Устройство для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя

Изобретение относится к области нефтедобычи и может быть применено для гидрозащиты погружных электродвигателей электроцентробежных насосов для добычи пластовой жидкости из скважин. Устройство для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя содержит головку, основание, корпус, вал с радиальными и упорным подшипниками, по крайней мере один компенсирующий модуль, в состав которого входят корпус, головка, ниппель, торцевое уплотнение и компенсирующий элемент. На валу под торцевым уплотнением размещено насосное устройство, выполненное в виде динамической втулки с по меньшей мере одной винтовой канавкой. Над торцевым уплотнением на валу установлено насосное устройство в виде вращающейся втулки и/или диска. Изобретение направлено на упрощение конструкции без потери надежности, повышение технологичности изготовления и сборки. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к области нефтедобычи и может быть применено в установках для гидрозащиты погружных электродвигателей для электроцентробежных насосов, используемых для добычи пластовой жидкости из скважин.

Известны устройства для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя по патентам RU 2118033 Н02К 5/12, Н02К 5/132, RU 2484306 F04D 13/10, RU 27416 F04D 13/10, Н02К 5/12, RU 32933 Н02К 5/12, RU 120729 F04D 13/10, RU 132638 Н02К 5/12.

Основной недостаток этих устройств заключается в том, что торцовое уплотнение, установленное на валу и служащее для предотвращения попадания пластовой жидкости в диэлектрическое масло погружного электродвигателя (далее - ПЭД), работает без перепада давления (давление масла должно быть выше давления пластовой жидкости). Это снижает надежность работы устройства.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является устройство для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя, содержащее вал, головку, упорный и радиальный подшипники, по меньшей мере один компенсирующий модуль, в состав которого входят цилиндрический корпус, головка, ниппель, торцевое уплотнение и компенсирующий элемент, при этом на валу в головке или ниппеле установлено насосное устройство, в состав которого входит, по меньшей мере, одно лопастное колесо, гидравлически связанное с торцевым уплотнением, в головке гидрозащиты или в ниппеле изготовлены напорные каналы, гидравлически соединяющие периферийную часть рабочего колеса с компенсирующим устройством (по патенту RU 2609899, кл. F04D 13/10, Н02К 5/12, опубл. 07.02.17).

Недостатком прототипа является сложность конструкции, связанная с размещением в устройстве лопастного колеса и каналов.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является упрощение конструкции без потери надежности, путем установки насосных устройств: под торцевым уплотнением, выполненного в виде динамической втулки, а над торцевым уплотнением - в виде втулки и (или) диска.

Техническими результатами являются повышение технологичности изготовления и сборки, а, следовательно, снижение себестоимости устройства для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя (далее - гидрозащита).

Указанные технические результаты достигаются тем, что устройство для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя содержит головку, основание, корпус, вал с радиальными и упорным подшипниками, по крайней мере, один компенсирующий модуль, в состав которого входят корпус, головка, ниппель, торцевое уплотнение и компенсирующий элемент, при этом на валу под торцовым уплотнением размещено насосное устройство, выполненное в виде динамической втулки с, по меньшей мере, одной винтовой канавкой, а над торцевым уплотнением на валу установлено насосное устройство в виде вращающейся втулки и (или) диска.

Кроме того, возможно, что канавка на втулке в поперечном сечении имеет полукруглую форму.

Кроме того, возможно, что канавка на втулке в поперечном сечении имеет прямоугольную форму.

Кроме того, возможно, что динамическая втулка установлена внутри обоймы с, по меньшей мере, одной винтовой канавкой, противоположено направленной канавке на втулке.

Кроме того, возможно, что динамическая втулка установлена внутри обоймы с винтовой канавкой, которая в поперечном сечении имеет полукруглую форму.

Кроме того, возможно, что динамическая втулка установлена внутри обоймы с винтовой канавкой, которая в поперечном сечении имеет прямоугольную форму.

Кроме того, возможно, что вращающаяся втулка и (или) диск имеют лопасти, изготовленные над или (и) снаружи торцевого уплотнения.

Насосные устройства создают перепад давления на торцовом уплотнении, препятствуя попаданию пластовой жидкости в компенсирующий модуль. Значение угла винтовой нарезки насосного устройства, установленного под торцевым уплотнением, по отношению к оси насоса 70°±10°. В этом случае обеспечивается максимальный напор. На вращающейся втулке насосного устройства, установленного над торцевым уплотнением, могут быть выполнены лопасти, высота которых не менее 10% от диаметра вала. Насосные устройства имеют простые компактные конструкции, что упрощает изготовление и сборку, а, следовательно, снижается себестоимость гидрозащиты.

Изобретение поясняется фигурами, на которых изображено:

фиг. 1 - устройство для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя с компенсирующим элементом в виде поршня, поперечный разрез;

фиг. 2 - устройство для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя с компенсирующим элементом в виде диафрагмы, поперечный разрез;

фиг. 3 - насосное устройство, совмещенное с радиальным подшипником;

фиг. 4 - динамическая втулка и обойма с полукруглыми винтовыми канавками;

фиг. 5 - динамическая втулка и обойма с прямоугольными винтовыми канавками.

фиг. 6 - насосное устройство в виде диска с лопастями.

Гидрозащита (фиг. 1) содержит вал 1, головку 2, основание 3, упорный 4 и радиальный 5 подшипники, компенсирующий модуль, который состоит из цилиндрического корпуса 6, коаксиально установленной внутри него втулки направляющей 7, верхнего 8 и нижнего 9 ниппелей и компенсирующего элемента в виде кольцевого поршня 10, установленного с возможностью возвратно-поступательного движения, и торцевого уплотнения 11.

На валу 1 установлено насосное устройство, состоящее из динамической втулки 12 и обоймы 13.

В верхнем ниппеле 8 выполнен канал 14 с пробкой 15 и канал 16, в нижнем ниппеле 9 выполнен канал 17, а в основании 3 канал 18. На валу выполнен продольный паз 19 и установлено насосное устройство в виде диска 20.

Гидрозащита (фиг. 2) имеет компенсирующий модуль, который состоит из цилиндрического корпуса 6, коаксиально установленной внутри него опоры 21, верхнего 8 и нижнего 9 ниппелей и компенсирующего элемента в виде упругой диафрагмы 22 и торцевого уплотнения 11.

Гидрозащита (фиг. 3) имеет насосное устройство, которое также выполняет функции радиального подшипника.

Гидрозащита (фиг. 1) работает следующим образом. Перед спуском в скважину устройство для гидравлической защиты вместе с погружным электродвигателем (на фиг. не показан) заполняется диэлектрическим маслом. При включении погружного маслозаполненного электродвигателя крутящий момент от вала электродвигателя передается через вал 1 гидрозащиты валу погружного центробежного насоса. Компенсация утечек диэлектрического масла и тепловых изменений его объема при работе погружного маслозаполненного электродвигателя и его остановке осуществляется за счет перемещения кольцевого поршня 10 (для фиг. 1) или за счет изменения формы диафрагмы 22 (для фиг. 2). Одна из полостей компенсирующего модуля гидравлически связана через каналы 17 и 18 с электродвигателем, а другая полость через канал 16 с затрубным пространством.

Защита от попадания пластовой жидкости внутрь электродвигателя осуществляется при помощи торцевого уплотнения 11 и кольцевого поршня 10 (для фиг. 1) или диафрагмы 22 (для фиг. 2). Наличие насосных устройств позволяет создать перепад давления на торцевом уплотнении 11, таким образом, что давление масла под уплотнением 11 всегда выше, чем давление пластовой жидкости над ним. В результате попадание пластовой жидкости в масло, что приводит к потере им диэлектрических свойств и короткому замыканию ПЭД, исключается.

Таким образом, решения, используемые в изобретении, повышают технологичность изготовления и сборки, а, следовательно, снижают себестоимости устройства для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя, при этом надежность устройства не снижается.

1. Устройство для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя, содержащее головку, основание, корпус, вал с радиальными и упорным подшипниками, по крайней мере один компенсирующий модуль, в состав которого входят корпус, головка, ниппель, торцевое уплотнение и компенсирующий элемент, отличающееся тем, что на валу под торцевым уплотнением размещено насосное устройство, выполненное в виде динамической втулки с по меньшей мере одной винтовой канавкой, а над торцевым уплотнением на валу установлено насосное устройство в виде вращающейся втулки и (или) диска.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что насосное устройство совмещено с радиальным подшипником.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что канавка на втулке в поперечном сечении имеет полукруглую форму.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что канавка на втулке в поперечном сечении имеет прямоугольную форму.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что динамическая втулка установлена внутри обоймы с по меньшей мере одной винтовой канавкой, противоположно направленной канавке на втулке.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что динамическая втулка установлена внутри обоймы с винтовой канавкой, которая в поперечном сечении имеет полукруглую форму.

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что динамическая втулка установлена внутри обоймы с винтовой канавкой, которая в поперечном сечении имеет прямоугольную форму.

8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что вращающаяся втулка и (или) диск имеют лопасти, изготовленные над или (и) снаружи торцевого уплотнения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромашинам с постоянными магнитами, и раскрывает способ изготовления корпуса для статора электромашины с постоянными магнитами с осевым потоком, имеющей статор, содержащий группу катушек, намотанных на соответствующие стержни статора и расположенных по окружности с интервалами вокруг оси электромашины, и ротор, несущий группу постоянных магнитов и установленный с возможностью вращения вокруг упомянутой оси, при этом упомянутые ротор и статор разнесены друг от друга вдоль упомянутой оси с образованием зазора между ними, в котором магнитный поток в этой электромашине направлен, в общем, в осевом направлении, причем способ включает изготовление радиальной стенки для упомянутого корпуса статора для расположения в упомянутом зазоре между упомянутым ротором и упомянутым статором посредством помещения полимерной мембраны в форму машины для литья под давлением, наформовывания литьем под давлением группы усиливающих элементов на упомянутую мембрану с использованием термопластичного полимера, связывающегося, когда он расплавлен, с полимером упомянутой мембраны; и изготовление упомянутого корпуса с использованием упомянутой радиальной стенки.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в обеспечении возможности электродвигателей любых типов и исполнения работать в различных средах, в любом пространственном положении.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в обеспечении возможности электродвигателей любых типов и исполнения работать в различных средах, в любом пространственном положении.

Изобретение относится к области нефтедобычи и может быть применено в установках для гидрозащиты погружных маслозаполненных электродвигателей электроцентробежных насосов для добычи пластовой жидкости из скважин.

Изобретение относится к области производства погружных скважинных электрических насосов и компрессоров. Устройство охлаждения и защиты от твердых частиц торцевого уплотнения погружного электродвигателя, соединенного соединительной муфтой с насосом, имеет на наружной цилиндрической поверхности муфты пескосбрасыватель, а в нижней части муфты - полый цилиндр.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в повышении надежности.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности при создании погружных электродвигателей с повышенным коэффициентом мощности, имеющих в конструкции косинусный конденсатор, который подвергается давлению, передаваемому от скважинной жидкости.

Варианты выполнения изобретения, в целом, относятся к изолированным магнитным узлам, способам продувки зазора между изолирующей обоймой магнитного узла и частью машины, к роторным машинам и установкам по переработке нефти и газа.

Изобретение относится к нефтедобыче и предназначено для транспортировки среды на поверхность через ствол скважины. Технический результат – повышение надежности работы устройства.

Изобретение относится к электротехнике, к устройствам гидравлической защиты погружных маслозаполненных электродвигателей насосных агрегатов, используемых в нефтяной промышленности для подъема пластовой жидкости из скважин.

Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли и может быть использовано в установках электроцентробежных насосов для измельчения твердых абразивных частиц, содержащихся в перекачиваемой жидкости при скважинной добычи нефти.

Изобретение относится к нефтяному машиностроению, в частности к многоступенчатым погружным лопастным насосам для добычи нефти. Ступень многоступенчатого погружного центробежного насоса содержит направляющий аппарат, плавающее на валу рабочее колесо, снабженное разгрузочными отверстиями и торцовым уплотнением с опорной шайбой, разгрузочную камеру и балансировочное уплотнение.

Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности и может использоваться при добыче из скважин жидкости с повышенным газосодержанием посредством перекачки лопастными насосами.

Изобретение относится к погружным устройствам для подачи реагента в скважину, оборудованную штанговым насосом. Устройство содержит устанавливаемые в скважину ниже нефтедобывающего оборудования емкость для реагента и сообщенный с ней имеющий собственный привод поршневой насос-дозатор, полость которого имеет возможность соединения всасывающим каналом с емкостью для реагента, а нагнетательным - со скважиной.

Изобретение относится к вихревым насосам непрерывного действия и может быть использовано в системах нагнетания нефтяных скважин. Насос 20 содержит впускное отверстие 21, находящееся в контакте с перекачиваемой текучей средой F, и выпускное отверстие 22, находящееся в контакте с патрубком 30 насоса.

Группа изобретений касается подводящего кабеля двигателя, электрической погружной насосной системы и устройства для обеспечения уплотнения вокруг электрического подводящего провода.

Группа изобретений относится к погружным насосным системам для выкачивания текучих сред из ствола скважины. Насосная система содержит электродвигатель, заполненный первым диэлектрическим смазочным материалом, и насос, приводимый в действие электродвигателем.

Группа изобретений относится к скважинным насосам. Многоступенчатый центробежный насос содержит корпус, вращающийся вал и первую и вторую ступени насоса.

Изобретение относится к насосам центробежным модульным, используемым для добычи жидкостей из скважин. Насос центробежный модульный содержит насосные модули с соединительными деталями, выполненными в виде вилки с кольцевыми проточками под стопорные полукольца.

Изобретение относится к нефтяному машиностроению, в частности к погружным насосам для откачки пластовой жидкости. Погружной многоступенчатый центробежный насос содержит рабочие колеса со ступицами, соединенными с приводным валом с помощью шпоночного соединения в виде шпоночных канавок и установленных в них шпонок.

Группа изобретений относится к области нефтедобычи и может быть применена для гидрозащиты погружных электродвигателей электроцентробежных насосов для добычи пластовой жидкости из скважин. Устройство для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя содержит вал, головку, упорный и радиальный подшипники, по крайней мере один компенсирующий модуль с торцевым уплотнением, два ниппеля, соединенных цилиндрическим корпусом, и компенсирующий элемент, разделяющий компенсирующий модуль на две полости. Одна из полостей компенсирующего модуля связана с затрубным пространством через лабиринт, состоящий из двух осевых, одного радиального и одного кольцевого канала в ниппеле. Над торцевым уплотнением размещен динамический лабиринт, включающий динамическую втулку, которая герметично установлена на валу, и втулку лабиринта, неподвижно установленную с радиальным зазором по отношению к валу и динамической втулке. Динамический лабиринт не имеет гидравлической связи с полостью компенсирующего модуля. Изобретение направлено на повышение надежности и ресурса работы устройства за счет введения лабиринта в ниппеле и динамического лабиринта. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области нефтедобычи и может быть применено для гидрозащиты погружных электродвигателей электроцентробежных насосов для добычи пластовой жидкости из скважин. Устройство для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя содержит головку, основание, корпус, вал с радиальными и упорным подшипниками, по крайней мере один компенсирующий модуль, в состав которого входят корпус, головка, ниппель, торцевое уплотнение и компенсирующий элемент. На валу под торцевым уплотнением размещено насосное устройство, выполненное в виде динамической втулки с по меньшей мере одной винтовой канавкой. Над торцевым уплотнением на валу установлено насосное устройство в виде вращающейся втулки иили диска. Изобретение направлено на упрощение конструкции без потери надежности, повышение технологичности изготовления и сборки. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Наверх