[發明專利]一種焊接金屬波紋管保護器及其制備工藝

無效

• 申請號: 201210500151.4
• 申請日: 2012-11-29
• 公開（公告）號: CN103850973A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 王修君;宋承東;丁學光
• 申請（專利權）人: 東港市正隆密封制造有限公司
• 主分類號: F04D29/00
• 分類號: F04D29/00;B23P15/00;B23K10/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富

技術領域

本發明屬于電動潛油離心泵用保護裝置技術領域，具體涉及一種焊接金屬波紋管保護器及其制備工藝。所制備的保護器主要針對原油生產中高溫和有腐蝕性工況條件下，通過其波紋管的拉伸和壓縮來容納膨脹的電機油，從而保證電泵的正常運轉。

背景技術

現使用的潛油電泵保護裝置采用膠囊保護器，膠囊內側與電機油接觸，外側與井液接觸，井液溫度為300℃，并且具有腐蝕性（含CO₂、H₂S、CL等）。其工作原理為：潛油電泵機組下入油井工作時，電機油隨溫度升高膨脹，膠囊徑向漲開，容納膨脹的電機油；待停機時，溫度降低，電機油收縮，膠囊隨之收縮，如此反復動作。在這種工況下，膠囊極易老化及破損，使用壽命非常短，維修頻繁。焊接金屬波紋管膨脹器具有合理的結構、優良的材質，在同等條件下，使用壽命是膠囊的5倍以上，維修周期長、節省成本、提高了生產效率。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足之處，提供一種焊接金屬波紋管保護器及其制備工藝，所制備的焊接金屬波紋管保護器具有合理的結構、優良的材質，在同等條件下，使用壽命是膠囊保護器的5倍以上，且維修周期長、節省成本、提高了生產效率。

本發明技術方案如下：

一種焊接金屬波紋管保護器，包括大波紋管組、小波紋管組、護軸管、環形蓋板、定位套和護軸管端節；其中：大波紋管組與小波紋管組套裝于護軸管上，大波紋管組的一端焊接于護軸管端節上，護軸管端節與護軸管的一端通過螺紋連接；小波紋管組的一端焊接于定位套上，定位套設置于護軸管的另一端，大波紋管組的另一端與小波紋管組的另一端通過環形蓋板相連接，從而形成封閉的容器。

所述護軸管端節與護軸管上設置與外界連通的孔。

所述大波紋管組由若干個大波紋管（優選為3個）通過與大波紋板尺寸相適應的支撐板焊接在一起，所述小波紋管組由若干個小波紋管（優選為2個）通過與小波紋管尺寸相適應的支撐板焊接在一起。

所述大波紋管的內徑范圍為90-100mm，外徑范圍為110-118mm；所述小波紋管的內徑范圍為42-50mm，外徑范圍為60-70mm。

所述焊接金屬波紋管膨脹器材質為316L。

通常保護內的電機油和外面的井液保持壓力平衡，當電機運轉電機油膨脹時，電機油從軸和護軸管的縫隙中向上流動，通過護軸管端節和護軸管上的孔進入波紋管內腔，波紋管向上運動以容納膨脹的電機油，待停機時，電機油冷卻收縮，按原路返回，波紋管向下運動，給電機補充電機油。如此反復動作。上述焊接金屬波紋管保護器為封閉的容器，只能通過護軸管端節和護軸管上的孔與外界連通。

所述焊接金屬波紋管保護器的制備工藝，步驟如下：

1）膜片沖制：按所需規格沖制大波紋管和小波紋管的上、下膜片，膜片波形必須飽滿。

2）焊接：首先把相對應的上、下膜片各一片組成一對，沿內邊緣焊接環縫形成一個組元，然后再把若干個組元串在一起，沿外邊緣焊接環縫制成焊接波紋管。(焊接前將沖制的膜片內、外邊緣去毛刺，要保證膜片的圓度)

3）時效處理：將焊接后的波紋管在真空條件下進行時效處理，其中：時效溫度為350～400℃，真空壓力值為-0.9~-1MPa，處理時間4小時以上；

4）組裝：將多個大波紋管分別通過支撐板焊接起來形成大波紋管組，大波紋管組的一端與護軸管端節焊接；將多個小波紋管分別通過支撐板焊接起來形成小波紋管組，小波紋管組的一端與護軸管定位套焊接，最后將護軸管端節與護軸管配合螺紋旋緊，大、小波紋管組中間用環形蓋板焊接起來。保護器是通過定位套和護軸管端節做定位，安裝到電動潛油離心泵的電機油腔室中。

所述焊接為微束等離子焊接方式，其工藝參數為：焊接速度為1.4-1.8r/min，電流值為2.5-3A。

本發明具有如下有益效果：

1、本發明中波紋管波形設計成S型，能得到足夠的位移量：以大波紋管為基準，拉伸時位移量為105-110mm，壓縮時位移量為90-98mm.。

2、本發明中波紋管采用雙層焊接，拉伸和壓縮時可以滿足剛度值要求：大波紋管剛度值為26-30N/mm，小波紋管剛度值為14-16N/mm。

3、本發明由通過支撐板連接的多個大波紋管和小波紋管構成，在工作中可以防止波紋管失穩。

4、本發明中波紋管經過高溫真空時效處理，在工作中不失彈。

5、本發明保護器結構緊湊、安裝方便，適用于高溫、低溫及有腐蝕性工況下，使用效果好，壽命長；并可以根據實際情況設計成多種型號。