一种离心式砂泵的制作方法

专利名称：一种离心式砂泵的制作方法技术领域：本实用新型可用于输送含泥砂钻井液，是一种具有机械式组合密封装置的离心式砂泵。离心式砂泵是用于石油天然气钻井工程钻井液固相控制的重要设备，其作用是把由井筒返回地面、带有大量砂粒和岩屑的钻井液以一定的压力和排量泵入旋流除砂器或除泥器中，以便进行净化处理，供循环使用。目前国内所使用的离心式砂泵大多数是参照六十年代引进的样机设计生产的AG150型砂泵，还有一些是中原油田钻井院设计生产的SB150型砂泵，它们结构大致如图2。这些泵的主要组成部分是进口法兰(2)、泵壳(1)、叶轮(4)、轴承座(5)、转轴(6)及填料密封装置等组成。其填料密封装置是用压盖(19)压紧并套在轴上的一组石棉盘根(9)。这种砂泵采用的填料密封是靠盘根和转轴之间的挤紧力进行密封的，因而泵的摩擦功耗大，在运转中钻井液中的砂粒很容易挤进盘根和转轴之间，使二者很快磨损，填料密封的寿命一般只有一周左右。当严重磨损后就会出现泄漏，泵压下降，使设备的除砂效果变坏。另外，这种离心式砂泵轴承座靠近叶轮的一面由于直接受到高速运动的钻井液中砂粒的冲击磨损，其间隙会迅速增大，泵的工作性能就不断下降，直到砂泵的性能不能满足钻井工艺的要求时，就得换掉整个轴承座。其次，这种泵拆装非常困难，更换填料密封时必须把整个泵都拆开，给使用带来很多麻烦。由于上述原因，这种泵的使用寿命和连续工作时间都很短，一个井队一年平均需要更换三、四次砂泵。近年，中国专利87212745.1公开了山东临清机械厂设计改进的外装式线接触机械密封砂泵，该方案在泵的密封性能和使用寿命方面虽然做了改进，但依然进步不大，而且不能解决维护不便的问题。本实用新型的目的是改进砂泵的密封装置，提高密封效果，延长密封寿命，改善砂泵的维护使用性能。本实用新型是中原油田钻井院设计的SB150型离心式砂泵的改进型，它主要由泵壳(1)、进口法兰(2)、叶轮(4)、轴承(5)和转轴(6)等组成，在叶轮(4)和轴承座(5)之间设置了一个可以更换的防磨盘(3)，在防磨盘外侧安装着机械式组合密封装置(7)。离心式砂泵的组合密封装置(7)主要由外套(21)、动环座(10)、动环(11)、静环(12)、静环座(13)、弹簧(17)、弹簧座(18)、唇形油封(20)、压盖(19)、进油咀(16)等组成，外套(21)固定在防磨盘(3)后部，外套(21)的另一端装着弹簧座(18)，弹簧座的内腔装有唇形油封(20)，动环座(10)靠在转轴(6)内端一侧的台阶上，被叶轮(4)压紧，外套(21)、转轴(6)、唇形油封(20)和动环(11)、动环座(10)、静环座(13)、静环(12)之间形成密封的储油环腔，外套(21)上装有与之相通的进油咀(16)。本实用新型能延长密封寿命和砂泵连续工作的时间，维修方便，大修周期可提高到一年以上，维护使用性能大大改善，使除砂效果提高，节能、省工、省时，经济效益和社会效益显著。本实用新型如下图1是本实用新型离心式砂泵的结构示意图；图2是现有离心式砂泵的结构示意图；图3是本实用新型离心式砂泵的组合密封装置结构示意图。在各图中1是泵壳、2是进口法兰、3是防磨盘、4是叶轮、5是轴承座、6是转轴、7是组合密封装置、8是油箱、9是石棉盘根、10是动环座、11是动环、12是静环、13是静环座、14是止动销、15是输油管、16是进油咀、17是弹簧、18是弹簧座、19是压盖、20是唇形油封、21是外套。以下结合附图详细说明本实用新型实施例本实用新型是SB150型离心式砂泵的改进型，它主要由泵壳(1)、进口法兰(2)、叶轮(4)、轴承(5)和转轴(6)等组成，在叶轮(4)和轴承座(5)之间设置了一个可以更换的防磨盘(3)，防磨盘用螺钉固定在轴承座上，在防磨盘外侧安装着机械式组合密封装置(7)。防磨盘的设置能有效地保护轴承座，使其不受钻井液中砂粒的冲击磨损。当防磨盘磨损而影响泵的使用性能时，只需换掉防磨盘而不必使轴承座报废。此外，由于防磨盘的设置，使泵的拆装极其方便，只要取下防磨盘就可以更换所有密封、轴承等易损件，给使用和维护带来很大的方便。本实用新型所采用的机械式组合密封装置主要是由叶轮(4)、动环座(10)、动环(11)、静环(12)、静环座(13)、外套(21)、止动销(14)、弹簧(17)、弹簧座(18)、唇形油封(20)、压盖(19)、进油咀(16)、输油管(15)和油箱(8)等组成。动环和静环是用粘结剂分别固定在动环座和静环座的环形槽中，动环座靠叶轮压紧在转轴端部的台阶上并跟转轴一起转动。动环座的外园上加工有螺旋槽，由于动环座外园和可换式防磨盘的中心孔之间的间隙很小，故当轴旋转时，就像一个螺杆泵一样把机械密封端面附近的钻井液导入泵壳内，减小了密封面处的液体压力，提高了密封效果。处在外套内的机械式密封装置的密封端面和处在外套另一侧的唇形油封之间构成一个机油腔，在砂泵运转时，机油依靠离心力的作用以3ml／H的速度不断进入密封端面之间，使密封端面之间始终保持良好的润滑和密封状态(摩擦力矩仅为填料密封的1／4－1／6)，动环、静环磨损极小，密封寿命可达一年以上。处在机油腔中的弹簧也不受腐蚀而损坏，工作稳定可靠。油箱中的机油通过输油管流入机油腔，用以补充机油腔中消耗的机油。止动销固定在外套上，其端部插入静环座上的长槽内，防止静环转动。权利要求1.一种用于输送钻井液的离心式砂泵，主要由泵壳(1)、进口法兰(2)、叶轮(4)、轴承(5)和转轴(6)等组成，其特征在于叶轮(4)和轴承座(5)之间设置了防磨盘(3)，在防磨盘上安装着组合密封装置(7)。2.根据权利要求1所述的离心式砂泵，其组合密封装置(7)主要由外套(21)、动环座(10)、动环(11)、静环(12)、静环座(13)、弹簧(17)、弹簧座(18)、唇形油封(20)、压盖(19)、进油咀(16)组成，其特征在于外套(21)固定在防磨盘(3)上，外套(21)的另一端装着弹簧座(18)，弹簧座的内腔装有唇形油封(20)；动环座(10)靠在转轴(6)内端一侧的台阶上，叶轮(4)压着动环座(10)；外套(21)、转轴(6)、唇形油封(20)和动环(11)、动环座(10)、静环座(13)、静环(12)之间形成密封腔；外套(21)上装有进油咀(16)。专利摘要本实用新型可用于输送含泥砂钻井液，是一种具有机械式组合密封装置的离心式砂泵，主要是由泵壳(1)、进口法兰(2)、叶轮(4)、轴承(5)和转轴(6)等组成，其特征在于叶轮(4)和轴承座(5)之间设置了防磨盘(3)，防磨盘上安装着外套(21)、外套(21)的另一端装着弹簧座(18)，外套(21)、转轴(6)、唇形油封(20)和动环(11)、动环座(10)、静环座(13)、静环(12)之间形成密封腔。本实用新型能延长密封寿命和砂泵连续工作的时间，维修方便，大修周期可提高到一年以上，泵的维护使用性能大大改善，使除砂效果提高，节能，省工、省时，经济效益和社会效益显著。文档编号F04D29/10GK2086329SQ9120432公开日1991年10月9日 申请日期1991年3月27日 优先权日1991年3月27日发明者杨志敬, 吕宗高 申请人:中原石油勘探局钻井工艺研究院