一種焊接金屬波紋管保護器及其製備工藝的製作方法

2023-06-19 11:33:16 3

一種焊接金屬波紋管保護器及其製備工藝的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種焊接金屬波紋管保護器及其製備工藝，屬於電動潛油離心泵用保護裝置【技術領域】。該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於護軸管上，大波紋管組的一端焊接於護軸管端節上，護軸管端節設置於護軸管的一端；小波紋管組的一端焊接於定位套上，定位套設置於護軸管的另一端，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。所製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。
【專利說明】一種焊接金屬波紋管保護器及其製備工藝
【技術領域】
[0001]本發明屬於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製備工藝。所製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】
[0002]現使用的潛油電泵保護裝置採用膠囊保護器，膠囊內側與電機油接觸，外側與井液接觸，井液溫度為300°C，並且具有腐蝕性(含C02、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，如此反覆動作。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】

[0003]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製備工藝，所製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。
[0004]本發明技術方案如下:
[0005]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於護軸管上，大波紋管組的一端焊接於護軸管端節上，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於定位套上，定位套設置於護軸管的另一端，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。
[0006]所述護軸管端節與護軸管上設置與外界連通的孔。
[0007]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。
[0008]所述大波紋管的內徑範圍為90-100mm，外徑範圍為110_118mm ;所述小波紋管的內徑範圍為42-50_，外徑範圍為60-70_。
[0009]所述焊接金屬波紋管膨脹器材質為316L。
[0010]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。如此反覆動作。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。
[0011]所述焊接金屬波紋管保護器的製備工藝，步驟如下:[0012]I)膜片衝制:按所需規格衝制大波紋管和小波紋管的上、下膜片，膜片波形必須飽滿。
[0013]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，然後再把若干個組元串在一起，沿外邊緣焊接環縫製成焊接波紋管。(焊接前將衝制的膜片內、外邊緣去毛刺，要保證膜片的圓度)
[0014]3)時效處理:將焊接後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°C，真空壓力值為-0.9?-1MPa，處理時間4小時以上；
[0015]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，最後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。
[0016]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。
[0017]本發明具有如下有益效果:
[0018]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.。
[0019]2、本發明中波紋管採用雙層焊接，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。
[0020]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。
[0021]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。
[0022]5、本發明保護器結構緊湊、安裝方便，適用於高溫、低溫及有腐蝕性工況下，使用效果好，壽命長；並可以根據實際情況設計成多種型號。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發明焊接金屬波紋管保護器結構示意圖。
[0024]圖中:1_護軸管端節;2-大波紋管;3_支撐板A ;4_環形蓋板；5_小波紋管；6-支撐板B ；7-護軸管定位套；8_護軸管。
【具體實施方式】:
[0025]以下結合附圖及實施例詳述本發明。
[0026]圖1所示為本發明焊接金屬波紋管保護器一優選的結構，包括大波紋管組、小波紋管組、護軸管8、環形蓋板4、護軸管定位套7和護軸管端節I ;其中:大波紋管組與小波紋管組套裝於護軸管8上，大波紋管組的一端與護軸管端節I焊接在一起，護軸管端節I與護軸管8的一端通過螺紋連接；小波紋管組的一端焊接於定位套7上，定位套7設置於護軸管8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4相連接(焊接在一起)，從而形成封閉的容器。
[0027]所述護軸管端節I與護軸管8上設置與外界連通的孔，保護器只能通過護軸管端節I和護軸管8上的孔與外界連通。
[0028]所述大波紋管組由3個大波紋管2組成，大波紋管2之間通過與大波紋板2尺寸相配合的支撐板A3焊接在一起，小波紋管組由2個小波紋管5組成，小波紋管5之間通過與小波紋管5尺寸相適應的支撐板B6焊接在一起。
[0029]上述焊接金屬波紋管保護器的材質為316L，其製備工藝步驟如下:
[0030]I)膜片衝制:選用開式可傾壓力機(80-100T)按規格衝制大波紋管和小波紋管的上、下膜片，波紋管波形設計成S型；其中:大波紋管的內徑93mm，外徑112mm;小波紋管的內徑46mm,夕卜徑範圍63mm。
[0031]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，然後再把若干個組元串在一起，沿外邊緣焊接環縫製成焊接波紋管。(焊接前將衝制的膜片內、外邊緣去毛刺，要保證膜片的圓度)
[0032]3)時效處理:將焊接後的波紋管裝入真空罐內抽真空(防止氧化)，然後放入箱式電阻爐內加溫進行時效處理，其中:時效溫度為350?400°C，真空壓力值為-0.擴-lMPa，持續4小時以上，取出真空罐，浸水冷卻。
[0033]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，最後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。
[0034]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。
[0035]經上述工藝製備的保護器其大波紋管拉伸時位移量為110mm，壓縮時位移量為95mm ;大波紋管剛度值為30N/mm，小波紋管剛度值為15N/mm。
【權利要求】
1.一種焊接金屬波紋管保護器，其特徵在於:該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於護軸管上，大波紋管組的一端焊接於護軸管端節上，護軸管端節護軸管的一端通過螺紋連接；小波紋管組的一端焊接於定位套上，定位套設置於護軸管的另一端，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。
2.根據權利要求1所述的焊接金屬波紋管保護器，其特徵在於:所述護軸管端節與護軸管上設置與外界相連通的孔。
3.根據權利要求1所述的焊接金屬波紋管保護器，其特徵在於:所述大波紋管組由若干個大波紋管通過支撐板焊接在一起，所述小波紋管組由若干個小波紋管通過支撐板焊接在一起。
4.根據權利要求3所述的焊接金屬波紋管保護器，其特徵在於:所述大波紋管的數量優選為3個，所述小波紋管的數量優選為2個。
5.根據權利要求3所述的焊接金屬波紋管保護器，其特徵在於:所述大波紋管的內徑範圍為90-100mm,外徑範圍為110_118mm ;所述小波紋管的內徑範圍為42_50mm,外徑範圍為 60_70mm。
6.根據權利要求1所述的焊接金屬波紋管保護器，其特徵在於:所述焊接金屬波紋管膨脹器材質為316L。
7.根據權利要求6所述的焊接金屬波紋管保護器，其特徵在於:所述大波紋管及小波紋管其波形設計成S形。
8.根據權利要求1-7任一所述的焊接金屬波紋管保護器的製備工藝，其特徵在於:步驟如下: 1)膜片衝制:按所需規格衝制大波紋管和小波紋管的上、下膜片； 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，然後再將若干個組元串在一起，沿外邊緣焊接環縫製成焊接波紋管； 3)時效處理:將焊接後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°C，真空壓力值為-0.9?-1MPa，處理時間4小時以上； 4)組裝:將若干個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；將若干個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，最後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。
9.根據權利要求8所述的焊接金屬波紋管保護器的製備工藝，其特徵在於:所述焊接為微束等離子焊接方式，其工藝參數為:波紋管焊接速度為1.4-1.8r/min，電流值為·2.5_3A。
【文檔編號】B23K10/00GK103850973SQ201210500151
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年11月29日 優先權日:2012年11月29日
【發明者】王修君, 宋承東, 丁學光 申請人:東港市正隆密封製造有限公司