[发明专利]轮廓减小的耐磨泵推力支承件

说明书

技术领域

本发明总体上涉及电潜井泵，尤其涉及用于离心泵的推力支承件。

背景技术

离心井泵通常用于从油井泵吸油和水。这类泵具有多级，每级具有固定的扩散器和旋转叶轮。当流体向上流动时，旋转叶轮施加向下的推力。并且，特别在启动期间以及当流体流不均匀时，叶轮会产生向上的推力。在普通泵的设计结构中，叶轮自由地在轴上浮动，这样，每个叶轮将向下推力传递给一个扩散器。推力垫圈、套筒或支承件位于每个叶轮的一部分和上游扩散器之间以接收向下推力。另一推力垫圈传递向上推力。

一些井在生产油和气时，还会产出磨蚀材料（如，沙）。磨蚀材料会磨损泵元件，特别是在传递向下推力和向上推力的区域。在这些泵中可使用碳化钨推力支承件和支承套筒以及特定形状的元件，以减小磨损。这些部件有许多设计结构，但是，需要进行改进。

发明内容

本发明的离心泵级具有固定的扩散器，扩散器具有孔。推力支承件具有管状部分，管状部分插入扩散器的孔中。大体上为圆筒形的基部或台肩径向朝外延伸，并抵靠形成于扩散器孔中的支撑面，从而将向下推力从上游叶轮传递给扩散器。另外，锥形台肩从外部台肩延伸且抵靠形成于扩散器上的相应锥形支撑面，从而将推力从叶轮径向地传递给扩散器。

推力镜板（thrust runner）能够旋转地接合推力支承件下游端上的弯曲内表面，从而通过套筒将向下的轴向推力从下游叶轮传递给扩散器，该套筒接触叶轮和推力镜板。也可将推力镜板和推力支承件整体看作为支承件。推力镜板具有弯曲的上游端，该弯曲的上游端与推力支承件的内表面相适配，从而上游端的表面积比下游端要大。推力镜板的弯曲上游端将推力径向地传递给支承件。另外，推力支承件的弯曲内表面和推力镜板的相应弯曲上游端之间的表面积更大，从而可处理更大的载荷。推力支承件、套筒和推力支承件优选由坚固的耐磨材料（如碳化钨）制成。

附图说明

图1是根据本发明的泵的示意性正视图，示出泵位于井内；

图2是根据本发明构造的泵级的截面图；

图3是图2中的泵级的推力支承件和推力镜板的透视图，图中示出推力支承件和推力镜板从泵上拆卸时的状态；

图4是图2中的泵级的推力镜板的侧视图，图中示出推力镜板从泵上拆卸时的状态；

图5是图2中的泵级的推力支承件和推力镜板的截面透视图，图中示出推力支承件和推力镜板从泵上拆卸时的状态；

图6是图2中的推力镜板的顶视图；

图7是根据本发明构造而成的泵级的另一实施例的截面图；

图8是根据本发明构造而成的泵级的另一实施例的截面图。

具体实施方式

参照图1，示出了位于井中的泵组件，该井中具有套管11。套管11中的射孔13可让井流体流入套管11内。示出的电潜泵（ESP）15悬置在井中的一串生产油管17上。泵15具有入口19，用于吸入井流体，然后将井流体泵入生产油管17中到达地面。可供选择地，在某些情况下，泵15将井流体排放到位于封隔器（未示出）上方的套管11内。

泵15具有连接到其下端上的密封部分21。电机23连接到密封部分21的下端。密封部分21减小电机23内的润滑剂压力和井内静压之间的压差。电力电缆24从地面向下延伸到电机23以供应动力。

参照图2，示出了该实施例中的泵15（图1）的一级。但是，泵15是包括多级的多级离心泵。每级具有扩散器27和上游叶轮28。扩散器27将井流体排放到下游叶轮29中。每个叶轮28、29旋转，具有引导井流体从下端入口向上和朝外流动的通道30。在圆柱形壳体25内，一个扩散器27叠置在另一个扩散器27的顶端上。扩散器27相对于壳体25不旋转。每个扩散器27具有多条通道31，通道31从下端或上游入口向上端或下游出口延伸。与通道31的出口和泵15的纵轴线之间的径向距离相比，该通道的入口与所述泵的纵轴线之间的径向距离更大。在该实施例中，这些泵级是混流式，即，通道30、31径向并轴向延伸。本发明也可应用到径流式场合，即，泵级的通道主要是径向的。