[发明专利]用于多层非常规天然气同井道合采两级压差式高效潜水泵

说明书

用于多层非常规天然气同井道合采两级压差式高效潜水泵，包括自上而下依次连接且同中心线设置的上端盖、上圆筒壳、中上盖板、圆锥筒壳、中下盖板、下圆筒壳和下端盖，上圆筒壳内同轴线设有上空心轴电机，上空心轴电机的空心轴同轴线固定连接有粗内螺旋管，下圆筒壳内同轴线设有下空心轴电机，下空心轴电机的空心轴同轴线固定连接有细内螺旋管。本发明的两级压差式高效潜水泵原理科学，结构简单，可数只同时串联使用，能根据不同的井下工况定制不同的潜水泵安装方案，在降低能源消耗的同时提高了工作效率。

技术领域

本发明属于潜水泵技术领域，应用于多层非常规天然气（包括煤层气、页岩气、致密砂岩器等），具体为用于多层非常规天然气同井道合采两级压差式高效潜水泵。

背景技术

潜水泵是一种将泵体和电机均置入水中工作的机械设备，是深井提水的重要设备。潜水泵依据其工作原理可分为两类，一种是叶轮式泵，如离心泵，另一种是容积式泵，如螺杆泵。离心泵靠叶轮旋转时产生的离心力来输送液体，其结构简单，工作可靠，可应用于各种生产生活场景，但由于其体积较大，故不适用于直径较小的矿井中；螺杆泵是依靠泵体与螺杆所形成的啮合空间容积变化和移动来输送液体的回转泵，因其泵体细长，故在矿井中广泛使用。现有螺杆泵的结构均采用普通电机直驱螺杆的形式，因此在使用时螺杆泵必须潜至井底，这对某些需要进行特定岩层液体分采的油气井来讲并不适用。申请CN201420547777.5的实用新型中提出一种使用空心轴电机作为驱动的潜水泵，由于空心轴的（内螺旋管）直径过小，此潜水泵的工作效率低下。

发明内容

本发明的目的在于提供用于多层非常规天然气同井道合采两级压差式高效潜水泵，该潜水泵结构紧凑、可固定在井道内部任何深度，且扬程高，工作效率高。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：用于多层非常规天然气同井道合采两级压差式高效潜水泵，包括自上而下依次连接且同中心线设置的上端盖、上圆筒壳、中上盖板、圆锥筒壳、中下盖板、下圆筒壳和下端盖，上圆筒壳内同轴线设有上空心轴电机，上空心轴电机的空心轴同轴线固定连接有粗内螺旋管，下圆筒壳内同轴线设有下空心轴电机，下空心轴电机的空心轴同轴线固定连接有细内螺旋管，圆锥筒壳为上粗下细的圆锥筒结构，粗内螺旋管下端与圆锥筒壳上端口转动且密封连接，粗内螺旋管上端与上端盖的内圆转动且密封连接，细内螺旋管上端与圆锥筒壳下端口转动且密封连接，细内螺旋管下端与下端盖的内圆转动且密封连接，粗内螺旋管内壁设有上内螺旋叶片，细内螺旋管内壁设有下内螺旋叶片。

上端盖通过第一螺钉与上圆筒壳固定连接，上圆筒壳下端通过第二螺钉与中上盖板上表面外圆周固定连接，中下盖板下表面外圆通过第三螺钉与下圆筒壳上端固定连接，下端盖上表面外圆通过第四螺钉与下圆筒壳下端固定连接，中上盖板内圆与圆锥筒壳上端焊接为一体，中下盖板内圆与圆锥筒壳下端焊接为一体。

粗内螺旋管上端外圆通过第一轴承及第一密封圈与上端盖内圆转动且密封连接，粗内螺旋管下端外圆通过第二轴承及第二密封圈与中上盖板内圆转动且密封连接，细内螺旋管上端外圆通过第三轴承及第三密封圈与中下盖板内圆转动且密封连接，细内螺旋管下端外圆通过第四轴承及第四密封圈与下端盖内圆转动且密封连接。

上圆筒壳下部外圆和下圆筒壳上部外圆之间设有橡胶套，中下盖板和中上盖板之间设有用于驱动橡胶套径向扩张的径向膨胀驱动机构。

径向膨胀驱动机构包括设置在中下盖板上的磁铁控制器和沿圆锥筒壳圆周方向均匀间隔布置的至少三个支架，每个支架上均设有推拉式电磁铁，推拉式电磁铁的推拉杆沿圆锥筒壳的径向方向设置，推拉杆的外端固定设有弧形推板，弧形推板的外圆与橡胶套内圆贴合，磁铁控制器与推拉式电磁铁电连接。

上空心轴电机通过上定位安装结构与上圆筒壳连接，下空心轴电机通过下定位安装结构与下圆筒壳连接。

上定位安装结构和下定位安装结构的结构相同；上定位安装结构包括沿竖向设置在上圆筒壳内壁的三条卡槽，卡槽下端设有挡块，上空心轴电机的外圆设有三条凸棱条，三条凸棱条对应插接安装在三条卡槽内，凸棱条下端与挡块压接。