Погружной агрегат

 

Изобретение относится к области электромашиностроения. Цель изобретения - повышение и упрощение конструкции погружного агрегата в части элементов, обеспечивающих электрическое, гидравлическое и механическое соединение отдельных электродвигателей в агрегате. Это возможно при выполнении приспособления, закрывающего отверстие нижнего конца канала 13 в корпусе двигателя системы для циркуляции жидкости, в виде узла, срабатывающего при нагревании агрегата до заданной температуры. Это может быть наружная обойма и запорный элемент 14 в виде шарика или ролика, причем коэффициент объемного расширения пары выбран из условия обеспечения свободного перемещения запорного элемента в обойме под действием силы тяжести при заданной температуре. Другим вариантом выполнения приспособления может быть обойма, снабженная защелкой. Материал защелки выбран из условия обеспечения расфиксации запорного элемента при заданной температуре. Приспособление может быть выполнено также в виде пробки, например, из парафина, а отверстия в корпусе двигателя для канала системы циркуляции жидкости расположены в поперечном сечении равномерно по окружности, центр которой лежит на продольной оси агрегата. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1д1) 4 Н 02 К 5/12

ВСЕС®3ЦДД

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTGPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

7?

?Ф ч?

1 я

?б

?5 то

I ч? î

Ч8

?1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

flPH ГКНТ СССР (21) 4231435/24-07 (22) 16.04.87 (46) 15.04.89. Бюл. ¹ 14 (71) Специальное проектно-конструкторское и технологическое бюро по погружному электрооборудованию для бурения скважин и добычи нефти

Всесоюзного научно-производ" твенного объединения "Потенциал" (72) В.Ф. Омельченко, Е.М. Стрипунский и В.В. Кочергина (53) 621 .31 3 . 04 (088 . 8) (56) Патент CIIIA ¹ 3384769, кл . 31 0-87, 1 978 .

Патент CIIIA № 4350911, кл. 31 0-87, 1 983 ., „„Я0„„14730 4 А1 (54) ПОГРУ1КНОЙ АГРЕГАТ (57) Изобретение относится к области электромашиностроения. Цель изобретения — повышение и упрощение конструкции погружного агрегата в части элементов, обеспечивающих электрическое, rидравлическое и механическое соединение отдельных электродвигателей в агрегате. Это возможно при выполнении приспособления, закрывающего отверстие нижнего конца канала 13 в корпусе двигателя системы для циркуляции жидкости, в виде узла, срабатывающего при нагревании агрегата до за147301 4 данной температуры. Это может быть наружная обойма и запорный элемент

14 в виде шарика или ролика, причем коэффициент объемного расширения пары выбран из условия обеспечения свободного перемещения запорного элемента в обойме под действием силы тяжести при заданной температуре. Другим вариантом выполнения приспособления может быть обойма, снабженная защелкой. МатеИзобретение относится к электромашинострорнию, в частности к погружным агрегатам привода насосов (для добычи жидкости из скважин, межпластавой закачки и т.д.),включающим. несколько электродвигателей, установленных в последовательности по продольной оси.

Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение надежности.

На фиг . 1 показан погружной агрегат, общий вид; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг . 1; на фиг . 3 — разрез Б-Б на фиг . 2; на фиг . 4 . — 15 узел Т на фиг . 2, вариант выполнения запорного элемента в виде обоймы, внутри которой размещен вкладьпп в виде ролика из млтериала, коэффициент объемного расширения кото- 20

porо меньше, чем у материала обоймы; на фиг . 5 — то же, со вкладышем из легкоплавкого материала; на фиг . 6 то же, со вкладьппем в виде ролика, имеющего канавку, где размещена установленная в обойме защелка; на фиг . 7 — .разрез В-В на фиг . 6.

Пог ружной аг рег ат содержит по крайней мере два последовательно установленных вертикальных электро- З0 двигателя нижний 1 и верхний 2. Нижний электродвигатель 1 имеет корпус

3 с верхним 4 и нижним 5 торцами, Верхний электродвигатель 2 имеет корпус 6 с верхним 7 и нижним .8 торцами. Торец 4 корпуса 3 электродвигателя 1 и торец 8 корпуса 6 электродвигателя 2 сопряжены между собой. Внутри нижнего электродвигателя

1 расположен вал 9 с осевым каналом 40 риал защелки выбран из условия обеспечения расфиксации .запорного элемента при заданной температуре.

Приспособление может быть выполнено также в виде пробки, например, из парафина, а отверстия в корпусе двигателя для канала системы циркуляции жидкости расположены в поперечном сечении равномерно по окружности центр которой лежит на продольной оси агрегата. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

10 для протока охлаждающей жидкости, входящим в систему циркуляции жидкости агрегата.

Внутри верхнего электродвигателя

2 расположен вал !1 с осевым каналом 12. В нижнем торце 8 корпуса верхнего электродвигателя 2 имеется отверстие канала 13, соединяющего внутренние полости электродвигателей

1 и.2 и предназначенного для протекания охлаждающей жидкости. Каналов

13 может быть несколько. В этом случае каналы 13 в торце корпуса двигателя расположены равномерно по окружности, центр которой совпадает с продольной осью агрегата.

При трех контактах для электрического соединения двигателей агрегата количество каналов в поперечном сечении равно трем (см. фиг. 3)

В канале 13 электродвигателя 2 размещен запорный элемент 14, Электродвигатели 1 и 2 имеют радиальные опоры 15 и 16, удержива щие валы 9 и 11, сердечники роторов 7, 18 и статоры 19, 20 соответственно с обмотками, подключенными к контактам

21 в нижнем электродвигателе 1 и

22 в верхнем электродвигателе 2.

Контакты 21 размещены в изоляторах 23, а контакты 22 — в изоляторах

24. Изоляторы 23 и 24 закреплены на сонрягаемых торцах 4 и 8 корпусов электродвигателей 1 и 2 соответственно.

Запорный элемент 1 4 состоит из обоймы 25, внутри которой размещен вкладыш 26, при этом экладьпп выполнен из материала, имеющего коэффи15

3 1 473 01 циент объемного расширения меньше коэффициента объемного расширения материала обоймы 25. Обойма 25 может быть изготовлена из относительно

5 мягкого материала, например свинца или алюминия, п редваритель но обработана под размер вкладыша, например в виде стального шарика, и впоследствии прокалибрована при 10 определенной температуре, равной температуре срабатывания запорного элемента, тем шариком 26, который впоследствии составляет пару обойме 25.

В другом варианте запорный элемент 14 может состоять из обоймы

27 и ролика 28, причем коэффициент объемного расширения материала ролика меньше коэффициента объемного 2р расширения материала обоймы 27.

Вкладыш в еще одном варианте конструкции запорного элемента 14 может быть выполнен в виде пробки 29 (фиг . 5) из легкоплавкого материа- 25 ла, например парафина.

Кроме перечисленных вариантов конструкция запорного элемента может включать обойму 30, вкладыш в виде ролика 31 с канавкой и защел- 30 ки 32.

В обойме 30 выполнено отверстие

33, расположенное в поперечном сечении вдоль хорды. Отверстие 33 вскрыто центральным отверстием обоймы ЗО.В отверстии 33 и канавке ролика 31 расположена защелка 32, например, в виде скобы, причем материал защелки выбран из условия срабатывания при заданной температуре нагре- 4р ва, обеспечивающего расфиксацию ролика 32. Это может быть биметалл, металл с памятью и т.д.

Система циркуляции жидкости в агрегате дополнительно включает напорный 45 элемент 34 с каналом 35, совмещенный супорным подшипником 36, канал 37, соединяющий полость 38 вокруг. упорного подшипника с верхней полостью 39 статора 20 верхнего электродвигателя 2, зазор 40 между статором 20 с обмоткой и сердечником ротора 1 8,нижнюю полость 41 статора 20 верхнего электродвигателя 2, отверстие канала

42 в торце 4 нижнего электродвигателя

1 „ верхнюю полость 43 статора 1 9 нижнего электродвигателя 1, зазор 44 между статором 19 и сердечником ротора 17 нижнего электродвигателя 1, полость

4

45 статора 19 нижнего электродвигателя 1, фильтр 46, установленный в нижнем торце 5 нижнего электродвигателя 1 . Осевой канал 1 2 вала 11 закрывается клапаном, включающим обойму 47, шарик 48 и сетку 49;

Вкладыш 26 запорного элемента 14 постоянно удерживается в канале 13 верхнего электродвигателя сеткой 50.

После соединения электродвигателей их жидкости остаются разделенньии до момента срабатывания запорного элемента 14.

Циркуляция жидкости в погружном агрегате происходит следующим образом.

Запорный элемент 14 срабатывает или под воздействием нагрева агрегата от температуры окружающей среды, если жидкость в скважине достаточно горячая, или же под воздействием собственного нагрева агрегата до требуемой температуры в процессе работы.

Вкладыш 26 после разогрева обоймы 25 под "обственным весом проходит через отверстие в обойме и осаждается на сетке 50, не препятствуя перетеканию жидкости из канала 13 в канал 42.

Напорный элемент 34, вращаясь, поднимает жидкость в каналах 0 и

12 и выбрасывает через канал 35 в полость 38 вокруг упорного подшипника 36, затем жидкость через канал

3? достигает верхней полости 39 статора 20 электродвигателя 2. Дальнейшее движ ние жидкости идет по зазору 40 между статором 20 и серцечниками ротора 1 8, через нижнюю полость 41 статора 20 электродвигателя

2, через каналы 13, открывшийся элемент 14, каналы 42 л верхнюю полость 43 статора 1 9 нижнего электродвигателя 1 . Через "=азор 44 между статором 19 и сердечником ротора 17 нижнего электродвигателя жидкость попадает в нижнюю полость 45 нижнего электродвигателя 1, в которой находится фильтр 46.

Пройдя фильтр 46, жидкость поступает в канал 1 О вала 9 и — àíàë.12 вала 11 и доходит до напорного элемента 34, замкнув круг системы циркуляции жидкости внутри агрегата.

Сечение каналов 13 выбрано так, чтобы вся полость 41 постоянно промывалась потоком жидкости, исключая об!. Погружной агрегат, содержащий по крайней мере два последовательно установленных вертикальных электро30

5 147301 разование застойных зон, Таким образом, упрощение конструкции в погружном агрегате достигается тем, что исключаются специальные конструктивные элементы, расположенные

5 на торце одного из сопрягаемых двигателей и предназначенные для от крывания запорного элемента в канале на торце другого сопрягаемого дви- 10 гателя. Это позволяет вьполнить несколько каналов и расположить их равномерно по окружности, центр которой совпадает с продольной осью аг per а та . 15

Благодаря увеличению суммарного сечения каналов в корпусе и образованию единой системы циркуляции охлаждающей жидкости в агрегате продукты взаимодействия трущихся частей верхнего электродвигателя не оседают в зоне контактов, а уносятся в зону фильтра, расположенного в нижней части нижнего электродвигателя, Таким образом, надежность агрегата увеличивается.

Формула изобретения

4 6 двигателя, сопряженных торцами корпусов с выполненными в них каналами для протекания охлаждающей жидкости, в каждом из которых размещен запорный элемент, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности, запорный элемент выполнен в виде обоймы, внутри которой размещен вкладыш, при этом вкладыш выполнен из материала, имеющего коэффициент объемного расширения меньше коэффициента объемного расширения материала обоймы.

2. Агрегат по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что вкладыш выполнен в виде ролика, имеющего канавку, в которой размещена установленная в обойме защелка, предназначенная для срабатывания при задан-. ной температуре нагрева .

3. Агрегат по и. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что вкладыш выполнен из легкоплавкого материала.

4. Агрегат по пп.l 3, о т л и— ч а ю шийся тем, что каналы в торцах корпусов расположены равномерно по окружности, центр которой совпадает с продольной осью агрега7! 47301 4

1473014

31

Фиг. 7

Составитель А. Кузьмин

Техред М.Дидык Корректор С. Черни

Редактор М. Недолуженко

Заказ 1722/53 Тираж 645 Подл иск ое

ВНИИПК Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комоинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101