устройство для гидравлической защиты погружного маслонаполненного электродвигателя

Формула изобретения

Устройство для гидравлической защиты погружного маслонаполненного электродвигателя, содержащее корпус, вал с опорными подшипниками, по меньшей мере, две последовательно расположенные камеры, связанные между собой гидравлически с помощью каналов и трубок, установленных во фланцах, отличающееся тем, что устройство снабжено дополнительным торцевым уплотнением, образующим закрытую камеру с вышерасположенным торцевым уплотнением, с трубкой, установленной во фланце, один конец которой размещен в полости упорного подшипника, а другой расположен не ниже уровня верхней границы полости дополнительного торцевого уплотнения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано в погружных маслонаполненных электродвигателях, предназначенных для привода погружных насосов при добыче нефти из скважин.

Устройство для гидравлической защиты предназначено для предотвращения попадания пластовой жидкости во внутреннюю полость электродвигателя, компенсации изменений объема жидкого диэлектрика в электродвигателе и передаче крутящего момента от вала двигателя к валу насоса.

Известно устройство для гидравлической зашиты погружного маслонаполненного электродвигателя, содержащее вал, три последовательно расположенные вдоль вала камеры, подшипники, торцевые уплотнения и компенсатор (1).

Недостатком этого устройства является использование быстро выходящего из строя набивного уплотнения, а значит, и создающего неблагоприятные условия для работы торцевого уплотнения. Использование двух видов масел создает неудобства в эксплуатации.

Известно также устройство для гидрозащиты, состоящее из корпуса, вала, опорного подшипника. Последний имеет кольцевое отверстие вокруг вала. Вдоль вала расположено не менее трех камер. В первой камере расположены газосборная трубка и центробежный сепаратор. В последней камере установлен газовый фильтр.

Недостатком вышеупомянутой конструкции является низкая надежность эластичного элемента и использование барьерной жидкости.

Целью изобретения является повышение надежности и ресурса работы устройства, электродвигателя в целом.

Поставленная цель достигается тем, что в нижней части протектора в полости фланца установлено дополнительное (нижнее) торцевое уплотнение, образующее совместно с вышерасположенным торцевым уплотнением, закрытую камеру, в которой размещен, например, отстойник или эластичный компенсатор. Во фланце установлена трубка, один конец которой размещен в полости упорного подшипника, а другой - расположен не ниже уровня верхней границы полости (нижнего) дополнительного торцевого уплотнения.

На чертеже представлена схема предложенного устройства для гидрозащиты.

Устройство для гидравлической защиты размещено между насосом 1 и электродвигателем 2 и состоит, по меньшей мере, из двух или более камер, последовательно расположенных в осевом направлении вдоль вала 4. Корпус 3 дисциплинирует вал 4, опирающийся на опорный подшипник 5. Торцевые уплотнения 6-8, фланцы 9-11 совместно с корпусом 3 образуют верхнюю и нижнюю камеры 12, заполненные диэлектрической жидкостью. В верхней камере 12 на каркасе 13, герметично закрепленном во фланцах 9, 10 с помощью резиновых колец 14, установлен эластичный компенсатор 15. В нижней камере 12 герметично закрытой торцевыми уплотнениями 7 и 8 на каркасе 16 закреплен, например, отстойник 17. Камеры соединены гидравлической связью через трубку 18 и канал 19. Во фланце 9 установлен предохранительный клапан 20, который сбрасывает жидкость из полости эластичного компенсатора 21 через отверстие 22. Верхняя камера 12 сообщается с внутренней полостью скважины посредством отверстия 23 во фланце 9. Посредством трубки 24 полость упорного подшипника 5 сообщается с полостью 25, которая в свою очередь через кольцевую щель 26 с полостью 27. Последняя отверстием 28 сообщается с отстойником 17, с ним же сообщается полость 25 отверстием 29.

Устройство работает следующим образом.

После запуска установки в работу жидкий диэлектрик разогревается в электродвигателе 2, увеличивается в объеме, и поступает в полость 25 (нижнего) дополнительного торцевого уплотнения 8. Далее через отверстие 29, кольцевую щель 26, полость 27, отверстие 28 в отстойник 17. Затем через трубку 18 и канал 19 диэлектрическая жидкость поступает во внутреннюю полость эластичного компенсатора.

При длительной работе электродвигателя 2 происходит нагревание заполняющей его диэлектрической жидкости. Изменение объема компенсируется за счет гидравлического перемещения в отстойнике 17, а также за счет деформации эластичного компенсатора 15. Верхнее торцевое уплотнение, работает в самых неблагоприятных условиях из-за контакта с пластовой жидкостью, в которой присутствуют механические примеси. Через определенный промежуток времени вышеуказанное торцевое уплотнение выходит из строя, а пластовая жидкость проникает во внутрь эластичного компенсатора 15, тем самым нарушая его работоспособность, и по валу 4 попадает к среднему торцевому уплотнению 7, расположенному в среднем фланце 10. При отказе в работе нагруженного торцевого уплотнения 7 пластовая жидкость не сможет мигрировать по валу 4 в полость упорного подшипника 5, а затем в электродвигатель 2, т.к. этому препятствует гидрозатвор, образованный торцевым уплотнением 7, установленным во фланце 10, и дополнительным торцевым уплотнением 8, размещенным во фланце 11, а также полостями 25 и 27, и трубкой 24.

В случае проникновения пластовой жидкости через уплотнение 7, она задерживается дополнительным торцевым уплотнением 8, размещенным в полости 25, где она скапливается и отстаивается. Пластовая жидкость лишь тогда проникает в полость упорного подшипника 5 и далее в электродвигатель 2, когда ее уровень в полости 25 достигнет верхнего края трубки 24.

Предлагаемая конструкция устройства не потеряет работоспособности даже в случае выхода из строя торцевых уплотнений 6, 7 и эластичного компенсатора 15.

Установка (нижнего) дополнительного торцевого уплотнения 8 с образованием закрытой камеры с торцевым уплотнением 7 и установкой во фланце 11 трубки 24, нижний конец которой размещен в полости упорного подшипника 5, а верхний - не ниже уровня верхней границы полости дополнительного торцевого уплотнения, позволит повысить надежность и срок службы гидрозащиты, увеличить срок службы электродвигателя в целом.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР 436415, Н 02 К 5/12, 1971 г.

2. Патент России 2099844, Н 02 К 5/12, 1994 г.