[发明专利]用于电潜泵组件的油密封段

说明书

技术领域

本发明通常涉及井用电潜泵组件，尤其涉及一种位于马达和所述泵之间的密封段，用于使马达内的滑润剂压力与井筒压力相平衡。

背景技术

在此所涉及的典型井用电潜泵组件具有通过密封段连接到离心泵上的电动马达。所述马达充满用于润滑其内轴承的电介质润滑剂。所述密封段具有压力平衡装置，该压力平衡装置可以为囊状件或U形管装置，用于使马达内的润滑剂压力与外部的井筒流体压力相平衡。

所述密封段具有轴，该轴一端结合到马达轴上，另一端结合到泵轴上。在密封段的外壳和轴之间的机械密封件减小井筒流体侵蚀所接触的密封段和马达内的润滑剂。所述机械密封件一般具有刚性表面，该刚性表面相向偏置并且彼此以滑动结合的方式进行旋转。所述机械密封件的旋转部件连接到与之旋转的轴上。固定部件连接外壳上。所述滑动密封面的一侧暴露于井筒流体，另一侧暴露于润滑剂。具有这种性质的机械密封面为了运转必须保持湿润，因此它们设计成具有较少的漏失量。虽然漏失量很小，但是随着时间的推移，井筒流体还是会进入马达并且能够引起故障。

延缓井筒流体进入马达的一种方法就是提供多个密封段，每个密封段包括至少一个机械密封件。这种布置增加了成本和设备的额外长度。

发明内容

一种电潜泵组件，其具有由马达驱动的旋转泵、位于马达和所述旋转泵之间的改进的密封段，该密封段用于平衡马达内的马达润滑剂压力和泵组件外部的井筒流体压力，所述密封段包括：

位于旋转泵和马达之间并具有泵端部和马达端部的外壳；

延伸穿过外壳的轴，以使马达驱动所述旋转泵；

在外壳的泵端部的主密封件，所述主密封件具有安装到轴上且与所述轴一起旋转的旋转密封件，并且该旋转密封件与固定密封件接合，所述固定密封件围绕所述轴固定地安装到所述外壳上；以及

不可转动的次密封件，该次密封件位于处于主密封件的马达侧上的外壳的泵端部处，所述次密封件具有滑动且密封接合所述轴的内径部分和固定密封接合外壳的外径部分；其中

所述主密封件和次密封件在它们之间限定有密封室，且所述密封室不具有任何入口。

优选地是，次密封件和主密封件之间的空间内充满油，以为主密封件提供润滑。所述油可以比马达润滑剂更难以与水乳化，或者与马达润滑剂相同。所述次密封件使主密封件和次密封件之间的流体同密封段内的马达润滑剂分隔开。所述次密封件可包括常规的廉价油密封件。

附图说明

图1为示意性地示出井筒内电潜泵组件的侧面正视图。

图2为图1所示电潜泵组件的密封段的放大剖视图。

图3为图2的密封段的上端部分的另一放大视图。

具体实施方式

参看图1，井具有套管11，该套管11具有使井流体进入的射孔孔眼。生产油管13的管柱延伸到所述井内。电潜泵组件15固定到油管13并悬挂于所述油管13上。

电潜泵组件15包括实施例所示的旋转泵17，该旋转泵包括具有多级的离心泵。每一级具有旋转叶轮和固定扩散器(未示出)。可选择地是，泵17可以为另外的形式，如螺杆泵(progressing cavity pump)。在单螺杆泵中，螺旋转子在具有双螺旋孔的固定弹性定子内旋转。

泵17由马达19驱动，该马达19一般为交流电(AC)电动马达。密封段21在泵17和马达19之间延伸。密封段21起到平衡马达19内的润滑剂压力和井筒流体压力的作用。参看附图2，密封段21具有外壳23。外壳23为管状部件，其具有泵适配器或泵端部25和马达适配器或马达端部27。在该实施例中，泵端部25和马达端部27为通过螺丝固定到外壳23上的独立管状部件，但是它们也可以与外壳23整体形成。泵端部25连接到泵17上(图1)，而马达端部27连接到马达19上(图1)。

同心轴向通道29延伸穿过泵端部25、马达端部27和在泵端部25与马达端部27之间的外壳23的内部。旋转轴31在密封段21的轴线上延伸穿过通道29。轴31具有结合到马达轴32上的下端，所述马达轴32由马达19驱动旋转。

管33具有在通道29处密封连接到密封段马达端部27的下端。管33具有在泵端部25处密封连接到通道29的上端。轴31延伸穿过管33且其外径小于管33，并且在轴31和管33之间限定了一个间隙。