Устройство для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя Советский патент 1989 года по МПК H02K5/12 

(21)4341139/24-07

(22)22,10.87

(46) 15.07.89. Бюл. № 26 (71) Специальное проектно-конструк- торское и технологическое бюро по погружному электрооборудованию для бурения скважин и добычи нефти Всесоюзного научно-производственного объединения Потенциал (72) В.Д.Резников и Я.Я.Шкадов

(53)621.313.04(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 436415, кл. Н 02 К 5/12, 1971.

Авторское свидетельство СССР № 1020924, кл. Н 02 К 5/12, 1981.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИДРАБЛОТЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ПОГРУЖНОГО МАСЛОЗАПОЛНЕННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

(57)Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - повышение надежности за счет ускорения деэмульгирования и исключения интенсивного перемешивания барьерной жидкости с маслом и пластовой жидкостью при вращении верхнего торцового уплотнения. Устройство для гидравлической защиты содержит расположенные вдоль оси вала 4 камеры 11, 12, 13, внешняя из которых заполнена барьерной, а остальные диэлектрической жидкостью. Камеры разделены торцовыми уплотнениями. Вокруг верхнего торцового уплотнения 6 установлен стакан 22, образую1ций щелевое уплотнение с валом, являющееся гидравлическим сопротивлением для пластовой жидкости, которая контактирует с барьерной жидкостью в спокойной камере, образуемой наружной стенкой стакана, корпусом 3 и фланцем 9, являющимся дном внешней камеры. В стакане имеется отверстие

для связи со спокойной камерой, расположенное на уровне фланца, а высота трубки, установленной в указанном фланце, не менее высоты стакана, для образования лабиринта для движения барьерной жидкости и поддержания ее на уровне, обеспечивающем полное заполнение и постоянное перекрытие верхнего торцового уплотнения. 1 ил.

г//

i Гг

rVел

:о

0

Изобретение отноа1тся к электромашиностроению и может быть использовано в погружных маслозаполненных электродвигателях, предназначенных для привода погружных вращающихся электронасосов для добычи жидкости из скважины, работы в резервуарах, водоемах и т.д.

Целью изобретения является повыше кие надежности за счет ускорения де- змульгирования жидкостей во внешней камере и исключения интенсивного перемешивания барьерной жидкости с маслом и пластовой жидкостью при вращении верхнего торцового уплотнения.

На чертеже схематично представлено поперечное сечение устройства для гидравлической защиты.

Устройство для гидравлической защиты 1 присоединяется к электродвигателю 2, например, фланцевым соединением. Корпус 3 дисциплинирует вал

4,опира|рщийся на упорный подшипник

5.Известным способом торцовыми уплотнениями 6-8 и фланцами 9,10 совместно с корпусом 3 образованы внешняя камера 11, заполненная барьерной ткидкостью, средняя камера 12 и ниж- няя камера 13, заполненные диэлектрической жидкостью. В средней и нижней камерах на каркасах 14, 15 закреплены диафрагмы 16, 17. Камеры соединены гидравлической связью через трубки 18, 19, установленные в отверстиях фланцев 9, 10. Между диафрагмами 16 и 17 и фланцами 9, 10 размещены сбрасывающие клапаны 20,

21, которые сбрасывают жидкость из внутридиафрагменных полостей камер 12, 13 при избыточном давлении. Верхнее торцевое уплотнение 6 установлено в Стайане 22, связанном отверстием 23 в его стенке, распола- гаемым на уровне фланца 9, с внешней камерой 11 и образукщим с валом 4 щелевое уплотнение 24. Трубка 18, установленная во фланце 9, образующем дно внешней камеры 11 и связывающая внешнюю камеру 11 с нижележащей камерой 12, имеет высоту не менее высоты, стакана 22 для обеспечения образования с внешней стороны стакана

спокойной камеры и поддержания уровня барьерной жидкости, при кото ром внутренняя часть стакана постоянно заполнена барьерной жидкостью и закрывает торцовое уплотнение 6.

941

, - Q 20

25

,Q . 35

«О

50

55

304

Заполнение полости 25 дв11 ателя производится снизу, затем через отверстие 26. Масло двигателя проходит по валу и заполняет внутридиафраг- менную полость нижней к§1меры.13. Воздух и избыток масла через отверстие

27поступают в зону нижнего торцового уплотнения 8, заполняют его полость и под избыточным давлением через сбрасывающий клапан 21 выходят

в з - диафрагменную полость ншкней камеры 13. Воздух уходит в отверстие

28фланца 10, масло стекает на дно диафрагменной полости камеры 13, заполняет ее до появления в отверстии 28 и после его закрытия пробкой поступает на трубку 19 в камеру 12.

Средняя камера заполняется ана.;ш- гично нижней. При этом удаления

воздуха используются отверстия 29, 30. Камера 11 заполняется тяжелой барьерной жидкостью в расчетном объекте сверху через отверстие 31 фланца 32 или прокачивается в отверстие 30. При этом, погружаясь под избыточным давлением в задиафрагмен- ную полость средней камеры 12, тяжелая жидкость через трубку 18 поднимается в камеру I1 и через отверстие 23 поступает вовнутрь стакана 22, перекрывая торцовое уплотнение 6.

Устройство работает следующим образом.

При включении электродвигателя происходит нагревание заполняющего его масла.Расширяясь в объеме, масло электродвигателя 2 поступает во внутридиафрагменную полость камеры 13 и через диафрагму 17 передает давление маслу в задиафрагменную полость указанной камеры. Масло вытесняется через трубку 19 во внутридиафрагменную полость камеры 12. В свою очередь в камере 12 масло ее внутридиафрагменной полости через диафрагму 16 передает давление маслу задиафрагменной пблости, избыток которого через трубку 18 выходит вверх в полость 11.

При длительной работе двигателя в установившемся режиме движение жидкости и масла обуславливается только работой торцовых уплотнений. Причем надежность последних зависит от среды, в которой они вращаются.

В самых тяжелых условиях находится верхнее торцовое уплотнение 6. Рассмотрим оба варианта его работы.

51494

При центробежном течении масла через зазор между торцовыми кольцами в уплотнении 6, что менее-вероятно из-за разности удельных весов разде- , ляемых сред, легкое масло из полости под торцовум уплотнением из задиаф- рагменной полости камеры 12 с учетом относительно большого гидравлического сопротивления в щелевом уплотнении 24 вытесняется через отверстие 23 в камеру 11. Легкие фракции содержимого этой камеры через верхний срез трубки 18 поступают вниз, поскольку в камере 12 должно создаваться относительное разрежение, и вновь поднимается, поступая к торцовому уплотнению 6, т.е. наблюдается круговорот масла и его относительная без- расходность.

При движении жидкости через торцовое уплотнение 6 к центру, вниз, ее замещение тяжелой жидкостью происходит из спокойной части камеры 11 вокруг стакана 22, через отверстие 23, поскольку щелевое уплотнение 24 создает гидравлическое сопротивление жидкости, находящейся под ним. Эта тяжелая жидкость через торцовое уплотнение 6 попадает в камеру 12, опускается на дно камеры и при увеличивающемся давлении вновь по трубке 18 поступает в камеру II.

Таким образом, в устройстве устанавливается круговорот тяжелой барьерной жидкости и масла через верхнее торцовое уплотнение, обеспечивая

0

5

0

5

0

5

306

безрасходность систего 1 и исключение интенсивного перемешивания вращающимся кольцом верхнего торцового уплотнения барьерной, пластовой жидкостей и масла, приводящего к образованию эмульсии, а также создание спокойной камеры для ускорения деэмульгирова- ния образовавшейся эмульсии, что повышает надежность.

Формула изобр.етения

Устройство для гидравлической за- щиты- погружного масло заполненного электродвигателя, содержащее вал, торцовые уплотнения и связанные между собой гидравлически с помощью трубок, установленных во вланцах, расположенные в осевом направлении вдоль оси вала камеры, внешняя из которых заполнена барьерной, а остальные - диэлектрической жидкостью, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности за счет ускорения деэ -гульгирования и исключения интенсивного перемешивания барьерной жидкости с маслом и пластовой кидкостью при вращении верхнего торцового уплотнения, оно снабжено охватывающим верхнее уплотнение стаканом, имеющим в стенке отверстие для соединения с внешней камерой, и образующим щелевое уплотнение с валом, а трубка, связывающая внешнюю камеру с нижележащей, имеет высоту не менее высоты стакана.

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения - повышение надежности за счет ускорения деэмульгирования и исключения интенсивного перемешивания барьерной жидкости с маслом и пластовой жидкостью при вращении верхнего торцового уплотнения. Устройство для гидравлической защиты содержит расположенные вдоль оси вала 4 камеры 11, 12, 13, внешняя из которых заполнена барьерной, а остальные диэлектрической жидкостью. Камеры разделены торцовыми уплотнениями. Вокруг верхнего торцового уплотнения 6 установлен стакан 22, образующий щелевое уплотнение с валом, являющееся гидравлическим сопротивлением для пластовой жидкости, которая контактирует с барьерной жидкостью в спокойной камере, образуемой наружной стенкой стакана, корпусом 3 и фланцем 9, являющимся дном внешней камеры. В стакане имеется отверстие для связи со спокойной камерой, расположенное на уровне фланца, а высота трубки, установленной в указанном фланце, не менее высоты стакана, для образования лабиринта для движения барьерной жидкости и поддержания ее на уровне, обеспечивающем полное заполнение и постоянное перекрытие верхнего торцового уплотнения. 1 ил.