上限时，在多级叶导轮中叶轮旋转所产生的向上的不平衡轴向力的作用下，叶轮带动泵轴向上移动，此时第一止推轴承组件可以限制泵轴朝靠近上接头组件的方向移动，也即是第一止推轴承组件可以实现对叶轮旋转所产生的向上的不平衡轴向力的卸荷，进而可以避免叶轮的上表面与导壳接触；当离心泵的排量小于相关技术中设置的推荐排量范围时，在多级叶导轮中叶轮旋转所产生的向下的不平衡轴向力的作用下，叶轮带动泵轴向下移动，此时第二止推轴承组件可以限制泵轴朝靠近下接头组件的方向移动，也即是第二止推轴承组件可以实现对叶轮旋转所产生的向下的不平衡轴向力的卸荷，进而可以避免叶轮的下表面与导壳接触。因此本发明实施例提供的离心泵的最大排量可以大于相关技术中设置的推荐排量范围，最小排量可以小于相关技术中设置的推荐排量范围的下限，进一步扩大了离心泵的排量范围。

综上所述，本发明实施例提供的电潜泵机组，包括离心泵，通过在多级叶导轮与上接头组件之间设置第一止推轴承组件，当离心泵的排量大于相关技术中设置的推荐排量范围的上限时，在多级叶导轮中的叶轮旋转产生向上的不平衡轴向力的作用下，叶轮带动泵轴向上移动，第一止推轴承组件可以限制泵轴朝靠近上接头组件的方向移动，进而可以避免叶轮的上表面与导壳接触；当离心泵的排量小于相关技术中设置的推荐排量范围的下限时，在多级叶导轮中叶轮旋转所产生的向下的不平衡轴向力的作用下，叶轮带动泵轴向下移动，此时第二止推轴承组件可以限制泵轴朝靠近下接头组件的方向移动，进而可以避免叶轮的下表面与导壳接触。因此与相关技术相比，本发明实施例提供的离心泵扩大了离心泵的排量范围，进而扩大了电潜泵机组的应用范围，以使电潜泵机组可适用于多种复杂的应用领域。

本申请中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。