ПРОВОД

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к изготовлению обмоток статора погружных электроцентробежных насосов.
В настоящее время, при добыче нефти более 70% продукции из скважин поднимается на поверхность при помощи российских установок (УЭЦН) в которых установлены лопастные насосы. В России количество нефтедобывающих скважин, эксплуатируемых с применением подобных установок, порядка 62 тысяч. Поэтому большое значение имеют погружные электрические двигатели (ПЭД), входящие в состав технологического оборудования электроцентробежных насосов (ЭЦН). Двигатели являются приводом лопастных насосов, преобразующим электрическую энергию в механическую энергию вращения насосов и запитываются при помощи кабеля спускаемого в скважину в зону подвески. Двигатели выполнены, как правило, в виде трехфазных, асинхронных двух, четырех и шести полюсных с короткозамкнутым ротором и оборудованы устройством гидрозащиты, для передачи вращения от герметичного маслонаполненного электродвигателя к не герметичному насосу.
ПЭДы предназначены для работы в скважинных условиях в среде пластовой жидкости с температурами до 90°С в обычном исполнении, до 120-135°С в теплостойком исполнении, до 150°С в термостойком исполнении. Температура эксплуатации ПЭД зависит от материалов применяемых для их изготовления, в том числе и от допустимой температуры при эксплуатации обмоточного провода применяемого для намотки статора.
Известно, что обмотка статора выполняется проводами марок ППИ, ППИ-Н, ППИ-У, ППИ-УМ, ППИ-200 с медной токопроводящей жилой, номинальными диаметрами от 1,06 до 3,15 мм и изолированных различными сочетаниями пленочных покрытий из полиимидно-фторопластовых пленок марок ПМФ-С, Каптон FWA, Каптон FN, Апикаль AF и полиамидимидного лака. Провода предназначены для эксплуатации при температуре до 200°С. Изоляция проводов выполняется из полиимидно-фторопластовых лент методом обмотки с положительным перекрытием и последующей термообработкой. Номинальные диаметры проводов в изоляции изменяются от 1,36 до 3,63 мм, при толщине изоляции от 0,15 до 0,23 мм. (см. справочник «Лопастных насосов для добычи нефти и их применение» авт. Ш.Р.Агеев и др., Пермь, 2007 г. с.332, 466-467).
Недостатками известных марок провода является недостаточная стойкость к воздействию агрессивных сред и высоких температур, а также сложность конструкции и трудоемкость изготовления.
Известен изолированный провод, содержащий проводник и обмотку из теплостойкой ленты, изготовленной из полиимида или отвержденной
полиамидной смолы на которой размещен промежуточный слой из кремнийсодержащего полимера, поверх которого нанесен внешний защитный слой из полимерного материала, например полиэфиркетона. (см. заявку Японии №2998139 Н01В 7/02, приоритет от 15.03.90 г. опубл. 11.01.00 г.)
Недостатками провода прототипа является непригодность его для изготовления обмоток статора погружных электрических двигателей, как по габаритам, так и по эксплуатационным характеристикам, а также трудоемкость изготовления.
Задачей создания полезной модели является разработка конструкции провода имеющего более высокие эксплуатационные характеристики.
Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в формуле полезной модели, таких как провод, содержащий токопроводящую жилу и изоляцию характеризуется тем, что изоляция выполнена из экструзионного полиэфиркетона, при этом соотношение между толщиной изоляции и диаметром токопроводящей жилы составляет 0,03-0,11 в зависимости от диаметра жилы.
Технический результат - для получения новых, более широких возможностей и достижения улучшенных характеристик при эксплуатации УЭЦН предлагается применить в качестве обмоточного провода статора новый изоляционный материал полиэфиркетон (VICTREX PEEK см. Справочник по литьевым термопластичным материалам» авт. И.А.Барвинский, Н.Е.Барвинская, М., 2007 г.) обладающего более высокими параметрами, которые позволяют увеличить рабочий диапазон температур (или уменьшить диаметр обмоточного провода при сохранении мощности двигателя), уменьшить толщину изоляции (или увеличить диаметр медной жилы в тех же габаритах обмоточного провода).
Полезная модель иллюстрируется следующим чертежом. На фиг. представлен разрез предлагаемого провода с изоляцией из полиэфиркетона.
Провод содержит токопроводящую жилу (медную) 1 и изоляцию 2. Изоляция 2 выполнена из экструзионного полиэфиркетона. Полиэфиркетон перерабатывается экструзионным способом, обладает рядом уникальных свойств: повышенной износостойкостью, стойкостью к воздействию агрессивных сред, стойкостью к длительному воздействию высоких температур, обладает низким термическим старением, предлагаемый провод имеет прекрасные электрические характеристики, обладает длительной работоспособностью при температуре 260°С, способен кратковременно выдерживать температуру до 315°С (аналоги - до 160 градусов). Соотношение между толщиной изоляции (поз.2, фиг.) и диаметром токопроводящей жилы (поз.1, фиг.) находится в диапазоне 0,03-0.11 в зависимости от диаметра жилы, является оптимальным для изготовления обмоток статора ПЭД. Предлагаемый провод позволяет уменьшить габаритные размеры погружных электрических двигателей или повысить мощность двигателей в прежних габаритах.