一种环保型无泄漏潜油电机保护器的制作方法

本发明属于潜油电泵技术领域，尤其涉及一种环保型无泄漏潜油电机保护器。

背景技术：

现有技术和缺陷：

潜油电泵由于其体积小，重量轻的特点，在现代工业中应用的范围越来越广，不仅能够开采石油，还能够用于水井抽水、市政供水、加油站管道油路输送等领域。

传统潜油电泵特点主要是电泵机组潜入液体介质中工作，液体介质经泵抽吸后形成一定的流速，流过电机表面冷却电机，可以降低电机表面的温度。在工作的过程中，电机绕组持续发热，内部电机油受热膨胀，压力增大，但电泵要稳定运行，就需要保持内外压力平衡，发热膨胀的电机油会流向保护器，通过保护器上部排油口溢出到液体介质中。这种工作方式对于常规的油田采油工况几乎没有影响，但对于液体介质清洁度有严格要求的工况，如纯净水抽取，这种常规的潜油电机保护器就不能适用了。

另一方面，保护器为保持内外压力平衡，不断向外溢油的方式，容易造成电机油大量外排，尤其是在高温井况下，电机工作温度会更高，内部的电机油会在高温下膨胀溢出更多，造成电机内部缺油问题，严重时甚至烧坏电机。

解决上述技术问题的难度和意义：

因此，基于这些问题，提供一种具有调节腔体内外压力平衡，防止电机内部缺油，并且无污染的环保型无泄漏潜油电机保护器具有重要的现实意义。

技术实现要素：

本发明目的在于为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种具有调节腔体内外压力平衡，防止电机内部缺油，并且无污染的环保型无泄漏潜油电机保护器。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种环保型无泄漏潜油电机保护器，所述环保型无泄漏潜油电机保护器包括压力调节腔，所述压力调节腔包括压力调节腔内腔和压力调节腔外腔，所述压力调节腔内腔为压力调节腔胶囊的内部空间，所述压力调节腔外腔为压力调节腔胶囊与外壳之间的空间，所述压力调节腔内腔与外界井液相通，所述压力调节腔外腔与上部密封座斜孔通道相通。

本发明提供的保护器将外界井液与保护器内的电机油完全隔开，主要依靠压力调节腔胶囊的收缩和膨胀，调节电机内外压差，当电机内部压力大于外界压力时，压力调节腔胶囊被压缩；电机内部压力小于外界压力时，压力调节腔胶囊膨胀以达到内外压力平衡。此种保护器使用时，保护器内部的电机油不会溢出到外界环境中，具有环保无污染的优点，特别适用于清洁介质或对工作介质有严格要求的场合。

本发明还可以采用以下技术方案：

在上述的环保型无泄漏潜油电机保护器中，进一步的，所述保护器头设有保护器头环形过液槽和保护器头"l"型过液通道，且两者相通。

在上述的环保型无泄漏潜油电机保护器中，进一步的，所述护轴管靠近保护器头一端设有四个护轴管过液孔，分别与所述保护器头上的保护器头环形过液槽相通，所述压力调节腔内腔通过护轴管过液孔、保护器头环形过液槽、以及保护器头"l"型过液通道后与外界相通。

保护器头"l"型过液通道可用于向压力调节腔内腔注入一定体积的清水，使压力调节腔胶囊在注油前预先膨胀，能够占据一定的压力调节空间。

在上述的环保型无泄漏潜油电机保护器中，进一步的，所述保护器头部的轴瓦镶嵌于保护器头内孔中，所述轴瓦两端分别由保护器头机械密封和油封隔离，所述轴瓦润滑用油由保护器头轴瓦注油孔单独注入，并与保护器腔体内电机油隔开。

满足轴瓦与保护器轴运转时的润滑需求。

在上述的环保型无泄漏潜油电机保护器中，进一步的，所述压力调节腔内腔一端由上部密封座机械密封封堵。

其作用是阻止压力调节腔内腔中井液进入所述保护器沉降腔。

在上述的环保型无泄漏潜油电机保护器中，进一步的，所述护轴管两端开设有径向密封槽，所述径向密封槽槽内分别安装护轴管o圈a和护轴管o圈b，将所述压力调节腔外腔与外界介质、压力调节腔内腔分别隔开。

在上述的环保型无泄漏潜油电机保护器中，进一步的，沉降腔一端通过上密封座斜孔通道与压力调节腔外腔相通，另一端通过下密封座斜孔通道与止推腔相通。

在上述的环保型无泄漏潜油电机保护器中，进一步的，所述保护器两端为保护器头和底座，所述保护器头与泵吸入口连接，所述底座与电机连接，所述底座内设有底座油路通道，所述底座油路通道内部安装弹簧和锥形阀体。

通过更换不同长度的螺塞，可以使锥形阀体顶开或闭合，从而控制油路通道的打开和关闭。

在上述的环保型无泄漏潜油电机保护器中，进一步的，所述沉降腔内部设有两根补偿管和沉降护轴管，两根补偿管记为上补偿管和下补偿管。

当外界井液进入沉降腔时，由于井液比重比较大，井液先会沉积在下补偿管的下部，当井液液面高于下补偿管管口时，井液才会进一步进入止推腔中，补偿管在工作时具有延缓外界介质进入电机的作用。

综上所述，本发明具有以下优点和积极效果：

1、本发明的压力调节腔内腔通过保护器头环形和“l”型过液通道与外界井液相通，主要通过压力调节腔胶囊的收缩和膨胀调节电机内外压差，当电机内部压力大于外界压力时，保护器中胶囊被压缩；当电机内部压力小于外界压力时，保护器中胶囊膨胀，以达到整体压力平衡的目的。

2、本发明保护器在井下运行时，不仅可以像常规保护器一样，为电机提供电机油，传递扭矩，承受泵轴向力的作用，更重要的是此种保护器不向外界介质排放电机油，不会造成环境污染，具有环保无污染的优点。特别适用于清洁介质或对工作介质有严格要求的场合。

3、本发明提供的保护器主要靠压力调节腔胶囊的收缩膨胀实现内外压力平衡，内部电机油不会流失，避免电机因热膨胀造成电机油溢出及保护器内部电机油大量流失，造成电机和保护器缺油的风险。

4、本发明改进了传统胶囊式保护器储油、排油的结构形式，由常规的胶囊内部储油，外部存液结构，改为胶囊外部储油，内部存液的结构。电机油基本无排放损失，可以代替胶囊并联的结构形式，大大缩短了保护器的长度尺寸，成本大幅降低。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。

图1为环保型无泄漏潜油电机保护器的结构示意图；

图2为保护器压力调节腔结构局部放大图；

图3为保护器头螺孔位置剖面示意图；

图4为保护器头过液通道结构局部放大图。

图5为底座油路通道结构局部放大图

图中：

1－保护器头；2－外壳；3－护轴管；4－上胶囊座；5－胶囊卡箍；6－压力调节腔胶囊；7－下胶囊座；8－上部密封座；9a－上补偿管；9b－下补偿管；10－沉降护轴管；11a－保护器头机械密封；11b－上部密封座机械密封；11c－下部密封座机械密封；12－下部密封座；13－上止推轴承；14－滑板；15－下止推轴承；16－底座；17－保护器轴；18－注油阀；19－油封；20－轴瓦；21a－放气孔螺塞；22a－放气孔铅垫；21b－注水孔螺塞；22b－注水孔铅垫；21c－轴瓦注油孔螺塞；22c－轴瓦注油孔铅垫；23－护轴管o圈a；24－护轴管o圈b；25－下胶囊座o圈；26－弹簧；27－锥形阀体；28－螺塞。

a－止推腔；b－沉降腔；c－压力调节腔内腔；d－压力调节腔外腔；h－底座油路通道；m－下部密封座斜孔通道；n－上部密封座斜孔通道；k－护轴管过液孔；r－保护器头"l"型过液通道；s－保护器头环形过液槽；u－保护器头斜孔过油槽；v－保护器头轴瓦注油孔；p－注水通道。

具体实施方式

下面就结合图1至图5具体说明本发明。

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

实施例一：

本发明公开了一种环保型无泄漏潜油电机保护器，所述保护器上端连接泵，下端连接电机；所述保护器主要结构部分包括保护器头1、压力调节腔(压力调节腔内腔c和压力调节腔外腔d)、密封座(上部密封座8和下部密封座12)、沉降腔b、止推腔a、保护器轴17、止推轴承(上止推轴承13和下止推轴承15)和底座16。

所述保护器主要分为止推腔a、沉降腔b、压力调节腔内腔c和压力调节腔外腔d四部分。

所述止推腔a内装有上止推轴承13、滑板14和下止推轴承15，所述止推腔a内部充满电机油，通过底座油路通道h与电机相通。电机正常工作时，绕组发热，内部电机油受热膨胀，通过设置在保护器底座16内的底座油路通道h进入止推腔a中，电机油继续上行，遇到下部密封座12处的下部密封座机械密封11c后，油路被隔断，继而通过下部密封座12的下部密封座斜孔通道m流向沉降腔b中。

所述沉降腔b由上部密封座8、下部密封座12、外壳2、保护器轴17和两道机械密封—上部密封座机械密封11b和下部密封座机械密封11c组成，其内部设有上补偿管9a、下补偿管9b，以及套在保护器轴17外侧的沉降护轴管10。当受热膨胀的电机油进入沉降腔b后，多余的电机油沿补偿管9a进入上部密封座8的上部密封座斜孔通道n中，进而进入压力调节腔外腔d中。

所述压力调节腔外腔d由保护器头1、外壳2、护轴管3、上部密封座8和压力调节腔胶囊6组成，所述保护器头1、密封座8与外壳2通过螺纹连接，并依靠o圈进行径向密封。所述护轴管3两端开设有径向密封槽，槽内分别安装护轴管o圈a23和护轴管o圈b24，将所述压力调节腔外腔d与外界介质、压力调节腔内腔c分别隔开。

所述压力调节腔内腔c由压力调节腔胶囊6、护轴管3、机械密封11b和护轴管o圈a23、护轴管o圈b24、下胶囊座o圈25封闭形成。所述压力调节腔胶囊6两端分别套接在上胶囊4和下胶囊座7中，并用胶囊卡箍5使压力调节腔胶囊6分别与上胶囊座4和下胶囊座7固定牢固。所述护轴管3一侧开设护轴管过液孔k，所述保护器头1上开设保护器头环形过液槽s和保护器头"l"型过液通道r，并且保护器头环形过液槽s和保护器头"l"型过液通道r相交。

当电机油受热膨胀后进入压力调节腔外腔d，随着压力继续增大，将会挤压压力调节腔胶囊6外壁，使压力调节腔胶囊6体积收缩，压力调节腔内腔c中的多余液体将会通过护轴管3上的护轴管过液孔k，进入保护器头环形过液槽s和保护器头"l"型过液通道r，最后排向外界，达到保护器内外压力平衡。反之，当电机停机后，温度降低，电机油收缩，压力调节腔胶囊6外腔的电机油逐渐下行，进入到保护器下端和电机中，压力调节腔胶囊6外腔的压力将小于外界环境压力，外部井液将通过保护器头的保护器头"l"型过液通道r和保护器头环形过液槽s，以及护轴管过液孔k流入护轴管内部，最后流向压力调节腔胶囊6内腔，使胶囊膨胀，调节内外压差，以达到压力平衡。

所述保护器头1内部带有轴瓦20支撑，所述轴瓦20两侧空间分别由机械密封11a和油封19封堵，形成与外界、压力调节腔内腔c相隔离的单独储油空间。所述轴瓦20所需润滑油通过保护器头轴瓦注油孔v注入。所述油封19轴向位置由护轴管3端部定位固定。

工作原理：所述保护器在注油之前，需将压力调节内腔c中注入一定体积的清水，并用注水孔螺塞21b和注水孔铅垫22b将"l"型过液通道r端口堵紧，注入清水的目的是将压力调节腔胶囊6内腔撑开，预先占据相应的压力调节空间，防止注油时油压将压力调节腔胶囊6压瘪，失去调压空间。

注油从底座16上的注油阀18处注入，电机油将沿着油路通道，逐步进入止推腔a，当充满止推腔a后，顺着下部密封座12的下部密封座斜孔通道m，进入沉降腔b，当电机油充满沉降腔b后，继续沿着上部密封座8的上部密封座斜孔通道n进入压力调节腔外腔d，直至压力调节腔外腔d注满后，进入保护器头斜孔过油槽u，打开放气孔螺塞21a，当电机油从螺口溢出时，代表保护器注油已满，再拧紧放气孔螺塞21a和放气孔铅垫22a。在注油过程中，压力调节腔胶囊6内部由于提前注水，压力调节腔胶囊6膨胀，留出了压力调节空间。保护器下井安装之前，需要将注水孔处的注水孔螺塞21b和注水孔铅垫22b打开，使压力调节腔胶囊6内腔与外界井液相通，保证压力调节腔胶囊6能够在内、外压差的作用下收缩和膨胀，达到调节压力平衡的目的。

综上所述，本发明提供一种具有调节腔体内外压力平衡，防止电机内部缺油，并且无污染的环保型无泄漏潜油电机保护器。

以上实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。