компенсатор для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя

Формула изобретения

КОМПЕНСАТОР ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ПОГРУЖНОГО МАСЛОЗАПОЛНЕННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащий головку для присоединения к нижнему фланцу электродвигателя, в которой размещен перепускной клапан для соединения и разделения внутренних полостей электродвигателя и компенсатора, отличающийся тем, что он снабжен крышкой и подпружиненным поршнем с образованием между ними герметичной, заполненной воздухом полости, дно поршня снабжено цилиндрическим стопором, к головке прикреплена эластичная диафрагма, а перепускной клапан выполнен в виде подпружиненного плунжера с цилиндрической проточкой и внутренним отверстием, в подпоршневой полости головки перпендикулярно ее продольной оси размещен валик с эксцентричным кулачком, примыкающим к дну поршня, а в стопоре выполнены внутренние каналы, при этом подпоршневая полость посредством внутренних каналов в стопоре и отверстий в влунжере соединен с внутренней полостью диафрагмы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности, оно касается гидрозащиты погружных маслозаполненных электродвигателей, предназначенных для привода насосов, используемых в нефтяной промышленности для добычи нефти.

При конструировании гидрозащиты одной из первоочередных задач является снижение трудоемкости монтажных работ в процессе заполнения маслом и опрессовки электродвигателя перед его спуском в скважину.

Известен компенсатор для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя [1] содержащий эластичный, нефтестойкий, непроницаемый для пластовой жидкости мешок, расположенный в нижней части корпуса электродвигателя, причем мешок заключен в кожух c отверстием для сообщения с пластовой жидкостью.

Недостаток этого компенсатора состоит в том, что внутренняя полость эластичного мешка сообщена с внутренней полостью электродвигателя непосредственно через отверстие в нижнем днище электродвигателя и отсутствует какое-либо приспособление, позволяющее указанное отверстие при необходимости перекрывать.

Известен компенсатор для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя [2] содержащий головку, прикрепленную к нижнему фланцу электродвигателя, в которой выполнены каналы, соединяющие внутренние полости электродвигателя и компенсатора, и размещен перепускной клапан для разобщения указанных каналов.

Однако данный компенсатор имеет недостаток, заключающийся в том, что после проведения опрессовки кабельного ввода и заполнения маслом электродвигателя необходимо поднять над скважиной весь агрегат для открывания вручную перепускного клапана. Эта операция особенно затруднительна в случае монтажа секционного электродвигателя, имеющего большую длину.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, повышение надежности компенсатора и упрощение монтажных работ.

Цель достигается тем, что в подпоршневой полости головки компенсатора перпендикулярно ее продольной оси размещен валик с эксцентричным кулачком, примыкающим к дну поршня, а в стопоре выполнены внутренние каналы, при этом подпоршневая полость посредством внутренних каналов в стопоре и отверстий в плунжере соединена с внутренней полостью диафрагмы.

На фиг. 1 показан предложенный компенсатор; на фиг. 2 дано сечение А-А на фиг. 1.

Компенсатор содержит головку 1, к которой герметично крепится эластичная диафрагма 2. Фланцем 3 головка крепится к электродвигателю (не показан). Диафрагма 2 снаружи защищена корпусом 4, прикрепленным к головке 1 на резьбе. Диафрагма находится под воздействием давления пластовой жидкости в скважине, которая поступает в зазор между корпусом 4 и диафрагмой 2 через отверстия 5. В головке 1 размещен плунжер 6 с пружиной 7, уплотненный резиновым кольцом 8. Плунжер 6 имеет осевое отверстие 9 и радиальные отверстия 10 и выполняет функцию перепускного клапана, служащего для сообщения и разобщения внутренних полостей электродвигателя и компенсатора. Фиксация плунжера в нижнем положении, показанном на фиг. 1 в случае разобщения внутренних полостей электродвигателя и компенсатора, осуществляется стопором 11. Стопор входит в цилиндрическую проточку 12 плунжера и выполнен за одно целое с дном 13 поршня 14, который размещен в радиальной расточке головки 1. Поршень 14 находится под усилием пружины 15. Воздушная полость 16, образованная внутренней расточкой в поршне 14 и крышкой 17, герметизирована резиновыми кольцами 18. Полость 19 под поршнем 14 каналом 20 в стопоре 11 и отверстиями 9 и 10 в плунжере 6 соединена с внутренней полостью диафрагмы 2. В головке 1 перпендикулярно ее продольной оси (фиг. 2) выполнено отверстие 21, проходящее через подпоршневую полость 19. В этом отверстии размещен валик 22, который в своей средней части имеет эксцентричный кулачок 23, примыкающий к дну 13 поршня 14. В торце валика 22 имеется отверстие 24 под ключ квадратного сечения для возможности поворота валика. Шайба 25 служит для ограничения перемещения плунжера 6 вверх. Верхнее положение плунжера соответствует открытому состоянию перепускного клапана. Отверстие 21 с обоих концов закрыто пробками 26 и 27.

Компенсатор работает следующим образом.

Перед монтажом на скважине компенсатор заполняют маслом через отверстие под пробку 26. Для выпуска воздуха из компенсатора перепускной клапан открывают вручную. Для этого снимают пробку 27, вставляют в отверстие 24 в торце валика 22 ключ и поворачивают валик на 45-60^о. При этом эксцентричный кулачок 23 воздействует на дно 13 поршня 14. Поршень, сжимая пружину 15, перемещается вправо, а стопор 11 выходит из проточки 12 плунжера 6. Плунжер освобождается и перемещается под действием пружины 7 вверх, обеспечивая через отверстия 9 и 10 выход воздуха из диафрагмы.

По окончании заправки компенсатора заданным количеством масла для закрывания перепускного клапана нажимают сверху на плунжер 6. Плунжер, сжимая пружину 7, перемещается вниз. При этом стопор 11 под воздействием пружины 15 входит в проточку 12 плунжера 6 и фиксирует его в нижнем, закрытом положении.

При опрессовке электроввода двигателя и заполнении его маслом на скважине внутренние полости электродвигателя и компенсатора должны быть разобщены, что обеспечивается нижним положением плунжера 6.

После заправки электродвигателя маслом его внутренняя полость должна быть соединена с внутренней полостью компенсатора. Это происходит автоматически следующим образом.

По окончании монтажных работ погружной электронасосный агрегат опускают в скважину. Как только компенсатор опустится в пластовую жидкость на глубину 10-30 м, гидростатическое давление столба жидкости через эластичную диафрагму 2 и заполняющее ее масло передаются по отверстиям 9 и 10 в плунжере 6 и каналу 20 в стопоре 11 в подпоршневую полость 19. Под действием этого давления поршень 14, сжимая пружину 15, перемещается вправо, стопор 11 освобождает плунжер 6, который под действием пружины 7 перемещается вверх до упора в шайбу 25, сообщая через отверстия 9, 10 и проточку 12 внутренние полости электродвигателя и компенсатора.

Благодаря тому, что подпоршневая полость 19 всегда заполнена маслом, детали автоматического перепускного клапана надежно защищены от коррозии, а масло электродвигателя от попадания в него пластовой жидкости.

Установка в подпоршневой полости валика с эксцентричным кулачком, позволяющим очень простым способом осуществлять ручное открывание перепускного клапана, упрощает работу в процессе заправки компенсатора маслом. Этим определяется технико-экономическая эффективность изобретения.

Проведены стендовые испытания экспериментальных образцов предложенного компенсатора, которые подтвердили его работоспособность и надежность. Подготовлена техдокументация для серийного выпуска.