一种耐高温潜油电泵用复合密封的机械密封结构制造技术

本发明专利技术涉及一种耐高温潜油电泵用复合密封的机械密封结构，其包括：静环部分，包括静环和静环座，所述静环套设在保护器轴上，并经所述静环座固定在保护器的连接件上；动环部分，包括波纹管组件、动环、动环盖和密封端盖，所述动环经所述动环盖安装在所述波纹管组件的一端，且所述动环一端端部与所述静环的对应端为面密封滑动连接，所述波纹管组件的另一端经所述密封端盖固定在所述保护器轴上。本发明专利技术具有密封效果好、耐温等级高、泄漏量小的优点，可以在超高温潜油电泵机组领域中应用。在超高温潜油电泵机组领域中应用。在超高温潜油电泵机组领域中应用。

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温潜油电泵用复合密封的机械密封结构


[0001]本专利技术涉及一种超高温(350℃及以上)潜油电泵机组领域，特别是关于一种耐高温潜油电泵用复合密封的机械密封结构。

技术介绍

[0002]环渤海湾地质构造蕴含丰富的稠油储藏，目前尚未实现大规模开采。实现海上稠油的大规模开采，将产生巨大的经济效益，前景广阔。稠油生产工艺主要是热采，海上采油主要是蒸汽吞吐注采一体化技术(简称
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注采一体化)，这一技术使得井下最高环境温度达到350℃。实现一次性井下长期服役举升装备
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超高温电泵机组开采，是克服上述问题的重要需求。超高温电泵机组的井下机械设备是由超高温潜油电机，超高温潜油电机保护器，油气分离器和超高温潜油电泵组成。其中超高温潜油电机保护器的主要作用是补偿超高温潜油电机运行中损失的润滑油，同时平衡超高温潜油电机内外部的压差，从而保护超高温潜油电机，延长超高温潜油电机的使用寿命。
[0003]其中，机械密封做为超高温潜油电机保护器中最主要的密封组件，对补偿超高温潜油电机运行中损失的润滑油，同时平衡超高温潜油电机内外部的压差，起到决定性的关键作用。机械密封是靠一对或数对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力(或磁力)作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置。然而在海上采油所采用的注采一体化技术下，超高温潜油电泵机组在井下的长期环境温度最高达350℃，下井深度可达到2000米，在超高温度和高压作用下，原油对机械密封的腐蚀性增强，常规机械密封的密封性能受温度和压力的影响也将大大降低，造成机械密封运转中产生的平均泄漏量过大，影响超高温潜油电机保护器的使用寿命，无法满足注采一体化技术下超高温潜油电泵机组在井下长期工作的需求。
[0004]因此急需设计一种耐高温复合密封的机械密封结构，既能适应井下超高环境温度(最高达到350℃的)，又能平稳有效的平衡超高温潜油电机内外部的压差和补偿电机油的作用，并且延长超高温潜油电机保护器的使用寿命以满足超高温潜油电泵机组在井下长期工作的需求。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种耐高温潜油电泵用复合密封的机械密封结构，其具有密封效果好、耐温等级高、泄漏量小的优点。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种耐高温潜油电泵用复合密封的机械密封结构，其包括：静环部分，包括静环和静环座，所述静环套设在保护器轴上，并经所述静环座固定在保护器的连接件上；动环部分，包括波纹管组件、动环、动环盖和密封端盖，所述动环经所述动环盖安装在所述波纹管组件的一端，且所述动环一端端部与所述静环的对应端为面密封滑动连接，所述波纹管组件的另一端经所述密封端盖固定在所述保护器轴上。
[0007]进一步，所述静环与所述静环座和所述连接件之间设置有第一一级辅助密封结构；所述静环的周向设置有凹槽，该凹槽内设置有第一二级辅助密封结构；通过两级密封结构将所述静环紧密镶嵌在所述连接件上。
[0008]进一步，所述第一一级辅助密封结构包括第一石墨垫片和第二石墨垫片；所述第一二级辅助密封结构为第一全氟醚O型圈。
[0009]进一步，所述波纹管组件包括动环座、波纹管和动环体；所述动环座的一端经所述波纹管与所述动环体的一端连接，且所述动环紧密镶嵌在所述动环座另一端内，所述动环经所述动环盖固定在所述动环座上；所述动环体的另一端与所述密封端盖连接。
[0010]进一步，所述密封端盖与所述动环体之间通过内六角螺栓固定，所述密封端盖与所述保护器轴之间通过内六角锥端紧定螺钉进行紧密固定。
[0011]进一步，所述动环座与所述动环之间设置有第二一级辅助密封结构；在所述动环体的内侧设置有多个密封槽，并在与所述密封端盖连接的一端设置有梯形槽，所述梯形槽和各所述密封槽内设置有分别对应设置有第二二级辅助密封结构。
[0012]进一步，所述第二一级辅助密封结构包括第三石墨垫片和第四石墨垫片；所述第二二级辅助密封结构包括设置在所述梯形槽内的梯形石墨密封件，以及设置在各所述密封槽内的第二全氟醚O型圈。
[0013]进一步，所述动环体的多个所述密封槽内设置硅橡胶密封圈、两半环式铁氟龙密封圈或两半环式石墨密封圈。
[0014]本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
[0015]1、本专利技术的耐温等级高，复合密封的密封效果好、泄漏量小，并且抗腐蚀性能优异。
[0016]2、本专利技术采用多种密封材料的复合密封形式，耐温等级高，尤其适用于蒸汽吞吐注采一体(HUFF
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PUFF)技术下，最高温度350℃的工况条件。
[0017]3、本专利技术复合密封的结构形式能大大提高机械密封的密封效果，使耐高温复合密封的机械密封结构的平均泄漏量由常规机械密封的≤3ml/h(轴径d≤50，转速n≤3000r/min,压力p≤2.2Mpa)提高为≤4ml/d(轴径d≤50，转速n≤3000r/min,压力p≤2.2Mpa)。
[0018]4、本专利技术耐高温复合密封的机械密封结构，采用石墨垫片和全氟醚O型圈两种密封材料制成复合密封结构做为辅助密封，采用反应烧结碳化硅(SiSiC)制成静环和动环，并采用耐腐蚀性能优异的Inconel合金做为所有金属结构件和金属波纹管的材料，因此在超高温、高压以及特定腐蚀介质的工况下，本专利技术耐高温复合密封的机械密封结构的抗腐蚀性能得到了极大的提高，延长超高温潜油电机保护器的工作寿命，满足了在注采一体化技术下，超高温潜油电泵机组在井下长期工作的功能。
附图说明
[0019]图1是本专利技术实施例中耐高温潜油电泵用复合密封的机械密封结构示意图；
[0020]附图标记：
[0021]1‑
静环，2
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静环座，3
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动环盖，4
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动环座，5
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动环，6
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波纹管，7
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动环体，8
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密封端盖，9
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第一石墨垫片，10
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第二石墨垫片，11
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第四石墨垫片，12
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第三石墨垫片，13
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梯形石墨密封件，14
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第二全氟醚O型圈，15
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第一全氟醚O型圈，16
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保护器轴，17
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连接件。
具体实施方式
[0022]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温潜油电泵用复合密封的机械密封结构，其特征在于，包括：静环部分，包括静环和静环座，所述静环套设在保护器轴上，并经所述静环座固定在保护器的连接件上；动环部分，包括波纹管组件、动环、动环盖和密封端盖，所述动环经所述动环盖安装在所述波纹管组件的一端，且所述动环一端端部与所述静环的对应端为面密封滑动连接，所述波纹管组件的另一端经所述密封端盖固定在所述保护器轴上。2.如权利要求1所述耐高温潜油电泵用复合密封的机械密封结构，其特征在于，所述静环与所述静环座和所述连接件之间设置有第一一级辅助密封结构；所述静环的周向设置有凹槽，该凹槽内设置有第一二级辅助密封结构；通过两级密封结构将所述静环紧密镶嵌在所述连接件上。3.如权利要求2所述耐高温潜油电泵用复合密封的机械密封结构，其特征在于，所述第一一级辅助密封结构包括第一石墨垫片和第二石墨垫片；所述第一二级辅助密封结构为第一全氟醚O型圈。4.如权利要求1所述耐高温潜油电泵用复合密封的机械密封结构，其特征在于，所述波纹管组件包括动环座、波纹管和动环体；所述动环座的一端经所述波纹管与所述动环体的一端连接，且所述动环紧密...

【专利技术属性】
技术研发人员：李中，耿亚楠，于继飞，杨阳，曹砚锋，幸雪松，曲丽峰，李孟龙，闫新江，欧阳铁兵，姬煜晨，张晓彤，
申请(专利权)人：中海石油中国有限公司北京研究中心克拉玛依天兴泰石油科技有限公司，
类型：发明
国别省市：