Способ подключения силового кабеля к погружному электродвигателю и устройство для его осуществления Российский патент 2018 года по МПК H02G15/08 H01R13/52 

МПК H01R13/52 (2017.01)

МПК E21B43/00 (2017.01)

МПК F04B47/06 (2017.01)

Способ подключения силового кабеля к погружному электродвигателю и устройство для его осуществления

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, в частности, в электрических соединениях, предназначенных для подвода электроэнергии к электродвигателям погружных насосов для добычи пластовой жидкости.

На данный момент, известны погружные насосные установки, приводимые в действие линейным вентильным электродвигателем, питание которого осуществляют от надземного источника электропитания, при этом, линия электропитания проходит от источника питания вдоль насосно-компрессорных трубы к двигателю для подачи энергии.

Известные технические решения заключаются в том, что силовая линия электропитания подводится непосредственно к токовводу электродвигателя, устроенному в его верхней части. Токоввод, преимущественно, реализуют в виде штепсельной розетки выполненной с возможностью установки и герметичной фиксации штепсельной вилки, которая подается посредством удлиненного проводника, также известны технические решения, при которых на удлиненном проводнике устанавливают штепсельную розетку, при этом, ответная часть встроена в головку токоввода, установленную в корпусе погружного электродвигателя. Указанные способы подключения, предусматривают обязательную установку одной из контактных поверхностей, непосредственно в корпусе погружного электродвигателе.

Из патента на изобретение № RU2264681 от 20.11.2005, МПК H02G15/14; H01R 13/52, известна муфта кабельного удлинителя, кабельной линии погружного электродвигателя, устанавливаемая в штепсельную розетку головки токоввода. Указанная муфта содержит, герметичный корпус, в котором расположены закрепленный при помощи фиксирующего элемента, кабель и колодка с выполненными в ней отверстиями для размещения контактных элементов и присоединенных к ним жил кабеля.

К недостаткам описанного технического решения можно отнести невозможность его применения в условиях с ограниченными габаритами корпуса погружной насосной установки.

Из патента на изобретение США №US7789689 от 07.09.2010, МПК H01R13/52, известна иная конструкция герметичного соединения силового кабеля погружной насосной установки с электродвигателем в которой штепсельная розетка соединена с удлиненным проводником, а ее ответная часть, установлена в головке токоввода, встроенной в корпус электродвигателя.

К недостаткам описанного технического решения можно отнести наличие ограничений в габаритных размерах корпуса, а также недостаточная унификация описанной конструкции.

Также из патента РФ на изобретение № RU2162272 от 20.01.2001, МПК H02K 5/132; H02K 5/10; H01R 13/52 известно устройство и способ подключения силового кабеля к погружному электродвигателю включающее штепсельную розетку, выполненную с возможностью контакта со штепсельной вилкой, с образованием герметичного соединения. Описанное техническое решение включает погружной маслонаполненный электродвигатель, содержащий головку, в которой размещен кабельный ввод. Кабельный ввод, состоит из штепсельной вилки, корпус которой прикреплен к головке. Штыри штепсельной вилки соединены с кабелем и штепсельной розеткой, которая содержит колодку из диэлектрического материала и гильзы, соединенные с выводными проводами обмотки статора. При этом колодка и гильзы установлены герметично.

К недостаткам описанного технического решения можно отнести то, что одна из контактных поверхностей установлена в корпусе электродвигателя, что приводит к увеличению диаметра корпуса и не позволяет эксплуатировать его в малодебитных скважинах с наличием ограничений по габаритным размерам погружной насосной установки.

Описанное техническое решение принимаем за ближайший аналог.

Сущность заявляемого технического решения заключается в том, что согласно способу подключения силового кабеля к погружному электродвигателю, штепсельную розетку, помещают в герметичный корпус и выносят на удлиненном проводнике за пределы головки токоввода погружного электродвигателя. Свободный конец герметизируют в головке токоввода посредством двустороннего уплотнения, при этом соединение контактных поверхностей устраивают в габарите корпуса погружной насосной установки, определяемого его наибольшим поперечным сечением с фиксацией посредством крепежных элементов. Соединение контактных поверхностей устраивают в пределах соединительной муфты, установленной между выходом плунжерного насоса и входом насосно-компрессорной трубы.

Согласно описанному способу соединение контактных поверхностей выполнено в габарите корпуса погружной насосной установки, определяемого его наибольшим поперечным сечением и включает, вынесенную за пределы головки токоввода, на удлиненном проводнике штепсельную розетку. Указанная штепсельная розетка, состоит из герметичного корпуса с заведенной внутрь и зафиксированной посредством герметизирующих полимерных элементов, по меньшей мере, одной токопроводящей жилой. Свободный конец удлиненного проводника, установлен в головке токоввода с двусторонним уплотнением, посредством обжимных деформируемых элементов. Герметичная штепсельная розетка, установлена в пределах площадки, утопленной по отношению к поверхности переходной соединительной муфты, установленной между выходом плунжерного насоса и входом насосно-компрессорной трубы.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение является реализация способа и устройства подключения силового кабеля к погружному электродвигателю с обеспечением надежного соединения контактных поверхностей и достижением уменьшения габаритных размеров корпуса электродвигателя с целью использования погружной насосной установки в малодебитных скважинах с малым входным диаметром.

Технический результат, достигнутый от реализации заявленного технического решения, обеспечивает повышение надежности соединения без локального увеличения диаметра корпуса погружной насосной установки, способствует расширению возможностей использования линейного погружного электродвигателя в малодебитных скважинах с малым входным диаметром.

Сущность заявляемого технического решения поясняется, но не ограничивается следующими графическими материалами:

фиг.1 – устройство подключения силового кабеля к погружному электродвигателю, общий вид;

фиг.2 – штепсельная розетка в разрезе;

фиг.3 – головка токоввода в разрезе.

Устройство подключения силового кабеля к погружному электродвигателю включает штепсельную розетку 1 (фиг.1), выполненную с возможностью контакта со штепсельной вилкой (является стандартной, на изображениях не показана), с образованием герметичного соединения.

Соединение контактных поверхностей выполнено в приделах габарита корпуса погружной насосной установки.

Указанное устройство включает, вынесенную за пределы головки токоввода 2, на удлиненном проводнике 3 штепсельную розетку 1, состоящую из герметичного корпуса 4, установленного в пределах переходной соединительной муфты 5, установленной между выходом 6 плунжерного насоса и входом насосно-компрессорной трубы 7.

Внутрь указанного герметичного корпуса 4 (фиг.2), заведена и зафиксирована посредством герметизирующих элементов 8 в виде уплотнительных колец с полимерным изолятором 9, по меньшей мере, одна токопроводящая жила 10, с медной контактной гильзой 11, установленной в колодке 12, которую фиксируют от перемещений контровочным винтом 13. Указанные уплотнительные элементы 8 фиксируются посредством обжимного кольца 14 и гайки 15, после установки, которой корпус закрывается хвостовиком 16 с уплотнительной резинкой 17.

Свободный конец удлиненного проводника 3, установлен в головке токоввода 2 с двусторонним уплотнением, посредством обжимного деформируемого элемента 18 (фиг.3) и обжимных гаек 19, 20 с поджимными кольцами 21, также на свободный конец проводника 3 установлена контактная гильза 22.

Герметичная штепсельная розетки 1, также включает торцевой герметизирующий уплотнительный элемент 13, а также, герметичный корпус 4, который содержит крепежные элементы 23, выполненные с возможностью фиксации корпусов контактных поверхностей штепсельной вилки с розеткой, посредством разъемного соединения.

Способ подключения силового кабеля к погружному линейному электродвигателю, основанный на использовании описанной конструкции заключается в том, что соединение контактных поверхностей реализуют посредством установки герметичной штепсельной вилки (является стандартной и на изображениях не показана) в штепсельную розетку 1, находящуюся в электрическом контакте с выводами проводов обмотки статора подведенных к головке токоввода 2. Штепсельную розетку 1, помещают в герметичный корпус 4 и выносят на удлиненном проводнике 3 за пределы головки токоввода 2, погружного электродвигателя. Свободный конец удлиненного проводника 3, герметизируют в головке токоввода 2 посредством двустороннего уплотнения обжимными деформируемыми элементами 18, при этом соединение контактных поверхностей устраивают в приделах габарита корпуса погружной насосной установки в частности в пределах переходной соединительной муфты 5, установленной между выходом плунжерного насоса 6 и входом насосно-компрессорной трубы 7 с фиксацией посредством крепежных элементов 24 (фиг.1).

Реализация приведенного способа и устройства подключения силового кабеля к погружному электродвигателю способствует достижения указанного технического результата обеспечивая повышение надежности соединения без локального увеличения диаметра корпуса погружной насосной установки. Также реализация технического решения способствует расширению возможностей использования линейного погружного электродвигателя в малодебитных скважинах с малым входным диаметром.

Описанное техническое решение, предусматривает различные варианты и альтернативные формы реализации. Конкретный вариант осуществления раскрыт в описании и показан посредством, приведенных графических материалов. Описанный вариант реализации изобретения, не ограничивается конкретной раскрытой формой и может охватывать все возможные варианты исполнения, эквиваленты и альтернативы, в рамках существенных признаков, раскрытых в формуле.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, в частности, в электрических соединениях, предназначенных для подвода электроэнергии к электродвигателям погружных насосов для добычи пластовой жидкости. Штепсельную розетку помещают в герметичный корпус и выносят на удлиненном проводнике за пределы головки токоввода погружного электродвигателя. Свободный конец герметизируют в головке токоввода посредством двустороннего уплотнения, при этом соединение контактных поверхностей устраивают в пределах габарита корпуса погружной насосной установки с фиксацией посредством крепежных элементов. Устройство подключения силового кабеля к погружному электродвигателю включает вынесенную за пределы головки токоввода на удлиненном проводнике штепсельную розетку. Изобретение обеспечивает повышение надежности соединения без локального увеличения диаметра корпуса погружной насосной установки, способствует расширению возможностей использования линейного погружного электродвигателя в малодебитных скважинах с малым входным диаметром. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ подключения силового кабеля к погружному электродвигателю, заключающийся в том, что соединение контактных поверхностей реализуют посредством установки герметичной штепсельной вилки в штепсельную розетку, находящуюся в электрическом контакте с выводами проводов обмотки статора, подведенных к головке токоввода, отличающийся тем, что штепсельную розетку помещают в герметичный корпус и выносят на удлиненном проводнике за пределы головки токоввода погружного электродвигателя, свободный конец удлиненного проводника герметизируют в головке токоввода посредством двустороннего уплотнения, при этом соединение контактных поверхностей устраивают в габарите корпуса погружной насосной установки, определяемого его наибольшим поперечным сечением с фиксацией посредством крепежных элементов.

2. Способ подключения силового кабеля к погружному линейному электродвигателю по п.1, отличающийся тем, что соединение контактных поверхностей устраивают в пределах соединительной муфты, установленной между выходом плунжерного насоса и входом насосно-компрессорной трубы.

3. Устройство подключения силового кабеля к погружному линейному электродвигателю, включающее штепсельную розетку, выполненную с возможностью контакта со штепсельной вилкой с образованием герметичного соединения, отличающееся тем, что соединение контактных поверхностей выполнено в габарите корпуса погружной насосной установки, определяемом его наибольшим поперечным сечением, и включает вынесенную за пределы головки токоввода на удлиненном проводнике штепсельную розетку, состоящую из герметичного корпуса с заведенной внутрь и зафиксированной посредством герметизирующих полимерных элементов по меньшей мере одной токопроводящей жилой, причем свободный конец удлиненного проводника установлен в головке токоввода с двусторонним уплотнением посредством обжимных деформируемых элементов.

4. Устройство подключения силового кабеля к погружному электродвигателю по п.3, отличающееся тем, что герметичная штепсельная розетка установлена в пределах соединительной муфты, установленной между выходом плунжерного насоса и входом насосно-компрессорной трубы на площадке, утопленной по отношению к поверхности указанной переходной соединительной муфты.