Устройство для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (11 4 Н 02 К 5/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

32

Л

23

2У

1Ð

12 гд

14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4341139/24-07 (22) 22. 10. 87 (46) 15. 07. 89. Бюл. !(26 (71) Специальное проектно-конструкторское 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

1(436415, кл. Н 02 К 5/12, 1971 °

Авторское свидетельство СССР

1(1020924, кл. Н 02 К 5/12, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ

ЗАЩИТЫ ПОГРЛ(НОГО МАСЛОЗАЛОЛНЕННОГО

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения— повышение надежности за счет ускорения деэмульгирования и исключения интенсивного перемешпвания 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 целевое уплотнение с валом, являющееся гидравлическим сопротивлением для ппастовой жидкости, которая контактирует с барьерной жидкостью в спокойной камере, образуемой наружной стенкой стакана, корпусом 3 и фпанцем 9, являющимся дном внешней

0 камеры. В стакане имеется отверстие

2 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.

31494130

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

Целью изобретения является повьппе- lð ние надежности за счет ускорения деэмульгирования жидкостей во внешней камере и исключения интенсивного перемешивания барьерной жидкости с маслом и пластовой жидкостью при врацении верхнего торцового уплотнения.

На чертеже схематично представлено поперечное сечение устройства для гидравлической защиты.

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

4, опирарщийся на упорный подшипник

5. Известным способом торцовыми уплотнениями 6-8 и фланцами 9,10 совместно с корпусом 3 образованы внешняя камера 11, заполненная барьерной жидкостью, средняя камера 12 и нижняя 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, 2l которые сбрасывают жидкость из о внут р иди афр а гме нных поло ст е и к аме р

12, 13 при избыточном давлении.

Верхнее торцс!вое уплотнение 6 установлено в стакане 22, связанном отверстием 23 в его стенке, распола- 45 гаемым на уровне фланца 9, с внешней камерой 11 и образующим с валом 4 щелевое уплотнение 24. Трубка 18, установленная во фланце 9, образующем дно внешней камеры 11 и связывающая внешнюю камеру 11 с нижележащей ка50 мерой 12, имеет высоту не менее высоты, стакана 22 для обеспечения образования с внешней стороны стакана

1 спокойной камеры и поддержания уровня барьерной жидкости, при кото55 ром внутренняя часть стакана постоянно заполнена барьерной жидкостью и закрывает торцовое уплотнение 6.

Заполнение полости 25 дви%.ателя производится снизу, затем через отверстие 26. Масло двигателя проходит по валу и заполняет внутридиафрагменную полость нижней камеры .!3. Воздух и избыток масла через отверстие

27 поступают в зону нижнего торцового уплотнения 8, заполняют его полость и под избыточным давлением через сбрасывающий клапан 21 выходят в з диафрагменную полость нижней камеры 13. Воздух уходит в отверстие

28 фланца 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 аналогично нижней. При этом для 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 задиафрагменную полость средней камеры 12, тяжелая жидкость через трубку 18 поднимается в камеру 11 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 вьгтесняется через трубку 19 во внутридиафрагменную полость камеры !2. 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 посцедних зависит от среды, в которой они вращаются.

В самых тяжелых условиях находится верхнее торцовое уплотнение 6.

Рассмотрим оба варианта его работы.

14941

Ф о р м у л а и з о б р.е т е н и я

Устройство для гидравлической эациты-.погружного маслозаполненного 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, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности за счет ускорения деэмульгирования и исключения интенсивного перемецивания барьерной жидкости с маслом и пластовой жидкостью при вращешш верхнего торцового уплотнения, оно снабжено охватывающим верхнее уплотнение стаканом, имеюцим в стенке отверстие для соединения с внешней камерой, и образующим целевое уплотнение с валом, а трубка, связывающая внешнюю камеру с нижележащей, имеет высоту не менее высоты стакана.

Составитель А. Кузьмин

Редактор О. Спесивых Техред Л.Олийнык Корректор Н. Король

Заказ 4123/51 Тираж 646 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

При центробежном течении масла через зазор между торцовыми кольцами в уплотнении 6, что менее -.вероятно из-за разности удельных весов раэде5 ляемых сред, легкое масло из полости под торцовым уплотнением иэ задиаф— рагменной полости камеры 12 с учетом относительно большого гидравлического сопротивления в щелевом уплотне- 10 нии 24 вытесняется через отверстие

23 в камеру 11, Легкие фракции содерС жимого этой камеры через верхний срез трубки 18 поступают вниз, поскольку в камере 12 должно создавать- 15 ся относительное разрежение, и вновь поднимается, поступая к торцовому уплотнению 6, т.е. наблюдается круговорот масла и его относительная безрасходность. 20

При движении жидкости через торцовое уплотнение 6 к центру, вниз, ее

Ф замещение тяжелой жйдкостью 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, 30 опускается на дно камеры и при увеличиваюцемся давлении вновь по трубке 18 поступает в камеру 11, Таким образом, в устройстве устанавливается круговорот тяжелой барьерной жидкости и масла через верхнее торцовое уплотнение, обеспечивая

30 е безрасходность системы и исключение интенсивного перемешивания вращающимся кольцом верхнего торцового уплотнения барьерной, пластовой жидкостей и масла, приводяцего к образованию эмульсии, а также создание спокойной камеры для ускорения деэмульгирования образовавшейся эмульсии, что повышает надежность.