Протектор для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя



Протектор для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя
Протектор для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя

 


Владельцы патента RU 2520128:

Общество с ограниченной ответственностью "Актуальные технологии нефтеотдачи" (ООО "АТН") (RU)

Изобретение относится к нефтедобыче, а именно к протекторам для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя.

Протектор содержит корпус 1, вал 4 с нижним и верхним торцовыми уплотнениями 6, опору 5 вала 4, ниппели, узел пяты, верхнюю и нижнюю головки 2 с фланцами 3 для соединения соответственно с насосом и электродвигателем. Протектор содержит рабочее колесо 7 центробежного насоса, смонтированное на валу 4 между торцовым уплотнением 6 и фланцем для соединения с насосом. Внутренний диаметр D диска 9 рабочего колеса 7, обращенного к торцовому уплотнению 6, выполнен больше диаметра d вала 4. Наружный диаметр D1 диска 9 выполнен меньше наружного диаметра D2 противоположно расположенного диска 8 рабочего колеса 7. Центрирование рабочего колеса 7 относительно вала 4 осуществляется по внутреннему диаметру d колеса 7. Изобретение направлено на упрощение конструкции протектора с уплотнительным устройством, а также обеспечение высокой степени защиты электродвигателя от пластовой жидкости. 2 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к гидравлической защите погружных маслозаполненных электродвигателей от пластовой жидкости, предназначенных для привода погружных насосов для добычи нефти.

Известно устройство для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя, содержащее вал с верхним и нижним торцовыми уплотнениями и корпус, герметично разделенный эластичной диафрагмой на заполненные маслом внутреннюю камеру и верхнюю камеру, разделенную ниппелем на верхнюю и нижнюю части (А.С. СССР №1767623, 1990).

Недостатком известной конструкции является недостаточная герметичность от пластовой жидкости, проникающей в электродвигатель, что приводит к выходу его из строя.

Известно также устройство для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя, содержащее вал с верхним и нижним торцовыми уплотнениями и корпус, первый и второй ниппели, между которыми размещен узел пяты, верхнюю и нижнюю головки с фланцами для соединения с насосом и электродвигателем, вал с верхним и нижним торцовым уплотнениями, клапан и кожух, имеющий фланец и установленный на верхнем торцовом уплотнении (Протектор 5ТЩ 287. 154, ТУ, 1992).

Недостатком данной конструкции является недостаточная защищенность от механических примесей, выводящих из строя торцовое уплотнение, что снижает его герметичность от пластовой жидкости, проникающей в электродвигатель, и что приводит к выходу его из строя.

По технической сущности наиболее близким техническим решением, близким к предлагаемому, является протектор (Патент №2238441, 20.10.2004) для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя, содержащий корпус, вал с нижним и верхним торцовыми уплотнениями, узел пяты, верхнюю и нижнюю головки с фланцами для соединения с насосом и электродвигателем, отбойник, жестко закрепленный на валу выше верхнего торцового уплотнения. Кроме того, он снабжен удлинителем вала и радиальным уплотнением, выполненным в виде стакана с эксцентричными относительно друг друга кольцевыми канавками, в которых размещены кольца из антифрикционного материала и охватывающие их резиновые кольца, выполняющие функции дополнительного уплотнения.

Недостатком данного технического решения является сложность конструкции, а также недостаточная защищенность от механических примесей, выводящих из строя дополнительное и торцовое уплотнения, приводящее к снижению их герметичности и попаданию пластовой жидкости в электродвигатель, что приводит к выходу его из строя.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является упрощение конструкции протектора с уплотнительным устройством, а также обеспечение высокой степени защиты электродвигателя от пластовой жидкости.

Поставленная задача решается тем, что протектор для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя, содержащий корпус, вал с нижним и верхним торцовыми уплотнениями, опоры вала, ниппели, узел пяты, верхнюю и нижнюю головки с фланцами для соединения, соответственно, с насосом и электродвигателем, согласно изобретению содержит рабочее колесо центробежного насоса, смонтированное на валу между торцовым уплотнением и фланцем для соединения с насосом, при этом внутренний диаметр диска рабочего колеса, обращенного к торцовому уплотнению, выполнен больше диаметра вала, наружный его диаметр выполнен меньше наружного диаметра противоположно расположенного диска рабочего колеса, а по его внутреннему диаметру осуществляется центрирование рабочего колеса относительно вала.

На фиг.1 показан продольный разрез протектора в зоне расположения торцового уплотнения, обращенного к головке с фланцем для крепления насоса, на фиг.2 показан разрез А-А на фиг.1.

Устройство содержит корпус 1, головку 2 с фланцем 3 для крепления насоса (на чертеже не показан), вал 4, опору вала 5, торцовое уплотнение 6, рабочее колесо 7 центробежного насоса. Рабочее колесо 7 центробежного насоса содержит верхний диск 8 с наружным диаметром ⌀D2 и внутренним диаметром ⌀d, равным диаметру вала 4, нижний диск 9 с наружным диаметром ⌀D1 и внутренним диаметром ⌀D, который больше ⌀d, образующие кольцевой зазор Е. Между дисками 8 и 9 расположены лопатки 10, определяющие высоту С. Центрирование рабочего колеса 7 относительно вала 4 осуществляется по внутреннему диаметру ⌀d диска 8.

Нижнее торцовое уплотнение, нижняя опора вала, ниппели, узел пяты и электродвигатель на чертежах не показаны.

Устройство работает следующим образом.

Перед установкой электродвигателя и насоса полости Б, В, Г, а также полости протектора, находящиеся ниже торцового уплотнения 6, заполняются маслом (например, типа МА-ПЭД). С началом эксплуатации насоса давление в зоне Б возрастает, однако в зоне В давление масла (флюида) будет значительно меньше за счет того, что вращение рабочего колеса 7 центробежного насоса по стрелке Ж (фиг.2) приведет к вытеснению масла к периферии колеса и перемещению его в зону В и далее через кольцевой зазор Е и лопаточное пространство высотой С, ограничиваемое дисками 8 и 9, снова к периферии рабочего колеса 7 с определенной скоростью. Т.е. рабочее колесо центробежного насоса будет работать само на себя, образуя замкнутое кольцо масляного (флюидного) потока, перемещающегося с определенной скоростью и зависящей от конструктивных параметров рабочего колеса 7 и величины зазора К. Известно (Е.И.Бутиков, А.А.Бычков, А.С.Кондратьев. Физика в примерах и задачах: Учеб. пособие. -М.:Наука, 1989. с.156-159), что чем больше скорость жидкости (масла), перемещаемой в заданном пространстве, тем меньше в нем давление. Таким образом, создание условий для перемещения масла (флюида) в зоне В с определенной скоростью способствует уменьшению в ней давления, а значит, и уменьшению перепада давлений в зонах В и Г, что увеличивает уровень герметизации торцового уплотнения 6. При определенных условиях перепад давлений может быть близким к нулю, что полностью исключит перетекание масла (флюида) из зон Б и В в зону Г.

Таким образом, изобретение позволяет упростить конструкцию протектора, создает надежную защиту электродвигателя от воздействия механических частиц и пластовой жидкости, что значительно удлиняет срок службы устройства.

Протектор для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя, содержащий корпус, вал с нижним и верхним торцовыми уплотнениями, опоры вала, ниппели, узел пяты, верхнюю и нижнюю головки с фланцами для соединения, соответственно, с насосом и электродвигателем, отличающийся тем, что содержит рабочее колесо центробежного насоса, смонтированное на валу между торцовым уплотнением и фланцем для соединения с насосом, при этом внутренний диаметр диска рабочего колеса, обращенного к торцовому уплотнению, выполнен больше диаметра вала, наружный его диаметр выполнен меньше наружного диаметра противоположно расположенного диска рабочего колеса, а по его внутреннему диаметру осуществляется центрирование рабочего колеса относительно вала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электроприводам, и может быть использовано в составе изделий космической техники. .

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть использовано, в частности, в асинхронных электрических двигателях как обычного, так и взрывозащищенного исполнения с высокой степенью защиты по линии вала во время стоянки и надежной защищенностью от брызг во время работы электродвигателей в повторно-кратковременном режиме.

Изобретение относится к области электротехники и геофизических исследований и может быть использовано в силовых электрических машинах, обеспечивающих электроэнергией автономные скважинные навигационные и геофизические приборы в процессе бурения при исследовании бурящихся нефтегазовых скважин.

Изобретение относится к скважинным насосам, в частности к конструкции их электродвигателей. .

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть применено в уплотнениях вала электрических машин, например турбогенераторах, используемых в качестве синхронных компенсаторов.

Изобретение относится к электротехнике и электромашиностроению и может быть применено преимущественно при проектировании генераторов. .

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена в соединительных звеньях электрического погружного насоса. Электрическая погружная насосная система включает протектор и двигательную секцию, и уплотнители, препятствующие утечке из протектора и двигательной секции во время сборки.

Изобретение относится к нефтяному машиностроению и может быть использовано в погружных центробежных скважинных насосах для добычи нефти из скважин с высоким содержанием солей, свободного газа и механических примесей.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при добыче нефти погружными насосами из скважин, продукция которых содержит твердые частицы - механические примеси.

Изобретение относится к нефтяному машиностроению, в частности к многоступенчатым осевым скважинным насосам для откачки пластовой жидкости высокой вязкости. Насос содержит множество последовательно расположенных в корпусе насосных ступеней.

Изобретение относится к нефтяному машиностроению и может быть использовано в погружных центробежных скважинных насосах для добычи нефти из скважин с высоким содержанием солей, свободного газа и механических примесей.

Изобретение относится к области добычи нефти с помощью электрических погружных насосов. Система подачи для перекачивания текучей среды из продуктивной зоны на поверхность скважины содержит обсадную трубу скважины.

Изобретение относится к центробежным многоступенчатым насосам и может быть использовано для подъема из скважин жидкости с высоким содержанием механических примесей.

Изобретение относится к области гидромашиностроения и может быть использовано в насосных агрегатах, применяемых, например, в нефтяной, химической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к погружным электроцентробежным насосам. Устройство для гидравлической защиты электродвигателя насоса выполнено в виде протектора, размещенного между электродвигателем и насосом, и содержит корпус, трубу, установленную коаксиально корпусу и валу привода, ниппели, кольцевой поршень, установленный с возможностью возвратно-поступательного движения в кольцевой камере, образованной корпусом и трубой, и разделяющий камеру на два участка.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к погружному оборудованию для добычи нефти с высоким содержанием газа. Клапан содержит корпус 1, запорный элемент 10 в виде шара, неподвижно закрепленный внутри корпуса 1 полый шток 8 с седлом 11 в верхней части и сквозными радиальными каналами под седлом 11, ограничитель движения шара вверх, подпружиненный подвижный полый поршень 2, расположенный на внешней образующей полого штока 8 с возможностью перекрывать и открывать радиальные каналы 12 и 13 полого штока 8.

Группа изобретений относится к насосостроению, а именно к погружным многоступенчатым центробежным насосам, предназначенным для добычи нефти из скважин. Погружной многоступенчатый модульный насос содержит головку, основание и корпус, в котором установлены ступени. Каждая из ступеней содержит полимерное рабочее колесо со ступицей и направляющий аппарат, включающий стакан с наружной втулкой, верхний диск и осевую опору, которые выполнены из металла, лопасти и нижний диск, которые выполнены из полимерного материала. В корпусе установлены радиальные промежуточные подшипники с двумя твердосплавными втулками, одна из которых установлена на валу насоса, а другая в корпусе подшипника. Направляющий аппарат содержит ступицу, выполненную из полимерного материала. Расстояние между промежуточными радиальными подшипниками с твердосплавными втулками составляет не более чем 0,5 метра. Изобретения направлены на повышение эксплуатационной надежности насоса, а также снижение его себестоимости. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх