本發(fā)明涉及一種油田采油設(shè)備，具體涉及一種活塞式潛油電泵高溫保護(hù)器。

背景技術(shù)：

隨著國內(nèi)外各油田的深入開發(fā)，作為油田增采增收主要設(shè)備之一的潛油電泵在油田的應(yīng)用量越來越大。潛油電泵保護(hù)器直接與潛油電機(jī)軸和泵軸(或分離器軸)聯(lián)接，并與電機(jī)殼體和泵殼體(或分離器殼體)聯(lián)接，起到保護(hù)潛油電機(jī)的作用。潛油電泵保護(hù)器的這一作用決定了保護(hù)器的基本結(jié)構(gòu)是以隔離電機(jī)油和井液為主要目的，使電機(jī)不僅在油井中運(yùn)行時(shí)能夠有足夠的電機(jī)油提供潤滑，而且在機(jī)組變冷時(shí)，保護(hù)器能夠?yàn)殡姍C(jī)補(bǔ)充不足的電機(jī)油，防止井液進(jìn)入電機(jī)。

現(xiàn)有的潛油電泵保護(hù)器一般為沉淀式和膠囊式兩種。沉淀式保護(hù)器是根據(jù)井液、電機(jī)油兩種液體的密度不同，利用沉淀的方法，將進(jìn)入保護(hù)器的井液和電機(jī)油分開，以保證井液不能從連通系統(tǒng)進(jìn)入電機(jī)。沉淀式保護(hù)器的主要缺點(diǎn)是當(dāng)機(jī)組反復(fù)啟停時(shí)，保護(hù)器腔內(nèi)的電機(jī)油將很快全部替代為井液，此時(shí)保護(hù)器就失去作用，井液就能夠進(jìn)入電機(jī)，最終導(dǎo)致電機(jī)燒毀；另外，由于其工作原理是利用重力沉淀分離，所以只能用于直井或斜度不大的油井中。

膠囊式保護(hù)器是采用膠囊直接隔離井液和電機(jī)油，并且利用橡膠膠囊的彈性特性實(shí)現(xiàn)電機(jī)油的熱膨脹呼吸作用，減少電機(jī)油的漏失。相對于沉淀式保護(hù)器，其優(yōu)點(diǎn)是只要膠囊不破損，井液就不能進(jìn)入電機(jī)，而且可以應(yīng)用于斜井和水平井，擴(kuò)大了潛油電泵應(yīng)用范圍。但是，膠囊式保護(hù)器的缺點(diǎn)是其橡膠膠囊在高溫、高壓、腐蝕的油井中工作時(shí)易發(fā)生老化、脆裂和腐蝕，工作壽命短。

隨著石油開采后期的到來，井況較差(高溫、高壓、腐蝕)的油井?dāng)?shù)量不斷增加，因此，開發(fā)研制耐高溫、耐腐蝕的潛油電泵保護(hù)器是保證潛油電泵系統(tǒng)能夠應(yīng)用于高溫、腐蝕油井的前提條件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種活塞式潛油電泵高溫保護(hù)器，它可以有效解決潛油電泵系統(tǒng)在高溫、腐蝕油井中的應(yīng)用。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明活塞式潛油電泵高溫保護(hù)器的技術(shù)解決方案為：

包括軸1，軸1的上端連接上接頭2，軸1的中部連接中間接頭11，軸1的下端連接下接頭13；上接頭2與中間接頭11之間形成活塞腔，活塞腔內(nèi)活動(dòng)設(shè)置有活塞裝置8，活塞裝置8將活塞腔分隔為活塞上部腔體和活塞下部腔體；上接頭2的上端形成有上腔體ⅴ；上接頭2開設(shè)有第一連通孔a，第一連通孔a將活塞上部腔體與上腔體ⅴ相連通；上接頭2的內(nèi)圈與軸1之間形成有上接頭間隙ⅰ；上接頭間隙ⅰ通過機(jī)械密封3與上腔體ⅴ隔離開；上接頭2內(nèi)設(shè)置有溢流油道c，溢流油道c將上接頭間隙ⅰ與活塞上部腔體相連通；溢流油道c內(nèi)設(shè)置有單流閥5，以使溢流油道c內(nèi)的液體流向?yàn)閺纳辖宇^間隙ⅰ流向活塞上部腔體；中間接頭11與下接頭13之間形成止推軸承腔；中間接頭11的內(nèi)圈與軸1之間形成有中間接頭間隙ⅲ；中間接頭間隙ⅲ與止推軸承腔相連通；軸1上套設(shè)有護(hù)軸管9，護(hù)軸管9的內(nèi)圈與軸1之間形成有護(hù)軸管間隙ⅱ；護(hù)軸管間隙ⅱ的一端與上接頭間隙ⅰ相連通，護(hù)軸管間隙ⅱ的另一端與中間接頭間隙ⅲ相連通；護(hù)軸管9的下端通過護(hù)軸管接頭10連接中間接頭11；護(hù)軸管接頭10開設(shè)有第二連通孔b，第二連通孔b將活塞下部腔體與中間接頭間隙ⅲ相連通；下接頭13的內(nèi)圈與軸1之間形成有下接頭間隙ⅳ；下接頭間隙ⅳ與止推軸承腔相連通。

所述保護(hù)器的注油油路為：潛油電機(jī)的電機(jī)油從下接頭13與軸1之間的下接頭間隙ⅳ進(jìn)入，流經(jīng)止推軸承腔，之后進(jìn)入中間接頭間隙ⅲ；中間接頭間隙ⅲ內(nèi)的電機(jī)油一部分進(jìn)入護(hù)軸管間隙ⅱ，然后進(jìn)入上接頭間隙??；上接頭間隙ⅰ的電機(jī)油進(jìn)入溢流油道c流至單流閥5；與此同時(shí)，中間接頭間隙ⅲ內(nèi)的電機(jī)油另一部分經(jīng)護(hù)軸管接頭10的第二連通孔b進(jìn)入活塞下部腔體。

所述活塞裝置8活動(dòng)設(shè)置于護(hù)軸管9上；活塞裝置8的內(nèi)外圈分別與護(hù)軸管9和上殼體6之間設(shè)置有滑動(dòng)密封組件7，能夠?qū)崿F(xiàn)活塞裝置8的軸向運(yùn)動(dòng)。

所述止推軸承腔內(nèi)設(shè)置有止推軸承系統(tǒng)12，止推軸承系統(tǒng)12能夠限定軸1的軸向運(yùn)動(dòng)。

所述上接頭2與軸1之間設(shè)置有上接頭扶正套4，上接頭扶正套4的內(nèi)圈與軸1之間形成有上扶正套間隙；上扶正套間隙將護(hù)軸管間隙ⅱ與上接頭間隙ⅰ相連通。

所述中間接頭11與軸1之間設(shè)置有中間接頭扶正套15，中間接頭扶正套15的內(nèi)圈與軸1之間形成有中間扶正套間隙；中間扶正套間隙將中間接頭間隙ⅲ與止推軸承腔相連通。

所述上接頭2與中間接頭11之間設(shè)置上殼體6，上殼體6的內(nèi)腔作為所述活塞腔。

所述中間接頭11與下接頭13之間設(shè)置下殼體14，下殼體14的內(nèi)腔作為所述止推軸承腔。

所述活塞裝置8采用316l奧氏體不銹鋼材料。

正常工作狀態(tài)下，所述活塞下部腔體內(nèi)充滿電機(jī)油，而活塞上部腔體內(nèi)為井液；通過活塞裝置8、機(jī)械密封3、單流閥5將電機(jī)油與井液隔離開；電機(jī)油受熱膨脹，活塞下部腔體內(nèi)的電機(jī)油壓力升高，使活塞裝置8向上運(yùn)動(dòng)，活塞下部腔體的體積增大；電機(jī)油繼續(xù)膨脹，活塞下部腔體內(nèi)的電機(jī)油壓力不斷升高，活塞裝置8持續(xù)向上運(yùn)動(dòng)；當(dāng)活塞裝置8運(yùn)動(dòng)至與上接頭2接觸后，活塞裝置8無法繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，而電機(jī)油的壓力繼續(xù)升高；當(dāng)電機(jī)油的壓力達(dá)到單流閥5的開啟壓力時(shí)，電機(jī)油打開單流閥5，最后進(jìn)入活塞上部腔體；當(dāng)電機(jī)油受冷收縮時(shí)，活塞下部腔體內(nèi)的電機(jī)油壓力降低，使活塞裝置8向下運(yùn)動(dòng)，活塞下部腔體的體積減小。

本發(fā)明可以達(dá)到的技術(shù)效果是：

本發(fā)明能夠隔離井液和電機(jī)油，防止井液進(jìn)入電機(jī)，從而保護(hù)潛油電機(jī)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)油的熱膨脹呼吸作用，而且能夠滿足耐腐蝕、耐高溫的使用要求。

本發(fā)明利用潛油電機(jī)在不同工況下的工作溫度所產(chǎn)生的電機(jī)油壓力，使活塞裝置隨電機(jī)油壓力的不同而運(yùn)動(dòng)，通過調(diào)節(jié)活塞上下部腔體的容積來平衡電機(jī)油與井液的壓差，實(shí)現(xiàn)電機(jī)油的熱膨脹呼吸作用。

本發(fā)明將現(xiàn)有膠囊式保護(hù)器的長期使用溫度界限由180℃提高至300℃以上，大大的拓展了潛油電泵的應(yīng)用范圍。

附圖說明

本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，以下說明僅是示意性地說明本發(fā)明的原理，所述原理可按多種方式應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)許多不同的可替代實(shí)施方式。這些說明僅用于示出本發(fā)明的教導(dǎo)內(nèi)容的一般原理，不意味著限制在此所公開的發(fā)明構(gòu)思。

結(jié)合在本說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分的附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施方式，并且與上文的總體說明和下列附圖的詳細(xì)說明一起用于解釋本發(fā)明的原理。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明：

圖1是本發(fā)明活塞式潛油電泵高溫保護(hù)器的示意圖。

圖中附圖標(biāo)記說明：

1為軸，2為上接頭，

3為機(jī)械密封，4為上接頭扶正套，

5為單流閥，6為上殼體，

7為滑動(dòng)密封組件，8為活塞裝置，

9為護(hù)軸管，10為護(hù)軸管接頭，

11為中間接頭，12為止推軸承系統(tǒng)，

13為下接頭，14為下殼體，

15為中間接頭扶正套，

ⅰ為上接頭間隙，ⅱ為護(hù)軸管間隙，

ⅲ為中間接頭間隙，ⅳ為下接頭間隙，

ⅴ為上腔體，

a為第一連通孔，b為第二連通孔，

c為溢流油道。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于所描述的本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在無需創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。除非另外定義，此處使用的技術(shù)術(shù)語或者科學(xué)術(shù)語應(yīng)當(dāng)為本發(fā)明所屬領(lǐng)域內(nèi)具有一般技能的人士所理解的通常意義。本文中使用的“第一”、“第二”以及類似的詞語并不表示任何順序、數(shù)量或者重要性，而只是用來區(qū)分不同的組成部分?！鞍ā钡阮愃频脑~語意指出現(xiàn)該詞前面的元件或者物件涵蓋出現(xiàn)在該詞后面列舉的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件?！斑B接”或者“相連”等類似的詞語并非限定于物理的或者機(jī)械的連接，而是可以包括電性的連接，不管是直接的還是間接的?！吧稀?、“下”等僅用于表示相對位置關(guān)系，當(dāng)被描述對象的絕對位置改變后，則該相對位置關(guān)系也可能相應(yīng)地改變。

如圖1所示，本發(fā)明活塞式潛油電泵高溫保護(hù)器，包括軸1，軸1的上端連接上接頭2，軸1的中部連接中間接頭11，軸1的下端連接下接頭13；

上接頭2的內(nèi)圈與軸1之間形成有上接頭間隙??；

中間接頭11的內(nèi)圈與軸1之間形成有中間接頭間隙ⅲ；

下接頭13的內(nèi)圈與軸1之間形成有下接頭間隙ⅳ；

上接頭2與軸1之間設(shè)置有上接頭扶正套4，上接頭扶正套4的內(nèi)圈與軸1之間形成有上扶正套間隙；上扶正套間隙將護(hù)軸管間隙ⅱ與上接頭間隙ⅰ相連通；

軸1的中部套設(shè)有護(hù)軸管9，護(hù)軸管9的內(nèi)圈與軸1之間形成有護(hù)軸管間隙ⅱ；護(hù)軸管間隙ⅱ的一端與上接頭間隙ⅰ相連通，護(hù)軸管間隙ⅱ的另一端與中間接頭間隙ⅲ相連通；

上接頭扶正套4位于護(hù)軸管9的上方；

護(hù)軸管9的上端連接上接頭2的下端內(nèi)圈；護(hù)軸管9的下端通過護(hù)軸管接頭10連接中間接頭11的上端內(nèi)圈；

上接頭2的下端外圈連接上殼體6的上端，上殼體6的下端連接中間接頭11的上端外圈；上殼體6的內(nèi)腔作為活塞腔；

護(hù)軸管9上活動(dòng)設(shè)置有活塞裝置8，活塞裝置8將上殼體6的內(nèi)腔分隔為活塞上部腔體和活塞下部腔體；活塞裝置8的內(nèi)外圈分別與護(hù)軸管9和上殼體6之間設(shè)置有滑動(dòng)密封組件7，能夠?qū)崿F(xiàn)活塞裝置8的軸向運(yùn)動(dòng)；滑動(dòng)密封組件7不僅能夠?qū)崿F(xiàn)活塞裝置8與護(hù)軸管9之間以及活塞裝置8與上殼體6之間的密封，而且能夠?qū)钊b置8相對于上殼體6的軸向運(yùn)動(dòng)起到導(dǎo)向作用；

活塞裝置8采用316l奧氏體不銹鋼材料，具有耐腐蝕、耐高溫的特性；

滑動(dòng)密封組件7不僅能夠隔離活塞上部腔體和活塞下部腔體，而且能夠起到扶正作用，保證活塞裝置8移動(dòng)順暢；

上接頭2的上端形成有上腔體ⅴ；上接頭2開設(shè)有第一連通孔a，第一連通孔a將活塞上部腔體與上腔體ⅴ相連通；

護(hù)軸管接頭10開設(shè)有第二連通孔b，第二連通孔b將活塞下部腔體與中間接頭間隙ⅲ相連通；

軸1的上端與上接頭2的內(nèi)端面之間設(shè)置有機(jī)械密封3；機(jī)械密封3將上接頭間隙ⅰ與上腔體ⅴ隔離開；

上接頭2內(nèi)設(shè)置有溢流油道c，溢流油道c將上接頭間隙ⅰ與活塞上部腔體相連通；溢流油道c內(nèi)設(shè)置有單流閥5，以使溢流油道c內(nèi)的液體流向?yàn)橛缮舷蛳?即從上接頭間隙ⅰ流向活塞上部腔體)；

中間接頭11的下端外圈連接下殼體14的上端，下殼體14的下端連接下接頭13的上端外圈；下殼體14的內(nèi)腔作為止推軸承腔；止推軸承腔與下接頭間隙ⅳ相連通；

中間接頭11與軸1之間設(shè)置有中間接頭扶正套15，中間接頭扶正套15的內(nèi)圈與軸1之間形成有中間扶正套間隙；中間扶正套間隙將中間接頭間隙ⅲ與止推軸承腔相連通；

下殼體14的內(nèi)腔設(shè)置有止推軸承系統(tǒng)12。

使用時(shí)，軸1的下端連接潛油電機(jī)軸，下接頭13連接潛油電機(jī)殼體；軸1的上端連接泵軸，上接頭2連接泵殼體；井液從上接頭2的上腔體ⅴ經(jīng)第一連通孔a進(jìn)入活塞上部腔體。

本發(fā)明的注油油路如下：

潛油電機(jī)的電機(jī)油從下接頭13與軸1之間的下接頭間隙ⅳ進(jìn)入，流經(jīng)止推軸承系統(tǒng)12，之后通過中間接頭扶正套15與軸1之間的中間扶正套間隙進(jìn)入中間接頭間隙ⅲ；

中間接頭間隙ⅲ內(nèi)的電機(jī)油一部分進(jìn)入護(hù)軸管間隙ⅱ，經(jīng)上扶正套間隙進(jìn)入上接頭間隙?。簧辖宇^間隙ⅰ的電機(jī)油經(jīng)溢流油道c流至單流閥5；與此同時(shí)，中間接頭間隙ⅲ內(nèi)的電機(jī)油另一部分經(jīng)護(hù)軸管接頭10的第二連通孔b進(jìn)入活塞下部腔體。

本發(fā)明的工作原理如下：

正常工作狀態(tài)下，活塞下部腔體內(nèi)充滿電機(jī)油，而活塞上部腔體內(nèi)為井液；通過活塞裝置8、上接頭2內(nèi)端面的機(jī)械密封3、單流閥5將電機(jī)油與井液隔離開；

當(dāng)電機(jī)油受熱膨脹時(shí)，活塞下部腔體內(nèi)的電機(jī)油壓力升高，使活塞裝置8向上運(yùn)動(dòng)，活塞下部腔體的體積增大，從而能夠容納膨脹的電機(jī)油；

電機(jī)油繼續(xù)膨脹，活塞下部腔體內(nèi)的電機(jī)油壓力不斷升高，活塞裝置8持續(xù)向上運(yùn)動(dòng)；

當(dāng)活塞裝置8運(yùn)動(dòng)至與上接頭2接觸后，活塞裝置8無法繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，而電機(jī)油的壓力繼續(xù)升高；當(dāng)電機(jī)油的壓力達(dá)到單流閥5的開啟壓力時(shí)，電機(jī)油通過上接頭間隙ⅰ流經(jīng)溢流油道c并打開單流閥5，最后進(jìn)入活塞上部腔體；

當(dāng)電機(jī)油受冷收縮時(shí)，電機(jī)油按照上述注油油路的相反方向向下流動(dòng)；隨著電機(jī)油不斷收縮，活塞下部腔體內(nèi)的電機(jī)油壓力降低，使活塞裝置8向下運(yùn)動(dòng)，活塞下部腔體的體積減小，以補(bǔ)充潛油電機(jī)所需的電機(jī)油，并達(dá)到平衡狀態(tài)。

本發(fā)明在使用過程中，當(dāng)潛油電機(jī)的電機(jī)油溫度過高時(shí)，電機(jī)油能夠打開單流閥5并進(jìn)入活塞上部腔體，從而使活塞下部腔體的壓力降低，并達(dá)到一個(gè)新的平衡狀態(tài)，因此本發(fā)明的耐溫范圍更大。本發(fā)明中單流閥5的設(shè)置，使活塞下部腔體內(nèi)的電機(jī)油只能經(jīng)經(jīng)溢流油道c進(jìn)入活塞上部腔體，而活塞上部腔體內(nèi)的井液是不能進(jìn)入活塞下部腔體的。

雖然在上文中詳細(xì)說明了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說顯而易見的是，能夠?qū)@些實(shí)施方式進(jìn)行各種修改和變化。但是，應(yīng)理解，這種修改和變化都屬于權(quán)利要求書中所述的本發(fā)明的范圍和精神之內(nèi)。而且，在此說明的本發(fā)明可有其它的實(shí)施方式，并且可通過多種方式實(shí)施或?qū)崿F(xiàn)。