ТЕПЛООБМЕННИК ПОГРУЖНОГО МАСЛОЗАПОЛНЕННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Область техники, которой относится полезная модель
Полезная модель относится к нефтяному машиностроению и может быть использовано в погружных маслозаполненных электродвигателях, служащих приводом электроцентробежных насосов.
Уровень техники
Из уровня техники известен погружной маслозаполненный двигатель, огружной маслозаполненный двигатель скважинного центробежного насоса, содержащий корпус, в котором размещены узел токоввода, статор с обмоткой, выводы которой соединены с узлом токоввода, вал, пяту, закрепленную на валу, подпятник,. Погружной маслозаполненный двигатель содержит маслозаполненный теплообменник, расположенный ниже подпятника пяты, а вышеуказанный сквозной канал подпятника обеспечивает проток масла из маслозаполненного теплообменника (Патент РФ на полезную модель №54110, F04D 13/06, F04B 47/00, опубл. 10.06.2006).
Недостатком известного устройства является невозможность подключения блока погружной телеметрии непосредственно к теплообменнику двигателя. В представленном устройстве в нижней части погружного маслозаполненного двигателя расположен теплообменник, в результате этого становится невозможным подключения блока погружной телеметрии.
Наиболее близким аналогом, заявленной полезной модели является теплообменник для погружного маслозаполненного двигателя, состоящий из верхней и нижней трубных досок, установленных между ними теплообменных труб для циркуляции масла, сообщающихся с полостью электродвигателя, интенсифицирующих элементов, скрепленных со стенками теплообменных труб. (Патент РФ на полезную модель №123256, H02K 9/19, H02K 5/132, 2004).
Недостатком известных устройств является невозможность подключения блока погружной телеметрии. Блок погружной телеметрии служит для контроля параметров погружного электродвигателя и крепится к его основанию. Передача данных осуществляется по нулевому проводу трехфазного электрического привода. Нулевой провод проходит через электродвигатель и подсоединяется к блоку погружной телеметрии. В представленных выше устройствах в нижней части электродвигателя располагается теплообменник, в результате этого становится невозможным подключения блока погружной телеметрии. Разгерметизация упомянутых стыков приводит к выходу из строя всего оборудования, в том числе двигателя, насоса и гидрозащиты. Внутреннее расположение электрического кабеля не имеет всех этих недостатков.
Сущность полезной модели
Задачей, решаемой заявленной полезной моделью, является расширение функциональных возможностей заявленного устройства.
Технический результат заявленной полезной модели заключается в предотвращении физического повреждения кабеля.
Технический результат заявленной полезной модели достигается за счет того, что теплообменник погружного маслозаполненного двигателя, содержащий верхний ниппель, выполненный с каналами, для циркуляции масла, основание и центральную трубу, соединяющую верхний ниппель и основание, причем между ниппелем и основанием, концентрично центральной трубе, герметично установлен теплообменный кожух, с образованием маслозаполненной полости отличающийся тем, что внутри теплообменника проложен электрический кабель с присоединительными контактами на конце.
В варианте выполнения заявленной полезной модели электрический кабель проложен через один из каналов верхнего ниппеля теплообменника.
В варианте выполнения заявленной полезной модели электрический кабель проложен через образованную центральной трубой и теплозащитным кожухом маслозаполненную полость.
В варианте выполнения заявленной полезной модели электрический кабель проложен через отверстия, выполненные в нижней части центральной трубы, причем указанный кабель проложен в основание теплообменника.
В варианте выполнения заявленной полезной модели присоединительный контакт кабеля расположен в основании теплообменника.
Краткое описание чертежей
Детали, признаки, а также преимущества настоящей полезной модели следуют из нижеследующего описания вариантов реализации заявленного устройства с использованием чертежей, на которых показано:
Фиг. 1 - теплообменник погружного маслозаполненного двигателя.
На фигурах позициями обозначены следующие элементы:
1 - верхний ниппель; 2 - основание теплообменника; 3 - центральная труба; 4 - теплообменный кожух; 5 - отверстия; 6 - основание погружного электродвигателя; 7 - каналы верхнего ниппеля; 8 - кабель; 9 - присоединительный контакт.
Раскрытие полезной модели
Теплообменник погружного маслозаполненного двигателя состоит из верхнего ниппеля (1) и основания (2), соединенных центральной трубой (3). Между верхним ниппелем (1) и основанием (2) теплообменника, концентрично центральной трубе (3), установлен теплообменный кожух (4) с образованием маслозаполненной полости между теплообменным кожухом (4) и центральной трубой (3).
Теплообменный кожух (4) выполнен цельным и установлен герметично с верхним ниппелем (1) и основанием (2).
В нижней части центральной трубы (3) выполнены отверстия (5), связывающие внутреннюю полость центральной трубы (3) с маслозаполненной полостью кожуха (4).
Верхний ниппель (1) прикреплен к основанию (6) погружного электродвигателя (на рисунке не показан) и выполнен с каналами (7), связывающими маслозаполненную полость кожуха (4) с внутренней полостью электродвигателя. Через теплообменник проходит кабель (8) с присоединительным контактом (9).
Упомянутый кабель (8) необходим для питания и передачи сигналов. Все устройства связи и управления расположены на земле и связываются по силовому кабелю через нулевой провод погружного электродвигателя с, например, блоком погружной телеметрии. Кабель (8) обеспечивает возможность прохождения этих сигналов в обе стороны.
Упомянутый кабель (8) с присоединительным контактом (9) проложен через упомянутый теплообменник, а именно:
от электродвигателя (не показан на чертеже) через один из каналов (7) верхнего ниппеля (1) теплообменника (8),
далее через образованную центральной трубой (3) и теплозащитным кожухом (4) маслозаполненную полость,
и далее через отверстия (5), выполненные в нижней части центральной трубы (3) указанный кабель проложен в полость центральной трубы (3) и в основание (2), с расположением присоединительного контакта (9) в полости основания (2).
К основанию (2) возможно присоединение стандартного блока погружной телеметрии (не показан) с подключением к присоединительному контакту (9) для питания и передачи данных по кабелю (8).
Блок погружной телеметрии служит для контроля параметров погружного электродвигателя и состояния пласта и крепится к его основанию.
Передача данных осуществляется по нулевому проводу трехфазного электрического кабеля. Нулевой провод проходит через электродвигатель и его теплообменник и подсоединяется к блоку погружной телеметрии. Передача данных осуществляется через нулевой провод погружного маслозаполненного электродвигателя на присоединенный к электродвигателю, посредством кабельного ввода, силовой бронированный погружной электрический кабель.
Расположение электрического кабеля внутри теплообменника позволяет исключить риск физического повреждения кабеля при спуске оборудования в скважину.
Таким образом, расположение кабеля внутри теплообменника позволяет повысить надежность оборудования и расширить функционал охладителя.
Теплообменник погружного маслозаполненного электродвигателя работает следующим образом. При спуске в скважину все части теплообменника нагреваются до температуры пластовой жидкости. До этой же температуры нагревается электродвигатель и находящееся в нем масло.
При включении электродвигателя масло дополнительно разогревается вследствие тепловыделений в обмотке статора, роторе, узлах трения. Нагретое масло из электродвигателя нагнетается циркуляционным насосом (не показан) через каналы (7) верхнего ниппеля (1) и движется внутри кожуха (4) вниз. В кожухе (4) происходит охлаждение масла за счет теплоотдачи в пластовую жидкость омывающую теплообменник. Далее охлажденное масло по центральной трубе (3) поступает в отверстие вала электродвигателя. При прохождении через отверстие вала, а затем через зазор между статором и ротором, масло вновь нагревается и поступает в теплообменник. Цикл охлаждения масла пластовой жидкостью повторяется и продолжается на протяжении работы электродвигателя, обеспечивая его нормальный тепловой режим.