将液态介质从钻孔中输送出来的系统以及将构造成偏心螺杆泵的泵单元安装在钻孔中的方法 |
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| 申请号 | CN201480039893.9 | 申请日 | 2014-08-05 | 公开(公告)号 | CN105392993A | 公开(公告)日 | 2016-03-09 |
| 申请人 | 耐驰泵及系统有限公司; | 发明人 | L·莱斯曼; O·布查德特; I·拉杜恩兹; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及用于将液态介质从钻孔中输送出来的系统。该系统包括：竖管，其至少近似地沿钻孔的纵向方向延伸；以及容纳在竖管中的 泵 单元，泵单元具有 定子 和 转子 。还具有与转子连接的用于使转子偏心地运动的传动系。还具有适配器单元，其与定子处于连接中并且通过夹紧的贴靠在竖管处使定子基本不可运动地保持在竖管中。本发明还涉及用于将构造成偏心 螺杆泵 的泵单元安装在钻孔中的方法。 | ||||||
| 权利要求 | 1.用于将液态介质从钻孔中输送出来的系统(1)，该系统包括 |
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| 说明书全文 | 将液态介质从钻孔中输送出来的系统以及将构造成偏心螺杆泵的泵单元安装在钻孔中的方法 技术领域背景技术[0003] 尤其是将往复活塞泵转变成偏心螺杆泵通常在技术上很复杂。这种情况是因为根据今天的现有技术必须使用取决于制造商的容纳部来锚固可插入的偏心螺杆泵。但是取决于具体制造商的容纳部的安装需要将整个竖管与处于其上的容纳部一起拆卸并且更换不同的容纳装置。 发明内容[0004] 因此，本发明的目的是提供一种系统和一种方法，借助该系统和方法可将与钻孔处于连接中的泵更换成偏心螺杆泵，而无需更换原有的竖管管路。该系统和方法应简单构造并且不会造成高的成本费用。 [0006] 本发明涉及用于将液态介质从钻孔中输送出来的系统。该系统包括竖管，其至少近似地沿钻孔的纵向方向延伸。竖管在此至少局部地容纳在钻孔中。如根据本发明的目的规定，竖管在安装下面还将详细描述的泵单元时就已经安装在钻孔中。竖管由多个管区段构成，管区段通过连接套筒连续地相互连接。 [0007] 还有容纳在竖管中的泵单元。泵单元包括具有转子的定子和与转子连接的用于使转子偏心地运动的传动系。因此，泵单元构造成偏心螺杆泵，借助偏心螺杆泵可通过由转子的转动所得到的输送空间朝钻孔开口的方向输送液态介质。 [0008] 为了确保稳固地锚定偏心螺杆泵，系统可具有防止扭转的止动器。防止扭转的止动器可固定地与竖管连接或夹紧在竖管中。防止扭转的止动器优选在竖直方向上布置在泵单元的下方。 [0009] 还设有适配器单元，其与定子处于连接中并且通过夹紧的贴靠在竖管处使定子基本不可运动地固定在竖管中。 [0010] 根据一个优选的实施方式，适配器单元或适配器单元的部件具有至少一个具有增大的横截面直径的部分区域。在具有增大的横截面直径的部分区域中布置有至少一个、优选多个弹簧元件。适配器单元通过具有增大的横截面直径的部分区域、尤其通过弹簧元件夹紧地与竖管和/或与集成在竖管中的所谓的容纳套筒形成贴靠。容纳套筒例如在适配器单元之前被引入到竖管中并且集成在其中。 [0011] 根据一个实施方式，弹簧元件构造成弹性的和/或弹簧弹性的舌簧，舌簧与竖管夹紧地连接。优选地，适配器单元可具有多个这种弹性的舌簧，其等距地从适配器单元或适配器单元的部件离开地延伸。弹性的舌簧可与适配器单元或适配器单元的各个部件在加压浇注法中或在其他的合适的成型方法中一体地制造。在卸载的状态中舌簧可至少近似相互平行地取向。 [0012] 根据一个优选的实施方式，在适配器单元和竖管之间形成所谓的爪式连接(Klinkenverbindung)。尤其适配器单元借助在弹簧弹性的舌簧和竖管之间的爪式连接固定地安置在压合座中，其中，集成的密封元件的外侧面压到竖管的标准化的容纳套筒的内面上。由此，固定在适配器单元上的定子基本不可运动地保持在竖管中。 [0013] 适配器单元优选提供用于新的泵单元的传动系的对中部、密封部以及引导部。在各种实施方式中，适配器单元构造成空心体，其中，传动系完全地穿过适配器单元延伸。尤其证实这些实施方式是合适的，在其中，适配器单元或适配器单元的部件构造为空心圆柱体。液态介质在其从钻孔中输送出来时经过适配器单元。适配器单元优选由具有集成的密封元件的金属、塑料或其他的合适的材料构成。集成的密封元件有利地由弹性体构成。有利的是，适配器单元至少局部地贴靠在竖管中的标准化的容纳套筒的内侧上以夹紧适配器单元并且密封输送空间。 [0014] 如果泵单元以及适配器单元安装在竖管中，那么可以使适配器单元在竖直方向上布置在泵单元的下方。在其他的实施方式中同样可想到，使适配器单元在竖直方向上布置在泵单元的上方。适配器单元在新引入的泵单元的上方或下方的布置尤其取决于现有的钻孔的直径并且相应地取决于竖管的管路的直径。 [0015] 为了在竖管中安装新的泵单元，例如将适配器单元或适配器的部件联接到定子的指向下或指向上的自由端部处，或放到定子的自由端部上。适配器单元的具有增大的横截面直径和弹簧元件的部分区域在安装时夹紧地与竖管和/或与竖管的容纳套筒形成贴靠。尤其是，弹簧元件在适配器单元穿过在竖管中的收缩部位时被向内挤压。在经过收缩部位之后，弹簧元件弹回并且将适配器单元固定地夹紧在竖管中。 [0016] 为了使泵单元基本上位置固定地并且夹紧地与相应的竖管连接，可规定，适配器单元联接到定子的指向下的或指向上的自由端部处。对此，适配器单元或适配器单元的部件可至少局部地进入定子中或安置在定子上。 [0017] 根据本发明的一个实施方式规定，定子的安置有适配器单元的相应的自由端部朝离开定子的方向至少局部地变窄。例如定子的安置有适配器单元的相应的自由端部可构造成圆锥体和/或具有螺纹。适配器单元包括相应构造的容纳区域，定子的自由端部以形状配合连接和/或传力连接的方式容纳在容纳区域中，和/或定子的自由端部可可靠地固定在容纳区域中。例如，容纳区域构造成与定子的外螺纹对应的内螺纹。 [0018] 在实际中尤其证实这样的实施方式是适合的，在其中，适配器单元或适配器单元的部件安置在偏心螺杆泵的定子的相应的自由端部上，并且其中，适配器单元的最大的横截面直径增大地构造以使其与竖管的标准化的容纳套筒夹紧地连接。根据本发明的一个实施方式，适配器单元或适配器单元的部件在此通过偏心螺杆泵的定子张开。 [0019] 有利的是，适配器单元可具有沿适配器单元的纵向方向延伸的缺口，其沿液态介质的输送方向与定子对齐。缺口可延长定子。液态介质可通过适配器单元的缺口输送。 [0020] 在特别优选的实施方式中，适配器单元的外侧面至少局部地并且优选地在整个周面上由弹性体构成。弹性体或至少局部由弹性体构成的外侧面在此用于提高在竖管和适配器单元之间的静摩擦。 [0021] 此外可以通过适配器单元的优选在整个周面上由弹性体构成的外侧面和该外侧面在竖管处的贴靠形成密封部。为了能够尽可能优化地实现密封功能和夹紧功能还可规定，至少局部地并且优选在整个周面上由弹性体构成的外侧面具有槽形的构型。 [0022] 根据另一优选的实施方式，适配器单元构造成两部分，由阴性的第一部分和所谓的阳性的第二部分组成。适配器单元的第二部分如上所述的那样基本上以形状配合连接的方式安置在定子上。尤其是，第二部分在与变窄的横截面相对的自由端部处优选包括用于定子的自由端部的容纳区域。优选地，容纳区域与定子的自由端部的成型部对应地构造。 [0023] 此外，第二部分的横截面朝第一部分的方向变窄。 [0024] 第一部分优选包括适配器单元的具有增大的横截面直径和弹簧元件的部分区域，尤其是，第一部分可具有多个弹性的并且朝第二部分的方向指向的舌簧，这些舌簧共同地至少局部地形成增大的横截面直径。 [0025] 在安装之后适配器单元的阴性的第一部分固定地夹紧在竖管中，尤其是第一部分在容纳套筒的区域中或邻近容纳套筒地、通过弹簧元件或舌簧夹紧地、与竖管和/或容纳套筒形成贴靠。第二部分以形状配合连接和/或传力连接的方式安置在与杠杆部分连接的泵单元的自由端部。优选地，适配器单元的第二部分固定在泵单元的自由端部。适配器单元的第一部分和第二部分在安装时彼此夹紧地连接。有利的是，驱动轴通过第一部分和第二部分延伸。优选地，适配器单元的第一部分平地贴靠在竖管的标准化的形成收缩部位的容纳套筒上以进行夹紧并且密封输送空间。 [0026] 根据本发明的一个实施方式，适配器单元的第一部分包括所谓的舌簧和爪。适配器单元的安置在泵单元上的第二部分、尤其是具有变窄的横截面的自由的端部区域被移入适配器单元的第一部分的通过舌簧或爪限定的内部空间中并且固定地容纳在压合座中。此外，第二部分可通过转动旋转地可靠地与第一部分锚定。此外，第一部分的舌簧或爪的外侧面以及集成的密封元件的外侧面压到竖管的标准化的容纳套筒的内面上，并且定子基本上不可运动地保持在竖管中。 [0027] 根据本发明的具有两部分构造的适配器单元的实施方式，适配器单元的第一部分和第二部分分别具有缺口，其中第一部分的缺口和第二部分的缺口相互对齐。该两件式的适配器单元同样提供用于新的泵单元的传动系的对中部、密封部以及轴向引导部。 [0028] 如果泵单元应安装在未安装往复活塞泵的钻孔中，则可规定，在第一步骤中将标准化的容纳套筒引入到相应的竖管中。然后在接下来的另一步骤中可将泵单元引入相应的竖管中。 [0029] 例如偏心螺杆泵在安装有往复活塞泵的钻孔中的安装如下进行：首先将至此安装在钻孔中的往复活塞泵从钻孔中移除，然后可安装用于新的泵单元的构件。 [0030] 根据本发明的具有两件式的适配器单元的实施方式，首先将适配器单元的第一部分安装在现有的竖管处或中。适配器单元的第一部分优选安装在竖管中的连接管路的管区段的容纳套筒的区域中。第二部分布置和/或固定在新插入的泵单元、尤其是偏心螺杆泵的泵套上。然后将泵单元与第二部分和泵杆的杠杆部分一起引入到竖管中。适配器单元的第二部分锚定在适配器单元的在竖管中的第一部分中。尤其是，适配器单元的第二部分通过驱动杆的转动旋转地可靠地锚定在适配器单元的第一部分中。驱动杆的重量从上作用到适配器单元的第二部分上。由此第一部分的指向上的部分膨胀并因此固定地锚定在钻孔中。尤其是，适配器单元的第一部分的舌簧张开并且夹紧地锚定在钻孔中或竖管中。 [0031] 根据两件式构造的适配器单元的一个特别优选的实施方式，适配器单元的第二部分的变窄区域嵌入适配器单元的第一部分的由舌簧形成的内部区域中。在两件式构造的适配器单元或者说适配器单元的第一部分穿过由竖管的容纳套筒形成的收缩部位时，至少部分地增大第一部分的横截面的舌簧弹向内，然后在经过收缩部位之后可靠地弹开。由此建立与竖管的可靠的夹紧的连接。 [0032] 本发明还涉及用于将构造成偏心螺杆泵的泵单元安装在钻孔中的方法。在该方法的范围中，拆卸与钻孔处于连接中的泵装置，并且将其从钻孔中取出，其中，竖管保持在钻孔中。 [0033] 在接下来的步骤中，将适配器单元或适配器单元的部件安装或固定在构造成偏心螺杆泵的泵单元的自由端部处。然后，泵单元借助杠杆部分引入到竖管中并且借助适配器单元锚定在竖管中。尤其是，泵单元通过适配器单元夹紧地与竖管形成贴靠，使得泵单元通过适配器单元基本上不可运动地保持在竖管中。对此，适配器单元可布置和/或固定在泵单元的上部的自由端部和下部的自由端部处。 [0034] 在一个优选的实施方式中还规定，适配器单元的横截面直径至少局部地在插入竖管中之后增大，以实现夹紧地贴靠。例如，横截面直径的增大通过使适配器单元的弹簧元件张开或通过适配器单元的弹簧元件的回弹和可靠的夹紧来实现。 [0036] 下面应根据附图详细阐述本发明的实施例及其优点。各个元件彼此在附图中的尺寸比例不是始终与真实尺寸比例一致，因为为了更好地加以说明，相比于其他元件，一些形状被简化地示出并且另一些形状被放大地示出。 [0037] 图1示出了可用于本发明的各种实施方式的适配器单元的示意性的立体图； [0038] 图2示出了图1的适配器单元的示意性的侧视图； [0039] 图3示出了图1和图2的适配器单元的纵剖面图； [0040] 图4示出了具有可用于本发明的各种实施方式的适配器单元的泵单元的示意图； [0041] 图5示出了具有可用于本发明的各种实施方式的适配器单元的另一泵单元的示意图； [0042] 图6示出了具有可用于本发明的各种实施方式的适配器单元的另一泵单元的示意图； [0043] 图7示出了根据本发明的用于输送液态介质的系统的实施方式的示意图； [0044] 图8示出了根据本发明的用于输送液态介质的系统的另一实施方式的示意图。 [0045] 对本发明的相同元件或作用相同的元件使用相同的附图标记。此外为了清楚起见，在各个附图中仅示出用于说明相应附图所必需的附图标记。所示出的实施方式仅是例如能够构造根据本发明的装置的示例并且这些示例不是封闭性的限制。 具体实施方式[0046] 图1示出了可用于本发明的各种实施方式的适配器单元5的示意性的立体图。 [0047] 适配器单元5构造成空心体。其由第一部分7和第二部分9构成，第一部分和第二部分分别具有缺口13或13’，缺口沿适配器单元5的纵向方向彼此对齐地完全穿过适配器单元5延伸。在缺口13和13’中容纳并且沿轴向引导有下面还将详细描述的泵单元3的传动系16(参见图4至8)。 [0048] 适配器单元5由所谓的阴性的第一部分7和所谓的阳性的第二部分9构成。第一部分7在面对第二部分9的端部区域8中具有以弹性的和/或弹簧弹性的舌簧15*形式的弹簧元件15。在弹簧弹性的舌簧15*的区域中，第一部分7至少局部地具有增大的横截面直径D15。第二部分9具有面对第一部分7的端部区域10。第二部分9在端部区域10中朝第一部分7的方向变窄并且具有相对于第一部分的舌簧15*减小的横截面直径D10。第二部分9的容纳在第一部分7中的区域25(参见图3)尤其构造成轴颈状。具有减小直径D10的端部区域10的第二部分9嵌入第一部分7的端部区域8中。在此，舌簧15*处于卸载的状态中并且彼此平行地取向。 [0049] 此外，第一部分7局部地具有外侧面11，其在整个周面上由弹性体构成。外侧面11包括槽形的构型并且设置用于提高在适配器单元5和相应的竖管19之间的静摩擦。此外，通过外侧面11形成在适配器单元5和相应的竖管19之间的密封部。 [0050] 图2在示意性的侧视图中再次清楚地示出适配器单元5的推到第二部分9上的第一部分7的舌簧15*在卸载状态下的平行取向。此外可以看出由弹性体形成的外侧面11的槽形构型。 [0051] 图3示出了图1和图2的适配器单元5的纵剖面。在图3中可清楚看出，第二部分9在其内侧面上至少局部地构造成圆锥体。第二部分固定、尤其旋在泵单元3的定子17(参见图4至图8)处。构造成圆锥体的第二部分9合适地与相应定子17的成型部配合。 [0052] 在图3的纵剖面中再次可以清楚地看出第一部分7的缺口13以及第二部分9的缺口13*。第一部分7的缺口13和第二部分9的缺口13*沿适配器单元5的纵向方向对齐并且在此形成通道，液态介质在从钻孔中输送出来时可通过该通道经过适配器单元5。 [0053] 第一部分7和第二部分9都具有开口，其在图3所示的第一部分7和第二部分9的位置中相互对齐地取向。第一和第二部分7、9彼此传力连接并且额外地通过在开口中引导的销21固定。 [0054] 第二部分9的容纳部23优选构造成与定子17(参见图4至图8)的自由端部的成型部相应的容纳螺纹24，使得第二部分9基本上以形状配合连接的方式旋到定子17上。 [0055] 图4示出了具有可用于本发明的各种实施方式的适配器单元5的泵单元3的示意性的视图。 [0056] 在此，在图4A中示出了泵单元3的驱动轴16的纵剖面图。图4B示出了泵单元3的驱动轴16的示意性的侧视图；并且图4C示出了泵单元3的驱动轴16的细节侧视图。 [0057] 附图标记27在此表示扭转止动器，定子17与扭转止动器处于连接中。扭转止动器27在钻孔中在竖直方向上布置在泵单元3的下方并且在钻孔中在竖直方向上布置在适配器单元5的下方。 [0058] 泵单元3构造成偏心螺杆泵并且具有转子18，转子可通过驱动轴16旋转地运动并且在定子17中引导。通过转子18在定子17中的偏心的并且旋转的运动形成输送腔，并且液态介质借助该输送腔朝钻孔口的方向运动。液态介质在此还经过适配器单元5，其如在图1至图3的实施例中已示出的那样由第一部分7和第二部分9构成。 [0059] 第二部分9旋在定子17上并且嵌入第一部分7中。第一部分7与在图4中未示出的竖管19形成连接。 [0060] 图5示出了具有可用于本发明的各种实施方式的适配器单元5的另一泵单元3的示意性的视图。 [0061] 与图4的实施方式相反，适配器单元5在图5的实施方式中以其舌簧15*(参见图1至图3)联接到扭转止动器27处。此外，适配器单元5与定子17处于连接中。 [0062] 因此，适配器单元5在相应的钻孔中在竖直方向上可安装在泵单元3的上方(参见图4)，或者如在图5的实施方式中所示的那样在相应的钻孔中在竖直方向上布置在泵单元3的下方。对于本领域技术人员来说清楚的是，可在各种实施方式中规定，在泵单元3的下方和在泵单元的上方各有一个适配器单元5。如在图1至图3中所示，适配器单元5在两种情况下由具有弹簧弹性的舌簧15*的第一部分和具有用于定子17的容纳部或固定区域23的第二部分9构成。第二部分9安置在构造成偏心螺杆泵的泵单元3的定子17上并且嵌入第一部分7中。 [0063] 类似于图4的实施方式，泵单元3构造成偏心螺杆泵并且具有定子17以及偏心地旋转的转子18。图5C详细地示出可用于泵单元3的驱动轴16的实施方式。 [0064] 图6示出了具有可用于本发明的各种实施方式的适配器单元5的另一泵单元3的示意性的视图。如在图4的实施例中那样，适配器单元5在竖直方向上布置在泵单元3的上方。 [0065] 在图6的实施例中，扭转止动器27与定子17联接。图6C清楚示出了驱动轴16和转子18的实施方式。驱动轴16和转子18可旋转地在定子17中引导。在该实施方式中，适配器单元5提供了对驱动轴16的轴向引导。 [0066] 图7示出了根据本发明的用于输送液态介质的系统1的实施方式的示意性的视图。 [0067] 在此，图7A和7B示出了用于将液态介质从各个钻孔中引导出来的竖管19。图7B示出了图7A的放大的局部。 [0068] 在图7的实施方式中，适配器单元5以第一部分7的舌簧15*联接到扭转止动器27处并且在竖直方向上布置在泵单元3的下方。在该实施方式中无需适配器单元5的第二部分9。 [0069] 在图7中还可清楚看出适配器单元5的由弹性体构成的外侧面11在竖管19的标准化的容纳套筒28的内壁上的贴靠。此外，在图7B中可以看出连接套筒29，竖管19的管路的管区段借助连接套筒相互连接。在根据图7B的实施例中尤其使容纳套筒28布置在两个连接套筒29之间。在连接套筒29贴靠在竖管19的外侧处时，容纳套筒28引起对竖管19的局部收缩。 [0070] 图8示出了根据本发明的用于输送液态介质的系统1的另一实施方式的示意性的视图。与图7的实施例不同，适配器单元5在竖直方向上布置在泵单元3的上方。图8B示出了图8A的局部，图8C示出了图8A的另一局部。 [0071] 考虑图8A的情况下，在此再次示出扭转止动器27，其容纳在竖管19中。 [0072] 图8C清楚示出由第一部分7和第二部分9(参见图1至图3)构成的适配器单元5。第二部分9旋在定子17上并且嵌入第一部分7中。第一部分7以其由弹性体构成的外侧面11与竖管19的标准化的容纳套筒28如上所述的那样形成贴靠并且在此形成密封部。 [0073] 还示出了驱动轴16，驱动轴沿着适配器单元5的纵轴线延伸穿过适配器单元5或穿过适配器单元5的第一部分7和第二部分9。 [0074] 如在图7和图8中、尤其在图7B和8C中所示，适配器部件5的第一部分7的至少局部地具有增大的直径D15的舌簧15*在适配器部件5贯穿使竖管19收缩的容纳套筒28时实现了舌簧15*向内的弹簧弹性。在离开收缩部位之后，舌簧15*以固定的方式弹开。通过舌簧15*的弹开，适配器单元5可与预安装在竖管19中的容纳套筒28以固定的方式形成连接。 [0076] 附图标记列表 [0077] 1 系统 [0078] 3 泵单元 [0079] 5 适配器单元 [0080] 7 第一部分 [0081] 8 端部区域 [0082] 9 第二部分 [0083] 10 端部区域 [0084] 11 外侧面 [0085] 13 缺口 [0086] 15 弹簧元件 [0087] 15* 舌簧 [0088] 16 驱动轴 [0089] 17 定子 [0090] 18 转子 [0091] 19 竖管 [0092] 21 止动销 [0093] 23 容纳部 [0094] 24 容纳螺纹 [0095] 25 轴颈 [0096] 27 扭转止动器 [0097] 28 容纳套筒(竖管的组成部分) [0098] 29 连接套筒(竖管的组成部分) [0099] D 横截面直径 |
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