Погружной маслозаполненный электродвигатель
ОПИС Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ (») 4364I5
С<моз Советски
Социалистицеских
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 18.03.71 (21) 1627150/24-7 с присоединением заявки № (32) Приоритет
Опубликовано 15.07.74. Бюллетень № 26
Дата опубликования описания 07.01,75 (51) М. Кл. Н 02k 5/12
Гасударственный комитет
Совета Министров СССГ аа делам иэооретений и открытий (53) УДК 621.313.17 (088.8) (72) Авторы изобретения
3. С. Помазкова и А. А. Богданов
Особое конструкторское бюро по бесштанговым насосам (71) Заявитель (54) ПОГРУЖНОЙ МАСЛОЗАПОЛНЕННЬ!Й
ЭЛ ЕКТ РОД В И ГАТ ЕЛ Ь
Изобретение относится к погружным маслозаполненным электродвигателям для привода насосов.
Известен вертикальный маслозаполненный электродвигатель, к нижней части которого подсоединен гидравлический компенсатор, а к верхней части — протектор, состоящий из корпуса, герметично разделенного диафрагмой на внутреннюю и внешнюю камеры, заполненные жидкостями, и промежуточного вала для передачи вращения от электродвигателя к насосу, имеющего уплотнительное устройство, концентрично расположенное в корпусе.
Однако надежность и долговечность такого электродвигателя недостаточно велики вследствие большой утечки защитной жидкости через уплотнение и выхода из строя уплотнительных элементов при работе и при извлечении установки из скважины.
С целью повышения надежности и долговечности электродвигателя вращающаяся часть уплотнения зафиксирована в осевом направлении относительно его неподвижной части посредством двустороннего упорного подшипника, а в корпусе протектора размещен сбрасывающий клапан.
На чертеже показан предлагаемый электродвигатель в продольном разрезе.
Погружной маслозаполненный вертикальный электродвигатель 1 содержит гидравлический компенсатор 2, размещенный в нижней части электродвигателя, и протектор 3, уста5 новленный в его верхней части.
В корпусе протектора 3 размещена гибкая диафрагма 4, которая совместно с уплотнительным устройством, установленным на валу
5 и состоящим из вращающейся части 6 и не10 подвижной части 7, разделяет протектор на две камеры 8 и 9.
Камера 8 является внутренней камерой и соединяется с внутренней полостью маслозаполненного электродвигателя 1, а камера 9—
15 внешней камерой и отделена от внутренней полости электродвигателя 1 гибкой диафрагмой 4 и уплотнительным устройством, установленным концентрично относительно вала 5 и к о р пус а п р оте кто р а 3.
20 Подвижная часть уплотнительного устройства 6 соединена и вращается совместно с валом 5, а неподвижная его часть 7 установлена в корпусе протектора 3.
В корпусе протектора 3 размещается кла25 пан 10, через который поступает пластовая жидкость после расхода защитной жидкости, заполняющей камеру 9. Вдоль камеры 9 установлена трубка 11, которая является соединительным каналом между полостями над и
Зо под диафрагмой 4, когда последняя прилегает
436415
15
20 к стенкам корпуса протектора 3 (показано пунктиром на чертеже).
На валу 5 протектора устанавливается турбина 12, с помощью которой создается избыточное давление в протекторе 3. Вал 5 протектора размещается в подшипниках 13 и 14, закрепленных в корпусе протектора 3, на нем крепятся две пяты 15 и 16. Вал 5 протектора
3 соединен с валом 17 электродвигателя 1, при этом пята 16, упираясь в торец подшипника 13 не позволяет валу протектора подниматься, чем обеспечивается контакт в рабочей паре уплотнительного устройства и его надежная работа. Вал 5 протектора 3 соединяется также с валом 18 насоса 19. Пята 15 не позволяет при этом валу 5 перемещаться вниз, что обеспечивает качественный монтаж протектора 3, насоса 19, маслозаполненного электродвигателя 1 и нормальную работу уплотнительного устройства 6 и 7.
На валу 18 насоса 19 установлен упорный подшипник 20, воспринимающий осевую нагрузку от насоса, и набивное уплотнение 21.
В корпусе протектора 3 размещается сбрасывающий клапан 22, соединяющий камеру 9 с наружной средой и выпускающий защитную жидкость и газ из камеры 9 протектора 3 в эту среду в случае наличия избыточного давления.
В нижней части маслозаполненного электродвигателя 1 присоединен компенсатор 2 с гибкой емкостью 23.
Маслозаполненный электропривод работает следующим образом.
Маслозаполненный электродвигатель 1, гибкая емкость 23 компенсатора 2 и камеры 8, 9 протектора 3 заполняются защитной и смазывающей жидкостью, при этом диафрагма 4, прилегает к внутренней стенке корпуса протектора.
Электродвигатель 1 и камеры 8, 9 протектора 3 могут заполняться одной и той же или различными по вязкости защитными жидкостями.
В рассматриваемом нами примере камера
9 заполняется защитной жидкостью ббльшей вязкости, чем камера 8 и электродвигатель 1.
При включении маслозаполненного электродвигателя 1 вращение от вала 17 передается валу 5 протектора 3 и затем на вал 18 насоса 19.
Защитные жидкости, заполняющие электродвигатель 1 и камеры 8, 9 протектора 3, нагреваются и увеличиваются в объеме. Увеличение этого объема в электродвигателе 1 и камере 8 компенсируется за счет деформации гибкой емкости 23 компенсатора 2, а объема в камере 9 — за счет открывания сбрасывающего клапана 22, при этом гибкая диафрагма
4 отходит от своего первоначального положения, т. е. от внутренней стенки корпуса протектора 3 и выравнивает давление в камерах
8 и 9; давления в полостях над и под уплотнительным устройством.
Поверхность трения между подвижной ча25
65 стью уплотнительного устройства 6 и его неподвижной частью 7 смазывается за счет расхода защитной жидкости, поступающей и камеры 8 под действием центробежной силы и незначительной величины избыточного давления в камере 8.
За счет открывания клапана 22 исключается создание больших избыточных давлений в камере 9 и возможность обратного перетока защитной жидкости большей вязкости через уплотнительное устройство из камеры 9 в камеру 8, а также воздействие этих давлений на гибкий элемент 4 протектора 3.
Г1ри работе пята 16, опираясь на торец подшипника 13, фиксирует подвижную часть уплотнительного устройства 6 относительно его неподвижной части 7, что позволяет создавать необходимые величины удельного давления на поверхностях пары трения уплотнительного устройства и необходимую величину расхода защитной жидкости, поступающей из камеры
8 через уплотнитсльное устройство.
Совместно с валом 5 протектора 3 вращается турбина 12 с лопастями, при этом в камере 8 создается избыточное давление, которое через гибкую диафрагму 4 передается в камеру 9. Вязкая жидкость, заполняющая эту камеру, поступает к подшипнику 20 и уплотнению 21.
Расход жидкости большей вязкости через набивное уплотнение 21 насоса 19 значительно превосходит расход через уплотнительное устройство жидкости меньшей вязкости, заполняющей электродвигатель 1 и камеру 8.
В результате этого гибкая диафрагма 4 постепенно перемещается к наружным стенкам корпуса 3 за счет действия столба жидкости, находящейся в скважине, на гибкую емкость
23 компенсатора 2 и перемещения защитной жидкости из емкости 23 в камеру 8 протектора 3. После того, как из камеры 9 будет израсходована вся вязкая жидкость, через обратный клапан 10 начнет поступать пластовая жидкость в нижнюю часть камеры 9.
При поступлении пластовой жидкости в камеру 9 последняя служит отстойником, где происходит отделение пластовой воды и нефти; при этом нефть поднимается и поступает к подшипнику 20.
По мере расхода защитной жидкости через уплотнительное устройство из камеры 8 гибкая диафрагма 4 начинает перемещаться в свое первоначальное положение за счет поступления пластовой жидкости через клапан
10 в камеру 9. Компенсация изменения объема защитной жидкости при этом во время пусков и остановок электродвигателя осуществляется с помощью как гибкой емкости 23, так и диафрагмы 4.
После того, как весь запас защитной жидкости малой вязкости, находящейся в гибкой емкости 23 и камере 8, будет израсходован через уплотнительное устройство, цикл работы электропривода в скважине заканчивается.
436415
Величина же расхода в защитной жидкости через уплотнительное устройство 6 и 7, а следовательно, и весь цикл работы электродвигателя в Скважине зависит от правильности положения подвижной части уплотнительного устройства 6, смонтированной на валу 5, относительно его неподвижной части 7, установленной в корпусе протектора 3, и величин давлений, действующих в полостях над и под уплотнительным устройством, регулируемым клапанами 22 и 10, размещенными в корпусе протектора 3.
По окончанию цикла работы при извлечении установки из-под уровня жидкости в скважине давление во внутренней полости электродвигателя сначала резко снижается, а затем начинает расти за счет выделения из защитной жидкости газа, находившегося во время работы установки в растворенном состоянии.
Это давление передается через гибкий элемент 23 и затем гибкую диафрагму 4 протектора 3 из камеры 8 и камеру 9, клапан 22 открывается и происходит сброс жидкости и газа из полости 9 во внешнюю среду. В случае прилегания диафрагмы 4 к наружной стенке корпуса протектора 3 полости 8 и 9 сообщаются при открывании уплотнительного устройства. Сбрасывающий клапан 22 предохраняет узлы электродвигателя от повреждения, 5 в частности гибкий элемент 23 компенсатора
2 от разрыва.
Предмет изобретения
Погружной маслозаполненный электродви10 гатель для привода насосов, в нижней части которого размещен гидравлический компенсатор, а в верхней части установлен протектор, содержащий корпус, герметично разделенный эластичной диафрагмой на внутреннюю каме15 ру, заполненную тем же маслом, что и полость электродвигателя, и внешнюю, заполненную защитной жидкостью, вал для передачи вращения от электродвигателя к насосу и торцевое уплотнение вала, о т л и ч а ю щи й20 ся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности, вращающаяся часть упомянутого уплотнения зафиксирована в осевом направлении относительно его неподвижной части посредством двустороннего упорного
25 подшипника, а в корпусе протектора размещен сбрасывающий клапан.
436415
23
Составитель А. Лысов
Корректор Н. Учакина
Техред Т. Курилко
Редактор Л. Цветкова
Типография, пр. Сапунова, 2
Заказ 3578/2 Изд. № 1886 Тираж 722 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5
