УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ПОГРУЖНОГО МАСЛОЗАПОЛНЕННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2023 года по МПК F04D29/44 F04D13/10 H02K5/12 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в конструкциях гидрозащиты маслозаполненных электродвигателей погружных насосных агрегатов, предназначенных для добычи нефти.

Наиболее близким к заявляемому является устройство для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя, выпускаемое АО «Новомет-Пермь» (ТУ 27.11.25-009-12058737-2019). Внешнюю основу конструкции указанного устройства составляют корпусные детали: корпуса в виде полого цилиндра, ниппеля, основание с внутренней полостью и головка. Устройство содержит вал, установленный вдоль оси корпуса при помощи радиальных подшипников, размещенных в ниппелях корпуса, который предназначен для передачи крутящего момента от двигателя к насосу, по меньшей мере одну маслозаполненную камеру, осевую опору для восприятия осевой нагрузки вала и узел компенсации, предотвращающий попадание пластовой жидкости к осевой опоре и далее к электродвигателю. Нижний конец вала устройства для гидравлической защиты соединяют с нижерасположенным оборудованием, например, электродвигателем, на вал которого предварительно надета муфта.

При монтаже на скважине возникает проблема утечки масла из данного устройства для гидравлической защиты, что требует проведения дополнительных операций по заполнению его маслом для сохранения эффективности работы погружного электродвигателя.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение эффективности работы электродвигателя за счет устранения утечек масла при монтаже устройства для гидравлической защиты и электродвигателя.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя, содержащем корпус, выполненный в виде полого цилиндра, головку, основание с внутренней полостью, вал, установленный вдоль оси корпуса, радиальные подшипники, ниппеля, маслозаполненную камеру, осевую опору и узел компенсации, согласно изобретению, в полости основания на конце вала установлена подвижная в осевом направлении гильза, выполненная в виде перевернутого стакана, поджатого сверху пружиной, расположенной вокруг вала, при этом в нижней части полость основания ограничена внутренним кольцевым выступом с центральным отверстием, на входе которого сформировано кольцевое расширение, предназначенное для фиксации в нем нижней кромки стакана с возможностью обеспечения герметичности полости основания и предотвращения утечек масла.

Кроме того, верхний конец пружины установлен с упором на кольцевой опорный элемент, встроенный в верхнюю часть основания и расположенный вокруг вала.

Наличие в устройстве гильзы, поджатой пружиной и герметично взаимодействующей с центральным отверстием в основании, предотвращает утечки масла при монтаже.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид заявляемого устройства для гидравлической защиты; на фиг. 2 - стыковка устройства с нижерасположенным оборудованием; на фиг. 3 показан фрагмент устройства в области основания в состыкованном положении, продольный разрез.

Устройство для гидравлической защиты (фиг. 1) содержит корпус 7, выполненный в виде вертикально ориентированного в рабочем положении устройства полого цилиндра; вал 1 с осевой опорой 3, герметично установленный в корпусе 7 вдоль его оси при помощи радиальных подшипников 8, размещенных в ниппелях 5. К нижней части корпуса 7 присоединено основание 9, имеющее внутреннюю полость. Вал 1 снабжен торцевыми уплотнениями 4, препятствующими движению масла по валу, и выполнен с возможностью его соединения через муфту 15 с валом погружного электродвигателя или валом соседней секции гидрозащиты внутри полости основания 9. К ниппелю 5 присоединена головка 10, связывающая устройство с погружным электроцентробежным насосом. Внутри корпуса 7 расположен узел компенсации, который содержит эластичную диафрагму 2, формирующую маслозаполненную камеру, выше которой может быть установлен, например, сбрасывающий клапан 6, обеспечивающий отвод излишнего масла, либо лабиринт с трубкой гидрозатвора, обеспечивающий компенсацию в полости лабиринта.

В основании 9 на нижнем конце вала 1 установлена цилиндрическая гильза 11 с возможностью осевого перемещения вдоль вала 1. Гильза 11 выполнена в виде перевернутого стакана, поджатого со стороны днища пружиной 13, расположенной вокруг вала 1. С противоположной стороны пружина 13 опирается на опорный элемент 12 в виде кольца, который вмонтирован в верхнюю часть основания 9. Соединение между валом 1 и гильзой 11 уплотнено резиновыми кольцами (не показано). Внутренняя полость основания 9 снизу ограничена кольцевым выступом 14, имеющим центральное отверстие 17 (фиг. 2, 3). В отверстии 17 со стороны входа выполнено кольцевое расширение 16, имеющее диаметр, ответный наружному диаметру гильзы 11, что дает возможность обеспечить герметичную посадку гильзы 11 в кольцевом расширении 16. Пружина 13, опирающаяся в днище стакана, обеспечивает плотное поджатие нижней кромки стакана к кольцевому выступу 14.

Во время транспортировки устройства для гидравлической защиты гильзу 11 фиксируют в кольцевом расширении 16 центрального отверстия 17 (фиг. 2) с помощью пружины 13 и устанавливают защитную крышку (не показана). При фиксации гильза 11 благодаря ответной форме плотно прилегает к кольцевому расширению 16 своей цилиндрической поверхностью, образуя с ним герметичное соединение. Наличие герметичного соединения в области кольцевого расширения 16 препятствует утечке масла, что исключает необходимость дополнительной прокачки маслом, снижает расход диэлектрического масла, повышает удобство монтажа.

Во время монтажа погружного насосного агрегата (фиг. 3) вал нижерасположенного оборудования, например, электродвигателя с надетой на него муфтой 15 соединяют с валом 1. Внешний диаметр муфты 15 соизмерим с внутренним диаметром цилиндрической поверхности стакана. Во время стыковки муфта 15 плотно входит внутрь перевернутого стакана и, контактируя своей торцевой поверхностью с внутренней поверхностью днища стакана, приподнимает гильзу 11 над кольцевым выступом 14, сжимая пружину 13. В результате между стенкой центрального отверстия 17 и боковой стенкой муфты 15 образуется зазор, через который внутренняя полость основания 9 соединяется с полостью электродвигателя, происходит разгерметизация устройства для гидравлической защиты и перевод его в рабочее состояние.

В некоторых вариантах исполнения вал 1 может быть соединен аналогичным образом с валом нижерасположенной секции гидрозащиты.

Устройство работает следующим образом.

При включении погружного маслозаполненного электродвигателя крутящий момент от вала электродвигателя передается через муфту 15 и вал 1 устройства для гидравлической защиты валу погружного центробежного насоса. Защита погружного маслозаполненного электродвигателя от проникновения пластовой жидкости в его внутренние полости обеспечивается герметичным соединением диафрагмы 2, осевой опоры 3, торцевого уплотнения 4 и ниппелей 5. При тепловых изменениях объема диэлектрического масла при работе погружного электродвигателя и его остановах изменяется форма эластичной диафрагмы 2. При отсутствии возможности увеличения объема диафрагмы излишний объем диэлектрического масла сбрасывается через клапан 6.

Таким образом, благодаря наличию в основании гильзы в виде перевернутого стакана предупреждается утечка масла из данного устройства для гидравлической защиты при монтаже, исключается необходимость дополнительной операции по прокачке масла, снижается расход масла, повышается удобство и сокращается время монтажа при обеспечении эффективной работы погружного электродвигателя.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к нефтедобывающей промышленности, и может быть использовано в конструкциях гидрозащиты маслозаполненных электродвигателей погружных насосных агрегатов, предназначенных для добычи нефти. Технический результат заключается в обеспечении эффективности работы электродвигателя за счет устранения утечек масла при монтаже устройства, повышении удобства и сокращении времени монтажа. Устройство для гидравлической защиты погружного электродвигателя содержит вертикальный корпус, выполненный в виде полого цилиндра, головку, основание с внутренней полостью, вал, установленный вдоль оси корпуса, радиальные подшипники, ниппеля, маслозаполненную камеру, осевую опору и узел компенсации. В полости основания на конце вала установлена подвижная в осевом направлении гильза. Гильза выполнена в виде перевернутого стакана, поджатого сверху пружиной, расположенной вокруг вала. В нижней части полость основания ограничена внутренним кольцевым выступом с центральным отверстием. На входе центрального отверстия сформировано кольцевое расширение. Нижняя кромка стакана фиксируется в кольцевом расширении и обеспечивает герметичность полости основания. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя, содержащее вертикальный корпус, выполненный в виде полого цилиндра, головку, основание с внутренней полостью, вал, установленный вдоль оси корпуса, радиальные подшипники, ниппеля, маслозаполненную камеру, осевую опору и узел компенсации, отличающееся тем, что в полости основании на конце вала установлена подвижная в осевом направлении гильза, выполненная в виде перевернутого стакана, поджатого сверху пружиной, расположенной вокруг вала, при этом в нижней части полость основания ограничена внутренним кольцевым выступом с центральным отверстием, на входе которого сформировано кольцевое расширение, предназначенное для фиксации в нем нижней кромки стакана с возможностью обеспечения герметичности полости основания и предотвращения утечек масла.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пружина установлена с упором на кольцевой опорный элемент, встроенный в верхнюю часть основания и расположенный вокруг вала.