[发明专利]一种活塞式保护器

说明书

技术领域

本发明涉及到井下钻具电机技术领域，尤其涉及一种适用于井下钻具电机的活塞式保护器。

背景技术

电机在井下工作时处在高温和高压环境下，高温使电机内部介质膨胀，而电机外部的高压环境也使电机内、外部产生很大的压差，内部介质的膨胀和内外部巨大压差的存在使电机无法实现密封，同时也会对电机的结构部件产生巨大的破坏。因此，在井下工作的电机常常会设置保护器，保护器的主要作用就是平衡电机内部与电机外部的压力，使电机内、外部压差变小或不存在压差。

公开号为CN 201726224U，公开日为2011年01月26日的中国专利文献公开了一种金属波纹管式高温电机保护器，包括上接头、下接头，下接头上方安装有止推轴承座，止推轴承座上方安装有止推轴承，止推轴承上方有中间接头，中间接头上方安装有金属波纹管储油腔，其特征在于：所述的金属波纹管储油腔包括护轴管，护轴管底部螺纹连接护轴管短节，护轴管短节上开有使护轴管内外相通的斜通孔，护轴管短节外圆周的环形凸上固定有大波纹管，大波纹管上方固定有相对于护轴管能够滑动的盖板，盖板上端面固定有小波纹管，小波纹管上方固定有定位套，定位套套在护轴管的上端，大波纹管及小波纹管与护轴管之间的环腔为储油腔。

该专利文献公开的金属波纹管式高温电机保护器，大波纹管固定在护轴管短节外圆周的环形凸上，大波纹管上方固定盖板，盖板上端面固定小波纹管，这种结构，其平衡内外压差是通过大波纹管推动盖板实现，小波纹管的作用相当有限，由于电机长期处在高温高压环境中，使用一段时间后，大波纹管与盖板之间容易产生间隙，导致内外压差难以实现自平衡，导致保护器失去保护作用，影响电机的正常运行。

公开号为CN 203488422U，公开日为2014年03月19日的中国专利文献公开了一种自动式免注油潜油电机保护器，包括位于保护器下端与潜油电机连接的下接头，其特征是：下接头内腔中有固定在中心轴上的挡板，挡板下部通过弹簧连接活塞，活塞上固定有O环，下接头的轴孔油路下部有单流阀。

该专利文献公开的自动式免注油潜油电机保护器，由于结构设计不合理，尤其是连接活塞的弹簧，长期使用后，弹性力下降，活塞难以在弹簧的作用下通过O环封闭环空油路，且外部介质容易直接接触O环，致使O环损坏，导致内外压差难以实现自平衡，进而使保护器失去保护作用，影响电机的正常运行。

发明内容

本发明为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种活塞式保护器，本发明通过双活塞结构，实现了内外压差的自平衡，且有效降低了整个保护器工作过程中的压力脉动，提高了工作可靠性，从而能够保障电机长时间正常稳定的运行。

本发明通过下述技术方案实现：

一种活塞式保护器，包括壳体和连接内部介质腔的支座，支座固定在壳体上，其特征在于：还包括固定在支座上的活塞杆，活塞杆位于壳体内，所述活塞杆与壳体之间通过密封圈连接有第一活塞和与外部介质腔相通的第二活塞，所述第一活塞、第二活塞、壳体和活塞杆围成过渡腔，所述第一活塞、壳体、活塞杆和支座围成稀油腔，所述支座上开有通油孔，通油孔分别与稀油腔和内部介质腔连通。

所述过渡腔内装有弹性元件。

所述弹性元件为弹簧，弹簧的一端与第一活塞连接，弹簧的另一端与第二活塞连接。

所述弹性元件为气体，气体充满过渡腔。

所述弹性元件为弹簧和气体。

所述第二活塞与壳体之间开有外环密封油脂腔，第二活塞与活塞杆之间开有内环密封油脂腔。

所述第二活塞与壳体之间设置有与外部介质腔接触的外圈抗污环，外圈抗污环套在第二活塞上，第二活塞与活塞杆之间设置有与外部介质腔接触的内圈抗污环，内圈抗污环套在活塞杆上。

所述活塞杆的内部设置有流通腔，流通腔分别与外部介质腔和内部介质腔连通。

所述壳体与支座通过螺纹连接或法兰连接。

所述支座上套有O环，支座与壳体通过法兰固定连接。

本发明的工作原理如下：

电机在下井过程中，随着外部介质压力和温度的升高，由于外部介质腔压力的增加以及过渡腔内弹性元件的高度可压缩性，第二活塞将向右侧移动，同时，通过通油孔进入稀油腔内的油，由于具有热膨胀性，将推动第一活塞向左侧移动，使外部介质腔、过渡腔、稀油腔和内部介质腔的压力达到自动平衡，实现保护器对电机的压力补偿保护。