專利名稱：電動潛油離心泵除砂分離器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及到油田從油井中提升流體的電動潛油離心泵，特別是電動潛油離心泵的一種除砂分離器。
高含水油田為了穩(wěn)定原油產(chǎn)量，最常用的無桿采油設備是電動潛油離心泵。但是，由于電潛泵大排量提液，會不同程度地引起油井出砂。有的油井在采用電潛泵提液前就已出砂。砂子隨井液進入電潛泵，致使電潛泵在油井中運行很短時間，其扶正軸承及導葉輪徑向和軸向支撐即被磨壞。當磨損到一定程度時，磨損部分將產(chǎn)生強烈振動，最終使整節(jié)泵都磨壞。當某些出砂嚴重的油井停機后，井內(nèi)砂子會沉降在離心泵內(nèi)，再次起動時發(fā)生砂卡現(xiàn)象，嚴重時會將泵軸及各總成件法蘭聯(lián)接螺栓擰斷，或燒壞電機，既影響生產(chǎn)，又造成經(jīng)濟損失。目前電潛泵機組中分離器的主要作用是對進入離心泵的井液進行油氣分離，在分離器入口有一層濾網(wǎng)，只能阻止臟物及大直徑砂粒進入分離器。美國的防砂分離器也僅僅是在分離器入口處多包幾層濾砂網(wǎng)。由于濾砂網(wǎng)是靜止不動的，所以電潛泵工作一段時間后，濾砂網(wǎng)孔就會被附著的砂子及井內(nèi)臟物堵塞，影響井液的流通。這種防砂分離器每臺價值3000美元。美國CL系列電潛泵為了防砂，在結構中增加了防砂橡膠軸承，也只能使在出砂井中工作的離心泵的徑向支撐(滑動)軸承與軸的磨損減輕，未從根本上解決防砂問題。
本實用新型的目的就在于針對已有電潛泵結構上的缺陷，在泵的下端裝上一個除砂分離器，阻止不同直徑的砂子進入泵內(nèi)。這樣就可以大大減輕油井出砂對電潛泵帶來的危害，提高電潛泵機組在出砂油井中的工作壽命，減輕損失，提高效益。
本實用新型的上述目的是由下述技術方案實現(xiàn)的該除砂分離器由上接頭、下接頭、殼體、轉軸、除砂轉筒組件和泵輪組件組成。殼體上、下端分別通過螺紋副與上、下接頭聯(lián)接。轉軸上端與上接頭扶正軸承，下端與下接頭軸承套分別形成滑動軸承副。除砂轉筒組件通過上、下軸承安裝在轉軸中段，泵輪組件安裝在除砂轉筒組件下方同一根轉軸上，并和轉軸同步旋轉。殼體上有若干徑向進液孔。除砂轉筒組件的轉筒體上有若干徑向進液小孔，轉筒體外表面包一層細濾砂網(wǎng)。下接頭有數(shù)個向下的排砂孔。
上述電動潛油離心泵除砂分離器的除砂轉筒組件由轉筒體、細濾砂網(wǎng)、渦輪底座、上軸承和下軸承組成。轉筒體上端安裝在上軸承外環(huán)上，下端安裝在渦輪底座上，渦輪底座安裝在下軸承外環(huán)上。
上述電動潛油離心泵除砂分離器轉筒體上進液小孔有數(shù)百個，其孔徑為6mm，外包細濾砂網(wǎng)為不銹鋼絲網(wǎng)。
上述電動潛油離心泵除砂分離器的泵輪組件由泵輪、支撐摩擦墊、軸套、上擋圈、調(diào)整套筒、防砂帽和下?lián)跞M成。泵輪安裝在轉軸上，其安裝部位上面有上擋圈和軸套，下面有調(diào)整套筒，調(diào)整套筒下面有防砂帽和下?lián)跞?，都安裝在同一轉軸上。泵輪與除砂轉筒組件中的渦輪底座之間有支撐摩擦墊。
上述電動潛油離心泵除砂分離器中的渦輪底座與泵輪形成液力偶合副。
上述電動潛油離心泵除砂分離器中的泵輪外緣上有10個與泵輪軸線成45°角的均勻分布的葉片，用于排砂；泵輪的內(nèi)部有10個沿徑向均勻分布的葉片，與渦輪底座形成液力偶合副。
本實用新型由于采用了上述除砂結構，除砂轉筒組件能靠離心力將井液中直徑較大的砂子甩離濾砂網(wǎng)，在外腔中向下降落，直徑較小的砂子被濾砂網(wǎng)擋住，經(jīng)過除砂的井液從轉筒體上的小孔進入分離器內(nèi)腔，再向上進入離心泵。分離器外腔下部積累的砂子從下接頭排砂孔排出。
這種結構形式的除砂分離器，對于井液中不同直徑的砂子都可以隔除，有效地防止了砂子被井液帶進離心泵造成的危害，電潛泵機組在出砂油井中的工作壽命可提高兩倍以上。由于其濾砂網(wǎng)裝在轉筒體上，在離心力的作用下，附著在濾砂網(wǎng)上的砂子能被隨時清除掉，保證濾砂網(wǎng)不被堵塞，井液暢通無阻。本除砂分離器每臺價值約4500元人民幣，大大低于上述美國產(chǎn)品。
附圖
是本實用新型提供的電動潛油離心泵除砂分離器的軸向全剖結構示意圖。
圖中1是上接頭；2是扶正軸承；3是O型橡膠密封圈；4是壓緊套；5是除砂分離器殼體；6是除砂轉筒組件；7是轉軸；8是支撐摩擦墊；9是軸套；10是泵輪；11是上擋圈；12是調(diào)整套筒；13是防砂帽；14是下?lián)跞Γ?5是O型橡膠密封圈；16是軸承套；17是下接頭。
結合附圖對本實用新型的實施例詳述如下由上接頭1和扶正軸承2構成上接頭組件。由下接頭17和軸承套16構成下接頭組件。除砂分離器殼體5上下兩端通過螺紋副分別與上、下接頭1、17聯(lián)接，并由O型橡膠密封圈3、15密封。壓緊套4的上端被上接頭1壓住。以上各部件都固定不能轉動。轉軸7上端與上接頭1中扶正軸承2、下端與下接頭17中軸承套16分別形成滑動軸承副。轉軸7中段安裝除砂轉筒組件6，泵輪組件安裝在除砂轉筒組件下方。除砂轉筒組件6由上軸承6.1、轉筒體6.2、濾砂網(wǎng)6.3、渦輪底座6.4和下軸承6.5組成。泵輪組件由支撐摩擦墊8、軸套9、泵輪10、上擋圈11、調(diào)整套筒12、防砂帽13和下?lián)跞?4組成。除砂分離器殼體5有若干進液孔A，轉筒體6.2有若干進液小孔B。C是外腔，D是內(nèi)腔，E是上腔，F(xiàn)是排砂孔。上接頭組件上端與多級離心泵聯(lián)接，下接頭組件下端與電機保護器聯(lián)接，轉軸7的動力來自下方的電機。
其工作原理是轉軸7上的泵輪10由轉軸7直接帶動同步高速旋轉(3000rpm)，根據(jù)液力偶合原理，泵輪10內(nèi)部10個沿徑向均勻分布的葉片10.2推動井液，井液再推動渦輪底座6.4，將一部分動力傳遞給轉筒組件6泵輪10還通過支撐摩擦墊8與渦輪底座6.4產(chǎn)生相對摩擦，也將一部分動力傳遞給轉筒組件6。這兩部分動力使轉筒組件6以750rpm的速度旋轉。井液由A孔進入除砂分離器外腔C.再由B孔進入內(nèi)腔D.再向上進入多級離心泵。混在井液中較大的砂粒在轉筒組件6離心力作用下，被甩離濾砂網(wǎng)6.3，落入C腔底部；較小的砂粒被濾砂網(wǎng)6.3擋住后，也受到離心力作用被甩離濾砂網(wǎng)6.3，落入C腔底部，濾砂網(wǎng)一直保持暢通無阻。泵輪10上的排砂葉片10.1將落入C腔底部的砂子通過排砂孔F排入油井人工井底。為了防止C腔的井液直接進入E腔，壓緊套4帶有矩形內(nèi)螺紋，上軸承6.1外環(huán)上端為光滑圓柱面，兩者形成螺紋密封結構，井液還可對螺紋密封副起潤滑作用。防砂帽13可防止井液中的砂子進入軸承套16與轉軸7配合處。泵輪10在轉軸7上的位置，靠上擋圈11和下?lián)跞?4固定，其軸向位置的調(diào)整是通過修正調(diào)整套筒12長度尺寸來實現(xiàn)的。
權利要求1.一種電動潛油離心泵除砂分離器，其特征是由上接頭、下接頭、殼體、轉軸，除砂轉筒組件和泵輪組件組成，殼體上、下端分別通過螺紋副與上、下接頭聯(lián)接，轉軸上端與上接頭扶正軸承，下端與下接頭軸承套分別形成滑動軸承副，除砂轉筒組件通過上、下軸承安裝在轉軸中段，泵輪組件安裝在除砂轉筒組件下方同一根轉軸上，并和轉軸同步旋轉，殼體上有若干徑向進液孔，除砂轉筒組件的轉筒體上有若干徑向進液小孔，轉筒體外表面包一層細濾砂網(wǎng)，下接頭有若干個向下的排砂孔。
2.根據(jù)權利要求1所述的電動潛油離心泵除砂分離器，其特征是除砂轉筒組件由轉筒體、細濾砂網(wǎng)、渦輪底座、上軸承和下軸承組成，轉筒體上端安裝在上軸承外環(huán)上，下端安裝在渦輪底座上，渦輪底座安裝在下軸承外環(huán)上。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的電動潛油離心泵除砂分離器，其特征是轉筒體上進液小孔有數(shù)百個，其孔徑為6mm，外包細濾砂網(wǎng)為不銹鋼絲網(wǎng)。
4.根據(jù)權利要求1所述的電動潛油離心泵除砂分離器，其特征是泵輪組件由泵輪、支撐摩擦墊、軸套、上擋圈、調(diào)整套筒、防砂帽和下?lián)跞M成，泵輪安裝在轉軸上，其安裝部位上面有上擋圈和軸套，下面有調(diào)整套筒，調(diào)整套筒下面有防砂帽和下?lián)跞?，都安裝在同一轉軸上，泵輪與除砂轉筒組件中的渦輪底座之間有支撐摩擦墊。
5.根據(jù)權利要求4所述的電動潛油離心泵除砂分離器，其特征是渦輪底座與泵輪形成液力偶合副。
6.根據(jù)權利4或5所述的電動潛油離心泵除砂分離器，其特征是泵輪的外緣上有10個與泵輪軸線成45°角均勻分布的葉片，用于排砂，泵輪的內(nèi)部有10個沿徑向均勻分布的葉片，與渦輪底座形成液力偶合副。
專利摘要本實用新型為油田采油用的電動潛油離心泵提供了一種除砂分離器。它由上接頭、下接頭、殼體、轉軸、除砂轉筒組件和泵輪組件組成。除砂轉筒組件安裝在轉軸中段，泵輪組件安裝在轉筒組件下方同一轉軸上，并和轉軸同步旋轉。井液從殼體徑向孔進入分離器，混在其中的砂子被轉筒組件旋轉產(chǎn)生的離心力甩至外腔，并由排砂孔排出，井液則進入內(nèi)腔，再到離心泵。除砂效果極好，且不易堵塞濾砂網(wǎng)，防止砂子進入離心泵帶來的危害。
文檔編號F04D29/00GK2263225SQ95235519
公開日1997年9月24日 申請日期1995年12月30日 優(yōu)先權日1995年12月30日
發(fā)明者齊世杰, 厲建平, 譚璋, 芮法寶, 高國強, 倪瑞獻, 蘆金易 申請人:勝利石油管理局勝利采油廠