УСТРОЙСТВО ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОГРУЖНОГО НАСОСА

УСТРОЙСТВО ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОГРУЖНОГО НАСОСА


RU (11) 2210160 (13) C2

(51) 7 H02K5/12, H02K5/132 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 2003.08.10 
(21) Регистрационный номер заявки: 2000121140/09 
(22) Дата подачи заявки: 2000.08.04 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2000.08.04 
(45) Опубликовано: 2003.08.10 
(56) Аналоги изобретения: SU 843107 А, 23.07.1984. RU 2140574 С1, 27.10.1999. SU 1473014 А1, 15.04.1989. SU 1576992 А1, 07.07.1990. SU 468340 А, 15.07.1975. GB 2085667 А, 28.04.1982. US 5367214 А, 22.11.1994. US 4940911 А, 10.07.1990. US 3571636 А, 23.03.1971. 
(71) Имя заявителя: ФГУП "Научно-производственный центр "Полюс" 
(72) Имя изобретателя: Подлевский Н.И.; Хитрук Б.С.; Попов В.С.; Гарганеев Б.П. 
(73) Имя патентообладателя: ФГУП "Научно-производственный центр "Полюс" 
(98) Адрес для переписки: 634050, г.Томск, пл. Кирова, 2, ФГУП "НПЦ "Полюс" 

(54) УСТРОЙСТВО ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОГРУЖНОГО НАСОСА 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для работы в составе электронасосного агрегата, используемого для добычи скважинной жидкости из скважин различных диаметров и глубин. Технический результат от использования - повышение надежности работы и долговечности приводного электродвигателя погружного насоса. Сущность изобретения: в предлагаемом устройстве гидравлической защиты электродвигателя погружного насоса узел герметизации по валу электродвигателя выполнен при помощи неподвижной герметичной оболочки, отделяющей расположенную в герметичном объеме и механически связанную с валом электродвигателя ведущую магнитную полумуфту от ведомой магнитной полумуфты, расположенной в объеме со скважинной жидкостью и механически связанной с валом основного погружного насоса. Надежность работы устройства обеспечивается эффективной системой охлаждения и смазки. В предлагаемом устройстве в качестве хладагента используется часть потока перекачиваемой скважинной жидкости. Благодаря предлагаемой конструкции устройства надежность работы и долговечность электродвигателя значительно повышаются, поскольку полностью устранены утечки перекачиваемой скважинной жидкости в полость электродвигателя. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть применено в установках погружных электронасосов, используемых для добычи скважинной жидкости из скважин различных диаметров и глубин.

Известно устройство защиты электродвигателя погружного насоса, содержащее узлы герметизации по корпусу и по валу, в котором узел герметизации по корпусу содержит уплотнительные кольца и прокладки, обеспечивающие герметичность неподвижных соединений, а узел герметизации по валу содержит механические контактные уплотнения, расположенные вдоль вала, и резервуар для компенсации утечек через уплотнения [1].

Это устройство не обеспечивает высокой надежности работы электродвигателя, поскольку механические контактные уплотнения всегда имеют утечки; устройство не обеспечивает также высокую долговечность электродвигателя, поскольку длительность работы электронасоса в скважине определяется запасом диэлектрика на компенсацию утечек.

Цель изобретения - повышение надежности работы и долговечности электродвигателя.

Поставленная цель достигается тем, что узел герметизации по валу электродвигателя выполнен при помощи неподвижной герметичной оболочки, отделяющей расположенную в герметичном объеме и механически связанную с валом электродвигателя ведущую магнитную полумуфту от ведомой магнитной полумуфты, расположенной в объеме со скважинной жидкостью и механически связанной с валом основного погружного насоса. Отвод тепла от неподвижной герметичной оболочки, которое выделяется в результате потерь на трение и вихревые токи в ведущей и ведомой магнитных полумуфтах, а также смазка радиальных и упорных подшипников ведомой магнитной полумуфты осуществляется путем принудительного перегона перекачиваемой скважинной жидкости с помощью дополнительно встроенного маломощного насоса, при этом принудительно прогоняемая перекачиваемая скважинная жидкость при ее заборе фильтруется дополнительно встроенными фильтрами. Дополнительно встроенный маломощный насос перегоняет скважинную жидкость по параллельно-последовательной схеме вдоль внутренней поверхности неподвижной герметичной оболочки, через упомянутые радиальные и упорные подшипники, через осевое и радиальное отверстия вала ведомой магнитной полумуфты и выбрасывает перекачиваемую скважинную жидкость в зону ее забора основного погружного насоса.

Предлагаемая схема охлаждения и смазки выгодно отличается от известной [2] тем, что не требуется дополнительного источника хладагента и возможностью компактного исполнения устройства гидравлической защиты электродвигателя погружного насоса в ограниченном диаметре скважины.

На фиг.1 представлено предлагаемое устройство в составе электродвигателя и погружного насоса, размещенного в скважине; на фиг.2 - схема потока охлаждающе-смазывающей принудительно перегоняемой перекачиваемой скважинной жидкости в устройстве.

Устройство гидравлической защиты электродвигателя погружного насоса устанавливается между основным погружным насосом 1 и электродвигателем 2.

Узел герметизации по корпусу электродвигателя 2, герметизирующий неподвижные соединения, выполнен обычным способом - при помощи уплотнительных колец и прокладок.

Узел герметизации по валу электродвигателя 2 выполнен при помощи неподвижной герметичной оболочки 3, отделяющей расположенную в герметичном объеме 4 и механически связанную с валом 5 электродвигателя 2 ведущую магнитную полумуфту 6 от ведомой магнитной полумуфты 7, расположенной в объеме 8 со скважинной жидкостью и механически связанной с валом 9 основного погружного насоса 1. Ведомая магнитная полумуфта 7 выполнена на валу 10, который вращается в радиальных подшипниках 11 подшипникового щита 12. Осевые перемещения вала 10 ограничены упорными подшипниками 13.

В верхней части вала 10 ведомой магнитной полумуфты 7 расположен дополнительно встроенный маломощный насос 14 для отвода тепла от неподвижной герметичной оболочки 3 и смазки радиальных 11 и упорных 13 подшипников путем принудительного перегона перекачиваемой скважинной жидкости через дополнительно встроенные в подшипниковом щите 12 фильтры 15, вдоль внутренней поверхности неподвижной герметичной оболочки 3, через радиальные 11 и упорные 13 подшипники, через осевое 16 и радиальное 17 отверстия вала 10 по параллельно-последовательной схеме и выбросом перекачиваемой скважинной жидкости в зону ее забора основного погружного насоса 1.

Устройство гидравлической защиты электродвигателя погружного насоса работает следующим образом.

При погружении электронасоса в скважину, негерметичный объем 8 заполняется скважинной жидкостью. Уплотнительные кольца и прокладки неподвижных соединений корпусных элементов устройства и неподвижная герметичная оболочка 3 препятствуют проникновению скважинной жидкости в герметичный объем 4, сообщающийся с внутренней герметичной полостью электродвигателя 2.

При работе насоса ведущая магнитная полумуфта 6 и ведомая магнитная полумуфта 7 вращаются синхронно, передавая момент от вала 5 электродвигателя 2 к валу 9 основного погружного насоса 1 бесконтактно через неподвижную герметичную оболочку 3, при этом дополнительно встроенный насос 14 создает разрежение, за счет чего часть потока скважинной жидкости через фильтры 15 поступает в негерметичный объем 8 и вдоль внутренней поверхности неподвижной герметичной оболочки 3 через радиальные 11 и упорные 13 подшипники, через осевое 16 и радиальное 17 отверстия вала 10 по параллельно-последовательной схеме принудительно перегоняется и выбрасывается в зону ее забора основного погружного насоса 1, тем самым обеспечивается охлаждение неподвижной герметичной оболочки 3, нагрев которой происходит от потерь на вихревые токи и гидродинамических потерь, и смазка радиальных 11 и упорных 13 подшипников ведомой магнитной полумуфты 7.

Благодаря предлагаемой конструкции устройства гидравлической защиты электродвигателя погружного насоса, полностью устраняются утечки перекачиваемой жидкости в полость электродвигателя, что дает возможность проектировать погружные электродвигатели на подшипниках качения, со сниженными тепловыми загрузками, с применением материалов, используемых в электродвигателях общепромышленного назначения (например, провода обмотки статора с тонкой изоляцией), а следовательно, с повышенными энергетическими показателями и уменьшенными значениями вибрации, при этом повышается надежность работы и долговечность погружных электродвигателей.

При работе устройства на глубинах в сотни метров, электродвигатель может быть заполнен воздухом; при больших глубинах погружения, когда возникают сложности с обеспечением механической прочности неподвижной герметичной оболочки как сосуда, нагруженного внутренним давлением, предпочтительно заполнение герметичного объема устройства и сообщающегося с ним внутреннего объема электродвигателя жидким диэлектриком. Посредством жидкого диэлектрика и компенсатора давления, например сильфонного типа, создается наружное давление на экран, при этом его механическая прочность не зависит от глубины погружения.

Макетный образец предлагаемого устройства гидравлической защиты электродвигателя погружного насоса в составе электронасосного агрегата ЭНА 235-63-130 в водозаборной скважине НГДУ "Лугинецкнефть" при глубине погружения 85 м обеспечивал гидрозащиту в течение более 10000 часов (см. копию письма 02-23-95 ОАО "Томскнефть").

Литература

1. Авт. св. СССР 843107, кл. Н 02 К 5/12, опубл. 1984.

2. Авт. св. СССР 468340, кл. Н 02 К 5/12, опубл. 1975. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Устройство гидравлической защиты электродвигателя погружного насоса, содержащее узлы герметизации по корпусу и по валу электродвигателя, отличающееся тем, что узел герметизации по валу электродвигателя выполнен при помощи неподвижной герметичной оболочки, отделяющей расположенную в герметичном объеме и механически связанную с валом электродвигателя ведущую магнитную полумуфту от ведомой магнитной полумуфты, расположенной в объеме со скважинной жидкостью и механически связанной с валом основного погружного насоса.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительно встроенным маломощным насосом для отвода тепла от неподвижной герметичной оболочки и смазки радиальных и упорных подшипников ведомой магнитной полумуфты путем принудительного перегона перекачиваемой скважинной жидкости, и фильтрами для фильтрации перекачиваемой скважинной жидкости при ее заборе, при этом дополнительно встроенный маломощный насос прогоняет скважинную жидкость по параллельно-последовательной схеме вдоль внутренней поверхности неподвижной герметичной оболочки, через упомянутые радиальные и упорные подшипники, через осевое и радиальное отверстия вала ведомой магнитной полумуфты и выбрасывает перекачиваемую скважинную жидкость в зону ее забора основного погружного насоса.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Насосы и компрессорное оборудование






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+центробежный -насос".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "насос" будут найдены слова "насосы", "насосом" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("насос!").



Рейтинг@Mail.ru