Устройство для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ПОГРУЖНОГО МАСЛОЗАПОЛНЕННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ , состоящее из последовательно соединенных с помощью трубки камер, в каждой из которых установлен полый цилиндр, охватывающий движущийся орган и закрепленный одним концом на торце камеры, верхняя камера заполнена тяжелой барьерной жидкостью , контактирующей с пластовой жидкостью , а нижняя - маслом двигателя, и уплотнений, установленных в торцах камер, отличающееся тем, что, с целью обеспечения надежности его в работе при поступательном перемещении движущегося органа, оно снабжено отражателем, выполненным в виде конического фланца и установленным с наружной стороны торца верхней камеры, двумя кольцами-съемниками, охватывающими движущийся орган и установленными на нем с возможностью аксиального перемещения между концом указанного полого цилиндра и торцом камеры, по одному в каждой Ка (О. мере, и клапаном, установленным в трубе, соединяющей камеры.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК зю Н 02 К 5/12

t

=Я P 1 11 @ гав(»

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3516415/24-07 (22) 01 12.82 (46) 07.10.84. Бюл. № 37 (72} В Ф. Омельченко и И. И. Сидоренко (71) Специальное проектно-конструкторское и технологическое бюро по погружному электрооборудованию для бурения скважин и добычи нефти Всесоюзного научно-производственного объединения «Потенциал» (53) 621.313.17 (088.8) (56) 1. Патент CLUA № 3854064, кл. 310-87, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР № 792492, кл. Н 02 К 5/12, 1978. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ПОГРУЖНОГО МАСЛОЗАПОЛНЕННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, состоящее из последовательно соединенных с помощью трубки камер, в каждой из

„„SU„„1117779 А которых установлен полый цилиндр, охватывающий движущийся орган и закрепленный одним концом на торце камеры, верхняя камера заполнена тяжелой барьерной жидкостью, контактирующей с пластовой жидкостью, а нижняя — маслом двигателя, и уплотнений, установленных в торцах камер, отличающееся тем, что, с целью обеспечения надежности его в работе при поступательном перемещении движущегося органа, оно снабжено отражателем, выполненным в виде конического фланца и установленным с наружной стороны торца верхней камеры, двумя кольцами-съемниками, охватывающими движущийся орган и установленными на нем с возможностью аксиального перемещения между концом указанного полого цилиндра и торцом камеры, по одному в каждой камере, и клапаном, установленным в трубе, соединяющей камеры.

1 117779

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в погружных маслозаполненных линейных электродвигателях, предназначенных для привода плунжерных насосов для добычи жидкости из скважины, в частности для предотвращения попадания пластовой жидкости в полость двигателя, рабочий оргцн которого шток совершает возвратно-поступательное движение.

Известно устройство для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя трехкамерного исполнения, основанное на принципе расходного гидрозатвора и использующее тяжелую жидкость, которой, заполнена верхняя камера, создающая барьер между пластовой жидкостью и жидкостью двигателя, которой заполнены нижние камеры (1).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для гидравлической защиты погруж ного маслозаполнениого линейного электродвигателя, состоящее из последовательно соединенных с помощью трубки камер, в каждой из которых установлен полый цилиндр, охватывающий движущийся орган и закрепленный одним концом на торце камеры, верхняя камера заполнена тяжелой барьерной жидкостью, контактирующей с пластовой жидкостью, а нижняя — маслом двигателя, и уплотнений, установленных в торцах камер (2) .

Недостатком известного устройства является невозможность использования применяемых для защиты вала торцовых уплотнений для защиты штока, передающего усилие в линейном электродвигателе, соприкасающегося с пластовой жидкостью и совершающего возвратно-поступательного движение.

Цель изобретения — обеспечение надежности устройства в работе при поступательном перемещении движущегося органа.

Цель достигается тем, что устройство для гидравлической защиты погружного маслоза пол нен ного электродвигателя, состоящее из последовательно соединенных с помощью трубки камер, в каждой из которых установлен полый цилиндр, охватывающи и движущийся орган и за крепл ен ны и одним концом на торце камеры, верхняя камера заполнена тяжелой барьерной жидкостью, контактирующей с пластовой жидкос тью, а нижняя — маслом двигателя, и уплотнений, установленных в торцах камер, снабжено отражателем, выполненным в виде конического фланца и установленным с наружной стороны торца верхней камеры, двумя кольцами-съемниками, охватывающими движущийся орган и установленными на нем с возможностью аксиального перемещения между концом указанного полого цилиндра

55 и торцом камеры, по одному в каждой камере, и клапаном, установленным в трубе, соединяющей камеры.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2— конструкция уплотнения по штоку.

Устройство 1 для гидравлической защиты устанавливается между электродвигателем 2 и насосом 3. Тяговое усилие со штока 4, являющегося движущимся органом устройства 1, посредством муфты 5 передается на хвостовик заборного узла 6 плунжерного насоса 3.

Шток 4 устройства 1 движется внутри по подшипникам 7 скольжения, установленным на концах устройства, и соединяется с подвижной частью электродвигателя 2.

Подшипники 7 выполнены из антифрикционного материала (фторопласт, текстолит) и служат для центрирования штока 4 по продольной оси устройства 1 и придания ему большей жесткости при передаче осевых нагрузок.

Вдоль штока 4 устройства 1 в осевом направлении расположены изолированные камеры. В конкретном примере их две, а общее их количество. определяется условиями работы. Верхняя камера 8 образована корпусом 9, торцами 10 и 11 и является первой ступенью защиты. В торце 10 расположены узел 12 уплотнения и дренажное отверстие 13. Снизу к торцу 10 герметически крепится полый цилиндр 14. Камера 8 заполняется тяжелой барьерной жидкостью.

Внутри камеры 8 на штоке 4 установлено кольцо-съемник 15, снимающее частицы влаги на поверхности штока 4, которые могут остаться на нем после прохождения через верхний узел 12 уплотнения. Ход кольца равен расстоянию от свободного конца цилиндра до торца. Цилиндр 14 позволяет камере 8 оставаться работоспособной по мере расходования тяжелой жидкости и понижения ее уровня, так как влага, снимаемая со штока 4 кольцом-съемником 15, всплывая в тяжелой барьерной жидкости, не соприкасается со штоком и отводится через дренажное отверстие 13.

Нижняя камера 16 образована корпусом 9, торцом 11 и торцом 17, в котором установлецо уплотнение 18 и полый цилиндр 19, соединенный с торцом герметично и имеющий функциональное назначение, такое же как цилиндр 14 верхней камеры, но установленный ему встречно и образующий вместе с корпусом 9 и торцом 17 карман для возможности оседания в нем фракций, более тяжелых, чем среда камеры. Камера 16 заполняется маслом электродвигателя.

В торце 11 установлена трубка 20, через которую соединяется нижняя камера 16 с верхней 8. На выходе в верхнюю камеру 8 последовательно с трубкой 20 устанавли1117779

Фы8. 2

Составитель С. Венгржановская

Редактор А. Козориз Техред И. Верес Корректор В. Гирняк

Заказ 7272/40 Тираж 666 Подписное е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам Изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вается запорный клапан 21, через который производится сброс накопившихся в кармане нижней камеры более тяжелых фракций.

В нижней камере 16 также установлено кольцо-съемник 15. Торец 11 имеет уплотнение 22.

Заливочные отверстия торцов 11 и 17 закрываются пробками 23. На дренажное отверстие 13 пробка устанавливается только на время транспортировки и хранения. В верхней части устройства 1 устанавливается неподвижно отражатель 24 с сальниковым уплотнением для предотвращения попадания больших твердых частиц в уплотнительный узел 12. Устройство 1 соединяется с двигателем 2 с помощью резьбы.

На фиг. 2 показан конкретный пример выполнения уплотнений 12, 22 и 18, в которых уплотнительные элементы 25 выполнены

Г-образного сечения, например, из фторопласта для придания достаточной жесткости

Уплотняющая сторона элемента 25 имеет 20 кольцевую проточку для улучшения контакта со штоком 4. Для обеспечения постоянного давления элемента 25 на шток 4 устанавливается резиновое кольцо 26, которое одновременно обеспечивает уплотнение по внутренней цилиндрической поверхности втулки 27. Между двумя встречно установленными уплотнительными элементами 25 устанавливается промежуточное нажимное кольцо 28. Общее давление на всю систему уплотнительных элементов создается нажим- ЗО ным кольцом 29.

Устройство работает следующим ооразом.

После пуска двигателя 2 шток 4 совершает возвратно-поступательное движение, выходя периодически за пределы устройства и соприкасаясь с пластовой жидкостью.

Во время движения штока 4 вниз отражатель 24 очищает его от твердых частиц и основной массы жидкости, увлекаемой штоком к уплотнению 12. После прохождения уплотнения 12 остатки влаги, снимаются кольцом-съемником 15 в среду тяжелой барьерной жидкости камеры 8 и, как более легки по удельному весу, всплывают и отводятся: через дренажное отверстие 13 в среду пластовой жидкости. При дальнейшем движении .пток 4 проходит через уплотнение 22 торца

11 и входит в камеру 1.6. Кольцо-съемник 15 ка меры 16 очищает шток от возможного попадания тяжелой жидкости из камеры 8 и остатков влаги на штоке в камеру 16.

Эти фракции, как более тяжелые по удельному весу от среды камеры 16, осаждаются в кармане, поднимая общее давление в камере 16. Когда давление в камере 16 превысит давление в камере 8, происходит сброс осевших тяжелых элементов в верхнюю камеру 8.

Для более продолжительных и.тяжелых условий работы устройство для гидравлической защиты может иметь последовательно расположенные три и больше камеры, причем верхняя камера заполняется тяжелой барьерной жидкостью, а остальные — рабочей жидкостью двигателя.