Пристрій для гідравлічного захисту заглибного маслозаповненого електродвигуна

1 Пристрій для гідравлічного захисту заглибного маслозаповненого електродвигуна, що містить корпус, вал, дві послідовно розташовані в осьовому напрямку камери, запобіжний клапан, гільзи з отворами, що охоплюють вал і герметично встановлені в верхній і нижній перегородках кожної камери, торцеві ущільнення, розміщені в верхніх перегородках камер, еластичні діафрагми, закріплені на гільзах і які ділять кожну з камер на наддіафрагмову і піддіафрагмову порожнини, при чому наддіафрагмова порожнина верхньої камери контактує з оточуючим середовищем, піддіафрагмові порожнини обох камер заповнені діелектричною рідиною електродвигуна, а нижня з них порожнина зв'язана з порожниною електродвигуна, який відрізняється тим, що діафрагма в верхній камері закріплена браслетними пружинами, наддіаффрагмова порожнина нижньої камери контактує з оточуючим середовищем, а піддіафрагмові порожнини камер зв'язані каналом, на виході якого в верхню камеру встановлений запобіжний клапан 2 Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що канал, який зв'язує піддіафрагмові порожнини камер, утворений кільцевою щілиною між валом і верхньою перегородкою нижньої камери, при цьому на виході із щілини в перегородці виконана кільцева розточка, яка зв'язана з отвором, розташованим в перегородці уздовж осі вала Корисна модель належить до електротехніки і може бути використана в приводах відцентрових, гвинтових і ін насосів при добуванні рідини із свердловин, міжпластовій закачці і т д Відомий пристрій для гідравлічного захисту заглибного маслозаповненого електродвигуна, що складається з корпусу, вала, торцевих ущільнень, камер, послідовно розташованих в осьовому напрямку В кожній з камер встановлена гільза, що охоплює вал, в якій є отвори для циркуляції діелектричної рідини Гільзи герметично закріплені в перегородках, що обмежують камери згори и знизу У верхніх перегородках кожної камери розміщені торцеві ущільнення На гільзах закріплені еластичні діафрагми, які ділять камери на наддіафрагмову і піддіафрагмову порожнини Піддіафрагмові порожнини камер заповнені діелектричною рідиною електродвигуна, причому порожнина нижньої камери зв'язана з порожниною електродвигуна Між діафрагмою і верхньою перегородкою в кожній камері встановлений запобіжний клапан В отворах, які є в верхніх перегородках камер, вста новлені трубки Одна трубка виступає над ЗОВНІШНІМ торцем верхньої перегородки і стикається з дном наддіафрагмової порожнини верхньої камери В отворі, що з'єднує наддіафрагмові порожнини камер, встановлена ще одна трубка висотою не менше ніж висота торцевого ущільнення Верхнє торцеве ущільнення захищає бар'єрна рідина, яка також заповнює і трубку, що контактує з дном верхньої камери (див а с СРСР №1020924, Мкл З Н02К5/12, опуб 03 05 83 , Бюл №20, патент України №4240, опубл 27 12 94 , Бюл №6-1) Відома конструкція складна і недостатньо технологічна В ній крім клапанів використовуються трубки з визначеною висотою установки в перегородках, а також бар'єрна рідина Заповнення пристрою бар'єрною рідиною потрібно виконувати безпосередньо перед спуском у свердловину, що створює незручність для обслуговуючого персоналу Найбільш близькою до пропонованої є конструкція пристрою для гідравлічного захисту заглибного маслозаповненого електродвигуна, що містить корпус, вал і дві послідовно розташовані в t CM 2400 осьовому напрямку камери (див а с СРСР №1429228, М кл 4 Н02К5/12, опуб 07 10 88, Бюл №37) В пристрої є запобіжний клапан і гільзи, що охоплюють вал в кожній камері, в яких виконані отвори Гільзи герметично встановлені у верхній і нижній перегородках кожної камери Причому у в верхніх перегородках камер також розміщені торцеві ущільнення На гільзах закріплені еластичні діафрагми, які ділять кожну з камер на наддіафрагмову і піддіафрагмову порожнини Наддіафрагмова порожнина верхньої камери контактує з оточуючим середовищем Піддіафрагмові порожнини обох камер заповнені діелектричною рідиною електродвигуна, причому порожнина в нижній камері зв'язана з порожниною електродвигуна Вказані ознаки є спільними з заявлюваною конструкцією Кожне торцеве ущільнення в пристрої встановлене в площині, виконаній в перегородці, яка зв'язана з камерою, що лежить нижче Запобіжні клапани розташовані в кожній камері у верхній частині гільз їх вихідний отвір орієнтований вниз Недоліком відомого пристрою можна вважати недостатню надійність його роботи, особливо при частих зупинках електродвигуна В режимі частих зупинок електродвигуна запобіжнийклапан, встановлений в нижній камері, може перервати гідравлічний зв'язок наддіафрагмової порожнини нижньої камери і піддіафрагмової порожнини верхньої камери В результаті на еластичну діафрагму нижньої камери буде діяти перепад тиску, який може досягти значення тиску оточуючого середовища, що приведе до виходу її з ладу В цьому випадку подальша робота електродвигуна буде відбуватися з одним захисним контуром пристрою гідравлічного захисту, утвореним торцевим ущільненням і діафрагмою верхньої камери В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення відомого пристрою для гідравлічного захисту заглибного маслозаповненого електродвигуна, в якому компоновка виконана таким чином, що забезпечується постійний гідравлічний зв'язок піддіафрагмових порожнин камер з оточуючим середовищем, який в сукупності з вибором місця установки запобіжного клапана при наявності браслетних пружин на верхній діафрагмі, що виконують функцію перепускного клапана, дозволяє зберегти в порожнині електродвигуна тиск, що перевищує тиск оточуючого середовища, виключити, при зупинці електродвигуна, дію на еластичну діафрагму нижньої камери перепаду тиску, що досягає значення тиску оточуючого середовища Це забезпечує надійність роботи пристрою як у тривалому режимі, так і в режимі частих зупинок Для розв'язання поставленої задачі у пристрої для гідравлічного захисту заглибного маслозаповненого електродвигуна, що містить корпус, вал, дві послідовно розташовані в осьовому напрямку камери, запобіжний клапан, гільзи з отворами, що охоплюють вал і герметично встановлені в верхній і нижній перегородках кожної камери, торцеві ущільнення, розміщені в верхніх перегородках камер, еластичні діафрагми, закріплені на гільзах і які ділять кожну з камер на наддіафрагмову і піддіафрагмову порожнини, причому наддіафрагмова порожнина верхньої камери контактує з оточуючим середовищем, піддіафрамові порожнини обох камер заповнені діелектричною рідиною електродвигуна, а нижня порожнина з них зв'язана з порожниною електродвигуна, згідно з корисною моделлю, діафрагма в верхній камері закріплена браслетними пружинами Наддіафрагмова порожнина нижньої камери контактує з оточуючим середовищем Піддіафрагмові порожнини камер зв'язані каналом, на виході якого в верхню камеру встановлений запобіжний клапан Канал, що зв'язує піддіафрагмові порожнини камер, утворений, наприклад, кільцевою щілиною між валом і верхньою перегородкою нижньої камери При цьому на виході із щілини в перегородці виконана кільцева розточка, яка зв'язана з отвором, розташованим в перегородці уздовж осі вала Постійна дія оточуючого середовища одночасно на еластичні діафрагми в обох камерах, місце установки запобіжного клапана між піддіафрагмовими порожнинами камер, а також використання браслетних пружин на діафрагмі в верхній камері в ролі другого перепускного клапана, при вибраних умовах роботи клапана і пружин, дозволяють виключити виникнення великого перепаду тиску на нижній діафрагмі при частих зупинках електродвигуна Гідравлічний зв'язок між піддіафрагмовими порожнинами камер через запобіжний клапан, який постійно знаходиться в діелектричній рідині електродвигуна, забезпечує надійність його роботи тривалий час Утворення каналу, де встановлений запобіжний клапан, з використанням щілини між валом і верхньою перегородкою нижньої камери, кільцевої розточки вказаної перегородки і отвору в ній найбільш конструктивно просте і технологічне Заявлювана конструкція ілюструється кресленням Пристрій для гідравлічного захисту заглибного маслозаповненого електродвигуна 1 містить складаний корпус 2, вал 3, дві послідовно розташовані в осьовому напрямку камери верхня 4 і нижня 5 В камерах 4,5 є гільзи 6, 7 кільцевою форми, що охоплюють вал 3, з отворами 8, 9 для проходу рідини Гільзи 6, 7 герметично закріплені, ВІДПОВІДНО для камер 4, 5 в верхній 10, 11 і нижній 11,12 перегородках В верхніх перегородках 10, 11 камер 4, 5 розміщені також торцеві ущільнення 13, 14, що забезпечують герметизацію пристрою для гідравлічного захисту по валу З Еластичні діафрагми 15, 16 встановлені на гільзах 6, 7 і ділять камери 4, 5 на наддіафрагмову А, В і піддіафрагмову Б, Г порожнини ВІДПОВІДНО Піддіафрагмові порожнини Б, Г камер 4, 5 заповнені діелектричною рідиною електродвигуна 1 Піддіафрагмова порожнина Г нижньої камери 5 зв'язана з порожниною електродвигуна 1 за допомогою отворів 17, 18, виконаних в нижній перегородці 12 і головці 19 Діафрагма 15 в верхній камері 4 герметично закріплена на ГІЛЬЗІ 6 браслетними пружинами 20, 21 Вибором жорсткості браслетних пружин 20, 21 забезпечується герметичність з'єднання діафрагми 15 і гільзи 6, а також величина перевищення тиску в піддіафрагмовій порожнині Б верхньої камери 4 над тиском в піддіафрагмовій порожнині Г 2400 нижньої камери 5 КІНЦІ діафрагми 15 спільно з пружинами 20, 21 виконують функцію запобіжного клапана в камері 4 Скидання рідини через щілини (не показані) на кінцях діафрагми 15 з порожнини Б камери 4 відбувається при зростанні в ній тиску до величини, що перевищує жорсткість браслетних пружин Діафрагма 16 нерухомо і герметично закріплена на ГІЛЬЗІ 7 в нижній камері 5 Наддіафрагмова порожнина В нижньої камери 5 контактує з оточуючим середовищем, яким є пластова рідина, наприклад, через отвір 22, виконаний в верхній перегородці 11 Піддіафрагмові порожнини Б і Г камер 4, 5 зв'язані каналом, на виході якого в верхню камеру 4 встановлений запобіжний клапан 23 Перепускний тиск на клапані 23 вибирається з умови підтримання в порожнині Г і в порожнині електродвигуна 1 тиску, який перевищує тиск оточуючого середовища Вказаний тиск не може перевищувати значення тиску, при якому відбувається затягування стінки діафрагми 16 в отвір 22 Канал, що зв'язує піддіафрагмові порожнини Б і Г камер 4, 5, може бути утворений кільцевою щілиною 24 між валом 3 і верхньою перегородкою 11 нижньої камериб На виході із щілини 24 в перегородці 11 виконана кільцева розточка 25, яка зв'язана з отвором 26, розташованим в перегородці 11 уздовж осі вала 3 Вал 3 служить для передачі обертального моменту від електродвигуна 1 до насоса (на кресленні не показаний) і встановлений в підшипниках 27 і опирається на гідродинамічну п'яту 28 Корпус 2 пристрою для гідравлічного захисту за допомогою верхнього перехідника 29 і головки 19 з'єднаний з насосом і електродвигуном 1 Отвори ЗО, 31 перегородці 10 і головці 19 служать для заповнення пристрою діелектричною рідиною Отвір 32 в перегородці 10 зв'язує наддіафрагмову порожнину А камери 5 з оточуючим середовищем Заповнення порожнин Б і Г камер 4, 5 пристрою для гідравлічного захисту виконується діелектричною рідиною електродвигуна 1 Рідина закачується через отвір 31 в головці 19 при відкритому отворі ЗО Рідина подається в порожнину Г камери 5, тиск в ній підвищується, спрацьовує запобіжний клапан 23, при цьому рідина закачується в порожнину Б камери 4 При подальшому підвищенні тиску в порожнині Б на кінцях діафрагми 15 утворюються щілини, через які повітря і діелектрична рідина витісняються в порожнину А до появи її в отвори ЗО і 32 Закачка закінчена Отвори ЗО, 31 після закінчення закачки в пристрій діелектричної рідини герметично закриваються пробками (на кресленні не показані) При занурюванні насоса в свердловину внут рішній тиск в порожнинах Б і Г камер 4, 5 пристрою для гідравлічного захисту урівноважується тиском пластової рідини, що поступає через отвори 32 і 22 в порожнини А і В, шляхом дії на діафрагми 15 і 16 в камерах 4, 5, які переміщаються в бік гільз 6,7 В процесі роботи електродвигуна 1 відбувається підвищення його температури, діелектрична рідина в його порожнині нагрівається і відбувається її розширення Тиск в електродвигуні 1 підвищується Рідина з електродвигуна 1 через отвори 17, 18 поступає в порожнину Г камери 5 Створюється надлишковий тиск і в порожнині Г камери 5 пристрою для гідравлічного захисту При досягненні тиску в порожнині Г камери 5 заданої величини відбувається скидання частини рідини через запобіжний клапан 23 в порожнину Б під діафрагмою 15 верхньої камери 4 При подальшому збільшенні тиску в порожнині Б ЦІЛЬНІСТЬ з'єднання підпружинених браслетними пружинами 20, 21 КІНЦІВ діафрагми 15 з гільзою 6 зменшується Після досягнення тиску заданої величини, відбувається скидання частини діелектричної рідини в порожнину А і далі в оточуюче середовище через отвір 32 Завдяки гідравлічному зв'язку наддіафрагмових порожнин А і В верхньої 4 і нижньої 5 камер з оточуючим середовищем через отвори 32 і 22, наявності запобіжного клапана 23 між порожнинами Б і Г і браслетних пружин 20, 21 на діафрагмі 15, які виконують функцію скидального клапана, а також вибору заданого значення спрацьовування елементів 23, 20, 21 тиск в порожнинах Б і Г камер 4, 5 на протязі всього періоду роботи електродвигуна зберігається вище тиску оточуючого середовища При відмиканні електродвигуна 1 і зниженні температури рідини в його порожнині, тиск усередині електродвигуна зменшується Знижується тиск і в порожнинах В і Г камер 4, 5 Діафрагми 15, 16 переміщаються до гільз 6, 7 Пластова рідина заповнює звільнений простір в порожнинах А і В камер 4, 5, поступаючи через отвори 32 і 22 ВІДПОВІДНО Частина рідини з порожнини Г камери 5 поступає в порожнину електродвигуна 1 Відбувається урівноваження внутрішнього тиску в порожнині електродвигуна з тиском оточуючого середовища При повторному вмиканні електродвигуна 1 відбувається підвищення температури в його порожнині Діелектрична рідина, що заповнює електродвигун 1, розширюється і поступає в порожнину Г камери 5 через отвори 17, 18 в перегородці 12 і головці 19 При цьому частина пластової рідини витісняється з порожнини В Далі робота пристрою для гідравлічного захисту проходить аналогічно до того, як описувалося раніше 2400 Фіг.1 Комп'ютерна верстка М. Мацело Підписне Тираж 38 при їй. Міністерство освгги і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м. Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119