[发明专利]高温潜油电机保护器

说明书

技术领域

本发明属于高温油井举升技术领域，特别是涉及一种能够有效解决高温水平井或斜井潜油电泵密封防护的高温潜油电机保护器。

背景技术

高温电机是高温电潜泵的关键部件之一。因为工作在井下，必须禁止井液进入高温电机。高温潜油电机保护器的功能主要是使电机腔体内外压力平衡，隔离井液与电机油，避免井液进入电机内部。另外，还承担泵轴的重量和泵轮工作时产生的轴向力，这些力是通过轴端接触传递到保护器中平面轴承上的。低温电潜泵保护器通常使用沉淀式保护器和胶囊式保护器。但是高温井多为水平井或斜井，井温高达200℃以上。沉淀式保护器不适用于水平放置或倾斜放置，而胶囊式保护器的弹性囊没有足够的抗拉强度和耐温性，因此这两种保护器都不适用于高温井。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种高温潜油电机保护器，该保护器适用于高温直接水平或斜井的电机腔体，使电机腔体内外压力平衡，隔离井液与电机油，避免井液进入电机内部，加入护轴管组件和甩沙器组件延长了高温电机的使用寿命。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，一种高温潜油电机保护器，包括壳体，在壳体内设置有保护器轴，保护器轴的下端通过平面轴承设置在壳体内，上端固定有甩沙器组件，保护器轴的中部通过护轴管组件设置在壳体内；在甩沙器组件下侧的壳体内设置具有第一斜孔和第二斜孔的保护器头，所述甩沙器组件与保护器头之间形成具有机械密封的机械密封腔，甩沙器组件上侧的腔体通过设置在甩沙器组件内的井液通孔与机械密封腔相连通，在保护器头上设置有安全阀，所述安全阀的内侧与保护器腔相连通；在保护器头内的保护器轴上由上至下依次固定有轴套和甩油帽，机械密封与轴套之间的保护器腔通过第一斜孔与保护器头下侧的保护器腔相连通，轴套与甩油帽之间的保护器腔通过第二斜孔与保护器头下侧的保护器腔相连通；在保护器头与护轴管组件之间的壳体内设置有波纹管组件，所述波纹管组件由内管和外管组成，内管与外管之间形成的夹层空间通过呼吸孔与机械密封腔相连通；所述护轴管组件由第一支撑体和护轴管组成，第一支撑体固定在壳体内，在第一支撑体内设置有第一外衬套，所述第一外衬套与设置在保护器轴上的第一内衬套组成一对摩擦副；所述护轴管设置在保护器轴的外侧，与保护器轴之间留有间隙，其一端与第一支撑体相连接，另一端与保护器头的内孔滑动配合，在护轴管与保护器头的内孔之间设置有O型密封圈，在护轴管的上端设置有通油孔，所述通油孔与保护器腔相连通；在护轴管组件下侧的壳体内设置具有第三斜孔的中间体，中间体两侧的腔体通过第三斜孔相连通，在第一支撑体内设置有第一电机油孔，护轴管组件与中间体之间的腔体通过第一电机油孔同护轴管与保护器轴之间的间隙相连通；在中间体上设置有注油阀，所述注油阀的内侧与保护器腔相连通；在壳体的下端设置具有第二电机油孔的尾座，尾座两侧的腔体通过第二电机油孔相连通，在尾座的下端安装有运输帽。

所述波纹管组件由若干节组成，各节由波纹管头、导向环和波纹管底连成一体，各节的夹层空间相连通。

所述波纹管组件的材料为具有良好的抗腐蚀性能和耐高温性能的不锈钢膜片。

所述波纹管组件为双层结构。

所述甩沙器组件由第二支撑体和甩沙轮组成，第二支撑体固定在壳体内，甩沙轮固定在保护器轴上，在第二支撑体内设置有第二外衬套，所述第二外衬套与设置在保护器轴上的第二内衬套组成一对摩擦副。

所述甩沙器组件的第二外衬套和第二内衬套均由耐高温耐磨损的材料制成。

所述护轴管组件的第一外衬套和第一内衬套均由耐高温耐磨损的材料制成。

本发明的有益效果：

1、本发明的保护器腔与电机腔体互相连通，并用机械密封封闭起来，腔体上端设有一个安全阀，当腔体内部压力超过设定值时，安全阀开启，放出部分电机油，使腔内压力保持在设定值以下，以保证机组安全，因此机组可以在水平井或斜井中安全工作。

2、当电机油膨胀，本发明的波纹管被压缩时，夹层空间的井液从呼吸孔排出；收缩时波纹管被拉长，井液从呼吸孔进入夹层空间，从而使机组内外压力平衡。

3、护轴管组件可使保护器的工作寿命延长。在波纹管放松到自由长度状态以后，护轴管组件可使从机械密封摩擦副渗入的井液沉落到保护器腔底部。随着时间的推延，井液液面逐渐升高，直到升至护轴管上端的通油孔，保护器寿命结束。也就是说有了护轴管组件就可使动态平衡工作过程中的缓慢渗漏积累成保护器的工作寿命。如果没有护轴管组件，渗入的井液就进入电机腔内，使电机短路烧毁。