电动潜水泵组件的部件之间的超声焊接制造技术

一种井下井泵组件(13)包含泵(15)和马达(21)。该马达具有马达外壳(27)，该马达外壳在一个端部处具有马达头部适配器(25)，该马达头部适配器具有螺纹连接器(77、79)。密封区段(23)围绕该马达的轴密封，该密封区段具有利用该螺纹连接器连接到该马达头部适配器的密封区段适配器(26)。该马达头部适配器和该马达外壳具有圆柱形外部表面(31、43)和面向彼此的端面(35、47)，从而限定端面之间的结合部。金属箔(55)条在结合部处围绕该马达头部适配器和该马达外壳的外部表面焊接，从而密封使井流体不进入结合部。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动潜水泵组件的部件之间的超声焊接
：本公开涉及电动潜水泵组件。更具体地，本公开涉及组件的某些部件之间的超声焊接。
技术介绍
许多烃生产井采用电动潜水泵(ESP)。典型的ESP具有由电动马达驱动的泵。密封区段连接在马达和泵之间，以围绕轴密封，并且通常减小井流体和马达中的马达润滑剂之间的压差。ESP可以具有串联连接的其他单元，诸如气体分离器或附加泵、马达和密封区段。ESP的一些单元可以为30英尺或更长，因此通常被单独地带到井场，然后连接到其他单元。每个单元通常具有适配器，适配器具有螺纹连接器，用于连接到其他单元。螺纹连接器通常是具有螺栓孔的外部凸缘，用于将两个单元螺栓连接在一起。每个适配器通过螺纹接合紧固到其单元的管状外壳。适配器与其外壳的螺纹连接形成结合部。一个单元的适配器与另一单元的适配器的螺纹连接也在这两个适配器之间形成结合部。密封这些结合部对于井环境可能是具有挑战性的，在井环境中，必须阻止压力、腐蚀性流体、水分以及污染物通过结合部传输。大多数结合部是通过弹性体密封环或垫圈密封的。
技术实现思路
井下井组件包括管状的第一部件和第二部件，该管状的第一部件和第二部件具有共同的纵向轴线、圆柱形外部表面以及面向彼此的端面，从而限定端面之间的结合部。金属箔的层围绕结合部焊接到第一部件和第二部件的外部表面，从而密封使井流体不进入结合部。在所示的实施方案中，环形凹部具有邻近第一部件的端面形成在第一部件的外部表面上的一部分，和邻近第二部件的端面形成在第二部件的外部表面上的另一部分。金属箔层围绕凹部焊接。在一个实施方案中，第一部件的鼻部延伸经过第一部件的端面进入第二部件的内部中。鼻部的外部和第二部件的内部侧壁上的配合螺纹将第一部件紧固到第二部件。作为备用件，密封环可以在鼻部的外部部分和第二部件的内部侧壁之间密封。在另一实施方案中，金属箔在第一部件和第二部件之间提供唯一的承载连接。在所示的实施方案中，外部凸缘从第一部件和第二部件中的每一个向外延伸。凸缘具有限定端面的邻接表面。凸缘螺栓连接在一起，并且圆柱形外部表面位于凸缘中的每一个凸缘的外径上。在所示的实施方案中，组件包括具有第一单元和第二单元的电动潜水泵。第一部件包括第一单元的适配器，该适配器具有将第一单元紧固到第二单元的螺纹连接器。第二部件包括第一单元的管状外壳。在所示的实施方案中，第一单元和第二单元包括马达单元和密封区段单元。第一部件包括马达单元的适配器，该适配器具有外部凸缘，该外部凸缘具有用于将马达单元紧固到密封区段单元的螺栓孔。第二部件包括管状马达外壳。适配器可以具有延伸到马达外壳的内部中的鼻部。鼻部和马达外壳的内部侧壁之间的配合螺纹将适配器紧固到马达外壳。附图说明图1是根据本公开的具有彼此焊接的部件的电动潜水泵组件的侧视图。图2是图1的组件的两个部件的部分的截面视图，其中两个部件通过螺纹紧固并且在两个部件之间围绕螺纹结合部超声焊接有薄金属箔层以提供防止井流体进入结合部的金属屏障。图3是替代布置的截面视图，示出了围绕两个部件的结合部超声焊接的薄金属箔层，其中所形成的焊接提供密封以及两个部件之间的承载连接。图4是另一代替布置的截面视图，示出了具有螺栓连接在一起的凸缘的两个部件的部分，其中薄金属箔层围绕两个部件的配合凸缘超声焊接以提供防止井流体进入结合部的金属屏障。图5为沿图2的线2-2截取的示意性视图，并且示出了围绕部件焊接的图2实施方案的金属箔。具体实施方式现在在下文中参考示出了实施方案的附图来更全面地描述本公开的方法和系统。本公开的方法和系统可以呈许多不同的形式，并且不应被理解为限于本文阐述的所示实施方案；相反，提供这些实施方案是为了使本公开彻底和完整，并且向本领域技术人员全面地传达其范围。整个说明书中相同的数字表示相同的元件。在实施方案中，术语“约”的使用包括所引用量级的+/-5％。在实施方案中，术语“基本上”的使用包括所引用量级的+/-5％。应进一步理解的是，本公开的范围不限于所示的以及所描述的架构、操作、确切材料或实施方案的确切细节，因为修改例和等同物对于本领域技术人员而言将是显而易见的。在附图和说明书中，已经公开了说明性实施方案，并且尽管采用了特定术语，但是它们仅以一般性和描述性意义，而不是以限制的目的进行使用。图1示出了从井口(未示出)向下延伸的套管井11。套管井11含有用于泵送流入套管井11中的井流体的电动潜水泵(ESP)13。ESP13具有悬挂在一串生产油管17上的泵15。泵15可以是具有多个级的离心泵，每个级具有叶轮和扩散器。可替换地，泵15可以是其他类型，诸如螺杆泵。泵15具有井流体入口19并且由马达21(通常为三相电动马达)驱动。密封区段23连接到马达21以围绕驱动轴组件(未示出)密封，驱动轴组件由马达21驱动从而为泵15提供动力。通常，密封区段23含有驱动轴组件的分离段和围绕驱动轴组件段的上端密封的机械面密封件。密封区段23还可以具有压力平衡器元件诸如柔性袋或波纹管，以减小马达21中的介电润滑剂和在密封区段23周围的井流体的静压之间的压力差。可替换地，密封区段23的压力平衡器部分可以在安装到马达21的下端的分离单元中。ESP13还可包括其他单元，诸如气体分离器(未示出)、与马达21串联连接的另一马达，以及传感器和器械单元。如果采用气体分离器，则入口19将在气体分离器的下端处。尽管图1示出竖直取向的ESP13，但ESP13可以在套管井13的倾斜或水平部分内。在本文中仅为了方便起见而使用并且不以限制的方式使用术语“上部”、“下部”等，因为ESP13在操作期间并不总是竖直地操作。泵15、马达21和密封区段23包括ESP13的单元，这些单元通常被彼此分开带到井场，然后紧固在一起。图1示意性地示出了每个单元在至少一个端部处具有适配器以将其与另一单元连接。在图1中，马达21的上端部处上的适配器25具有外部凸缘，该外部凸缘邻接并螺栓连接到在密封区段23的下端部上的适配器26上的外部凸缘。密封区段23在其上端部上具有适配器28，该适配器螺栓连接到泵15的入口19。适配器25、26和28的螺纹连接器部分可以包括使用螺纹可转动的轴环的旋转轴环布置(未示出)，而不是螺栓。图2示出了适配器25的下部分，该下部分可以被认为是马达21的头部并且紧固到马达外壳27。可替换地，图2可以被认为是密封区段23的上部分的视图，其中马达头部适配器25为密封区段上部适配器28，而马达外壳27为密封区段23的外壳。密封区段下部适配器26和上部适配器28(图1)可以具有与图2中的马达头部适配器25相同的特征。马达外壳27将含有定子、转子、沿纵向轴线29延伸的驱动轴和用于驱动轴的轴承(未示出)。马达外壳27将填充有介电润滑剂。马达头部适配器25具有圆柱形外部表面31和圆柱形孔或内部表面33。适配器25具有在垂直于轴线29的平面中的面向下的台肩或端面35。适配器25具有圆柱形鼻部37，该圆柱形鼻部向下延伸经过端面3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井下井组件(13)，包括：/n管状的第一部件(25)和第二部件(27)，所述管状的第一部件和第二部件具有共同的纵向轴线(29)、圆柱形外部表面(31、43)以及面向彼此的端面(35、47)，从而限定所述端面之间的结合部；其特征在于：/n金属箔(55)的多个层围绕所述结合部焊接到所述第一部件和所述第二部件的所述外部表面，从而密封使井流体不进入所述结合部。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171109 US 62/583,916;20181002 US 16/150,1811.一种井下井组件(13)，包括：
管状的第一部件(25)和第二部件(27)，所述管状的第一部件和第二部件具有共同的纵向轴线(29)、圆柱形外部表面(31、43)以及面向彼此的端面(35、47)，从而限定所述端面之间的结合部；其特征在于：
金属箔(55)的多个层围绕所述结合部焊接到所述第一部件和所述第二部件的所述外部表面，从而密封使井流体不进入所述结合部。


2.根据权利要求1所述的组件，进一步包括：
环形凹部(53)，所述环形凹部具有邻近所述第一部件的所述端面形成在所述第一部件的所述外部表面上的一部分，和邻近所述第二部件的所述端面形成在所述第二部件的所述外部表面上的另一部分；并且其中
金属箔层围绕所述凹部焊接。


3.根据权利要求1所述的组件，进一步包括：
所述第一部件的鼻部(37)，所述鼻部延伸经过所述第一部件的所述端面进入所述第二部件的内部中；和
配合螺纹(39、49)，所述配合螺纹在所述鼻部的外部和所述第二部件的内部侧壁上。


4.根据权利要求3所述的组件，进一步包括：
密封环(41)，所述密封环密封在所述鼻部的外部部分和所述第二部件的所述内部侧壁之间。


5.根据权利要求1所述的组件，其中：
所述端面(63)彼此邻接；并且
所述金属箔(65)在所述第一部件(59)和所述第二部件(61)之间提供唯一的承载连接。


6.根据权利要求1所述的组件，进一步包括：
凸缘(73、77)，所述凸缘在所述第一部件和所述第二部件中的每一个上，所述凸缘具有限定所述端面的邻接表面(81)，所述凸缘螺栓连接在一起；并且
其中所述圆柱形外部表面(83)位于所述凸缘中的每个凸缘的外径上。


7.根据权利要求1所述的组件，其中：
所述组件包括具有第一单元(21)和第二单元(23)的电动潜水泵(13)；
所述第一部件包括所述第一单元的适配器(225)，所述适配器具有将所述第一单元紧固到所述第二单元的螺纹连接器(77)；并且
所述第二部件包括所述第一单元的管状外壳(27)。


8.根据权利要求1所述的组件，其中：
所述组件包括具有马达单元(21)和密封区段单元(23)的电动潜水泵；
所述第一部件包括所述马达单元的马达头部适配器(25、75)，所述马达头部适配器具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖恩·A·凯恩，
申请(专利权)人：贝克休斯控股有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US