新的和改进的电潜泵马达设计制造技术

本发明专利技术提供了一种潜水泵马达，其具有涂覆到套筒和／或轴承上的化学镀镍－硼涂层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及潜水泵马达，尤其涉及涂覆有镍_硼层的硬化的套筒和/或轴 承，该镍_硼层将降低磨损并提高运行寿命。
技术实现思路
鉴于前面所述内容，本专利技术的实施方式有利地提供新的和改进的电潜泵马达和相 关的方法，其采用涂覆到套筒和/或轴承上的化学镀镍_硼涂层以减少马达磨损。该套筒 和/或轴承典型地由低成本的基体材料制成并涂覆以镍硼化学镀镀层涂层。套筒和/或轴 承的表面可以在涂覆之后使用诸如研磨的加工进行处理，从而最终的尺寸将为泵马达提供 想要的间隙。所述套筒和/或轴承可以构造成能够与现有标准的未涂覆的轴承和套筒互 换。相应地，本专利技术的实施方式提供硬化的表面，其减小了磨损并提高了潜水泵马达的运行 寿命ο附图说明上面对本专利技术的一些特征和益处进行了陈述，其他的特征和益处将随着结合附图 对说明书的描述而变得显而易见，其中图1是电潜泵组件的示例性实施方式的透视图；图2是根据本专利技术示例性实施方式的电潜泵的局部横截面图；和图3是根据本专利技术示例性实施方式的镍_硼层的放大横截面图。具体实施例方式下面将在下文中结合附图对本专利技术进行更加完整的描述，所述附图示出了本专利技术 的示例性实施方式。然而本专利技术可以以许多不同的方式具体体现而不认为限定于这里陈述 的示例的实施方式；相反地，对于本领域普通技术人员来说，这些实施方式被提供用于使本 公开更加彻底和完整，其将完全覆盖本专利技术的范围。在附图中，相同的附图标记将表示相同 的元件。本专利技术的井下组件的示例性实施方式用于生产大量井中流体的油井和气井中。如 图ι所示，井下组件11具有电潜泵13( “ESP”)，其具有许多级的推进器和扩散器。该泵通 过井下马达10驱动，该马达10是大的三相交流马达。马达10经由电缆15从电源(未示 出)接收电力。马达10充满电介质润滑剂。密封部19使马达10与ESP 13分隔开，以使 马达内的润滑剂的内部压力与井孔中的内部压力相平衡。还可以包括其他部件，例如气体 分离器、除砂器及压力和温度测量模块。大的ESP组件的长度可以超过100英尺。参见图2，作为本专利技术的示例性实施方式，马达10包括圆柱形外壳12。定子14固 定地安装在圆柱形外壳12内。定子14由大量称为“叠片”的扁平的磁性板组成，这些磁性 板上具有狭槽，线组(未示出)通过所述狭槽以传统的方式缠绕。定子14的所有的磁性板 由磁性钢组成，并通过以传统的方式进行涂覆而互相绝缘。定子14具有圆柱形的内壁16， 该内壁具有均勻恒定的直径。接着参见图2的示例性实施方式，转子组件可旋转地安装在定子14的圆柱形内壁 16内。转子组件包括轴18和大量金属板或叠片。所述大量叠片被分为多个相同的转子部 20。在大多数优选的实施方式中，转子部20长度为十五英寸。图2中示出了两个转子部20的一部分。每个转子部20具有外壁22，该外壁与定子14的圆柱形内壁16靠近地隔开。每个转子部20通过铜杆(未示出)紧固，且在两侧上 具有铜质的端部环24。铜杆的端部通过硬钎焊或以机械方式结合到端部环24上，以将每个 转子部20中的叠片保持在一起。还是参见图2的示例性实施方式，每个转子部20可以通过键(未示出)固定到轴 18上以与其一起旋转。替代地或附加地，在轴18的顶部和底部可以连接保持环，以防止转 子部20移动至轴的端部之外。所述转子部20不是单个地轴向锁定到轴18上。然而，在轴 18端部处的最下面的转子部20轴向地锁定，以相对于轴18支撑这些转子部20。同样，最 上面的转子部20也将轴向地锁定到轴上。在每两个转子部20之间定位有轴承组件。该轴承组件包括固定到轴18上用于通 过键(未示出)与其一起旋转的套管或套筒26和外轴承体28或轴承座。在最优选的实施 方式中，用作轴承的材料将是渗氮钢(Nitralloy)和司太立合金(Stellite)。其他可选的 包括但是不限于300系列和400系列不锈钢、众多不同等级的铝、镍合金或其他晶格的工具 钢。套筒26是圆柱形的并最好由硬化的基体材料例如青铜制成，并轴向锁定到轴18上。在 最优选的实施方式中，套筒26可以是商业上可以得到的青铜，例如UNS C90500(青铜62)或 者UNS C93200(660青铜)，或者商业上可得到的钢，例如AISI 1018-1040。基体可以以棒、 管、铸件、锻件、粉末金属或其他形式提供。基体的硬度典型地是1000至1450HK25 ；然而，这 将根据选择的材料而显著改变。在大多数应用中，在选择基体材料时，成本和可获得难易程 度将是首要考虑的因素。进一步参见图2的示例性实施方式，套筒26的上边缘或圆形边缘与位于其正上方 的转子部20的最下面的叠片接触，而转子20的套筒26的下边缘与位于其正下方的转子部 20的最上面的叠片接触。因此，套筒26支撑上面的转子部20的重量并将作用于上面的转 子部20上的任何向下的力传送紧接着的下方的转子部20上。轴承体28具有毂部或内部 30，该内部30位于每个端部环24的内部孔内，且在端部环24内径和毂部30的外径之间具 有间隙。毂部30是圆柱形的并比套筒26的长度要短。在最优选的实施方式中，毂部30是 钢的并可以是磁性的。围绕套筒26的外径定位有止推垫圈32，并且止推垫圈32位于正上方的转子部20 和毂部或内部30的上边缘之间。类似的止推垫圈32位于毂部30的下边缘和正下方的转 子部20之间。止推垫圈32最好是非金属材料，例如玻璃增强酚醛材料。替代性地，止推垫 圈32也可以由金属材料制成。从下止推垫圈32的下侧到上止推垫圈32的上侧之间的距 离大约比套筒26的高度小1/32英寸。这防止止推垫圈32支撑位于其上方的转子部20的重量。在示例性实施方式中，轴承体28的可移动行程为大约1/16英寸到1/4英寸，而止推 垫圈32的厚度可以为大约1/32英寸到1/8英寸。进一步参见图2的示例性实施方式，轴承体28具有从毂部30径向地向外延伸的凸缘或外部34。外部34具有圆柱形的外周36，该外周36在直径方向上与定子14的内壁 16向内间隔大约0. 003至0. 005英寸的间隙。外部34的纵向厚度或者说高度小于在两个 相邻端部环24之间的距离。多个通道38延伸通过外部34，以用于使容纳在外壳12内的油 连通。轴承体28通常是由硬化的基体材料例如渗氮钢构成。还是参见图2的示例性实施方式，轴承体28的外部34的圆柱形外周36具有圆环 形的槽或腔40，其垂直于轴18的轴线围绕轴承体28周向地延伸。腔40最好是矩形横截面 的。弹性元件或环42接收在该腔40内。环42由如下的弹性材料构成所述弹性材料在与 容纳在定子内孔16内的那种类型的油延长接触的情况下将膨胀。在最优选的实施方式中， 环42是乙烯-丙烯橡胶，如同在Del Serra的1985年4月23日的美国专利第4513215号 中所述的那样。参见图3，示意地示出了本专利技术的示例性实施方式。轴承体28的毂部30的内径涂 覆以镍_硼化学镀镀层44，以降低马达磨损并改进运行寿命。然而，替代性地，轴承体28的 所有表面可以涂覆以涂层44。在最优选的实施方式中，涂层44的成分包括4. 5-7. 0重量％ 的硼，其余成分为镍以及小于1.0重量％的杂质或其他元素；然而，可以根据需要也可以采 用其他比率。涂层4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种潜水泵马达，包括：能旋转的轴；连接到该能旋转的轴上的套筒；连接到该能旋转的轴上的转子部；用于接收该轴、套筒和转子部的外壳；连接到并定位在该外壳内的定子部；和连接到并定位在该外壳内的管状轴承，其与该套筒配合并接收该套筒；其中该套筒和该管状轴承中的至少一个包括镍－硼涂层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：SA卡安，JF埃文森，
申请(专利权)人：贝克休斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]