适用于深海与超深井工况的超长型立式长轴泵,其结构设计必须满足极端深度、高压、强腐蚀、高含固量等复杂环境要求。综合现有技术方案,分段式长轴+多级支撑+耐腐蚀材料+高压密封系统的组合结构是目前最可靠且广泛应用的技术路径。
分段式长轴与多点导轴承支撑
· 轴系采用不锈钢或钛合金分段长轴(单段≤10米),通过法兰连接,适应液下深度达400米(陆地深井)或3000米(深海工程)。
· 每3米内设置一个导轴承,配备耐磨轴套和润滑水膜,径向跳动控制在≤0.08mm/m,有效抑制长轴摆动,保障运行平稳。
· 导轴承材料可选聚四氟乙烯、赛龙、碳纤维或陶瓷,具备自润滑、耐磨损特性,寿命≥15000小时。
多级叶轮增压设计
· 采用双吸式或多级离心叶轮串联结构,实现扬程叠加,总扬程可达45–450米,流量范围100–2000m³/h,满足深井高扬程输送需求。
· 叶轮与导流壳经水力优化设计,提升效率并降低汽蚀风险,适应含固体颗粒(≤5mm)的复杂介质。
高压密封与防泄漏系统
· 配备三级串联机械密封(SiC密封环),承压能力≥10MPa,泄漏量<0.1ml/h,确保深水高压下无泄漏。
· 密封腔注入阻垢型润滑液(如乙二醇溶液),防止高温结垢,延长密封寿命。
· 可选无机械密封设计,彻底杜绝泄漏风险,适用于剧毒、易燃介质。
耐腐蚀与高强度材料应用
· 主轴与泵壳采用316L不锈钢或钛合金(抗拉强度≥550MPa),耐海水腐蚀与高扭力负载。
· 叶轮使用双相不锈钢2205,耐氯离子腐蚀(Cl⁻≤50000ppm),适用于海洋与化工恶劣环境。
· 过流部件可选高铬合金或氟塑料内衬,提升耐磨与耐蚀性能。
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耐压外壳与深海适应性设计
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· 泵体外壳设计抗压≥15MPa,适配300米以下海底作业;钛合金泵壳可耐压≥30MPa,支持海底锰结核开采等极端工况。
· 配备外接冲洗水系统,对导轴承进行冷却与清洁,防止泥沙沉积导致卡死。
表格
应用场景 | 推荐结构 | 关键参数 |
深海采矿(如海底锰结核) | 钛合金泵壳 + 分段长轴 + 多级密封 | 耐压≥30MPa,扬程≥200m |
超深油气井采出液提升 | 316L不锈钢轴 + 双吸叶轮 + 冷却润滑系统 | 井深800m,含H₂S介质 |
海底钻井平台压载水排放 | 多级导轴承 + 外接冲洗水 | 含盐量3.5%,颗粒≤5mm |
金矿深井排水 | 高铬合金叶轮 + 防爆电机 | 井深120m,pH 3–4,含固量10% |