УСТРОЙСТВО ГИДРОЗАЩИТЫ ПОГРУЖНОГО МАСЛОЗАПОЛНЕННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОГРУЖНОГО НАСОСА

Полезная модель относится к нефтяному машиностроению, а именно к устройствам гидрозащиты погружных маслозаполненных электродвигателей погружных насосов для нефтедобычи. Устройство гидрозащиты позволяет: уравновесить давления внутри электродвигателя и давления окружающей пластовой жидкости, исключить проникновение пластовой жидкости в полость электродвигателя, компенсировать изменения объема заполняющего масла при изменении его температуры и утечки масла из полости электродвигателя через уплотнения.
Ближайшим аналогом предлагаемого изобретения является устройство гидрозащиты погружного маслозаполненного двигателя (Патент РФ N 2046508, кл. Н 02 К 5/12, 1995) с токководом размещенным в верхней части протектора устройства гидрозащиты. Протектор гидрозащиты соединяется с электродвигателем. Провод от токковвода к двигателю проходит через протектор гидрозащиты. Указанный провод, проходящий через всю внутреннюю полость гидрозащиты, усложняет конструкцию гидрозащиты и снижает надежности работы узлов. Протектор находится на одном валу с двигателем. Такая установка проотектора на существенно усложняет сборку и проведение их испытаний, усложняет монтаж двигателя на скважине. В указанной конструкции нет равенства давления между полостью двигателя и внутренней полостью кабельного ввода. Поэтому уплотнения кабельного ввода во время работы двигателя в скважине находятся под действием статического давления жидкости в скважине на глубине. Это может привести к протечке уплотнения, электропробою в кабельной муфте и выходу двигателя из строя.
Целью настоящего изобретения является повышение ресурса гидрозащиты, увеличение надежности работы двигателя за счет более эффективной работы торцевого уплотнения гидрозащиты, повышения качества монтажных работ, в частности, благодаря конструкции электропривода (состоящего из протектора, компенсатора, электродвигателя), облегчающий процесс его сборки, заполнение маслом и проверку герметичности. Это особенно важно при монтаже насосной установки в сложных климатических условиях.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в устройстве гидрозащиты погружного маслозаполненного двигателя, включающем протектор содержащий корпус, вал, кабельный токоввод, провод, соединяющий кабельный токковвод и обмотки электродвигателя, торцевое уплотнение введен компенсатор, внутренние полости протектора гидрозащиты и электродвигателя гидравлически связаны между собой, протектор гидрозащиты выполнен
бездиафрагменным и содержит кабельный токковвод в нижней части протектора, соединительную муфту для валов протектора и электродвигателя, маслозаполненный канал с размещенным в его верхней части перепускным клапаном, по меньшей мере одну радиальную и осевую подшипниковую опору, торцевое уплотнение сильфонного типа установлено на валу в полости, расположенной между подшипниковыми опорами вала, торцевое уплотнение может находится ниже осевой опоры вала и выше радиальной опоры, в верхней части полости с торцевым уплотнением может выполнятся канал, связывающий полость торцевого уплотнения и маслозаполненный канал, в нижней части маслозаполненного канала может располагаться лабиринтный узел.
Сущность технического решения поясняется следующими рисунками. На рис 1 приведен общий вид устройства гидрозащиты с присоединенным к нему двигателем. На рис. 1, 2 показаны разные варианты выполнения устройства гидрозащиты.
Устройство гидрозащиты (см. рис 1) включает бездиафрагменный протектор (20), имеющий в нижней части кабельный токоввод (5). По внешней поверхности вышеуказанного протектора проходит кабельный удлинитель (19), соединяемый с токководом. К нижней части электродвигателя (23) присоединен маслозаполненный компенсатор (22). К верхней части бездиафрагменного протектора с токководом присоединен дополнительный протектор (21).
Протектор (20) (см рис.2) содержит вал (1), корпус (18), торцовое уплотнение (3) размещенное в полости (15), соединительную муфту (17), связывающую валы протектора (1) и электродвигателя, кабельный токоввод (5), соединяющий кабельный ввод (3) с обмотками статора электродвигателя (7), причем сквозной канал для провода, (соединяющий полости модуля протектора и электродвигателя) выполнен негерметичным.
В вертикальном маслозаполненом канале (11) находится перепускной клапан (8), предназначеннный для стравливания накапливающихся в полостях протектора и электродвигателя газов, сброса излишков масла из маслозаполненного канала, и в конечном счете во внешнюю среду. В нижней части канала (11) находится лабиринтный узел (12), который задерживает попадание пластовой жидкости (в случае ее проникновения в маслозаполненную полость) в полость электродвигателя. Сквозное отверстие (10) и канал 16, расположенные на уровне верхней части торцевой полости, (16 - связывает полость торцевого уплотнения и вертикальный маслозаполненный канал) позволяют выводить воздушные включения из протекторных полостей - маслозаполненного вертикального канала (11) и полости торцевого уплотнения при заполнении маслом протектора. Кабельный ввод (5) вмонтирован в нижнюю часть протекторного узла и включает штепсельной вилку, штыри которой соединены с кабелем, штепсельную розетку, включающую колодку из диэлектрического материала и гильзы, соединенные с выводными проводами (6), идущими к обмотке статора электродвигателя.
Торцевое уплотнение сильфонного типа (3), в первом варианте исполнения размещается
выше осевой опоры (4) вала протектора, но ниже верхних радиальных подшипников (2) (рис. 2). В другом исполнении торцевое уплотнение может быть размещено ниже осевой опоры вала (рис 3). В случае проникновения пластовой жидкости через торцевое уплотнение (3) лабиринтный узел (12) задерживает дальнейшее движение пластовой жидкости и попадание ее в электродвигатель. Торцевое уплотнение имеет седло (14) (верхнюю ответную часть уплотнения), в котором закреплено уплотнительное кольцо (13).
В верхней части протектора, выше радиальных и осевых подшипниковых опор (2, 4 соответственно) может располагаться рабочее колесо (9), обеспечивающие более эффективную циркуляцию жидкости в области верхнего подшипника, соответственно обеспечивая его более эффективное охлаждение.
За счет перепускного клапана протектора в итоге сообщающегося с пластовой жидкостью, и компенсатора сообщающегося с полостью двигателя перед монтажом не нужен расчет объема масла и его слив для компенсации последующих температурных расширений. Это упрощает монтаж на скважине. При монтаже на скважине (центробежного насоса мощностью примерно до 100 Квт, имеющего небольшой вертикальный габаритный размер) может производится лишь пристыковка кабельной части ввода, либо упрощаться сборка мощного погружного электропривода (мощность сотни КВТ) и установочные последующие технологические операции в устье скважины. К верхней части протектора могут быть пристыкованы дополнительные секции гидрозащиты, например диафрагменного типа.