一种电机与泵一体的高压增压泵.pdf

一种电机与泵一体的高压增压泵，适用于各种高压输水管路，如油田注水井的增压水泵。
    在油田开采中，对一些不能自喷的老油田采用注水井注水压油的方法开采。由于各油井油层地质条件、生产时间的不同，其注水量以及注水压力都要求不同。为得到不同的注水流量和压力，现多采用在注水管路中，相对于各个注水井控制不同的阀门节流程度，通过不同节流阀门开度产生不同的压差，来达到不同注水井有不同的压力和注水流量。这样做虽然结构简单，但由于各个阀门的节流损失，使得注水能耗大大增加，从而增加了石油开采的成本。而对于高含水油井，注水电耗已在石油开采成本中占很大的比例。在注水过程中，也可以采用在注水输水管路中提供一个基本注水压力（如注水管网中要求注水压力最低的一口注水井所要求的压力），在注水井口再增加一个可调其增加压力的增压泵，使其适应各注水井的注水压力要求。由于没有节流作用，因而可以得到较高的注水效率。但是，现在的增压泵，由于输入轴密封问题，不能适用于有较高进水压力地场合。现在使用的高进水压力屏蔽泵，采用密封屏蔽电动机做动力，驱动离心泵工作。密封屏蔽电动机采用在转子和定子间加一层屏蔽罩，使转动部分与固定部分分隔开，离心泵泵体与电动机壳体连接密封，从而解决了离心泵输入轴端轴承的密封问题。使用屏蔽电动机驱动，电动机转子以及和轴承都浸在高压水中转动，由于高压水的润滑性差，因而电动机转子以及轴承的运动阻力较大。

    本发明的目的是发明一种电机与泵一体的高压增压泵，它可以承受较大的进水口压力，阻力小，效率高。

    本发明如附图1所示，它有泵体1、离心叶轮2、驱动轴3、驱动轴轴承4、电动机承压壳5、定子6、屏蔽罩7、转子8、转子轴承9，电动机承压壳5与泵体1连成一体并密封，其特征在于：在驱动轴3相对应的轴颈处有密封环10，在电动机承压壳5上部有可卸单向甘油注入器11，在转子8与屏蔽罩7以及各轴承间充有甘油。

    在本发明中，离心泵结构与普通离心泵一样，电动机承压壳5与泵体1连接成一体并密封。把泵输入轴与电动机输出轴以及连接部位包容在密封部位中。屏蔽罩7与普通屏蔽电动机一样，用非磁性材料（如铝、铜、不锈钢或是塑料等）包在定子6内腔以及承压壳5内，以保证密封性。在承压壳5上部有一可卸单向甘油注入器11，用于在工作时，定时向电动机转子8和屏蔽罩7间以及各轴承间注入甘油。由于甘油有较好的润滑性能，在一定转速下能形成油膜，因而转子8、驱动轴轴承4和转子轴承9的运行阻力较小。在驱动轴3处的密封圈只起到电机内甘油与输送水之间的隔离作用。在电机内的甘油与输送水的压力相等，密封圈不承担压力。

    本发明使用甘油是因为甘油与水有亲润作用。当压力波动等一些原因使小部分水进入电动机腔体时，进入的水可以很快地与甘油溶合。虽然降低了甘油的浓度，但对润滑性能影响不大。采用定时加注甘油的方法可以把稀释甘油排入泵体。

    本发明使用泵壳体与电动机壳体连为一体，包容了输入输出轴的电机与泵一体方法，解决了泵体输入轴泄漏问题，可以承受较大的进水口压力。使用在电动机腔体加注甘油与进水压力平衡，由于甘油有较好的润滑性能，使本发明的转子工作阻力小，输出效率高。由于甘油与被输送水有较好的亲润性，吸水稀释后的甘油对润滑性能影响不大。

    在本发明中，可卸单向甘油注入器11可以使用一个简单的单向阀油嘴。它可以使用连接螺纹直接接于电动机承压壳5上，也可以通过法兰盘连接。可卸单向甘油注入器11也可以是在前端有单向阀的活塞的注油器，在加注甘油时，不再使用其它工具，只须推压一下活塞即可。

    本发明可使用稀土材料做电机的永磁转子，与定子构成一台交流同步电动机。使用变频电源进行驱动，可以通过调整变频电源的频率调整电动机的转速，例如专利号为CN89209067的专利。也可以构成使用霍尔元件为无机械接触同步换向控制器的检测元件的随机同轴换向电动机，例如专利号为CN89215098的专利。与普通直接电机一样，可以通过输入电压控制电机工作工况。也可以用数控方法对其控制。使用稀土材料的永磁转子，可以比感应电动机有更大的起动力矩，制造简单，并可以得到更高的转速。