Устройство для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя Советский патент 1984 года по МПК H02K5/12 

Vj

СО

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в погружных маслозаполненных линейных электродвигателях, предназначенных для привода плунжерных насосов для добычи жидкости из скважины, в частности для предотвращения попадания пластовой жидкости в полость двигателя, рабочий оргдн которого шток совершает возвратно-поступательное движение.

Известно устройство для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя трехкамерного исполнения, основанное на принципе расходного гидрозатвора и использующее тяжелую жидкость, которой .заполнена верхняя камера, создающая барьер между пластовой жидкостью и жидкостью двигателя, которой заполнены нижние камеры 1.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для гидравлической защиты погружного маслозаполненного линейного электродвигателя, состоящее из последовательно соединенных с помощью трубки камер, в каждой из которых установлен полый цилиндр, охватывающий движущийся орган и закрепленный одним концом на торце камеры, верхняя камера заполнена тяжелой барьерной жидкостью, контактирующей с пластовой жидкостью, а нижняя - маслом двигателя, и уплотнений, установленных в торцах камер 2.

Недостатком известного устройства является невозможность использования применяемых для защиты вала торцовых уплотнений для защиты щтока, передающего усилие в линейном электродвигател е, соприкасающегося с пластовой жидкрстью и соверщающего возвратно-поступательного дви-жение.

Цель изобретения - обеспечение надежности устройства в работе при поступательном перемещении движущегося органа.

Цель достигается тем, что устройство для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя, состоящее из последовательно соединенных с помощью трубки камер, в каждой из которых установлен полый цилиндр, охватывающий движущийся орган и закрепленный одним концом на торце камеры, верхняя камера заполнена тяжелой барьерной жидкостью, контактирующей с пластовой жидкостью, а нижняя - маслом двигателя, и уплотнений, установленных в торцах камер, снабжено отражателем, выполненным в виде конического фланца и установленным с наружной стороны торца верхней камеры, двумя кольцами-съемниками, охватывающими движущийся орган н установленными на нем с возможностью аксиального перемещения между концом указанного полого цилиндра

и торцом камеры, по одному в каждой камере, и клапаном, установленным в трубе, соединяющей камеры.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - конструкция уплотнения по щтоку.

Устройство 1 для гидравлической защиты устанавливается между электродвигателем 2 и насосом 3. Тяговое усилие со щтока 4, являющегося движущимся органом устройства 1, посредством муфты 5 передается на хвостовик заборного узла 6 плунжерного насоса 3.

Шток 4 устройства 1 движется внутри по подщипникам 7 скольжения, установленным на концах устройства, и соединяется с подвижной частью электродвигателя 2. Подшипники 7 выполнены из антифрикционного материала (фторопласт, текстолит) и служат для центрирования щтока 4 по продольной оси устройства 1 и придания ему больщей жесткости при передаче осевых нагрузок.

Вдоль щтока 4 устройства 1 в осевом направлении расположены изолированные

камеры. В конкретном примере их две, а общее их количество.определяется условиями работы. Верхняя камера 8 образована корпусом 9, торцами 10 и 11 и является первой ступенью защиты. В торце 10 расположены узел 12 уплотнения и дренажное

отверстие 13. Снизу к торцу 10 герметически крепится полый цилиндр 14. Камера 8 заполняется тяжелой барьерной жидкостью. Внутри камеры 8 на щтоке 4 установлено кольцо-съемник 15, снимающее частицы влаги на поверхности штока 4, которые моjyT остаться на нем после прохождения через верхний узел 12 уплотнения. Ход кольца равен расстоянию от свободного конца цилиндра до торца. Цилиндр 14 позволяет камере 8 оставаться работоспособной по мере расходования тяжелой жидкости и понижения ее уровня, так как влага, снимаемая со штока 4 кольцом-съемником 15, всплывая в тяжелой барьерной жидкости, не соприкасается со штоком и отводится через дренажное отверстие 13.

Нижняя камера 16 образована корпусом 9, торцом П и торцом 17, в котором установлено уплотнение 18 и полый циливдр 19, соединенный с торцом герметично и имеющий функциональное назначение,

такое же как цилиндр 14 верхней камеры, но установленный ему встречно и образующий вместе с корпусом 9 н торцом 17 карман для возможности оседания в нем фракций, более тяжелых, чем среда камеры. Камера 16 заполняется маслом электродвигателя.

В торце 11 установлена трубка 20, через которую соединяется нижняя камера 16 с верхней 8. На выходе в верхнюю камеру 8 последовательно с трубкой 20 устанавливается запорный клапан 21, через который производится сброс накопившихся в кармане нижней камеры более тяжелых фракций. В нижней камере 16 также установлено кольцо-съемник 15. Торец 11 имеет уплотнение 22. Заливочные отверстия торцов 11 и 17 закрываются пробками 23. На дренажное отверстие 13 пробка устанавливается только на время транспортировки и хранения. В верхней части устройства 1 устанавливается неподвижно отражатель 24 с сальниковым уплотнением для предотвращения попадания больших твердых частиц в уплотнительный узел 12. Устройство 1 соединяется с двигателем 2 с помощью резьбы. На фиг. 2 показан конкретный пример выполнения уплотнений 12, 22 и 18, в которых уплотнйтельные элементы 25 выполнены Г-образного сечения, например, из фторопласта для придания достаточной жесткости/ Уплотняющая сторона элемента 25 имеет кольцевую проточку для улучшения контакта со штоком 4. Для обеспечения постоянного давления элемента 25 на шток 4 устанавливается резиновое кольцо 26, которое одновр(еменно обеспечивает уплотнение по внутренней цилиндрической поверхности втулки 27. Между двумя встречно установленными уплотнительными элементами 25 устанавливается промежуточное нажимное кольцо 28. Общее давление на всю систему уплотнительных элементов создается нажимным кольцом 29. Устройство работает следующим образом. После пуска двигателя 2 щток 4 совершает возвратно-поступательное движение, выходя периодически за пределы устройства и соприкасаясь с пластовой жидкостью. Во время движения штока 4 вниз отражатель 24 очищает его от твердых частиц и основной массы жидкости, увлекаемой штоком к уплотнению 12. После прохождения уплотнения 12 остатки влаги . снимаются кольцом-съемником 15 в среду тяжелой барьерной жидкости камеры 8 и, как более легкий по удельному весу, всплывают и отводятся через дренажное отверстие 13 в среду пластовой жидкости. При дальнейшем движении лток 4 проходит через уплотнение 22 торца 11 и входит в камеру 1.6, Кольцо-съем ни к 15 камеры 16 очищает шток от возможного попадания тяжелой жидкости из камеры 8 и остатков влаги на штоке в камеру 16. Эти фракции, как более тяжелые по удельному весу от среды камеры 16, осаждаются в кармане, поднимая общее давление в камере 16. Когда давление в камере 16 превысит давление в камере 8, происходит сброс осевших тяжелых элементов в верхнюю камеру 8. Для более продолжительных и тяжелых условий работы устройство для гидравлической защиты может иметь последовательно расположенные три и больше камеры, причем верхняя камера заполняется тяжелой барьерной жидкостью, а остальные - рабочей жидкостью двигателя.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ПОГРУЖНОГО МАСЛОЗАПОЛНЕННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, состоящее из последовательно соединенных с помощью трубки камер, в каждой из которых установлен полый цилиндр, охватывающий движущийся орган и закрепленный одним концом на торце камеры, верхняя камера заполнена тяжелой барьерной жидкостью, контактирующей с пластовой жидкостью, а нижняя - маслом двигателя, и уплотнений, установленных в торцах камер, отличающееся тем, что, с целью обеспечения надежности его в работе при поступательном перемещении движущегося органа, оно снабжено отражателем, выполненным в виде конического фланца и установленным с наружной стороны торца верхней камеры, двумя кольцами-съемниками, охватывающими движущийся орган и установленными на нем с возможностью аксиального перемещения между концом указанного полого цилиндра и торцом камеры, по одному в каждой Ка(О. мере, и клапаном, установленным в трубе, соединяющей камеры.