UA79836C2 - Appliance for hydraulic protection of deep electric motor filled with dielectric liquid - Google Patents
Appliance for hydraulic protection of deep electric motor filled with dielectric liquid Download PDFInfo
- Publication number
- UA79836C2 UA79836C2 UAA200505372A UAA200505372A UA79836C2 UA 79836 C2 UA79836 C2 UA 79836C2 UA A200505372 A UAA200505372 A UA A200505372A UA A200505372 A UAA200505372 A UA A200505372A UA 79836 C2 UA79836 C2 UA 79836C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- inner chamber
- nipple
- shaft
- cavity
- chamber
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 66
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 claims abstract description 84
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 58
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 53
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Винахід стосується галузі електромашинобудування, зокрема гсгідрозахисту заглибних заповнених 2 дієлектричною рідиною електродвигунів, призначених для приводу заглибних насосів для добування рідини із свердловини, міжпластового закачування і т.д. і може бути застосований у нафтодобувній промисловості.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to the hydro-hydraulic protection of submersible electric motors filled with dielectric fluid 2, intended for driving submersible pumps for extracting fluid from a well, interlayer injection, etc. and can be applied in the oil industry.
Пристрій для гідравлічного захисту заглибного заповненого діелектричною рідиною електродвигуна забезпечує запобігання попаданню навколишньої пластової рідини в електродвигун, вирівнювання тиску та компенсацію теплових змін робочого об'єму діелектричної рідини під час періодів пуску, роботи і зупинення електродвигуна.The device for hydraulic protection of a submersible electric motor filled with a dielectric fluid ensures the prevention of the ingress of the surrounding reservoir fluid into the electric motor, equalization of pressure and compensation of thermal changes in the working volume of the dielectric fluid during the start-up, operation and shutdown periods of the electric motor.
У заглибних свердловинних електронасосах вал пристроя для гідравлічного захисту заглибного заповненого діелектричною рідиною електродвигуна механічно з'єднаний з валом розташованого під ним електродвигуна та валом розташованого над ним насоса.In submersible well electric pumps, the shaft of the device for hydraulic protection of the submersible electric motor filled with dielectric fluid is mechanically connected to the shaft of the electric motor located below it and the shaft of the pump located above it.
У більшості відомих конструкцій свердловинних заглибних електронасосів направлене униз осьове зусилля, 72 Що передається крізь вал насоса, сприймається установленим у насосі, на його валу, упорним підшипником.In most known designs of well submersible electric pumps, the downward axial force, 72 which is transmitted through the pump shaft, is perceived by the thrust bearing installed in the pump, on its shaft.
Однак цей підшипник, установлений в насосі, або на його вході, підданий агресивній дії навколишнього рідкого середовища, яке містить абразивні частки, що знижує надійність і зменшує термін служби заглибного електронасоса.However, this bearing, installed in the pump or at its entrance, is exposed to the aggressive action of the surrounding liquid environment, which contains abrasive particles, which reduces reliability and reduces the service life of the submersible electric pump.
Винахід поширюється на пристрої для гідравлічного захисту заповнених діелектричною рідиною електродвигунів, що використовуються разом з заглибними насосами, позбавленими власних упорних підшипників. При цьому осьове зусилля, яке діє на вал насоса, сприймається упорним підшипниковим пристроєм, установленим на валу пристроя для гідравлічного захисту заглибного заповненого діелектричною рідиною електродвигуна і таким, що утворює його осьову опору.The invention extends to devices for hydraulic protection of electric motors filled with a dielectric fluid, used together with submersible pumps without their own thrust bearings. At the same time, the axial force acting on the pump shaft is perceived by the thrust bearing device installed on the shaft of the device for the hydraulic protection of the submersible electric motor filled with dielectric fluid and such that it forms its axial resistance.
Відомий пристрій для гідравлічного захисту заглибного маслозаповненого електродвигуна, що містить с 22 верхню і нижню головки, корпус, вал, верхнє торцеве ущільнення, споряджене захисним кожухом і відбійником, Го) послідовно розташовані уздовж вала зовнішню камеру та дві внутрішні камери, відокремлені одна від одної верхнім і нижнім ніпелями, причому внутрішні камери гідравлічне сполучені послідовно крізь отвори у ніпелях, упорний підшипник, розміщений у верхній внутрішній камері між верхнім і нижнім ніпелями, та одну охоплюючу вал захисну втулку з радіальними отворами для проходження рідини, яка розміщена у нижній камері. На захисній ее, втулці герметично закріплена еластична діафрагма. Нижня частина захисної втулки герметично З'єднана з со корпусом, причому вона закріплена до нижньої головки, а верхня частина захисної втулки закріплена в нижньому ніпелі. Задіафрагмова порожнина нижньої камери крізь отвір у нижній головці сполучена з затрубним простіром. со (Патент Російської Федерації Мо2099604, М. кл. Р04013/10, НО2КБ/2, опубл. 20.12.1997. Ге»!A well-known device for hydraulic protection of a submersible oil-filled electric motor, containing c 22 upper and lower heads, a body, a shaft, an upper end seal, equipped with a protective cover and a bumper, an external chamber and two internal chambers separated from each other by an upper and lower nipples, and the inner chambers are hydraulically connected in series through holes in the nipples, a thrust bearing located in the upper inner chamber between the upper and lower nipples, and one shaft-enclosing protective sleeve with radial holes for the passage of liquid, which is located in the lower chamber. An elastic diaphragm is hermetically fixed on the protective sleeve. The lower part of the protective sleeve is hermetically connected to the body, and it is fixed to the lower head, and the upper part of the protective sleeve is fixed in the lower nipple. The post-diaphragmatic cavity of the lower chamber is connected to the annular space through an opening in the lower head. co (Patent of the Russian Federation Mo2099604, M. cl. P04013/10, NO2KB/2, publ. 12/20/1997. Ge»!
Відомий пристрій має недостатню надійність і довговічність за рядом обставин. По-перше, через малий об'єм 32 масла над упорним підшипником має місце недостатньо інтенсивний відвід тепла від цього підшипника, що веде - до його перегріву, і поверхні тертя підшипника недостатньо інтенсивно змащуються маслом. По-друге, упорний підшипник і еластична діафрагма порівняно швидко виходять з ладу під впливом навколишнього середовища.The known device has insufficient reliability and durability under a number of circumstances. Firstly, due to the small volume 32 of oil above the thrust bearing, there is insufficient heat removal from this bearing, which leads to its overheating, and the friction surfaces of the bearing are not sufficiently lubricated with oil. Secondly, the thrust bearing and the elastic diaphragm fail relatively quickly under the influence of the environment.
По-третє, відомий пристрій гідравлічного захисту передбачає його використання разом з компенсатором, який « розміщується під електродвигуном, а присутність компенсатора не дозволяє забезпечити достатній термін З 740 служби заглибного електродвигуна. По-четверте, установлений у відомому пристрої для гідравлічного захисту с упорний підшипник має низьку вантажопідйомність, що не дозволяє забезпечити надійну роботу відомого з» пристроя для гідравлічного захисту заглибного заповненого діелектричною рідиною електродвигуна разом з насосами, позбавленими упорних підшипників, у глибоких вузьких свердловинах для добування нафти через великі осьові зусилля, які передаються від вала насоса до вала пристроя для гідравлічного захисту.Thirdly, the known hydraulic protection device provides for its use together with the compensator, which is placed under the electric motor, and the presence of the compensator does not allow to ensure a sufficient service life of the submersible electric motor. Fourth, the thrust bearing installed in the known device for hydraulic protection c has a low load capacity, which does not allow reliable operation of the known device for hydraulic protection of a submersible electric motor filled with dielectric fluid together with pumps without thrust bearings in deep, narrow production wells oil due to the large axial forces transmitted from the pump shaft to the shaft of the hydraulic protection device.
Відомий також пристрій для гідравлічного захисту заглибного маслозаповненого електродвигуна, що містить і основу, корпус, вал, два торцеві ущільнення, закріплені на зовнішньому, верхньому фланці, зовнішнє з яких (се) утворює дно зовнішньої камери і обмежує порожнину у фланці між торцевими ущільненнями. Пристрій для гідравлічного захисту містить також зовнішню камеру і дві коаксіальні, сполучені між собою гідравлічне бо послідовно крізь отвори у верхньому фланці внутрішні камери з діафрагмами, герметично закріпленими до со 20 зовнішнього фланця і до нижнього кінця суцільної захисної втулки, що охоплює вал, герметично закріпленої у верхньому і нижньому фланцях. Кожна з камер споряджена запобіжним клапаном. У порожнині охоплюючої с внутрішньої камери, сполученій з порожниною електродвигуна, усередині основи установлений упорний підшипник. (Патент України Мо 1339, М. кл. НО2КБ/12, опубл. 25.03.1994).A device for hydraulic protection of a submersible oil-filled electric motor is also known, which includes a base, a body, a shaft, two end seals fixed on the outer, upper flange, the outer one of which forms the bottom of the outer chamber and limits the cavity in the flange between the end seals. The device for hydraulic protection also contains an external chamber and two coaxial, interconnected hydraulic bo in series through holes in the upper flange, internal chambers with diaphragms hermetically fixed to so 20 of the outer flange and to the lower end of a solid protective sleeve covering the shaft, hermetically fixed in upper and lower flanges. Each of the chambers is equipped with a safety valve. In the cavity covering the inner chamber, connected to the cavity of the electric motor, a thrust bearing is installed inside the base. (Patent of Ukraine Mo 1339, M. cl. NO2KB/12, publ. 03/25/1994).
Одним з недоліків відомого простроя для гідравлічного захисту є те, що при виході з ладу послідовно 29 установлених запобіжних клапанів або при втраті герметичності хоча б в одному місці кріплення діафрагмиOne of the disadvantages of the known arrangement for hydraulic protection is that in case of failure of 29 consecutively installed safety valves or in case of loss of tightness in at least one place of attachment of the diaphragm
ГФ) навколишня пластова рідина проникає в порожнину електродвигуна і він виходить з ладу. Другим недоліком є нездатність сприймати осьове зусилля від вала насоса, позбавленого упорного підшипника, яке в глибоких о свердловинах є великим через велику висоту стовпа рідини в напірному трубопроводі.HF) the surrounding formation fluid penetrates into the cavity of the electric motor and it fails. The second disadvantage is the inability to perceive the axial force from the pump shaft without a thrust bearing, which is large in deep wells due to the high height of the liquid column in the pressure pipeline.
Найближчим аналогом пристроя для гідравлічного захисту заглибного заповненого діелектричною рідиною 60 електродвигуна, що заявляється, є пристрій для гідравлічного захисту заглибного маслозаповненого електродвигуна, що містить корпус, вал, торцеві ущільнення, послідовно розташовані уздовж вала зовнішню камеру та дві внутрішні камери, відокремлені одна від одної ніпелями і гідравлічно сполучені послідовно крізь отвори в ніпелях, упорний підшипник, розміщений у нижній внутрішній камері, сполученій з порожниною електродвигуна, і дві охоплюючі вал захисні втулки з радіальними отворами для проходження рідини, кожна з бо яких установлена у відповідній внутрішній камері так, що її верхня частина закріплена у відповідному ніпелі,The closest analogue of the device for the hydraulic protection of the submersible electric motor filled with a dielectric fluid 60, which is claimed, is the device for the hydraulic protection of the submersible oil-filled electric motor, which contains a body, a shaft, end seals, an outer chamber located sequentially along the shaft, and two internal chambers separated from each other by nipples and hydraulically connected in series through holes in the nipples, a thrust bearing placed in the lower inner chamber connected to the cavity of the electric motor, and two protective sleeves covering the shaft with radial holes for the passage of liquid, each of which is installed in the corresponding inner chamber so that its upper the part is fixed in the corresponding nipple,
а нижня частина герметично з'єднана з корпусом. Задіафрагмова порожнина верхньої камери гідравлічне сполучена з затрубним простіром (навколишнім середовищем) за допомогою канапа, утвореного сполученими між собою двома отворами, виконаними у верхньому ніпелі, один з яких проходить у радіальному напрямку, а другий отвір проходить в осьовому напрямку і крізь кільцеву канавку у верхньому ніпелі, суміщеною з кільцевою канавкою у захисній втулці, сполучається з продольним отвором, виконаним у захисній втулці, і крізь радіальний отвір з нижньою частиною задіафрагмової порожнини верхньої камери. (Патент Російської Федераціїand the lower part is hermetically connected to the body. The diaphragmatic cavity of the upper chamber is hydraulically connected to the annular space (the surrounding environment) by means of a couch formed by connecting two holes made in the upper nipple, one of which passes in the radial direction, and the second hole passes in the axial direction and through the annular groove in the upper the nipple, combined with the annular groove in the protective sleeve, connects with the longitudinal hole made in the protective sleeve and through the radial hole with the lower part of the posterior diaphragmatic cavity of the upper chamber. (Patent of the Russian Federation
Мо2194349, М. кл. НО2К5Б/12, 5/132, опубл. 10.12.2002).Mo2194349, M. cl. НО2К5Б/12, 5/132, publ. 10.12.2002).
Відомий пристрій має недостатню надійність і довговічність за рядом обставин. 70 По-перше, через малий внутрішній діаметр свердловин обмежений зовнішній діаметр пристроя для гідрозахисту. Отже, при наявності одного упорного підшипника, розміщеного у нижній внутрішній камері, не забезпечується надійна робота упорного підшипника, який сприймає осьове зусилля, що створюється стовпом відкачуваної рідини і передається крізь вал насоса на упорний підшипник пристроя для гідравлічного захисту.The known device has insufficient reliability and durability under a number of circumstances. 70 First, due to the small internal diameter of the wells, the external diameter of the device for water protection is limited. Therefore, in the presence of one thrust bearing located in the lower inner chamber, the reliable operation of the thrust bearing, which perceives the axial force created by the pumped liquid column and transmitted through the pump shaft to the thrust bearing of the device for hydraulic protection, is not ensured.
По-друге, гідравлічне сполучення задіафрагмової порожнини верхньої внутрішньої камери з навколишнім /5 середовищем за допомогою каналу, утвореного отворами у захисній втулці, ніпелі, кільцевими канавками у захисній втулці, ніпелі потребує високої точності виготовлення і складання деталей, взаємного розташування, що, звичайно, знижує надійність роботи і довговічність пристроя у цілому.Secondly, the hydraulic connection of the diaphragmatic cavity of the upper inner chamber with the surrounding /5 environment using the channel formed by the holes in the protective sleeve, the nipple, the annular grooves in the protective sleeve, the nipple requires high precision in the manufacture and assembly of parts, their mutual location, which, of course, reduces the reliability of work and durability of the device as a whole.
По-третє, у відомому пристрої гідравлічне сполучення між внутрідіаррагмовою та задіафрагмовою порожнинами внутрішньої камери здійснюється крізь один отвір для сполучення внутрідіафрагмової та 2о задіафрагмової порожнин, виконаний у ніпелі, в якому установлений запобіжний клапан, повернутий виходом у бік задіафрагмової порожнини. Однак конструкцією відомого пристроя не передбачений вихід рідини під надмірним тиском із задіафрагмової порожнини у бік внутрідіафрагмової порожнини внутрішньої камери. Отже, при надмірному тиску рідини у задіафрагмової порожнині руйнується еластична діафрагма і знижується надійність роботи пристроя для гідравлічного захисту. счThirdly, in the known device, the hydraulic connection between the intra-diaphragmatic and post-diaphragmatic cavities of the inner chamber is carried out through one opening for connecting the intra-diaphragmatic and 2 o post-diaphragmatic cavities, made in the nipple, in which a safety valve is installed, the outlet is turned towards the post-diaphragmatic cavity. However, the design of the known device does not provide for the exit of liquid under excessive pressure from the post-diaphragmatic cavity towards the intra-diaphragmatic cavity of the inner chamber. Therefore, with excessive fluid pressure in the diaphragmatic cavity, the elastic diaphragm is destroyed and the reliability of the device for hydraulic protection is reduced. high school
По-четверте, відомий пристрій для гідравлічного захисту, під час роботи заглибного електродвигуна у нафтовій свердловині, передбачає надходження навколишньої пластової рідини, разом з газовою фракцією, у і) задіафрагмову порожнину внутрішньої камери крізь отвори в ніпелі та захисній втулці. Присутність у задіафрагмовій порожнині навколишньої пластової рідини, у тому числі газової фракції, та її безпосередній контакт з еластичною діафрагмою прискорює руйнування останньої і знижує надійність роботи та термін служби Ге зо еластичної діафрагми та пристроя у цілому.Fourthly, a known device for hydraulic protection, during the operation of a submersible electric motor in an oil well, involves the entry of the surrounding reservoir fluid, together with the gas fraction, into i) the diaphragmatic cavity of the inner chamber through the holes in the nipple and the protective sleeve. The presence of the surrounding reservoir fluid, including the gas fraction, in the subdiaphragm cavity and its direct contact with the elastic diaphragm accelerates the destruction of the latter and reduces the reliability of operation and the service life of the elastic diaphragm and the device as a whole.
По-п'яте, у відомому пристрої для гідравлічного захисту упорний підшипник, який знаходиться у нижній о внутрішній камері, змащується та охолоджується діелектричною рідиною (маслом) з низькою в'язкістю. соFifth, in the known device for hydraulic protection, the thrust bearing, which is located in the lower inner chamber, is lubricated and cooled by a dielectric fluid (oil) with low viscosity. co
Застосування у нижній внутрішній камері яка є продовженням внутрішньої порожнини заглибного електродвигуна, діелектричної рідини з низькою в'язкістю і високим показником електричної міцності обумовлено ме) необхідністю дотримання вимог достатньої міцності ізоляції обмотки статора електродвигуна та малих ї- механічних витрат в електродвигуні під час обертання його ротора. Низька в'язкість діелектричної рідини знижує надійність роботи та термін служби упорного підшипника та пристроя для гідравлічного захисту у цілому.The use of dielectric fluid with low viscosity and high electrical strength in the lower inner chamber, which is a continuation of the internal cavity of the submersible electric motor, is due to the need to meet the requirements of sufficient insulation strength of the stator winding of the electric motor and low mechanical costs in the electric motor during the rotation of its rotor . The low viscosity of the dielectric fluid reduces the reliability of operation and the service life of the thrust bearing and the device for hydraulic protection as a whole.
В основу винаходу поставлено задачу створення пристроя для гідравлічного захисту заглибного заповненого діелектричною рідиною електродвигуна, в якому за рахунок уведення в певній частині пристроя для « Гідравлічного захисту - у нижній частині внутрішньої камери, суміжної з нижньою внутрішньою камерою, нових ств) с елементів - принаймні одного додаткового упорного підшипника, розміщеного так, як пропоновано згідно з винаходом, між певними елементами пристроя для гідравлічного захисту, забезпечується підвищення надійності ;» його роботи і терміну служби при використанні разом з заглибними насосами, позбавленими упорних підшипників, завдяки спроможності сприймати значно більш високі за величиною осьові зусилля, що діють уThe invention is based on the task of creating a device for hydraulic protection of a submersible electric motor filled with a dielectric fluid, in which, due to the introduction of new elements in a certain part of the device for "Hydraulic protection - in the lower part of the inner chamber, adjacent to the lower inner chamber, at least one an additional thrust bearing, placed as proposed according to the invention, between certain elements of the device for hydraulic protection, provides increased reliability;" its operation and service life when used together with submersible pumps devoid of thrust bearings, due to the ability to perceive significantly higher axial forces acting in
Вертикальному напрямку на торець вала пристроя для гідравлічного захисту з боку розташованого над ним -І насоса.In the vertical direction to the end of the shaft, a device for hydraulic protection from the side of the pump located above it.
Пристрій для гідравлічного захисту заглибного заповненого діелектричною рідиною електродвигуна згідно з і, винаходом, як і найближчий аналог, містить корпус, вал, торцеві ущільнення, послідовно розташовані уздовжThe device for hydraulic protection of the submerged electric motor filled with a dielectric liquid according to the invention, like the closest analogue, contains a body, a shaft, end seals, sequentially located along
Го! вала зовнішню камеру і принаймні дві внутрішні камери, відокремлені одна від одної ніпелями і гідравлічне сполучені послідовно крізь отвори у ніпелях, упорний підшипник, розміщений у нижній внутрішній камері, та о принаймні дві охоплюючі вал захисні втулки з принаймні одним радіальним отвором для проходження рідини.Go! shaft an outer chamber and at least two inner chambers separated from each other by nipples and hydraulically connected in series through holes in the nipples, a thrust bearing located in the lower inner chamber, and at least two shaft-enclosing protective sleeves with at least one radial opening for the passage of liquid.
Ф При цьому кожна із захисних втулок установлена у відповідній внутрішній камері так, що її верхня частина закріплена у відповідному ніпелі, а нижня частина герметично з'єднана з корпусом. Відміна пристроя, що заявляється, від найближчого аналога полягає в тому, що уведений принаймні один додатковий упорний підшипник, установлений між ніпелем, за допомогою якого нижня внутрішня камера відокремлена від вищележачої внутрішньої камери, і нижньою частиною відповідної захисної втулки у вищележачій внутрішнійФ At the same time, each of the protective sleeves is installed in the corresponding inner chamber so that its upper part is fixed in the corresponding nipple, and the lower part is hermetically connected to the case. The difference of the claimed device from the closest analogue is that at least one additional thrust bearing is introduced, installed between the nipple, by means of which the lower inner chamber is separated from the upper inner chamber, and the lower part of the corresponding protective sleeve in the upper inner chamber
Ф) камері. Кожний додатковий упорний підшипник містить п'яту, закріплену на валу, і підп'ятник, установлений ка нерухомо відносно корпусу з можливістю передавання осьового зусилля на указаний ніпель.F) camera. Each additional thrust bearing contains a heel fixed to the shaft and a heel mounted immovably relative to the housing with the possibility of transmitting axial force to the specified nipple.
Крім того, згідно з винаходом, принаймні у нижній внутрішній камері на розміщеній у ній захисній втулці бо Герметично закріплена еластична діафрагма для поділення внутрішньої камери на задіафрагмову і внутрідіафрагмову порожнини, і в кожному ніпелі, за допомогою якого внутрішня камера, яка містить еластичну діафрагму, відокремлена від вищележачої внутрішньої камери, виконані два отвори для взаємного сполучення задіафрагмової та внутрідіафрагмової порожнин. У цих отворах установлені запобіжні клапани так, що запобіжний клапан, установлений в одному з отворів, повернутий виходом у бік задіафрагмової порожнини, а 65 запобіжний клапан, установлений у другому з отворів, повернутий виходом у бік внутрідіафрагмової порожнини.In addition, according to the invention, at least in the lower inner chamber, on the protective sleeve placed therein, an elastic diaphragm is hermetically fixed to divide the inner chamber into a post-diaphragmatic and intra-diaphragmatic cavity, and in each nipple, by means of which the inner chamber, which contains an elastic diaphragm, is separated from the overlying internal chamber, two holes are made for mutual connection of the post-diaphragmatic and intra-diaphragmatic cavities. Safety valves are installed in these holes so that the safety valve installed in one of the holes is turned with the output towards the postdiaphragmatic cavity, and the safety valve installed in the second of the holes is turned with the output towards the intradiaphragmatic cavity.
До того ж, згідно з винаходом, принаймні одна внутрішня камера, розташована над нижньою внутрішньою камерою, заповнена рідиною з більш високою в'язкістю, ніж в'язкість діелектричної рідини, якою заповнена нижня внутрішня камера.In addition, according to the invention, at least one inner chamber located above the lower inner chamber is filled with a liquid with a higher viscosity than the viscosity of the dielectric fluid with which the lower inner chamber is filled.
Крім того, згідно з винаходом, пропонований пристрій для гідравлічного захисту принаймні в одній, у верхній внутрішній камері містить відповідну трубку, верхній кінець якої герметично установлений в указаній внутрішній камері в отворі ніпеля, призначеном для гідравлічного сполучення указаної внутрішньої камери з вищележачою камерою, а її нижній кінець розміщений в указаній внутрішній камері поблизу нижньої частини захисної втулки. При цьому кожна трубка розміщена усередині відповідної внутрішньої камери уздовж вала.In addition, according to the invention, the proposed device for hydraulic protection in at least one, in the upper inner chamber, contains a corresponding tube, the upper end of which is hermetically installed in the indicated inner chamber in the nipple opening, intended for hydraulic connection of the indicated inner chamber with the overlying chamber, and its the lower end is placed in the indicated inner chamber near the bottom of the protective sleeve. At the same time, each tube is placed inside the corresponding inner chamber along the shaft.
Уведення принаймні одного додаткового упорного підшипника дозволяє розвантажити упорний підшипник, 70 розміщений у нижній внутрішній камері, за рахунок перерозподілу осьового зусилля між упорними підшипниками.The introduction of at least one additional thrust bearing allows the thrust bearing 70 located in the lower inner chamber to be unloaded by redistributing the axial force between the thrust bearings.
Це дозволяє збільшити вантажопідйомність осьової підшипникової опори пристроя для гідравлічного захисту.This allows you to increase the load capacity of the axial bearing support of the device for hydraulic protection.
Завдяки установленню принаймні одного додаткового упорного підшипника у нижній частині внутрішньої камери, суміжної з нижньою внутрішньою камерою, сполученою з порожниною електродвигуна, між ніпелем, що відокремлює ці камери одну від одної, і нижньою частиною захисної втулки забезпечується ізолювання тих, що є /5 ОДНОГО або декількох додаткових упорних підшипників від впливу газу та механічних домішок, що містяться у навколишній рідині, завдяки присутності елементів гідрозахисту, розташованих вище від порожнини для розміщення одного або більше додаткових упорних підшипників. Ступінь захищеності від негативного впливу навколишньої рідини додаткових упорних підшипників тим вище, чим більше кількість послідовно розташованих внутрішніх камер у пристрої для гідравлічного захисту. Нерухома установка відносно корпусу підп'ятника 2о Кожного додаткового упорного підшипника з можливістю передавання осьового зусилля на указаний ніпель забезпечує прикладання осьового зусилля насоса безпосередньо до цього ніпеля і лише крізь ніпель - до корпусу, причому до кінців його секцій, з'єднаних ніпелем, що запобігає прикладанню руйнуючих механічних навантажень до корпусу з боку підп'ятника кожного додаткового упорного підшипника. Крім того, пропоноване згідно з винаходом місце установлення уведених одного чи більше додаткових упорних підшипників гідравлічне сч об ізольоване від порожнини електродвигуна, яка заповнюється діелектричною рідиною, що дає можливість збільшити вантажопідйомність додаткових упорних підшипників шляхом заповнення внутрішньої камери, що і) містить додаткові упорні підшипники, рідиною з більш високою в'язкістю, ніж в'язкість діелектричної рідини, якою заповнюється порожнина електродвигуна. Підвищена в'язкість рідини дозволяє збільшити вантажопідйомність упорного підшипника за рахунок збільшення товщини рідинної плівки, а значить і величину Ге зо зазора між контактними поверхнями пари тертя упорного підшипника у процесі роботи. Збільшення величини зазора дозволяє зменшити знос підшипника через зменшення можливості безпосереднього взаємного контакту і, контактних поверхонь пари тертя. Таким чином, досягаємим згідно з винаходом технічним результатом є со підвищення надійності роботи та терміну служби пристроя для гідравлічного захисту заглибного електродвигуна.Due to the installation of at least one additional thrust bearing in the lower part of the inner chamber adjacent to the lower inner chamber connected to the cavity of the electric motor, between the nipple that separates these chambers from each other and the lower part of the protective sleeve, isolation of those that are /5 ONE or several additional thrust bearings from the influence of gas and mechanical impurities contained in the surrounding liquid, due to the presence of water protection elements located above the cavity for placing one or more additional thrust bearings. The degree of protection against the negative influence of the surrounding fluid of additional thrust bearings is higher, the greater the number of consecutively located internal chambers in the device for hydraulic protection. Fixed installation relative to the housing of the support 2 o Each additional thrust bearing with the possibility of transmitting axial force to the indicated nipple ensures the application of the axial force of the pump directly to this nipple and only through the nipple to the body, and to the ends of its sections connected by a nipple, which prevents application of destructive mechanical loads to the housing from the support side of each additional thrust bearing. In addition, the place of installation of one or more additional thrust bearings proposed according to the invention is a hydraulic tank isolated from the cavity of the electric motor, which is filled with a dielectric liquid, which makes it possible to increase the load capacity of the additional thrust bearings by filling the internal chamber, which i) contains additional thrust bearings, a liquid with a higher viscosity than the viscosity of the dielectric liquid that fills the cavity of the electric motor. The increased viscosity of the liquid makes it possible to increase the load capacity of the thrust bearing due to the increase in the thickness of the liquid film, which means the size of the Hezo gap between the contact surfaces of the friction pair of the thrust bearing during operation. Increasing the size of the gap allows to reduce the wear of the bearing due to the reduction of the possibility of direct mutual contact and the contact surfaces of the friction pair. Thus, the technical result achieved according to the invention is an increase in the reliability of operation and the service life of the device for the hydraulic protection of the submersible electric motor.
Крім того, установлення в нижній внутрішній камері еластичної діафрагми на захисній втулці із ме) забезпеченням герметичного закріплення на ній сприяє досягненню максимального ізолювання заповненої ча діелектричною рідиною порожнини електродвигуна від впливу навколишнього середовища і від тих порожнин пристроя для гідравлічного захисту, які заповнені високов'язкою рідиною. Надійність роботи та термін служби пристроя для гідравлічного захисту збільшуються зі збільшенням кількості послідовно розташованих внутрішніх камер з еластичними діафрагмами. Перетікання надлишка рідини із внутрідіафрагмової порожнини в « задіафрагмову і навпаки, у залежності від напрямку перепаду тиску між ними, яке забезпечується при певній з с величині перепаду тиску за допомогою двох запобіжних клапанів, установлених у виконаних у відповідному . ніпелі двох отворах, які сполучають між собою внутрідіафрагмову і задіафрагмову порожнини, так, що один з цих и?» клапанів повернутий виходом у бік внутрідіафрагмової порожнини, а другий - у бік задіафрагмової порожнини, дозволяє уникнути передчасного руйнування еластичної діафрагми під впливом надмірних деформацій її розтягнення та стиснення. -І Таким чином, забезпечується додаткове підвищення надійності роботи та терміну служби пристроя для гідравлічного захисту. ік Присутність принаймні в одній, у верхній внутрішній камері відповідної трубки, верхній кінець якоїIn addition, the installation of an elastic diaphragm on the protective sleeve in the lower inner chamber with the provision of hermetic fixing on it helps to achieve maximum isolation of the cavity of the electric motor filled with a dielectric fluid from the influence of the environment and from those cavities of the device for hydraulic protection that are filled with a highly viscous liquid . The reliability of operation and service life of the hydraulic protection device increases with the increase in the number of sequentially located internal chambers with elastic diaphragms. Flow of excess fluid from the intra-diaphragmatic cavity to the "post-diaphragmatic cavity and vice versa, depending on the direction of the pressure drop between them, which is ensured at a certain pressure drop value with the help of two safety valves installed in the corresponding . nipples in two openings that connect the intra-diaphragmatic and post-diaphragmatic cavities, so that one of these one of the valves is turned with the exit towards the intra-diaphragmatic cavity, and the second - towards the post-diaphragmatic cavity, allows to avoid premature destruction of the elastic diaphragm under the influence of excessive deformations of its stretching and compression. -And thus, an additional increase in the reliability of operation and service life of the device for hydraulic protection is provided. ik Presence in at least one, in the upper inner chamber of the corresponding tube, the upper end of which
Го! герметично установлений в указаній внутрішній камері в отворі ніпеля, призначеном для гідравлічного сполучення указаної внутрішньої камери з вищележачою камерою, а її нижній кінець розміщений в указаній о внутрішній камері поблизу нижньої частини захисної втулки, причому кожна трубка розміщена усерединіGo! sealed in said inner chamber in a nipple hole designed to hydraulically communicate said inner chamber with an overlying chamber, and its lower end is located in said inner chamber near the bottom of the protective sleeve, each tube being placed inside
Ф відповідної внутрішньої камери уздовж вала, забезпечує можливість утворення за допомогою трубки та захисної втулки лабіринтного канапа, який перешкоджає надходженню до додаткових упорних підшипників та еластичної діафрагми, розміщеної в нижчележачій суміжній камері, газу, що міститься у навколишній рідині. Пропоноване дв Виконання принаймні верхньої внутрішньої камери з трубкою дає можливість відмовитись від установлення еластичної діафрагми принаймні у верхній внутрішній камері, де еластична діафрагма найбільш зазнає впливФ of the corresponding internal chamber along the shaft, provides the possibility of formation with the help of a tube and a protective bushing of a labyrinth couch, which prevents the gas contained in the surrounding liquid from entering the additional thrust bearings and the elastic diaphragm located in the lower adjacent chamber. Proposed dv Making at least the upper inner chamber with a tube makes it possible to refuse to install an elastic diaphragm at least in the upper inner chamber, where the elastic diaphragm is most affected
Ф) газової фракції навколишньої рідини, що особливо виявляється при високому процентному вмісті газу в ка навколишній рідині. Отже, забезпечується додаткове підвищення надійності роботи і терміну служби пристроя для гідравлічного захисту. 60 Суть технічного рішення, що заявляється, пояснюється кресленнями, на яких схематично зображено пристрій для гідравлічного захисту заглибного заповненого діелектричного рідиною електродвигуна згідно з винаходом.Ф) gas fraction of the surrounding liquid, which is especially evident at a high percentage of gas in the surrounding liquid. Therefore, an additional increase in the reliability of operation and service life of the device for hydraulic protection is provided. 60 The essence of the claimed technical solution is explained by the drawings, which schematically show the device for hydraulic protection of the submerged electric motor filled with dielectric liquid according to the invention.
На кресленнях: фіг.1 - загальний вигляд пристроя для гідравлічного захисту, що заявляється, поздовжній розріз; фіг.2 - місцевий вигляд, що детально пояснює виконання тієї частини пристроя, де установлені додаткові 65 упорні підшипники.In the drawings: Fig. 1 - a general view of the device for hydraulic protection, which is claimed, a longitudinal section; Fig. 2 is a local view, which explains in detail the implementation of that part of the device where additional 65 thrust bearings are installed.
Пристрій для гідравлічного захисту заглибного заповненого діелектричною рідиною електродвигуна 1 виконаний у вигляді окремого вузла, розміщеного між робочим кінцем вала електродвигуна 1 і валом 2 насоса 3.The device for hydraulic protection of the submersible electric motor 1 filled with dielectric liquid is made in the form of a separate unit placed between the working end of the shaft of the electric motor 1 and the shaft 2 of the pump 3.
Пристрій для гідравлічного захисту електродвигуна 1 містить складений корпус 4, вал 5, торцеві ущільнення 6, 7, послідовно розташовані уздовж вала 5 зовнішню камеру 8 і дві внутрішні камери - верхню внутрішню камеру 9 і нижню внутрішню камеру 10. Камера 8 відокремлена від камери 9 ніпелем 11. Камера 9 відокремлена від камери 10 ніпелем 12. Зовнішня камера 8 утворена корпусом 4, торцевим ущільненням 6 і ніпелем 11. Верхня внутрішня камера 9 утворена корпусом 4, ніпелями 11, 12 і торцевими ущільненнями 6, 7. Нижня внутрішня камера 10 утворена корпусом 4, ніпелем 12 і торцевим ущільненням 7. Камери 8-10 гідравлічне сполучені послідовно крізь отвори 13, 14, виконані в ніпелях 11, 12 відповідно. Пристрій для гідравлічного захисту /о електродвигуна 1 містить також упорний підшипник 15, розміщений у нижній внутрішній камері 10, і дві охоплюючі вал 5 захисні втулки 16, 17 з радіальними отворами 18, 19 відповідно, призначеними для проходження рідини. Захисні втулки 16, 17 утворені у внутрішніх камерах 9, 10 відповідно. При цьому верхня частина 20 захисної втулки 16 закріплена в ніпелі 11, а верхня частина 21 захисної втулки 17 закріплена в ніпелі 12 і герметично з'єднана з ним за допомогою гумового ущільнюючого кільця 22. Нижні частини 23, 24 /5 захисних втулок 16, 17 відповідно герметично з'єднані з корпусом 4 за допомогою відповідних гумових ущільнюючих кілець 25.The device for hydraulic protection of the electric motor 1 contains a folded housing 4, a shaft 5, end seals 6, 7, an external chamber 8 and two internal chambers - an upper internal chamber 9 and a lower internal chamber 10 - are located sequentially along the shaft 5. The chamber 8 is separated from the chamber 9 by a nipple 11. Chamber 9 is separated from chamber 10 by nipple 12. Outer chamber 8 is formed by body 4, end seal 6 and nipple 11. Upper inner chamber 9 is formed by body 4, nipples 11, 12 and end seals 6, 7. Lower inner chamber 10 is formed by body 4, nipple 12 and end seal 7. Chambers 8-10 are hydraulically connected in series through holes 13, 14 made in nipples 11, 12, respectively. The device for hydraulic protection of the electric motor 1 also includes a thrust bearing 15, located in the lower inner chamber 10, and two protective sleeves 16, 17 covering the shaft 5 with radial holes 18, 19, respectively, intended for the passage of liquid. Protective sleeves 16, 17 are formed in the inner chambers 9, 10, respectively. At the same time, the upper part 20 of the protective sleeve 16 is fixed in the nipple 11, and the upper part 21 of the protective sleeve 17 is fixed in the nipple 12 and hermetically connected to it with the help of a rubber sealing ring 22. The lower parts 23, 24 /5 of the protective sleeves 16, 17 respectively, hermetically connected to the body 4 by means of the corresponding rubber sealing rings 25.
У пристрій для гідравлічного захисту електродвигуна 1 уведено два додаткових упорних підшипника 26, 27 ковзання, установлених послідовно уздовж вала 5 між ніпелем 12, за допомогою якого нижня внутрішня камера відокремлена від верхньої внутрішньої камери 9, і нижньою частиною 23 захисної втулки 16 у внутрішній камері 9. Як видно з фіг.2, кожний з додаткових упорних підшипників 26, 27 містить п'яту 28, закріплену на валу 5, і підп'ятник 29. П'ята 28 зафіксована відносно вала 5 за допомогою шпонки ЗО і стопорного кільця 31.In the device for hydraulic protection of the electric motor 1, two additional sliding thrust bearings 26, 27 are introduced, installed in series along the shaft 5 between the nipple 12, with the help of which the lower inner chamber is separated from the upper inner chamber 9, and the lower part 23 of the protective sleeve 16 in the inner chamber 9 . As can be seen from Fig. 2, each of the additional thrust bearings 26, 27 contains a heel 28 fixed on the shaft 5 and a heel 29. The heel 28 is fixed relative to the shaft 5 with the help of a key ZO and a retaining ring 31.
Підп'ятник 29 кожного упорного підшипника 26, 27 споряджений опорою 32. Між підп'ятником 29 і його опорою 32 розміщена еластична демпфірувальна прокладка 33, причому ця прокладка закріплена до опори 32 штифтом 34.The support 29 of each thrust bearing 26, 27 is equipped with a support 32. An elastic damping gasket 33 is placed between the support 29 and its support 32, and this gasket is fixed to the support 32 with a pin 34.
Упорний підшипник 26 розташований над упорним підшипником 27, причому п'ята 28 і підп'ятник 29 нижнього сч ов упорного підшипника (підшипника 27) розміщені у порожнині, утвореній опорою верхнього упорного підшипника (підшипника 26). Опора 32 підп'ятника упорного підшипника 26 опирається нижньою кромкою на поверхню і) верхньої сторони опори 32 підп'ятника упорного підшипника 27 і закріплена до цієї опори штифтом 35. Таким чином, п'ята 28 упорного підшипника 26 установлена нерухомо відносно опори 32 підп'ятника упорного підшипника 27 з можливістю передавання осьового зусилля до цієї опори. Опора 32 підп'ятника упорного Ге зо підшипника 27 опирається нижньою кромкою на поверхню верхньої сторони ніпеля 12 і закріплена до цього ніпеля штифтом 36, аналогічним штифту 35. Цим забезпечується нерухома установка підп'ятників 29 упорних о підшипників 26, 27 відносно ніпеля 12 з можливістю передавання осьового зусилля до цього ніпеля. Ніпель 12 со нерухомо з'єднаний з корпусом 4 за допомогою нарізного з'єднання 37, внаслідок чого опори 32 підп'ятників обох упорних підшипників 26, 27 також нерухомо з'єднані з корпусом 4. ме)The thrust bearing 26 is located above the thrust bearing 27, and the heel 28 and the heel 29 of the lower thrust bearing (bearing 27) are placed in the cavity formed by the support of the upper thrust bearing (bearing 26). The support 32 of the support of the thrust bearing 26 rests with its lower edge on the surface i) of the upper side of the support 32 of the support of the thrust bearing 27 and is fixed to this support with a pin 35. Thus, the heel 28 of the thrust bearing 26 is installed stationary relative to the support 32 of the support the pendulum of the thrust bearing 27 with the possibility of transmitting the axial force to this support. The support 32 of the support of the thrust Gezo bearing 27 rests with its lower edge on the surface of the upper side of the nipple 12 and is fixed to this nipple with a pin 36, similar to the pin 35. This ensures a fixed installation of the supports 29 of the thrust bearings 26, 27 relative to the nipple 12 with the possibility transmission of axial force to this nipple. The nipple 12 is immovably connected to the body 4 by means of a threaded connection 37, as a result of which the supports 32 of the heel pads of both thrust bearings 26, 27 are also immovably connected to the body 4. me)
Очевидно, що виконання і розташування додаткових упорних підшипників так, як описано вище, допускає ча використання більш ніж двох послідовно установлених упорних підшипників при необхідності підвищення вантажопідйомності в осьовому напрямку не збільшуючи поперечні габаритні розміри пристроя для гідравлічного захисту заглибного електродвигуна свердловинного заглибного електронасоса.It is obvious that the execution and arrangement of additional thrust bearings as described above allows the use of more than two sequentially installed thrust bearings if it is necessary to increase the load capacity in the axial direction without increasing the transverse overall dimensions of the device for hydraulic protection of the submersible electric motor of the downhole submersible electric pump.
Як видно з фіг, у нижній внутрішній камері 10 на розміщеній у ній захисній втулці 17 герметично « Закріплена еластична діафрагма 38, за допомогою якої камера 10 поділена на задіафрагмову порожнину 339 і з с внутрідіафрагмову порожнину 40. У ніпелі 12 виконано два отвори 41, 42 для взаємного сполучення задіафрагмової порожнини 39 і внутрідіафрагмової порожнини 40. В отворі 41 установлений запобіжний клапан ;» 43 так, що він повернутий виходом у бік задіафрагмової порожнини 39, як указано на фіг.1 стрілкою. В отворі 42 установлений запобіжний клапан 44 так, що він повернутий виходом у бік внутрідіафрагмової порожнини 40, як указано на фіг.1 стрілкою. -І При наявності у пристрої для гідравлічного захисту трьох або більше внутрішніх камер можливе виконання з еластичною діафрагмою не тільки нижньої камери, але й інших внутрішніх камер, причому в ніпелях, що ік відокремлюють діафрагмові камери від сусідніх з ними вищележачих внутрішніх камер доцільно виконати дваAs can be seen from the figure, in the lower inner chamber 10, on the protective sleeve 17 placed in it, an elastic diaphragm 38 is hermetically fixed, with the help of which the chamber 10 is divided into a post-diaphragmatic cavity 339 and an intra-diaphragmatic cavity 40. Two holes 41, 42 are made in the nipple 12 for the mutual connection of the post-diaphragmatic cavity 39 and the intra-diaphragmatic cavity 40. A safety valve is installed in the opening 41;" 43 so that it is turned with the exit toward the posterior diaphragmatic cavity 39, as indicated in Fig. 1 by an arrow. A safety valve 44 is installed in the opening 42 so that it is turned with the outlet towards the intra-diaphragmatic cavity 40, as indicated by the arrow in Fig. 1. -I If the device for hydraulic protection has three or more internal chambers, it is possible to make with an elastic diaphragm not only the lower chamber, but also other internal chambers, and in the nipples that separate the diaphragm chambers from the adjacent higher internal chambers, it is advisable to make two
Го! отвори, які сполучають задіафрагмову та внутрідіафрагмову порожнини, і установити в цих отворах запобіжні клапани як описано вище для надійності роботи еластичних діафрагм протягом достатньо великого періоду часу. о Нижня внутрішня камера 10 та сполучена з нею порожнина електродвигуна 1 у робочому стані заповненіGo! openings that connect the post-diaphragmatic and intra-diaphragmatic cavities, and install safety valves in these openings as described above for the reliability of the elastic diaphragms for a sufficiently long period of time. o The lower inner chamber 10 and the cavity of the electric motor 1 connected to it are filled in working condition
Ф діелектричною рідиною. Внутрішня камера 9, розташована над нижньою внутрішньою камерою 10, заповнена рідиною з більш високою в'язкістю, ніж в'язкість діелектричної рідини, якою заповнена камера 10. При наявності у заявлюваному пристрої для гідравлічного захисту трьох або більше внутрішніх камер, рідиною з більш високою в'язкістю, ніж в'язкість діелектричної рідини, якою заповнена нижня камера та, відповідно, порожнина електродвигуна, може бути заповнена не тільки вищележача камера 9, сусідня з нижньоюФ dielectric liquid. The inner chamber 9, located above the lower inner chamber 10, is filled with a liquid with a higher viscosity than the viscosity of the dielectric fluid with which the chamber 10 is filled. with a viscosity lower than that of the dielectric fluid that fills the lower chamber and, accordingly, the cavity of the electric motor, not only the upper chamber 9 adjacent to the lower one can be filled
Ф) внутрішньою камерою 10, але й ще принаймні одна внутрішня камера, що сприяє підвищенню надійності роботи і ка довговічності додаткових упорних підшипників.Ф) an internal chamber 10, but also at least one more internal chamber, which contributes to increasing the reliability of work and durability of additional thrust bearings.
У верхній внутрішній камері 9 пристрій для гідравлічного захисту електродвигуна 1 містить трубку 45. во Верхній кінець 46 трубки 45 герметично установлений в отворі 13 ніпеля 11, призначеному для гідравлічного сполучення камери 8 з камерою 9. Нижній кінець 47 трубки 45 розміщений у камері 9 поблизу верхньої сторони нижньої частини 23 захисної втулки 16. Трубка 45 розміщена усередині камери 9 уздовж вала 4.In the upper internal chamber 9, the device for the hydraulic protection of the electric motor 1 contains a tube 45. The upper end 46 of the tube 45 is hermetically installed in the hole 13 of the nipple 11, intended for the hydraulic connection of the chamber 8 with the chamber 9. The lower end 47 of the tube 45 is placed in the chamber 9 near the upper sides of the lower part 23 of the protective sleeve 16. The tube 45 is placed inside the chamber 9 along the shaft 4.
Можливе виконання пристроя для гідравлічного захисту електродвигуна 1, наприклад, з двома або більше трубками 45 при наявності більше ніж двох внутрішніх камер. При цьому кожна трубка розміщена усередині 65 відповідної внутрішньої камери уздовж вала 4.It is possible to implement the device for hydraulic protection of the electric motor 1, for example, with two or more tubes 45 in the presence of more than two internal chambers. At the same time, each tube is placed inside the corresponding inner chamber 65 along the shaft 4.
Заглибний електродвигун 1 споряджений клапаном 48, призначеним для заповнення діелектричною рідиною електродвигуна 1 і пристроя для гідравлічного захисту електродвигуна 1.The submersible electric motor 1 is equipped with a valve 48 designed to fill the electric motor 1 with a dielectric liquid and a device for hydraulic protection of the electric motor 1.
У ніпелях 11, 12 виконані радіальні отвори 49, 50, закриті пробками 51, 52 відповідно.Radial holes 49, 50 are made in nipples 11, 12, closed with plugs 51, 52, respectively.
Вал 2 насоса З механічно з'єднаний з верхнім кінцем вала 5 пристроя для гідравлічного захисту електродвигуна 1, а нижній кінець вала 5 механічно з'єднаний з верхнім кінцем вала електродвигуна 1, для забезпечення передавання обертового моменту від вала електродвигуна 1 до вала 2 насоса 3. До верхнього кінця насоса З під'єднаний напірний трубопровід 53, призначений для подання на поверхню землі відкачуваної із свердловини пластової рідини або ж для подання у свердловину води, у випадку використання заглибного електронасоса для міжпластового закачування. Напірний трубопровід 53 розташований уздовж осі симетрії вала /о електродвигуна 1, вала 5 пристроя для гідравлічного захисту та вала 2 насоса З над верхнім торцем 54 вала 2.The shaft 2 of the pump C is mechanically connected to the upper end of the shaft 5 of the device for hydraulic protection of the electric motor 1, and the lower end of the shaft 5 is mechanically connected to the upper end of the shaft of the electric motor 1, to ensure the transmission of torque from the shaft of the electric motor 1 to the shaft 2 of the pump 3 A pressure pipeline 53 is connected to the upper end of the pump C, designed to supply the reservoir fluid pumped from the well to the surface of the earth, or to supply water to the well, in the case of using a submersible electric pump for interlayer pumping. The pressure pipeline 53 is located along the axis of symmetry of the shaft /o of the electric motor 1, the shaft 5 of the device for hydraulic protection and the shaft 2 of the pump C above the upper end 54 of the shaft 2.
Підготовка до роботи заявлюваного пристроя для гідравлічного захисту електродвигуна 1 здійснюється таким чином. Перед спуском заглибного електронасоса у свердловину здійснюється заповнення діелектричною рідиною електродвигуна 1 порожнин електродвигуна 1 та пристроя для його гідравлічного захисту шляхом подавання діелектричної рідини крізь клапан 48 у порожнину електродвигуна 1. Діелектрична рідина спочатку /5 Заповнює порожнину електродвигуна 1, потім обмежену зверху нижньою частиною 24 захисної втулки 17 порожнину, де розміщений упорний підшипник 15. Безпосередньому прониканню діелектричної рідини з порожнини упорного підшипника 15 у задіафрагмову порожнину 39 камери 10 перешкоджає гумове ущільнююче кільце 25, яке забезпечує герметичне з'єднання нижньої частини 24 захисної втулки 17 з корпусом 4. Далі діелектрична рідина проходить крізь кільцевий зазор між валом 5 і захисною втулкою 17 і проникає крізь радіальний отвір 19 у порожнину між бічною поверхнею захисної втулки 17 та еластичною діафрагмою 38, після заповнення якої діелектрична рідина підіймається по валу 5 до торцевого ущільнення 7. Цим завершується заповнення внутрідіафрагмової порожнини 40 камери 10. У процесі заповнення порожнини 40 діеглектричною рідиною повітря виходить у затрубний простір крізь радіальний отвір 50 ніпеля 12. Завдяки герметичному з'єднанню верхньої частини 21 захисної втулки 17 з ніпелем 12 за допомогою гумового ущільнюючого кільця 22 сч 2гв Відвертається проникання діелектричної рідини в задіафрагмову порожнину 39 з кільцевого зазора між валом 5 і ніпелем 12. Після появлення з отвору 50 ніпеля 12 діелектричної рідини закупорюють цей отвір пробкою 52. і)Preparation for operation of the claimed device for hydraulic protection of electric motor 1 is carried out as follows. Before lowering the submersible electric pump into the well, the cavities of the electric motor 1 are filled with the dielectric liquid of the electric motor 1 and the device for its hydraulic protection is carried out by supplying the dielectric liquid through the valve 48 into the cavity of the electric motor 1. The dielectric liquid first /5 fills the cavity of the electric motor 1, then it is limited from above by the lower part 24 of the protective bushing 17, the cavity where the thrust bearing 15 is placed. The direct penetration of the dielectric fluid from the thrust bearing cavity 15 into the diaphragmatic cavity 39 of the chamber 10 is prevented by the rubber sealing ring 25, which ensures a hermetic connection of the lower part 24 of the protective bushing 17 with the body 4. Next, the dielectric fluid passes through the annular gap between the shaft 5 and the protective sleeve 17 and penetrates through the radial hole 19 into the cavity between the side surface of the protective sleeve 17 and the elastic diaphragm 38, after filling which the dielectric liquid rises along the shaft 5 to the end seal 7. m, the filling of the intra-diaphragmatic cavity 40 of the chamber 10 is completed. In the process of filling the cavity 40 with a dielectric fluid, air escapes into the annular space through the radial opening 50 of the nipple 12. Due to the hermetic connection of the upper part 21 of the protective sleeve 17 with the nipple 12 with the help of a rubber sealing ring 22 сх 2гв The penetration of the dielectric fluid into the diaphragmatic cavity 39 from the annular gap between the shaft 5 and the nipple 12 is prevented. After the appearance of the dielectric fluid from the hole 50 of the nipple 12, this hole is blocked with a plug 52. i)
Після цього вигвинчують пробку 51 і крізь зовнішню камеру 8 заповнюють камеру 9 рідиною з більш високою в'язкістю, ніж в'язкість нев'язкої діелектричної рідини, якою заповнені порожнина електродвигуна 1 та внутрідіафрагмова порожнина 40 нижньої внутрішньої камери 10, причому ця рідина, краще високов'язка, містить («о зо присадки для зменшення коефіцієнту тертя і підвищення припрацьовуваності поверхонь тертя додаткових упорних підшипників 26, 27. Високов'язка рідина з зовнішньої камери 8 крізь отвір 13 ніпеля 11 і трубку 45 о надходить у верхню внутрішню камеру 9, у порожнину, що міститься між ніпелем 11, корпусом 4 і захисною со втулкою 16, і поступово заповнює її. Проникненню рідини з нижньої частини цієї порожнини у порожнину додаткових упорних підшипників 26, 27 перешкоджає герметичне з'єднання нижньої частини 23 захисної втулки (22) 16 з корпусом 4 за допомогою гумового ущільнюючого кільця 25. Коли рівень високов'язкої рідини в камері 9 ї- досягає радіального отвору 18 у стінці захисної втулки 16, високов'язка рідина проникає крізь отвір18 і кільцевий зазор між захисною втулкою 16 і валом 5 у порожнину, де розміщені додаткові упорні підшипники 26, 27, і заповнює цю порожнину. Крізь отвір 14 у ніпелі 12 високов'язка рідина надходить у задіафрагмову порожнину 39 нижньої внутрішньої камери 10 і заповнює цю порожнину. При заповненні верхньої внутрішньої «After that, the plug 51 is unscrewed and through the outer chamber 8, the chamber 9 is filled with a liquid with a higher viscosity than the viscosity of the non-viscous dielectric liquid, which fills the cavity of the electric motor 1 and the intra-diaphragmatic cavity 40 of the lower inner chamber 10, and this liquid is better highly viscous, contains additives to reduce the coefficient of friction and increase the workability of the friction surfaces of additional thrust bearings 26, 27. The highly viscous liquid from the outer chamber 8 through the hole 13 of the nipple 11 and the tube 45 o enters the upper inner chamber 9, into the cavity between the nipple 11, the body 4 and the protective sleeve 16, and gradually fills it. The penetration of liquid from the lower part of this cavity into the cavity of the additional thrust bearings 26, 27 is prevented by the hermetic connection of the lower part 23 of the protective sleeve (22) 16 with the body 4 with the help of a rubber sealing ring 25. When the level of the highly viscous liquid in the chamber 9 reaches the radial hole 18 in the wall of the sleeve 16, a highly viscous liquid penetrates through the hole 18 and the annular gap between the protective sleeve 16 and the shaft 5 into the cavity where the additional thrust bearings 26, 27 are placed, and fills this cavity. Through the opening 14 in the nipple 12, the highly viscous liquid enters the diaphragmatic cavity 39 of the lower inner chamber 10 and fills this cavity. When filling the upper inner "
Камери 9 високов'язкою рідиною повітря виходить із камери 9 та задіафрагмової порожнини 39 камери 10 у з с затрубний простір крізь отвір 49. Після появлення рідини в отворі 49 у цей отвір герметично установлюється . пробка 51, що забезпечує закупорювання отвору 49. Пристрій для гідравлічного захисту електродвигуна 1 и? готовий до роботи.Chamber 9 with highly viscous liquid air exits from chamber 9 and the diaphragmatic cavity 39 of chamber 10 into the annular space through hole 49. After the liquid appears in hole 49, this hole is hermetically installed. plug 51, which ensures blocking of hole 49. Device for hydraulic protection of electric motor 1 and? ready to work
Заявлюваний пристрій для гідравлічного захисту електродвигуна 1 працює наступним чином.The proposed device for hydraulic protection of electric motor 1 works as follows.
При зануренні електродвигуна 1 з пристроєм для його гідравлічного захисту в пластову навколишню рідину, -І густина якої вище густини високов'язкої рідини, якою заповнені порожнини пристроя для гідравлічного захисту електродвигуна 1, відбувається заповнення навколишньою рідиною зовнішньої камери 8 та вирівнювання тиску в ік системі "електродвигун 1 -пристрій для гідравлічного захисту" по лабіринтному шляху:When the electric motor 1 with the device for its hydraulic protection is immersed in the formation surrounding liquid, the density of which is higher than the density of the highly viscous liquid that fills the cavities of the device for the hydraulic protection of the electric motor 1, the external chamber 8 is filled with the surrounding liquid and the pressure in the system is equalized. electric motor 1 - device for hydraulic protection" along the labyrinth path:
Го! отвір 13 ніпеля 11, трубка 45, отвір 18 захисної втулки 16, кільцевий зазор між валом 5 і захисною ср втулкою 16, отвір 14 ніпеля 12, еластична діафрагма З8, отвір 19 захисної втулки 17, кільцевий зазор між о валом 5 і захисною втулкою 17, порожнина електродвигуна 1. В результаті у порожнині електродвигуна 1 таGo! hole 13 of nipple 11, tube 45, hole 18 of protective sleeve 16, annular gap between shaft 5 and protective sr sleeve 16, hole 14 of nipple 12, elastic diaphragm Z8, hole 19 of protective sleeve 17, annular gap between shaft 5 and protective sleeve 17 , cavity of electric motor 1. As a result, in the cavity of electric motor 1 and
Ф порожнинах пристроя для його гідравлічного захисту установлюється тиск, що дорівнює тиску навколишньої рідини.In the cavities of the device for its hydraulic protection, a pressure equal to the pressure of the surrounding liquid is established.
Під час роботи заглибного електродвигуна 1 вал 5 пристроя для його гідравлічного захисту обертається ов разом з валом 2 насоса З, який забезпечує підйом відкачуваної навколишньої пластової рідини уверх по напорному трубопроводу 53 до поверхні землі. При цьому розташований над торцем 54 вала 2 насоса З стовпDuring the operation of the submersible electric motor 1, the shaft 5 of the device for its hydraulic protection rotates together with the shaft 2 of the pump Z, which ensures the ascent of the pumped surrounding reservoir fluid up the pressure pipeline 53 to the surface of the earth. At the same time, the pillar C is located above the end face 54 of the shaft 2 of the pump
Ф) відкачуваної пластової рідини створює прикладене до торця 53 вала 2 осьове зусилля, величина якого дорівнює ка добутку висоти стовпа відкачуваної навколишньої рідини на її густину та на площу торця 54 вала 5 насоса 3.Ф) of the pumped reservoir fluid creates an axial force applied to the end face 53 of shaft 2, the value of which is equal to the product of the height of the column of the pumped surrounding fluid by its density and the area of the end face 54 of shaft 5 of pump 3.
Під дією осьового зусилля, створеного стовпом відкачуваної навколишньої рідини, вал 2 насоса З переміщається бо В осьовому напрямку вниз до стикання з валом 5 пристроя для гідравлічного захисту електродвигуна 1, внаслідок чого це осьове зусилля буде прикладене до верхнього торця вала 5 і сприймається додатковими упорними підшипниками 26, 27.Under the action of the axial force created by the column of the pumped ambient liquid, the shaft 2 of the pump Z moves in the axial direction down to the contact with the shaft 5 of the device for the hydraulic protection of the electric motor 1, as a result of which this axial force will be applied to the upper end of the shaft 5 and is received by additional thrust bearings 26, 27.
Таким чином, додаткові упорні підшипники 26, 27 сприймають осьове навантаження насоса З і осьове навантаження, що створюється тією частиною вала 5 пристроя для гідравлічного захисту, яка знаходиться над 65 підшипниками 26, 27, а упорний підшипник 15 сприймає осьове навантаження, що створюється рештою вала 5 пристроя для гідравлічного захисту. Тобто досягається розвантаження упорного підшипника 15 і разом з тим збільшується вантажопідйомність осьової опори пристроя для гідравлічного захисту при зберіганні попередніх габаритних розмірів цього пристроя.Thus, the additional thrust bearings 26, 27 receive the axial load of the pump C and the axial load created by that part of the shaft 5 of the device for hydraulic protection, which is above the 65 bearings 26, 27, and the thrust bearing 15 receives the axial load created by the rest of the shaft 5 device for hydraulic protection. That is, the thrust bearing 15 is unloaded, and at the same time, the load capacity of the axial support of the device for hydraulic protection increases while maintaining the previous overall dimensions of this device.
Як видно з фіг.2, осьове зусилля, що діє на додаткові упорні підшипники 26. 27 у процесі роботи електродвигуна 1 та насоса 3, прикладається крізь стопорні кільця 31 до установлених на валу 5 п'ят 27 цих упорних підшипників, фіксація яких на валу 5 забезпечена за допомогою шпонок 30. Осьове зусилля, направлене зверху вниз, що створюється стовпом відкачуваної навколишньої рідини, передається одночасно крізь підп'ятники 29 та еластичні демпфірувальні прокладки 33 до опор 32 підп'ятників 29. За допомогою прокладок 33 забезпечується рівномірний розподіл осьового зусилля в кожному з додаткових упорних підшипників 26, 27 та /о однакова навантаженість цих упорних підшипників. Надійна фіксація прокладок 33 у відповідних заглибленнях опор 32 підп'ятників 29 забезпечена за допомогою штифтів 34. Розташування опор 32 підп'ятників 29 уздовж вала 5 і таке їх виконання, що опора 32 підп'ятника 29 упорного підшипника 26 упирається нижнім торцем в опору 32 підп'ятника 29 упорного підшипника 27, а опора 32 підп'ятника 29 упорного підшипника 27 упирається нижнім торцем у ніпель 12, забезпечує передавання прикладеного до торця вала 5 осьового зусилля до ніпеля 7/5. 12. При цьому надійна фіксація взаємного з'єднання опор 32 і з'єднання нижньої опори 32 з ніпелем 12 забезпечується штифтами 35, 36 відповідно. В результаті забезпечується нерухоме закріплення підп'ятників 29 упорних підшипників 26, 27 до ніпеля 12 та передавання осьового зусилля до цього ніпеля, що захищає корпус 4 від дії на нього осьових зусиль на ділянці розміщення додаткових упорних підшипників 26, 27 і тим самим сприяє підвищенню надійності роботи та терміна служби пристроя для гідравлічного захисту. НерухомеAs can be seen from Fig. 2, the axial force acting on the additional thrust bearings 26, 27 during the operation of the electric motor 1 and the pump 3 is applied through the locking rings 31 to the heels 27 of these thrust bearings installed on the shaft 5, which are fixed on the shaft 5 is provided with the help of keys 30. The axial force directed from top to bottom, which is created by the column of pumped ambient liquid, is transmitted simultaneously through the heel pads 29 and elastic damping pads 33 to the supports 32 of the heel pads 29. With the help of pads 33, an even distribution of the axial force is ensured in each of the additional thrust bearings 26, 27 and/or the same load of these thrust bearings. The reliable fixing of the spacers 33 in the corresponding recesses of the supports 32 of the heel pads 29 is provided with the help of pins 34. The location of the supports 32 of the heel pads 29 along the shaft 5 and their execution is such that the support 32 of the heel pad 29 of the thrust bearing 26 rests with its lower end on the support 32 support 29 of the thrust bearing 27, and the support 32 of the support 29 of the thrust bearing 27 rests with its lower end against the nipple 12, ensures the transmission of the axial force applied to the end of the shaft 5 to the nipple 7/5. 12. At the same time, reliable fixation of the mutual connection of the supports 32 and the connection of the lower support 32 with the nipple 12 is provided by pins 35, 36, respectively. As a result, it provides immovable fastening of the supports 29 of the thrust bearings 26, 27 to the nipple 12 and the transmission of axial force to this nipple, which protects the housing 4 from the action of axial forces on it in the area of placement of additional thrust bearings 26, 27 and thereby contributes to increased reliability operation and service life of the device for hydraulic protection. Immovable
З'єднання підп'ятників 29 з корпусом 4 у процесі роботи зберігається завдяки кріпленню ніпеля 12 до корпусу 4 за допомогою нарізного з'єднання 37.The connection of the heel pads 29 with the body 4 during operation is maintained due to the attachment of the nipple 12 to the body 4 using a threaded connection 37.
Розміщення додаткових упорних підшипників 26, 27 у нижній частині камери 9, сусідній з нижньою внутрішньою камерою 10, між ніпелем 12 і нижньою частиною 23 захисної втулки 16 дає можливість ізолювати порожнину, в якій розміщені додаткові упорні підшипники 26, 27, від порожнини, в якій розміщений упорний сч ов Підшипник 15. Оскільки внутрідіафрагмова порожнина 40, в якій під нижньою частиною 24 захисної втулки 17 розміщений упорний підшипник 15, гідравлічне сполучена з порожниною електродвигуна 1, обов'язково і) заповнюваною діелектричною рідиною, пара тертя упорного підшипника 15 працює в дігелектричному рідкому середовищі, яке має низьку в'язкість, що обмежує можливість підвищення вантажопідйомності та підвищення довговічності упорного підшипника через малу величину зазору між контактними поверхнями пари тертя. Навіть («о зо установлення у вигляді тандема двох або більше упорних підшипників 15 не дозволяє забезпечити достатню вантажопідйомність для надійної роботи та великого терміну служби пристроя для гідравлічного захисту в о нафтових свердловинах, особливо в глибоких свердловинах, де величина напору відкачуваної навколишньої (у рідини досягає великих значень. Розміщення додаткових упорних підшипників 26, 27 у порожнині, ізольованої від порожнин, заповнених нев'язкою діелектричною рідиною, необхідною для надійної роботи електродвигуна 1 з (22)The placement of additional thrust bearings 26, 27 in the lower part of the chamber 9, adjacent to the lower inner chamber 10, between the nipple 12 and the lower part 23 of the protective sleeve 16 makes it possible to isolate the cavity in which the additional thrust bearings 26, 27 are placed from the cavity in which bearing 15 is placed. Since the intra-diaphragm cavity 40, in which the thrust bearing 15 is placed under the lower part 24 of the protective sleeve 17, is hydraulically connected to the cavity of the electric motor 1, necessarily i) filled with a dielectric liquid, the friction pair of the thrust bearing 15 works in a dielectric a liquid medium that has a low viscosity, which limits the possibility of increasing the load capacity and increasing the durability of the thrust bearing due to the small gap between the contact surfaces of the friction pair. Even the installation of two or more thrust bearings 15 in tandem does not allow to ensure sufficient load capacity for reliable operation and a long service life of the device for hydraulic protection in oil wells, especially in deep wells, where the pressure of the pumped ambient (liquid reaches Placement of additional thrust bearings 26, 27 in a cavity isolated from cavities filled with non-viscous dielectric fluid, necessary for reliable operation of electric motor 1 with (22)
З5 достатньо високим ккд, дозволяє забезпечити надійну роботу та великий термін служби додаткових упорних ча підшипників 26, 27, які сприймають усе осьове навантаження насоса, а значить і усієї осьової підшипникової опори пристроя для гідравлічного захисту, за рахунок заповнення камери 9 високов'язкою рідиною із спеціальними присадками для зниження коефіцієнту тертя та збільшення припрацьовуваності контактних поверхонь. Під час роботи упорних підшипників 26, 27 у високов'язкому рідкому середовищі між контактними « поверхнями пари тертя цих підшипників є досить товстий шар рідини, що знижує знос контактних поверхоньпари /-- с тертя та підвищує вантажопідйомність упорних підшипників. . Крім того, завдяки пропонованому згідно з винаходом місцеположенню додаткових упорних підшипників 26, и?» 27 під час роботи електродвигуна 1 забезпечується не тільки ізолювання цих підшипників від діелектричної рідини, якою заповнена порожнина електродвигуна 1 та гідравлічне сполучена з нею внутрідіафрагмова порожнина 40 нижньої внутрішньої камери 10, але й їх максимальне можливе віддалення від навколишньої -І пластової рідини, яке допускається особливостями конструктивного виконання пристроя для гідравлічного захисту, як видно з фіг.ї7, що сприяє підвищенню надійності роботи та довговічності додаткових упорних се) підшипників 26, 27. Очевидно, що уведення додаткових внутрішніх камер між зовнішньою камерою 8 таC5 is sufficiently high efficiency, it allows to ensure reliable operation and a long service life of additional thrust bearings 26, 27, which perceive the entire axial load of the pump, and therefore the entire axial bearing support of the device for hydraulic protection, due to filling the chamber 9 with a highly viscous liquid with special additives to reduce the coefficient of friction and increase the wearability of contact surfaces. During the operation of thrust bearings 26, 27 in a highly viscous liquid medium between the contact surfaces of the friction pair of these bearings, there is a fairly thick layer of liquid, which reduces the wear of the contact surfaces of the friction pair and increases the load capacity of the thrust bearings. . In addition, thanks to the location of the additional thrust bearings 26 proposed according to the invention, y? 27 during the operation of the electric motor 1 ensures not only the isolation of these bearings from the dielectric fluid that fills the cavity of the electric motor 1 and the intra-diaphragmatic cavity 40 of the lower internal chamber 10 hydraulically connected to it, but also their maximum possible distance from the surrounding -I formation fluid, which is allowed by the features structural design of the device for hydraulic protection, as can be seen from Fig. 7, which contributes to increasing the reliability of operation and durability of additional thrust bearings 26, 27. It is obvious that the introduction of additional internal chambers between the external chamber 8 and
Го! внутрішньою камерою 9, у нижній частині якої установлені додаткові упорні підшипники 26, 27, сприяє збільшенню терміна служби цих підшипників, а значить і терміну служби пристроя для гідравлічного захисту о завдяки збільшенню довжини лабіринтного шляху для проходження навколишньої рідини та кількості торцевихGo! internal chamber 9, in the lower part of which additional thrust bearings 26, 27 are installed, helps to increase the service life of these bearings, and therefore the service life of the device for hydraulic protection o due to the increase in the length of the labyrinth path for the passage of the surrounding liquid and the number of end
Ф ущільнень.F seals.
У випадку роботи пристроя для гідравлічного захисту електродвигуна 1 в навколишній рідині з вмістом газової фракції, при попаданні навколишньої рідини у верхню внутрішню камеру 9 газ буде негативно впливати дво на надійність роботи торцевого ущільнення 6. Крім того, присутність газу знижує надійність роботи додаткових упорних підшипників 26, 27 та істотно знижує надійність роботи та довговічність еластичної діафрагми 38.In the case of operation of the device for hydraulic protection of the electric motor 1 in the surrounding liquid containing a gas fraction, when the surrounding liquid enters the upper inner chamber 9, the gas will negatively affect the reliability of the end seal 6. In addition, the presence of gas reduces the reliability of the additional thrust bearings 26 , 27 and significantly reduces the reliability of work and durability of the elastic diaphragm 38.
Ф) Герметична установка в отворі 13 ніпеля 11 верхнього кінця 46 трубки 45, розташування трубки 45 в камері 9 ка уздовж вала 5 та виконання цієї трубки такої довжини, що її нижній кінець 47, розташований в камері 9 поблизу верхньої сторони нижньої частини 23 захисної втулки 16, забезпечують утворення лабіринту, що знижує бо імовірність проникання газу, який міститься в навколишній рідині, в порожнину, де розміщені додаткові упорні підшипники 26, 27, і тим більше, проникнення газової фракції в задіафрагмову порожнину 39 нижньої внутрішньої камери 10, до еластичної діафрагми 38. У випадку попадання газу в верхню внутрішню камеру 9, він буде зосереджений у верхній частині камери 9 через різницю у густині газу та густині рідини, яка знаходиться у цій камері. Лабіринтний шлях проходження газу в порожнину, де знаходяться додаткові упорні підшипники 26, 27, 65 утворений отвором 13 ніпеля 11, осьовим отвором трубки 45, радіальним отвором 18 захисної втулки 16, кільцевим зазором між валом 5 і захисною втулкою 16. Отже, пропоноване згідно з винаходом виконання верхньої внутрішньої камери 9 з трубкою 46 сприяє підвищенню надійності роботи та терміну служби пристроя для гідравлічного захисту електродвигуна 1.F) Hermetic installation in the opening 13 of the nipple 11 of the upper end 46 of the tube 45, the location of the tube 45 in the chamber 9 along the shaft 5 and the execution of this tube of such a length that its lower end 47 is located in the chamber 9 near the upper side of the lower part 23 of the protective sleeve 16, ensure the formation of a labyrinth, which reduces the probability of the penetration of gas contained in the surrounding liquid into the cavity where the additional thrust bearings 26, 27 are placed, and even more so, the penetration of the gas fraction into the diaphragmatic cavity 39 of the lower inner chamber 10, to the elastic diaphragm 38. In the case of gas entering the upper inner chamber 9, it will be concentrated in the upper part of the chamber 9 due to the difference in the density of the gas and the density of the liquid that is in this chamber. The labyrinth path of the passage of gas into the cavity where the additional thrust bearings 26, 27, 65 are located is formed by the hole 13 of the nipple 11, the axial hole of the tube 45, the radial hole 18 of the protective bushing 16, the annular gap between the shaft 5 and the protective bushing 16. Therefore, proposed according to according to the invention, the implementation of the upper inner chamber 9 with a tube 46 contributes to increasing the reliability of operation and the service life of the device for hydraulic protection of the electric motor 1.
При включенні електродвигуна 1 діелектрична рідина в порожнині електродвигуна 1 та у внутрідіафрагмовій порожнині 40 камери 10 нагрівається і збільшується в об'ємі. Збільшення об'єму діелектричної рідини компенсується за рахунок деформації розтягання еластичної діафрагми 38. Коли тиск діелектричної рідини у внутрідіафрагмовій порожнині 40 підвищується до величини тиску спрацьовування запобіжного клапана 43, цей клапан відкривається і крізь нього надлишкова кількість діелектричної рідини надходить із внутрідіафрагмової порожнини 40 крізь отвір 41 ніпеля 12 у задіафрагмову порожнину 39 і витісняє із порожнини 39 у зовнішню 7/о камеру 8 відповідну надлишку діелектричної рідини кількість високов'язкої рідини шляхом передавання тиску в рідині крізь отвір 14 ніпеля 12, порожнину для розміщення додаткових упорних підшипників 26, 27, кільцевий зазор між валом 5 і захисною втулкою 16, радіальний отвір 18 у стінці втулки 16, трубку 45 і отвір 13 ніпеля 11. Витіснення рідини із порожнини 40 у порожнину 39 продовжується до тих пір, доки тиск в усіх порожнинах пристроя для гідравлічного захисту не вирівнеться і не стане рівним тиску навколишньої пластової рідини. 7/5 Після цього клапан 43 закривається.When the electric motor 1 is turned on, the dielectric fluid in the cavity of the electric motor 1 and in the intradiaphragmatic cavity 40 of the camera 10 heats up and increases in volume. The increase in the volume of the dielectric fluid is compensated by the stretching deformation of the elastic diaphragm 38. When the pressure of the dielectric fluid in the intra-diaphragmatic cavity 40 rises to the pressure of the safety valve 43, this valve opens and through it the excess amount of dielectric fluid enters from the intra-diaphragm cavity 40 through the hole 41 nipple 12 into the diaphragmatic cavity 39 and pushes out from the cavity 39 into the outer 7/o chamber 8 the corresponding excess of dielectric fluid, the amount of highly viscous fluid by transmitting the pressure in the fluid through the hole 14 of the nipple 12, the cavity for placing additional thrust bearings 26, 27, the annular gap between the shaft 5 and the protective sleeve 16, the radial hole 18 in the wall of the sleeve 16, the tube 45 and the hole 13 of the nipple 11. The displacement of liquid from the cavity 40 into the cavity 39 continues until the pressure in all the cavities of the device for hydraulic protection is equalized and will become equal to the pressure of the surrounding reservoir we 7/5 After that, valve 43 closes.
У випадку витрати діелектричної рідини крізь торцеве ущільнення 7, а потім зупинки та остигання електродвигуна 1 діелектрична рідина у порожнині електродвигуна 1 та внутрідіафрагмовій порожнині 40 нижньої внутрішньої камери 10 зменшується в об'ємі, що викликає пружну деформацію стиснення еластичної діафрагми 38. При певній величині перепаду тиску між порожнинами 39, 40 спрацьовує запобіжний клапан 44.In the case of the flow of dielectric fluid through the end seal 7, and then stopping and cooling of the electric motor 1, the dielectric fluid in the cavity of the electric motor 1 and the intradiaphragmatic cavity 40 of the lower inner chamber 10 decreases in volume, which causes elastic deformation of the compression of the elastic diaphragm 38. At a certain amount of difference of pressure between the cavities 39, 40, the safety valve 44 is activated.
Внаслідок цього частина рідини перетікає із задіафрагмової порожнини 39 камери 10 крізь отвір 42 ніпеля 12 у внутрідіафрагмову порожнину 40 камери 10, викликаючи витіснення частини діелектричної рідини з нижньої внутрішньої камери 10 у порожнину електродвигуна 1 крізь кільцевий зазор між захисною втулкою 17 і валом 5 та далі крізь порожнину упорного підшипника 15, обмежену нижньою частиною 24 захисної втулки 17, корпусом 4 і основою пристроя для гідравлічного захисту. Відбувається переміщення рідини від зовнішньої камери 8 до сч г порожнини електродвигуна 1 доти, доки не виникне вирівнювання тиску в усіх порожнинах пристроя для гідравлічного захисту та порожнині електродвигуна 1. Клапан 44 закривається. і)As a result, part of the liquid flows from the posterior diaphragmatic cavity 39 of the chamber 10 through the hole 42 of the nipple 12 into the intradiaphragmatic cavity 40 of the chamber 10, causing the displacement of a part of the dielectric fluid from the lower internal chamber 10 into the cavity of the electric motor 1 through the annular gap between the protective sleeve 17 and the shaft 5 and further through the cavity of the thrust bearing 15, limited by the lower part 24 of the protective sleeve 17, the body 4 and the base of the device for hydraulic protection. Fluid moves from the outer chamber 8 to the bottom of the cavity of the electric motor 1 until pressure equalization occurs in all cavities of the device for hydraulic protection and the cavity of the electric motor 1. Valve 44 closes. and)
Завдяки присутності запобіжних клапанів 43, 44 в отворах 49, 50 ніпеля 12, які сполучають між собою внутрідіафрагмову порожнину 40 і задіафрагмову порожнину 39, зменшується перепад тиску між навколишньою рідиною і діелектричною рідиною в порожнині електродвигуна 1, що забезпечує цілість еластичної діафрагми З8 |і Ге зо підвищує надійність роботи та термін служби пристроя для гідравлічного захисту електродвигуна 1.Due to the presence of safety valves 43, 44 in the holes 49, 50 of the nipple 12, which connect the intra-diaphragmatic cavity 40 and the post-diaphragmatic cavity 39, the pressure drop between the surrounding fluid and the dielectric fluid in the cavity of the electric motor 1 is reduced, which ensures the integrity of the elastic diaphragm Z8 |i Ge increases the reliability of operation and service life of the device for hydraulic protection of electric motor 1.
Таким чином, винахід забезпечує підвищення надійності роботи та збільшення терміну служби пристроя для о гідравлічного захисту заглибного електродвигуна, який використовується у глибоких свердловинах разом з со насосами, позбавленими упорних підшипників, шляхом збільшення вантажопідйомності осьової підшипникової опори за рахунок уведення і пропонованого розташування принаймні одного додаткового упорного підшипника у Ме нижній частині внутрішньої камери, сусідньої з нижньою внутрішньою камерою, у місці, достатньо ізольованому ї- від навколишньої рідини. Пропонований згідно з винаходом пристрій для гідравлічного захисту заглибного електродвигуна переважено містить у нижній внутрішній камері еластичну діафрагму, захищену від перепадів тиску рідини, які викликають як розтягнення, так і стиснення еластичної діафрагми, відповідно під час пусків та зупинок електродвигуна, за допомогою двох запобіжних клапанів, установлених у ніпелі, який обмежує зверху « нижню внутрішню камеру, внаслідок чого забезпечується додаткове підвищення надійності роботи та терміну в с служби пристроя для гідравлічного захисту. Для забезпечення надійної роботи пристроя для гідравлічного захисту за рахунок зменшення впливу газової фракції навколишньої рідини переважним є виконання принаймні ;» верхньої внутрішньої камери з трубкою, установленою поздовжньо верхнім кінцем в отворі ніпеля з утворенням лабіринтного шляху з захисною втулкою, яка охоплює вал. Крім того, пропоноване згідно з винаходом уведення у певному місці та певне розташування принаймні одного додаткового упорного підшипника забезпечують -І найбільше підвищення надійності та збільшення терміну служби при заповненні внутрішньої камери, яка містить со принаймні один додатковий упорний підшипник, високов'язкою рідиною. боThus, the invention provides an increase in the reliability of operation and an increase in the service life of the device for the hydraulic protection of the submersible electric motor, which is used in deep wells together with pumps devoid of thrust bearings, by increasing the load capacity of the axial bearing support due to the introduction and proposed arrangement of at least one additional thrust bearing in the lower part of the inner chamber, adjacent to the lower inner chamber, in a place sufficiently isolated from the surrounding fluid. The device proposed according to the invention for the hydraulic protection of the submersible electric motor preferably contains in the lower inner chamber an elastic diaphragm, protected against fluid pressure drops, which cause both stretching and compression of the elastic diaphragm, respectively, during starts and stops of the electric motor, by means of two safety valves, installed in the nipple, which limits the lower internal chamber from the top, as a result of which an additional increase in the reliability of operation and the service life of the device for hydraulic protection is ensured. To ensure the reliable operation of the device for hydraulic protection due to the reduction of the influence of the gas fraction of the surrounding liquid, it is preferable to perform at least;" upper inner chamber with a tube installed longitudinally with the upper end in the nipple opening to form a labyrinth path with a protective sleeve that covers the shaft. In addition, the introduction in a certain place and a certain location of at least one additional thrust bearing proposed according to the invention provide -I the greatest increase in reliability and increased service life when filling the inner chamber, which contains at least one additional thrust bearing, with a highly viscous liquid. for
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA200505372A UA79836C2 (en) | 2005-06-06 | 2005-06-06 | Appliance for hydraulic protection of deep electric motor filled with dielectric liquid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA200505372A UA79836C2 (en) | 2005-06-06 | 2005-06-06 | Appliance for hydraulic protection of deep electric motor filled with dielectric liquid |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA79836C2 true UA79836C2 (en) | 2007-07-25 |
Family
ID=38469254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA200505372A UA79836C2 (en) | 2005-06-06 | 2005-06-06 | Appliance for hydraulic protection of deep electric motor filled with dielectric liquid |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA79836C2 (en) |
-
2005
- 2005-06-06 UA UAA200505372A patent/UA79836C2/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2694081C (en) | Pump motor protector with redundant shaft seal | |
| RU2423623C2 (en) | Submersible pump plant with oil seal of hydraulic protection (versions) | |
| US10082150B2 (en) | Seal section with internal lubricant pump for electrical submersible well pump | |
| RU2609899C1 (en) | Protection of hydraulic submersible motor gages (versions) | |
| NO20161952A1 (en) | Oil pressure regulator electrical submersible pump motor | |
| WO2007094700A1 (en) | Device for hydraulically protecting a well pump electric motor | |
| CA2912288A1 (en) | Auxiliary face seal for submersible well pump seal section | |
| RU197906U1 (en) | SCREW SUBMERSIBLE PUMP UNLOADING DEVICE | |
| US9631725B2 (en) | ESP mechanical seal lubrication | |
| RU2290539C2 (en) | Submersible screw pump relief unit | |
| RU2645106C1 (en) | Device for hydraulic protection of submersible oil-filled electric motor | |
| US10584711B2 (en) | One-piece labyrinth disc chamber for centrifugal well pump | |
| UA79836C2 (en) | Appliance for hydraulic protection of deep electric motor filled with dielectric liquid | |
| RU2717474C2 (en) | Piston module of device for hydraulic protection of submersible electric motor (embodiments) | |
| EA012953B1 (en) | Seal section for electrical submersible pump | |
| RU2210159C2 (en) | Waterproofing device for submersible oil-filled electric motor | |
| RU2646985C1 (en) | Node for hydraulic protection of the submersible oil-completed electric motor (options) | |
| RU2695394C1 (en) | Device for hydraulic protection of an electric motor for submersible installations for maintaining formation pressure (versions) | |
| RU2221322C2 (en) | Device for protecting electric motor against stratal liquid | |
| RU6650U1 (en) | LIQUID SUBMERSIBLE ELECTRIC MOTOR | |
| RU2331750C1 (en) | Turbodrill oil-filled spindle section and commissioning method | |
| RU2115991C1 (en) | Liquid-filled submersible electric motor | |
| RU2394332C1 (en) | Facility for hydraulic protection of submersible oil-flooded electric motor | |
| RU2272117C2 (en) | Downhole motor spindle | |
| RU2194349C1 (en) | Device for hydraulic protection of submersible oil- filled electric motor |