用在鉆孔中的潛水泵總成的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及用在鉆孔中的潛水泵總成，包括具有縱向軸線(xiàn)的螺桿泵和/或偏心螺桿泵。潛水泵總成進(jìn)一步包括驅(qū)動(dòng)器和用于承受并轉(zhuǎn)移發(fā)生在螺桿泵和/或偏心螺桿泵操作期間的軸向和/或徑向力的軸承裝置。驅(qū)動(dòng)器通過(guò)第一耦合連桿布置在螺桿泵和/或偏心螺桿泵的一端處，且軸承裝置通過(guò)第二耦合連桿沿著縱向軸線(xiàn)被分配在螺桿泵和/或偏心螺桿泵的另一端處。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用在鉆孔中的潛水泵總成

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1前序部分特征所述的用在鉆孔中的潛水泵總成。

【背景技術(shù)】
[0002]從現(xiàn)有技術(shù)可已知用在鉆孔中的潛水泵，現(xiàn)有技術(shù)的潛水泵例如是NSPCP(耐馳(Netzsch)潛水PCP =來(lái)自耐馳的潛水偏心螺桿泵)或ESPCP (=電動(dòng)潛水偏心螺桿泵)。在這些潛水泵中，在下端設(shè)置潛水馬達(dá)，其通過(guò)耦合連桿驅(qū)動(dòng)位于上方的偏心螺桿泵。與常規(guī)使用的向心泵相比，使用偏心螺桿泵的優(yōu)點(diǎn)在于能傳送具有更高粘度的產(chǎn)品，例如是具有更尚沙粒和石錯(cuò)成分的廣品。
[0003]為了能承受由傳送壓力引起的軸向力，用于承載耦合連桿的軸承裝置通常被直接布置在潛水馬達(dá)的上方或在連接到潛水馬達(dá)的齒輪單元的上方。
[0004]DE 10258666 Al描述了用在鉆孔中的具有螺桿或偏心螺桿泵的潛水泵裝置，其中承受軸向和徑向力的耦合部件布置在緩慢旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)器和螺桿或偏心螺桿泵之間。
[0005]DE 19848792 Cl描述了用在鉆孔中的潛水泵裝置，其包括在驅(qū)動(dòng)器和偏心螺桿泵之間的齒輪單元和補(bǔ)償器。齒輪級(jí)(gear stage)用來(lái)減慢在齒輪殼體中的輸入軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。補(bǔ)償器使在齒輪殼體中的潤(rùn)滑液體壓力與環(huán)境壓力一致。為了使齒輪級(jí)產(chǎn)生的熱量均勻地分布在潤(rùn)滑液體上，補(bǔ)償器在齒輪殼體內(nèi)布置在齒輪級(jí)旁邊且被集成到潤(rùn)滑液體回路中。
[0006]這些裝置的本質(zhì)缺點(diǎn)在于下述事實(shí):在驅(qū)動(dòng)器和螺桿或偏心螺桿泵之間的細(xì)長(zhǎng)且快速運(yùn)行的耦合連桿由于顯著的軸向力而具有易于彎曲的趨勢(shì)且然后會(huì)碰撞殼體管道。這會(huì)導(dǎo)致耦合連桿和殼體管道之間的摩擦且因此磨損這些組件，因而這些組件經(jīng)常需要被更換或替代。
[0007]本發(fā)明的問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，特別是要防止由于作用在耦合連桿上的軸向力而引起的耦合連桿的彎曲。
[0008]上述問(wèn)題由包括權(quán)利要求1特征的潛水泵總成來(lái)解決。進(jìn)一步的有利實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中描述。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明涉及用在鉆孔中的潛水泵總成。具體而言，鉆孔被理解為指鉆入地下的用于傳送原油和天然氣的孔。具體而言，潛水泵總成包括具有縱向軸線(xiàn)的螺桿泵和/或偏心螺桿泵，其用于在向上引導(dǎo)的傳送方向(即，朝向地表的傳送方向)上傳送布置在鉆孔中的上行管道中的介質(zhì)。螺桿泵和/或偏心螺桿泵優(yōu)選地由驅(qū)動(dòng)器(特別是馬達(dá))驅(qū)動(dòng)。潛水泵總成還包括軸承裝置。軸承裝置用于承受和轉(zhuǎn)移在螺桿泵和/或偏心螺桿泵操作期間引起的軸向和/或徑向力。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，驅(qū)動(dòng)器通過(guò)第一耦合連桿沿著縱向軸線(xiàn)布置在螺桿泵和/或偏心螺桿泵的一端。軸承裝置通過(guò)第二耦合連桿沿著縱向軸線(xiàn)分配到螺桿泵和/或偏心螺桿泵的另一端。具體而言，軸承裝置因此分配到螺桿泵和/或偏心螺桿泵的轉(zhuǎn)子遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)器的端部處。
[0011]在用在鉆孔中的潛水泵總成的設(shè)計(jì)中，驅(qū)動(dòng)器優(yōu)選地布置在螺桿泵和/或偏心螺桿泵的下面。具體而言，在驅(qū)動(dòng)器和螺桿泵和/或偏心螺桿泵的轉(zhuǎn)子之間布置第一耦合連桿，其將驅(qū)動(dòng)能量傳送給轉(zhuǎn)子。潛水泵總成的軸承裝置在鉆孔中布置在螺桿泵和/或偏心螺桿泵的上方。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，O形的可調(diào)節(jié)的支撐軸承被用作軸承裝置。后者即軸承裝置可承受軸向力和徑向力且將它們轉(zhuǎn)移給周?chē)慕Y(jié)構(gòu)，其中承受軸向和徑向力的功能在軸向軸承和徑向軸承之間劃分。在可調(diào)節(jié)的支撐軸承中，兩個(gè)軸承相對(duì)彼此夾緊且僅有微小的傾斜游隙。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，軸承裝置是軸承單元的組件。螺桿泵和/或偏心螺桿泵包括轉(zhuǎn)子和定子，其中用于傳送驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)能量到轉(zhuǎn)子的第一耦合連桿布置在位于鉆孔中下方的驅(qū)動(dòng)器和位于驅(qū)動(dòng)器上方的該螺桿泵和/或偏心螺桿泵的轉(zhuǎn)子之間。而且，第二耦合連桿布置在轉(zhuǎn)子遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)器的端部和軸承單元之間。
[0014]軸承單元優(yōu)選地通過(guò)緊固裝置連接到第二耦合連桿和/或包圍第二耦合連桿的殼體管道上。而且，軸承單元可包括在緊固裝置和軸承裝置之間的區(qū)域中的滑動(dòng)環(huán)密封件，其用于密封軸承單元的內(nèi)部。具體而言，滑動(dòng)環(huán)密封件在軸承單元的下端相對(duì)于所傳送介質(zhì)氣密性地密封軸承的內(nèi)部。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所傳送介質(zhì)在鉆孔中的軸承單元周?chē)鲃?dòng)，其結(jié)果是軸承裝置的熱量被帶走。
[0016]軸承單元還可包括壓力補(bǔ)償活塞，其用于補(bǔ)償在軸承裝置的潤(rùn)滑劑和所傳送介質(zhì)之間的壓力差。壓力補(bǔ)償活塞防止軸承單元的潤(rùn)滑油被受污染的傳送介質(zhì)所污染，使得壓力補(bǔ)償活塞能補(bǔ)償軸承單元的潤(rùn)滑油和所傳的介質(zhì)之間的壓力差。
[0017]在根據(jù)本發(fā)明的潛水泵總成中，螺桿泵和/或偏心螺桿泵的軸向和/或徑向力通過(guò)軸承單元被轉(zhuǎn)換為張力。在根據(jù)本發(fā)明的潛水泵軸承中，將所述軸向力作為作用于位于螺桿泵和/或偏心螺桿泵上方且在傳送流中的軸承單元的軸承裝置上的張力承受，而不是如現(xiàn)有技術(shù)中已知的那樣，將軸向力作為作用于位于偏心螺桿泵下面且在偏心螺桿泵和潛水馬達(dá)之間的軸承裝置上的壓縮力支撐。由于減少了耦合連桿的壓曲力，因此軸承單元特別地用來(lái)保護(hù)耦合連桿。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]以下將借助于附圖更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的示例及其優(yōu)點(diǎn)。為了更清楚明晰而簡(jiǎn)化了一些所呈現(xiàn)的形式且相對(duì)于其它元件而言放大了另一些形式，因此在附圖中各個(gè)元件相對(duì)于彼此的尺寸比例并不總是對(duì)應(yīng)于實(shí)際的尺寸比例。
[0019]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的具有用在鉆孔中的軸承單元的潛水泵總成。
[0020]圖2示出了根據(jù)圖1的潛水泵總成的軸承單元。
[0021]參考標(biāo)記列表
[0022]I潛水泵總成
[0023]2驅(qū)動(dòng)器
[0024]3偏心螺桿泵
[0025]4泵殼體
[0026]5抽吸口
[0027]6轉(zhuǎn)子
[0028]7定子
[0029]8耦合連桿
[0030]9耦合連桿
[0031]10軸承單元
[0032]11軸承殼體
[0033]12軸承裝置
[0034]13可調(diào)節(jié)的支撐軸承
[0035]15壓力補(bǔ)償活塞
[0036]16滑動(dòng)環(huán)密封件
[0037]20殼體管道
[0038]30襯套
[0039]40緊固裝置
[0040]BL鉆孔
[0041]FR傳送方向
[0042]FS傳送流
[0043]L縱向軸線(xiàn)
[0044]M馬達(dá)
[0045]SR上行管道

【具體實(shí)施方式】
[0046]相同的參考標(biāo)記用于本發(fā)明的相同的或具有相同作用的元件。而且，為清楚起見(jiàn)，在各個(gè)附圖中僅呈現(xiàn)了為描述給定附圖所需的參考標(biāo)記。所表現(xiàn)的實(shí)施例僅表現(xiàn)了關(guān)于如何實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的裝置的示例，且并不表示決定性的限定。
[0047]圖1示出的是用在鉆孔BL中的具有軸承單元10的潛水泵總成I。襯套30通常設(shè)置在鉆孔BL中，所述襯套用于穩(wěn)固鉆孔BL。潛水泵總成I包括具有縱向軸線(xiàn)L的偏心螺桿泵3、用于驅(qū)動(dòng)偏心螺桿泵3的驅(qū)動(dòng)器2 (例如馬達(dá)M)以及軸承裝置12，軸承裝置12用于承受并轉(zhuǎn)移在偏心螺桿泵3的操作期間發(fā)生的軸向和/或徑向力。
[0048]潛水泵總成I布置在鉆孔BL中，特別是以驅(qū)動(dòng)器2形成潛水泵總成I的下端的方式。在潛水泵總成I的上面布置的是上行管道SR，在管道SR中所傳送介質(zhì)的液體流FS在傳送方向FR上向上升。
[0049]偏心螺桿泵3包括具有抽吸口 5的泵殼體4，該抽吸口用于在傳送方向FR上傳送介質(zhì)。此外，偏心螺桿泵3包括定子7和轉(zhuǎn)子6。轉(zhuǎn)子6通過(guò)布置在泵殼體4中的被直接驅(qū)動(dòng)的耦合連桿8連接到外部驅(qū)動(dòng)器2。轉(zhuǎn)子6的另一端通過(guò)另外的耦合連桿9連接到軸承單元10，耦合連桿9由殼體管道20包圍。具體而言，軸承單元10因此在鉆孔BL內(nèi)形成潛水泵總成I的上端，且直接鄰接上行管道SR。
[0050]所傳送介質(zhì)的液體流FS在殼體管道20內(nèi)流過(guò)上部耦合連桿9的周?chē)?。布置在耦合連桿9的上端且相對(duì)于轉(zhuǎn)子6設(shè)置的是軸承單元10，其具體地呈現(xiàn)在圖2中。具體而言，提供緊固裝置40，其連接殼體管道20和軸承單元10。
[0051]圖2示出根據(jù)圖1的潛水泵總成I的軸承單元10。軸承單元10特別用于引導(dǎo)上部耦合連桿9和用于將在偏心螺桿泵3 (相較于圖1)的操作期間引起的軸向力傳輸給周?chē)慕Y(jié)構(gòu)。軸承單元10包括軸承殼體11和布置在其中的軸承裝置12。軸承裝置12提供能承受軸向和徑向力且為偏心螺桿泵3的可靠操作所需的耦合件。
[0052]軸承裝置可以是例如所謂的固定軸承，其能承受軸向力和徑向力兩者且將它們兩者轉(zhuǎn)移給周?chē)慕Y(jié)構(gòu)，特別是轉(zhuǎn)移給軸承殼體11?；蛘?，可使用所謂的獨(dú)立式軸承裝置(separate bearing arrangement)，其中承受軸向和徑向力的功能在軸向軸承和徑向軸承之間劃分。在如圖所示的實(shí)施例的示例中，所謂的可調(diào)節(jié)的支撐軸承(adjusted supportbearing) 13被用作軸承裝置12。軸向軸承和徑向軸承的調(diào)節(jié)被理解為指對(duì)兩個(gè)軸承相對(duì)于彼此的所界定的夾緊。由于在O形設(shè)計(jì)中的壓力中心間的間隔更大此軸承裝置12、13在O形設(shè)計(jì)中較X設(shè)計(jì)(未顯示)能承受更大的傾斜力矩。
[0053]軸承單元10的上部自由端布置且緊固在上行管道SR的下端處。壓力補(bǔ)償活塞15設(shè)置在軸承裝置12和上行管道SR之間。在軸承裝置12的潤(rùn)滑油和所傳送的介質(zhì)之間的壓力差由壓力補(bǔ)償活塞15補(bǔ)償。因此這有效地防止由潤(rùn)滑油潤(rùn)滑的軸承單元10被受污染的傳送介質(zhì)所污染。
[0054]滑動(dòng)環(huán)密封件16布置在軸輸入處，即，鄰近耦合連桿9的上端且鄰近軸承單元10的下端或在軸承單元10的下部區(qū)域中。滑動(dòng)環(huán)密封件16相對(duì)于所傳送介質(zhì)的傳送流FS氣密性地密封軸承單元10的內(nèi)部。所傳送介質(zhì)在軸承單元10的周?chē)鲃?dòng)，其結(jié)果是軸承單元10的軸承裝置12的熱量被帶走。
[0055]將軸向力作為作用于位于偏心螺桿泵3上方且在液體流FS中的軸承單元10上的張力，且因此減少在下面的耦合連桿8、9的壓曲力，而不是如現(xiàn)有技術(shù)中那樣，將軸向力作為作用于位于偏心螺桿泵3下面且在偏心螺桿泵3和潛水馬達(dá)M之間的軸承裝置上的壓縮力支撐。
[0056]已參考優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可設(shè)想在不脫離本申請(qǐng)權(quán)利要求保護(hù)范圍的情況下可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改和改變。
【權(quán)利要求】
1.一種用在鉆孔(BL)中的潛水泵總成(I)，包括具有縱向軸線(xiàn)(L)的螺桿泵和/或偏心螺桿泵(3)、驅(qū)動(dòng)器(2)以及用于承受和轉(zhuǎn)移在螺桿泵和/或偏心螺桿泵(3)操作期間發(fā)生的軸向和/或徑向力的軸承裝置(12)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)器通過(guò)第一耦合連桿(8)沿著縱向軸線(xiàn)(L)布置在螺桿泵和/或偏心螺桿泵(3)的一端，且所述軸承裝置(12)通過(guò)第二耦合連桿(9)沿著縱向軸線(xiàn)(L)分配到螺桿泵和/或偏心螺桿泵(3)的另一端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潛水泵總成(I)，其中潛水泵總成(I)布置在鉆孔(BL)中以使得驅(qū)動(dòng)器(2)在鉆孔(BL)中布置在螺桿泵和/或偏心螺桿泵(3)的下面，且潛水泵總成(I)的軸承裝置(12)在鉆孔(BL)中布置在螺桿泵和/或偏心螺桿泵(3)的上方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的潛水泵總成(I)，其中軸承裝置(12)是O形的可調(diào)節(jié)的支撐軸承(13) ο
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的潛水泵總成(I)，其中軸承裝置(12)是軸承單元(10)的組件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的潛水泵總成(I)，其中螺桿泵和/或偏心螺桿泵(3)包括轉(zhuǎn)子(6)和定子(7)，其中用于傳送驅(qū)動(dòng)器⑵的驅(qū)動(dòng)能量到轉(zhuǎn)子(6)的第一耦合連桿⑶布置在驅(qū)動(dòng)器(2)和螺桿泵和/或偏心螺桿泵(3)的轉(zhuǎn)子(6)之間，其中第二耦合連桿(9)布置在螺桿泵和/或偏心螺桿泵⑶的轉(zhuǎn)子(6)遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)器(2)的端部和軸承單元(10)之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的潛水泵總成(I)，其中軸承單元(10)通過(guò)緊固裝置(40)連接到第二耦合連桿(9)和/或連接到包圍第二耦合連桿(9)的殼體管道(20)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的潛水泵總成(I)，其中軸承單元(3)包括在緊固裝置(40)和軸承裝置(12)之間的區(qū)域中的用于密封軸承單元(10)的內(nèi)部的滑動(dòng)環(huán)密封件(16)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4至7中任一項(xiàng)所述的潛水泵總成(I)，其中所傳送介質(zhì)在鉆孔(BL)中的軸承單元(3)周?chē)鲃?dòng)，其結(jié)果是軸承裝置(12)的熱量能夠被帶走。
9.根據(jù)權(quán)利要求4至8中任一項(xiàng)所述的潛水泵總成(I)，其中軸承單元(3)包括用于補(bǔ)償在軸承裝置(12)的潤(rùn)滑劑和所傳送介質(zhì)之間的壓力差的壓力補(bǔ)償活塞(15)。
10.根據(jù)權(quán)利要求4至9中任一項(xiàng)所述的潛水泵總成(I)，其中螺桿泵和/或偏心螺桿泵(3)的軸向力能夠通過(guò)軸承單元(10)的軸承裝置(12)轉(zhuǎn)換為張力。
【文檔編號(hào)】F04B47/06GK104514704SQ201410513195
【公開(kāi)日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月1日
【發(fā)明者】K·海辛格, A·青克, E·布查德特 申請(qǐng)人:奈赤－泵和系統(tǒng)有限責(zé)任公司