[发明专利]用在钻孔中的潜水泵装置

说明书

本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的潜水泵装置。

由US-3677665公开了一所述类型的潜水泵装置，该装置包括一马达、一均衡器、一传动装置和一泵，尤其是一偏心蜗轮泵。马达驱动传动装置的输入轴，传动装置的输出轴驱动偏心蜗轮泵的转子。潜水泵装置下降到钻井中，使马达从地表面看位于潜水泵装置的下端。而位于潜水泵装置上端的偏心蜗轮泵则送入一管道中，该管道通向地表面。传动装置至少具有一传动链，以便将马达的转速降到减小了的泵转子的转速。该传动链通过冷却液和润滑液进行冷却和润滑。也可在偏心蜗轮泵或马达内部采用冷却液和润滑液，以耗散在马达中产生的损耗热和/或减少偏心蜗轮泵中运动零部件的磨损。均衡器用于平衡润滑液压力和环境压力，被安置在传动装置和马达之间，该均衡器具有一自身的壳体并这样与传动装置和马达相连，即可以实现润滑液之间的压力平衡。其中，润滑液的交换是微不足道的。

所述潜水泵装置的零部件如马达、传动装置或泵各自具有自己的壳体，壳体的直径明显小于其长度。损耗热出现在有限的区域，例如传动链，因此，在已知类型的潜水泵装置中只能在纵向延伸的壳体中作不充分的散热。

由DE3509023C2和US3794447已知使用一蜗杆泵作为泵送润滑液的泵装置，该蜗杆泵至少具有一输送螺纹，以便沿着泵转子的旋转轴方向产生液流。

由DE1913397C3公开了一用于使冷却介质、润滑介质或制动介质循环的具有一蜗杆泵的转动环密封，用来密封壳体中的轴通孔并使得转动环的压力与待密封的轴的转速和转动方向有关。

本发明的目的旨在改进所述类型的潜水泵装置，使在其中产生的损耗热均匀分散。

上述目的按照本发明是由权利要求1的特征实现的。

通过按本发明布置的均衡器就可以将在传动链中产生的热直接分散到均衡器的润滑液体积中并附加通过均衡器的外表面传给环境。

按照权利要求2在传动链和均衡器中产生润滑液流改善了热交换。

权利要求3中所述的布置两个泵装置，导致两股润滑液流，各液流的流动阻力减小了。

权利要求4的结构利用了离心力，该离心力在轴旋转时作用在一起旋转的润滑液上。由此支持了润滑液的流动。

权利要求5中所述的改进结构使两个流量的润滑液在一距离范围内混合，从而改善了热交换。

按照权利要求6和7的改进结构使得潜水泵装置的结构尤其紧凑。

按照权利要求8的结构可以在均衡器和传动链之间支撑输入轴，同时可以在两者之间实现润滑液交换。

按照权利要求9的本发明的轴承布置改善了轴的轴承的润滑。

下面借助于附图详细说明本发明的实施例。在图1-6中表示了本发明潜水泵装置的传动装置的竖直轴剖图。其中图1-6表示了从下端至上端的传动装置，相应于在钻井中布置的顺序。

传动装置10具有一壳体12，该壳体形成一纵向延伸的管状圆筒。在壳体12中安装一具有周面15的输入轴14和一具有周面17的输出轴16。输入轴14通过一安装在壳体10下端的未示出的马达驱动。输出轴16驱动设置在传动装置10上端的未示出的泵，尤其是一偏心蜗轮泵。输入轴14的轴线18与输出轴16的轴线对准。在这两根轴14和16之间设置一两级串联的行星齿轮系22，以便将由马达传动的输入轴14的转速减小到泵所需的输出轴16的转速。

壳体12基本上充满了润滑液，润滑液不仅用于润滑易磨损的零件而且也用于摩擦热的导热和分散。由于钻井中的环境压力明显要高于地表面的，可以高至70巴，又由于润滑液由于壳体内部的加热而膨胀，因此必定可以实现润滑液和环境之间的压力平衡。为此，传动装置10具有一均衡器24，该均衡器沿着朝传动装置10的下端的方向设置在两级串联的行星齿轮系22旁。均衡器24整合在传动装置10的壳体12中。

在图1中表示了壳体12的第一壳体段26，其下端具有在圆周上径向凸出的法兰28。法兰28用于固定马达或马达均衡器。在第一壳体段26上连接着第二壳体段30，第二壳体段拧入第一壳体段26中。壳体段26和30用密封环34相互密封，其它的壳体段用类似方式密封。在第一壳体段26中倾斜于其纵轴线设计一具有一拧入的加注阀38的加注螺纹孔36，用于将润滑液注入壳体12中。加注是在装入钻井中之前在地表面从下方进行，传动装置12中所含的空气被向上挤压并排出。