專利名稱：沉沒式增壓注水電泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于泵類、潛水電泵。
油田在開發(fā)原油過程中，同時把原油和地下污水開發(fā)出來，地下壓力不斷下降，為保持和提高原油產(chǎn)量，充分利用污水，應(yīng)把污水再注入地下。現(xiàn)有技術(shù)一般采用高壓泵站和管網(wǎng)集中供水，將含有腐蝕性物質(zhì)，溫度高達70℃以內(nèi)的污水加壓至15兆帕供給各注水井，向地下注水。它的不足之處在于，因地質(zhì)條件不同，各注水井所需要的注水壓力不盡相同，因此各注水井的注水壓力也隨著變化，不少的井對15兆帕壓力的水壓注不下去。
本實用新型的目的在于提供一種沉沒式增壓注水電泵，可將15兆帕壓力的污水，增壓至需要壓力，解決單井增壓注水，而無須提高泵站和管網(wǎng)的供水壓力。
本實用新型的技術(shù)方案是把高壓密封技術(shù)關(guān)鍵，轉(zhuǎn)化為高壓靜密封，即將由潛水泵、保護器、潛水電機組成的潛水電泵完全密封于底部封閉的井管，與井口密封裝置構(gòu)成的口袋井之中，采用相對增壓、串聯(lián)方法可將輸入口袋井的高壓水增壓到所要求的高壓力輸出水。
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案作進一步說明附


圖1、沉沒式增壓注水電泵結(jié)構(gòu)示意圖；圖2、潛水泵結(jié)構(gòu)示意圖；圖3、沉沒式保護器結(jié)構(gòu)示意圖；圖4、潛水電機結(jié)構(gòu)示意圖。
如
圖1所示，沉沒式增壓注水電泵，由止逆閥3、潛水泵17、保護器19、潛水電機22，組成潛水電泵機組，密封在井管1底部封閉，上端螺紋聯(lián)接井口法蘭7，支撐錐體5、橡膠芯子6、羅卜頭體8，蓋板13組成的井口裝置用螺栓螺母14緊固的口袋井之中。電源及控制柜9、扁電纜20、用電纜卡帶16，護線板2、固定在潛水泵、保護器殼體上，用電纜接頭21與潛水電機聯(lián)接，電機下部裝扶正器23，止逆閥上端接輸水管4，經(jīng)井口密封裝置，伸出口袋井、接壓力表10，出水管11、閘閥12、井管上部接進水管15、保護器和潛水電機外面裝導(dǎo)流罩18組成。
如圖2所示，潛水泵17是立式多級分段式離心泵，由離心式按“面積比”設(shè)計的葉輪29，其上有平衡孔，四流道式正導(dǎo)葉28，組成泵的一級，用錐套34把葉輪緊固在泵軸35上，每級之間用“O”型密封圈密封，根據(jù)揚程不同由相應(yīng)的級數(shù)構(gòu)成一段，段與段之間用帶軸承31的聯(lián)接段32連起來，水泵級數(shù)之間用扁拉筋30和螺母緊固，泵軸上、下端有軸承27支撐，使泵轉(zhuǎn)子呈浮動狀態(tài)，泵軸上端裝蓋，聯(lián)接段32軸承31上面設(shè)擋沙圈33，下端接聯(lián)軸器24，泵體上段36接止逆閥37(
圖1中3)，下端裝圓筒形濾網(wǎng)26、進水節(jié)25所組成。葉輪和導(dǎo)葉均為圓柱形葉片，葉輪、導(dǎo)葉、密封環(huán)選用鎳鑄鐵，泵軸、扁拉筋、聯(lián)軸器等均采用不銹鋼，軸承為鉛銻青銅或鉛錫青銅。
如圖3所示，沉淀式保護器由二級沉淀室組成，保護器軸39自下而上裝有向心推力球軸承41，推力盤42、止推軸承43，保護管46、保護帽48，硬質(zhì)含金對石墨組成的機械密封49、硬質(zhì)合金對硬質(zhì)合金組成的機械密封55，均選用波紋管式。相對保護器軸自下而上，相對應(yīng)的部位有下接頭38、下接頭體壁上裝注油閥40、螺栓聯(lián)接聯(lián)接頭44、聯(lián)接頭上有補償管51、上聯(lián)接下外殼45，下接頭47，螺栓聯(lián)接中接頭50中接頭上固定補償管51，再往上聯(lián)接上外殼52、聯(lián)接段54，其上固定有沉淀管53，再上邊按濾水網(wǎng)56所組成。本保護器下端聯(lián)接潛水電機軸，傳遞動力給潛水泵軸，并承擔部分泵軸向推力，腔內(nèi)充滿潤滑油，進液進入保護器內(nèi)由沉淀管53進入第一級沉淀室，后經(jīng)補償管51、下部的沉淀管進入第二級沉淀室，將有害的磨損顆粒沉淀入室內(nèi)，下部的補償管將磨損顆?？蓮淖⒂烷y40排除保護器，起到保護作用。
如圖4所示，潛水電機為充油式結(jié)構(gòu)，由電機軸63，其上的轉(zhuǎn)子62，采用犁形槽內(nèi)穿犁形銅條，兩端焊以銅環(huán)組成鼠籠，定子61采用犁形槽整相繞組穿線，選用聚酰亞胺－氟46復(fù)合薄膜繞包圓銅線，絕緣漆用F級低毒少溶劑浸漬樹脂，引接線和接頭均采用F1膠粘帶，外穿聚四氟乙烯套管，上、下端絕緣護套設(shè)在導(dǎo)軸承座外面，電纜接頭21采用氟橡膠硫化，真空罐注環(huán)氧樹脂插入式靜密封插頭。定子沖片開設(shè)二道園弧槽，迭壓時用電機殼60上兩道槽限制定子沖片周向轉(zhuǎn)動，兩端各配置一個齒壓板，電機殼采用不銹鋼板卷制，兩端焊接無縫鋼管，加工有螺紋分別與帶有數(shù)孔油路的上接頭65、底座58聯(lián)接，電機軸二端用滾動軸承59、推力軸承64支撐，底座下部設(shè)放油螺栓57組成。
沉沒式增壓注水電泵，安裝順序參見
圖1，先把井口法蘭7擰緊在井管1上，用厚度不小于50毫米的鋼法蘭盤把井口封死，注入1.25倍額定輸出壓力水，保壓5分鐘，作耐壓試驗，井管連接螺紋應(yīng)不漏水，卸下鋼法蘭盤，將潛水電機裝上保護器，下到井管中央座在井口上，將電纜接頭接好，并接通電源，檢查電動機轉(zhuǎn)向，正確的轉(zhuǎn)向是從電動機頂端俯視，電動機軸為逆時針轉(zhuǎn)動，然后將電纜與電源接頭作好標記，用夾板吊起潛水泵，對接在保護器接頭上，用螺絲刀向下撬泵軸聯(lián)軸器，使聯(lián)軸器的M10螺孔對準保護器軸頭小孔后擰牢緊定螺釘，用螺栓把兩法蘭盤聯(lián)接起來，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動輕快，方可下井，夾板卡在井口法蘭上放穩(wěn)后，把井口裝置的蘿卜頭體接在泵上，用吊環(huán)吊起機組，取下夾板，用吊環(huán)把機組從井內(nèi)全部吊出，把事先放在井管內(nèi)并掛在井口法蘭上的導(dǎo)流罩，與泵同步提出，用三個螺栓把扶正器擰緊在底座上，把導(dǎo)流罩放在扶正器止口臺上，然后放下機組，到導(dǎo)流罩上口時停，用橡膠密封圈和螺釘進行密封后繼續(xù)下井，并把電纜護線板、電纜卡帶牢固的固定在機組上。根據(jù)蘿卜頭體密封單芯電纜的位置，把鎧裝扁電纜內(nèi)三根單芯電纜壓入蘿卜頭體和橡膠芯子的半園孔內(nèi)，然后把活頁合上，用活頁鎖釘緊固后繼續(xù)下泵，井口裝置座落到井口法蘭孔內(nèi)，加上蓋板用螺栓緊固，檢查電纜絕緣正常后方可接線，最后把進出水管路、閘閥、壓力表放氣栓等接好。
啟動、運轉(zhuǎn)、停機。啟動前首先檢查井口密封情況，把出水管閘閥閉死，開啟進水閘閥，直到預(yù)定的壓力，各密封處不允許滲漏水，將進水壓力逐步增壓到額定值，并把井筒及泵內(nèi)氣體放出，試壓5分鐘后，在保持原水壓下，檢查電機、電纜絕緣電阻，控制柜等各元部件，一切正常后方可合閘啟動。剛啟動時要監(jiān)視電流表、電壓表、壓力表各項數(shù)值，接著慢慢開啟出水管路閘閥，當壓力表指針數(shù)值達到額定值時，停止開啟閘閥，此時再看各表指針波動不大于5％且無其他異常現(xiàn)象時，則可投入正常運轉(zhuǎn)，當注水達到預(yù)定要求后，關(guān)閉進水閘閥，切斷總電源，關(guān)閉出水閘閥，打開放氣栓，減壓。
本發(fā)明具有下述優(yōu)點電機為充油式三相異步潛水電機，兩端采用滾珠軸承，承擔徑向和軸向負荷，定子采用薄殼結(jié)構(gòu)，電機軸伸端采用花鍵聯(lián)接，使之與保護器對接方便，電機引出線部分采用了接插式結(jié)構(gòu)，使電機安裝、接線方便。沉淀式保護器把井液和內(nèi)部潤滑油隔開，借助沉淀室容積實現(xiàn)電機潤滑的熱膨脹呼吸作用，并平衡內(nèi)外腔壓力差，把機械密封分散開布置，提高了組裝質(zhì)量，改善了機械密封散熱條件，潛水泵的葉輪、導(dǎo)葉均為園柱形葉片，便于制作，采用平衡孔平衡軸向力，泵級間用“O”型密封圈、密封可靠，用扁拉筋進行泵級間緊固，拆裝方便。用錐套把葉輪固緊在軸上，易于控制軸向間隙，用銅合金導(dǎo)軸承，并加中間支承提高泵軸剛度，立式多級分段式園筒形泵體，分段固緊泵級，增加聯(lián)接強度，保證了泵軸向尺寸穩(wěn)定。導(dǎo)流罩使水從口袋井底流經(jīng)潛水電機、保護器、由泵入口經(jīng)潛水泵增壓，同時起到冷卻潛水電機保護器的作用。
潛水泵、保護器、潛水電機組成的潛水電泵也可用來提取溫度高達75℃深度達500米的地下熱水和地下水。假如一眼熱水井的排量25米3／小時，水溫75℃，使用后降低到30℃，每小時產(chǎn)生的熱量為112.5萬千卡，相當于兩臺6噸鍋爐產(chǎn)生的熱量，由此可見，利用本潛水電泵提出深層地下熱水，可使豐富的地熱資源造福于人民。
沉沒式增壓注水電泵，可解決單井增壓注水的困難，而無須提高泵站和管網(wǎng)的供水壓力，該泵價格低、機組短，排量按需要設(shè)計，使注水井的投資將大大減少，同時節(jié)約人力、物力、能經(jīng)濟的達到注水增產(chǎn)原油的目的。該泵結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，重量輕、安裝使用方便，維護費用低是油田單井增壓注水的理想機具。
本沉沒式增壓注水電泵可廣泛適用于各大油田單井增壓注水，也可用于提取深層地下熱水和地下水。
實施例見下表所列
權(quán)利要求1.沉沒式增壓注水電泵，是由止逆閥3、潛水泵17、保護器19、潛水電機22組成潛水電泵，其特征在于潛水電泵完全密封在井管1底部封閉，上端聯(lián)接井口裝置構(gòu)成的口袋井之中。
2.按照權(quán)利要求1所述的沉沒式增壓注水電泵，其特征在于所述的保護器和潛水電機外面裝導(dǎo)流罩18。
3.按照權(quán)利要求1所述的沉沒式增壓注水電泵，其特征在于所述的潛水泵17由按“面積比”設(shè)計的葉輪29，其上有平衡孔，四流道式正導(dǎo)葉28，組成泵的一級，用錐套34把葉輪緊固在泵軸35上，每級之間用“O”型密封圈密封，相應(yīng)的級數(shù)構(gòu)成一段，段與段之間用帶軸承31的聯(lián)接段32連起來，水泵級數(shù)之間用扁拉筋30和螺母緊固，泵軸35上、下端有軸承27支撐，使泵轉(zhuǎn)子呈浮動狀態(tài)，聯(lián)接段軸承31上面設(shè)有擋沙圈33，泵體下端裝圓筒形濾網(wǎng)26，進水節(jié)25所組成。
4.按照權(quán)利要求3所述的潛水泵17，其特征在于所述的葉輪29，導(dǎo)葉28均為圓柱形葉片，選用鎳鑄鐵制成。
5.按照權(quán)利要求1所述的沉沒式增壓注水電泵，其特征在于所述的沉淀式保護器19由二級沉淀室組成，硬質(zhì)合金對石墨組成的機械密封49，硬質(zhì)合金對硬質(zhì)合金組成的機械密封55均選用波紋管式。
專利摘要沉沒式增壓注水電泵，屬于泵類、潛水泵類。是把高壓、動密封的技術(shù)關(guān)鍵轉(zhuǎn)化為高壓靜密封，即將由潛水泵、保護器、潛水電機組成的潛水電泵完全密封于底部封閉的井管與井口密封裝置構(gòu)成的口袋井之中，采用相對增壓、串聯(lián)方法可將輸入口袋井的高壓水增壓到所要求的高壓力輸出水。本泵結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、安裝使用方便，是油田單井增壓注水的理想機具?？蓮V泛用于各大油田單井增壓注水，也可用于提取深層地下熱水和地下水。
文檔編號F04D13/10GK2106920SQ9122160
公開日1992年6月10日 申請日期1991年8月31日 優(yōu)先權(quán)日1991年8月31日
發(fā)明者曹歪綱, 郭善騏, 王春蛟, 鹿述禮 申請人:淄博潛水電泵廠