RU2464691C1

RU2464691C1 - Pump plant drive

Info

Publication number: RU2464691C1
Application number: RU2011113425/06A
Authority: RU
Inventors: Теймурас Багратович Гобеджишвили (RU); Теймурас Багратович Гобеджишвили
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Новые технологии по повышению нефтеотдачи"
Priority date: 2011-04-08
Filing date: 2011-04-08
Publication date: 2012-10-20

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: drive includes electric motor, heat exchanger and hydroprotector. Protector has additional hydroprotective barrier in the form of flange 13, edge seal 14 on shaft 19 of protector, thrust bushing 17 pressed with damper washers 18 and safety valves 15 installed in lower flange 16. Heat exchanger of electric motor is combined with compensator. On external surface of separating housing of heat exchanger there made is helical groove for laying of a spiral, and inside separating housing of heat exchanger there located is piston with sealing metal rings, at least two on both sides of each elastomeric sealing ring. Limit stop and meshed throttle fixed with a plug with inner hexagonal hole is installed on lower flange of heat exchanger, on the side of piston.

EFFECT: higher reliability, operating lifetime of drive of submersible part of pump plant and reduction of axial dimensions and metal consumption of the drive.

4 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающему оборудованию и может быть применено в насосных установках с высокооборотными приводами, построенными на основе вентильных маслонаполненных электродвигателей, гидрозащит и компенсаторов с теплообменниками.The invention relates to oil-producing equipment and can be used in pumping units with high-speed drives, built on the basis of valve oil-filled electric motors, hydraulic protection and expansion joints with heat exchangers.

Эффективный отвод тепла от электродвигателей в режимах работы насосной установки, близких к номинальным, снижает вероятность отказа приводов и соответственно увеличивает межремонтный период насосной установки. Значительным фактором, влияющим на повышение надежности привода, является эффективная гидрозащита и дополнительный объем диэлектрического масла, циркулирующий в электродвигателе и теплообменнике, компенсирующий соответственно утечки торцовых уплотнений.Efficient heat removal from electric motors in pumping unit operating modes close to nominal reduces the probability of drive failure and, accordingly, increases the overhaul period of the pumping unit. A significant factor influencing the increase of drive reliability is an effective hydraulic protection and an additional volume of dielectric oil circulating in the electric motor and heat exchanger, compensating for leakage of mechanical seals, respectively.

Известно устройство для гидравлической защиты электродвигателя скважинного насоса (RU 2353812 С2, опубликован 27.04.2009, МПК F04D 13/10). В протектор гидрозащиты электродвигателя, содержащий вал, упорный и радиальный подшипники и, по меньшей мере, одну ступень, в состав которой входят цилиндрический корпус, коаксиально установленная внутри него окружающая вал трубка, первый и второй ниппели, по меньшей мере, одна демпфирующая втулка, торцовое уплотнение, установлен поршень, к торцу которого прикреплены два выступающих за контуры поршня кольцевых защитных элемента, предотвращающих солеотложение на внутренней стенке цилиндрического корпуса и внешней стенке трубки, при этом пространство между защитными кольцевыми элементами и поверхностью тех элементов протектора, к которым они прилегают, заполнено защитной смазкой. В вариантах исполнения внутри защитного кольцевого элемента, прилегающего к внутренней поверхности цилиндрического корпуса, и снаружи защитного кольцевого элемента, прилегающего к внешней поверхности трубки, могут быть установлены пружинящие элементы, поджимающие кольцевой защитный элемент к соответствующей поверхности, или уплотнения, дополнительно герметизирующие пространство между защитным кольцевым элементом и соответствующей поверхностью.A device is known for hydraulic protection of a borehole pump electric motor (RU 2353812 C2, published 04/27/2009, IPC F04D 13/10). In the protector of the hydraulic protection of the electric motor, comprising a shaft, thrust and radial bearings and at least one stage, which includes a cylindrical housing, a tube coaxially mounted inside the tube, a first and second nipple, at least one damping sleeve, an end face a seal, a piston is installed, to the end of which two annular protective elements protruding beyond the piston contours are prevented from scaling on the inner wall of the cylindrical body and the outer wall of the tube, annular space between the protective elements and the surface of the tread elements to which they are adjacent, filled with a protective lubricant. In embodiments, inside the protective ring element adjacent to the inner surface of the cylindrical body, and outside the protective ring element adjacent to the outer surface of the tube, spring elements can be installed, pressing the ring protective element to the corresponding surface, or seals that additionally seal the space between the protective ring element and corresponding surface.

В предпочтительном варианте конструктивной реализации в кольцевую камеру со стороны торца поршня, контактирующего с диэлектрической жидкостью, установлен, по меньшей мере, один дополнительный поршень, а пространство между двумя поршнями заполнено разделительной средой. Кроме того, поршень и дополнительный поршень снабжены, по меньшей мере, одним уплотнителем в местах контактов с внутренней поверхностью цилиндрического корпуса и внешней поверхностью трубки и/или опорным центрирующим кольцом. Для предотвращения возможности заклинивания поршней в кольцевой камере поршни могут быть выполнены бочкообразной формы внешней поверхности.In a preferred embodiment, at least one additional piston is installed in the annular chamber from the end face of the piston in contact with the dielectric fluid, and the space between the two pistons is filled with a separation medium. In addition, the piston and the additional piston are provided with at least one seal at the points of contact with the inner surface of the cylindrical body and the outer surface of the tube and / or the supporting centering ring. To prevent the possibility of jamming of the pistons in the annular chamber, the pistons can be made barrel-shaped on the outer surface.

К недостаткам данных конструктивных предложений можно отнести тот факт, что установленные дополнительные пружинящие элементы, поджимающие кольцевые защитные элементы к соответствующим поверхностям, равно как и уплотнения, приведут к тому, что защитные кольцевые элементы будут прижаты давлением пластовой жидкости к соответствующим защищаемым ими поверхностям и произойдет их отрыв от поршня, либо заклинивание поршня вместе с кольцевыми защитными элементами, что выведет из строя протектор гидрозащиты. Дополнительный поршень, установленный через разделительную среду к основному, при явном улучшении герметизации пространства, заполненного диэлектрической жидкостью, приведет к неоправданному усложнению конструкции и увеличению трения при движении двух поршней, что отрицательно скажется на ресурсе насосной установки, так как приведет к дополнительным утечкам через торцовые уплотнения из-за увеличенной разности давлений в диэлектрической и пластовой жидкостях.The disadvantages of these design proposals include the fact that the installed additional spring elements, which compress the annular protective elements to the corresponding surfaces, as well as the seals, will cause the protective annular elements to be pressed by the pressure of the reservoir fluid to the corresponding surfaces protected by them and they will separation from the piston, or jamming of the piston together with the ring protective elements, which will damage the hydroprotector protector. An additional piston installed through the separation medium to the main one, with a clear improvement in the sealing of the space filled with dielectric fluid, will lead to unjustified complication of the design and increased friction during the movement of two pistons, which will negatively affect the life of the pump installation, as it will lead to additional leaks through mechanical seals due to the increased pressure difference in the dielectric and reservoir fluids.

Известен погружной электродвигатель с теплообменником (RU 2236742, опубликован 20.09.2004, МПК Н02К 9/19, Н02К 5/132). Указанное устройство содержит электродвигатель, который снабжен теплообменником, выполненным в виде цилиндра с винтовой канавкой на наружной цилиндрической боковой поверхности и со сквозной полостью, а также коллектором, установленным в полости корпуса. Каналы магнитопровода статора выполнены в виде канавок на цилиндрической боковой наружной поверхности магнитопровода статора параллельно зубцам. Обратный канал проходит через сквозную полость теплообменника, выходы каналов соединены с входом коллектора, наружная цилиндрическая боковая поверхность теплообменника взаимодействует с цилиндрической боковой поверхностью полости корпуса, а поверхность винтовой канавки и участок цилиндрической боковой поверхности полости корпуса, охваченной поверхностью винтовой канавки, являются винтовым каналом. Вход винтового канала соединен с выходом коллектора, а выход винтового канала - с входом обратного канала. На ротор электродвигателя установлен насос, обеспечивающий циркуляцию диэлектрической жидкости в электродвигателе и теплообменнике.Known submersible motor with heat exchanger (RU 2236742, published September 20, 2004, IPC N02K 9/19, N02K 5/132). The specified device contains an electric motor, which is equipped with a heat exchanger made in the form of a cylinder with a helical groove on the outer cylindrical side surface and with a through cavity, as well as a collector installed in the body cavity. The channels of the stator magnetic circuit are made in the form of grooves on the cylindrical lateral outer surface of the stator magnetic circuit parallel to the teeth. The return channel passes through the through cavity of the heat exchanger, the channel exits are connected to the inlet of the collector, the outer cylindrical side surface of the heat exchanger interacts with the cylindrical side surface of the housing cavity, and the surface of the helical groove and the portion of the cylindrical side surface of the body cavity covered by the surface of the helical groove are a screw channel. The screw channel input is connected to the collector output, and the screw channel output is connected to the return channel input. A pump is installed on the rotor of the electric motor, which circulates the dielectric fluid in the electric motor and heat exchanger.

Недостатком данной конструкции является низкая технологичность корпуса с винтовой канавкой теплообменника, а также достаточно большой объем диэлектрической жидкости в теплообменнике, не работающий на компенсацию утечек через торцовые уплотнения, что могло бы привезти к увеличению ресурса электродвигателя, работающего в приводе насосной установки.The disadvantage of this design is the low adaptability of the housing with a helical groove of the heat exchanger, as well as a sufficiently large volume of dielectric fluid in the heat exchanger that does not work to compensate for leaks through mechanical seals, which could lead to an increase in the resource of the electric motor operating in the pump unit drive.

Ближайшим аналогом изобретения является протектор гидрозащиты электродвигателя (US 6307290 В1, опубликован 23.10.2001, МПК Н02К 5/132, F04D 13/08). Данный протектор содержит вал, передающий крутящий момент от электродвигателя к насосу, установленные на нем торцовые уплотнения, радиальные и упорный подшипники и, по меньшей мере, одна компенсационная поршневая часть, в состав которой входит цилиндрический корпус, внутри него коаксиально расположенная распорная втулка, внутри которой проходит вал, соединительные фланцы, упорная втулка и поршень, установленный с возможностью осевого перемещения в зоне между цилиндрическим корпусом и распорной втулкой, который в свою очередь делит компенсационную поршневую часть на две полости, в одной из которых находится диэлектрическая жидкость электродвигателя, а в другой -пластовая жидкость, поступающая из затрубного пространства. В указанном протекторе гидрозащиты вместо широко распространенной гибкой диафрагмы, компенсирующей перепад давления в электродвигателе и затрубном пространстве, используется поршень с возможностью возвратно-поступательного движения, который имеет определенные преимущества перед гибкими диафрагмами: отсутствие возможности разрыва, минимальное проникновение пластовых газов и т.д.The closest analogue of the invention is the tread of the hydroprotection of an electric motor (US 6307290 B1, published October 23, 2001, IPC Н02К 5/132, F04D 13/08). This protector contains a shaft that transmits torque from the electric motor to the pump, mechanical seals installed on it, radial and thrust bearings and at least one compensation piston part, which includes a cylindrical body, inside of it a coaxially located spacer sleeve inside which passes a shaft, connecting flanges, a thrust sleeve and a piston mounted with the possibility of axial movement in the area between the cylindrical body and the spacer sleeve, which in turn divides a piston-type compensation part into two cavities, in one of which is the dielectric fluid of the electric motor, and in the other is the plastic fluid coming from the annulus. Instead of the widespread flexible diaphragm compensating for the pressure drop in the electric motor and the annulus, the specified protector of hydroprotection uses a piston with the possibility of reciprocating movement, which has certain advantages over flexible diaphragms: lack of the possibility of rupture, minimal penetration of formation gases, etc.

Однако данное решение имеет и некоторые недостатки, связанные с проблемой солеотложения на стенках цилиндрического корпуса и распорной втулки, являющейся следствием высокой температуры и химической активности пластовой жидкости, что в свою очередь может привести к заклиниванию поршня и выходу из строя протектора гидрозащиты. Кроме того, пластовая жидкость в данной конструкции находится над поршнем протектора гидрозащиты, следовательно процесс сегрегации пластовой жидкости не оказывает защитного влияния на стенки цилиндрического корпуса и распорной втулки в процессе солеотложения. И наконец, простое дублирование уплотнительных эластомерных колец на поршне, для более высокой степени герметизации, либо дублирование поршневых полостей ведет к снижению чувствительности протектора к перепаду давлений, и как следствие, к снижению ресурса насосной установки, а также к неоправданным габаритам и материалоемкости протектора гидрозащиты.However, this solution also has some drawbacks associated with the problem of scaling on the walls of the cylindrical body and spacer sleeve, which is a consequence of the high temperature and chemical activity of the reservoir fluid, which in turn can lead to jamming of the piston and failure of the hydroprotector. In addition, the reservoir fluid in this design is located above the piston of the hydroprotector tread, therefore, the process of segregation of the reservoir fluid does not have a protective effect on the walls of the cylindrical body and spacer sleeve during scaling. And finally, a simple duplication of the sealing elastomer rings on the piston, for a higher degree of sealing, or duplication of the piston cavities leads to a decrease in the tread sensitivity to pressure differences, and as a result, to a decrease in the life of the pumping unit, as well as to unjustified dimensions and material consumption of the tread plate.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности, долговечности работы привода погружной части насосной установки, снижение осевых размеров и металлоемкости привода.The objective of the present invention is to increase the reliability, durability of the drive of the submersible part of the pump installation, reducing the axial dimensions and metal consumption of the drive.

Указанный технический результат достигается за счет того, что привод насосной установки, содержащий электродвигатель с теплообменником и протектор гидрозащиты, выполненный, по меньшей мере, односекционным, с поршнем, установленным между внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью втулки протектора, установленными на поршне уплотнительными кольцами, имеет дополнительный гидрозащитный барьер, выполненный в виде разделительного фланца, торцового уплотнения, установленного на валу протектора, упорной втулки, поджатой демпферными шайбами, и предохранительных клапанов, установленных в нижнем фланце протектора, теплообменник электродвигателя совмещен с компенсатором, на наружной поверхности разделительного корпуса теплообменника выполнена винтовая канавка для укладки спирали, а внутри разделительного корпуса теплообменника располагается поршень, с установленными на нем дополнительными антифрикционными герметизирующими металлическими кольцами, по меньшей мере, двумя, с обеих сторон каждого эластомерного уплотнительного кольца, а на нижний фланец теплообменника, со стороны поршня, установлен упор и сетчатый дроссель, зафиксированный в нижнем фланце пробкой с внутренним шестигранным отверстием.The specified technical result is achieved due to the fact that the pumping unit drive, comprising an electric motor with a heat exchanger and a hydroprotector protector, made at least one-piece, with a piston installed between the inner surface of the housing and the outer surface of the tread sleeve mounted on the piston by sealing rings, additional waterproof barrier made in the form of a dividing flange, a mechanical seal mounted on the tread shaft, a thrust sleeve, a pressed damper Black washers and safety valves installed in the lower flange of the tread, the heat exchanger of the electric motor is aligned with the compensator, a helical groove is made on the outer surface of the heat exchanger’s separating body for laying the spiral, and a piston is located inside the heat exchanger’s separating body, with additional antifriction sealing metal rings mounted on it, at least two, on both sides of each elastomeric o-ring, and the bottom flange is warm on the piston side, an abutment and a mesh choke are installed, fixed in the lower flange by a plug with an internal hexagon hole.

Заявленное изобретение поясняется чертежами.The claimed invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 показана схема привода погружной части насосной установки.Figure 1 shows the drive circuit of the submersible part of the pumping unit.

На фиг.2 показана часть протектора гидрозащиты с дополнительным гидрозащитным барьером.In Fig.2 shows a part of the tread of waterproofing with an additional waterproofing barrier.

На фиг.3 показана часть теплообменника электродвигателя с поршнем компенсатора, упором и сетчатым дросселем, зафиксированным в нижнем фланце пробкой.Figure 3 shows a part of a heat exchanger of an electric motor with a compensator piston, a stop and a mesh inductor fixed in the bottom flange by a plug.

На фиг.4 показан вид А фиг.3.Figure 4 shows a view A of figure 3.

Привод погружной части насосной установки (фиг.1) состоит из протектора гидрозащиты 1, электродвигателя 2, теплообменника 3 с встроенным компенсатором.The drive of the submersible part of the pumping unit (Fig. 1) consists of a tread of hydraulic protection 1, an electric motor 2, a heat exchanger 3 with an integrated compensator.

Протектор гидрозащиты 1 состоит из разделительной полости, образованной верхним фланцем 4, корпусом 7, торцовым уплотнением 5, распорной втулкой 11, герметизирующей втулкой 12, гибкой диафрагмой 8, и дополнительного гидрозащитного барьера, образованного герметизирующим фланцем 13, торцовым уплотнением 14, опорной втулкой 17, поджатой демпферными шайбами 18, предохранительными клапанами 15, установленными в нижнем фланце 16. Вал 19 трансмиссии установлен с возможностью вращения в радиальных 21, 22, 23 и осевых (не показаны) опорах (фиг.2). Диэлектрическая жидкость, которой заполнены протектор гидрозащиты 1, электродвигатель 2 и теплообменник 3 с встроенным компенсатором, разделена с пластовой жидкостью диафрагмой 8, торцовым уплотнением 5 и предохранительными клапанами 9.The hydroprotection protector 1 consists of a dividing cavity formed by the upper flange 4, the housing 7, the mechanical seal 5, the spacer sleeve 11, the sealing sleeve 12, the flexible diaphragm 8, and an additional waterproof barrier formed by the sealing flange 13, the mechanical seal 14, the supporting sleeve 17, pressed by damper washers 18, safety valves 15 installed in the lower flange 16. The transmission shaft 19 is mounted for rotation in radial 21, 22, 23 and axial (not shown) bearings (figure 2). The dielectric fluid, which is filled with a hydroprotector protector 1, an electric motor 2, and a heat exchanger 3 with a built-in compensator, is separated from the formation fluid by a diaphragm 8, a mechanical seal 5, and safety valves 9.

Предохранительные клапаны 9 предназначены для выбрасывания в затрубное пространство объема диэлектрической жидкости, полученной расширением в результате первого включения привода насосной установки в скважине. Внутренняя полость гибкой диафрагмы 8 заполнена диэлектрической жидкостью, но непосредственной связи с полостью электродвигателя 2 и теплообменника 3 с встроенным компенсатором не имеет. Торцовое уплотнение 6 препятствует проникновению пластовой жидкости в полость 20, в ситуации выхода из строя торцового уплотнения 5, до тех пор, пока пластовая жидкость не заполнит объем внутри гибкой диафрагмы 8. Трубка 10, в выше обозначенной ситуации, выполняет функцию лабиринта в полости гибкой диафрагмы 8. Попадание пластовой жидкости в полость 19 может произойти и при разрыве гибкой диафрагмы 8. Только после заполнения полости 19 внутри гибкой диафрагмы 8 пластовая жидкость через канал, образованный наружной поверхностью вала 21 и внутренней поверхностью распорной втулки 11, может попасть в полость 20, дальнейшему проникновению пластовой жидкости в электродвигатель препятствует дополнительный гидрозащитный барьер. Таким образом, в протекторе гидрозащиты 1 происходит дублирование гидрозащитных функций.Safety valves 9 are designed for ejection into the annulus of the volume of dielectric fluid obtained by expansion as a result of the first inclusion of the pumping unit drive in the well. The internal cavity of the flexible diaphragm 8 is filled with dielectric fluid, but does not have a direct connection with the cavity of the electric motor 2 and the heat exchanger 3 with an integrated compensator. The mechanical seal 6 prevents the penetration of the formation fluid into the cavity 20, in the event of failure of the mechanical seal 5, until the formation fluid fills the volume inside the flexible diaphragm 8. The tube 10, in the above situation, acts as a labyrinth in the cavity of the flexible diaphragm 8. The ingress of formation fluid into the cavity 19 can also occur when the flexible diaphragm breaks 8. Only after filling the cavity 19 inside the flexible diaphragm 8, the formation fluid through the channel formed by the outer surface of the shaft 21 and the inner second surface of the spacer 11 may fall into the cavity 20, the further penetration of formation fluid into the motor prevents additional hydroprotective barrier. Thus, in the tread of the hydroprotection 1 there is a duplication of the hydroprotective functions.

Функция компенсации температурного расширения диэлектрической жидкости, при нагреве последней, из данного протектора гидрозащиты вынесена в теплообменник 3.The function of compensating for the thermal expansion of the dielectric liquid, when the latter is heated, is taken out of the given hydroprotector in the heat exchanger 3.

В известных конструкциях приводов насосных установок функцию компенсации температурного расширения диэлектрической жидкости выполняет протектор гидрозащиты (патент US 6307290 В1, опубликованный 23.10.2001, МПК Н02К 5/132, F04D 13/08) или модуль-компенсатор, который своей внутренней полостью связан с внутренней полостью электродвигателя, причем полости заполнены диэлектрической жидкостью, а элементом, выполняющим функцию температурной компенсации, является гибкая диафрагма, реже поршень, разделяющий диэлектрическую и пластовую жидкости (патент RU 2236742, опубликованный 20.09.2004, МПК Н02К 9/19, Н02К 5/132 или патент RU 2353812 С2, опубликованный 27.04.2009, МПК F04D 13/10).In known designs of pumping unit drives, the function of compensating the thermal expansion of the dielectric fluid is performed by a hydroprotector (patent US 6307290 В1, published October 23, 2001, IPC Н02К 5/132, F04D 13/08) or a compensating module, which is connected with the internal cavity by its internal cavity an electric motor, the cavities being filled with dielectric fluid, and the element performing the function of temperature compensation is a flexible diaphragm, less commonly a piston separating dielectric and formation fluids (patent RU 2236742, published September 20, 2004, IPC Н02К 9/19, Н02К 5/132 or patent RU 2353812 С2, published April 27, 2009, IPC F04D 13/10).

В данной конструкции привода насосной установки электродвигатель 2 привода снабжен теплообменником 3 с встроенным компенсатором для дополнительного теплоотвода.In this design of the pump installation drive, the drive motor 2 is equipped with a heat exchanger 3 with an integrated compensator for additional heat removal.

В теплообменник 3 с встроенным компенсатором установлен поршень 24 между разделительным корпусом 25 и штоком 26. Положение штока 26 зафиксировано демпферными шайбами 41. В канавки поршня 24, расположенные как со стороны внутренней поверхности разделительного корпуса 25, так и со стороны наружной поверхности штока 26 установлены эластомерные уплотнительные кольца 27 и 28, по крайней мере, по два, с обеих сторон поршня 24 (фиг.4). С обеих сторон каждого эластомерного уплотнительного кольца 27, 28 установлены по два дополнительных антифрикционных герметизирующих металлических кольца 29, 30 прорезями в противоположных направлениях (не показаны). На нижнем фланце 33 теплообменника 3 с встроенным компенсатором установлен упор 44. На наружной поверхности разделительного корпуса 25 выполнена винтовая канавка 31, в которой установлена спираль 32, определяющая траекторию движения диэлектрической жидкости в теплообменнике 3 с встроенным компенсатором (фиг.3).In the heat exchanger 3 with a built-in compensator, a piston 24 is installed between the dividing body 25 and the stem 26. The position of the rod 26 is fixed by the damper washers 41. In the grooves of the piston 24, elastomeric are installed both on the inner surface of the dividing housing 25 and on the outer surface of the stem 26 the sealing rings 27 and 28, at least two, on both sides of the piston 24 (figure 4). Two additional anti-friction sealing metal rings 29, 30 are installed on both sides of each elastomeric sealing ring 27, 28 with slots in opposite directions (not shown). A stop 44 is installed on the lower flange 33 of the heat exchanger 3 with an integrated compensator. A helical groove 31 is made on the outer surface of the separation housing 25, in which a spiral 32 is installed that defines the trajectory of the dielectric fluid in the heat exchanger 3 with an integrated compensator (Fig. 3).

Данная конструкция теплообменника 3 с встроенным компенсатором позволяет наиболее эффективно производить теплообмен между диэлектрической и пластовой жидкостями как за счет теплопереноса по корпусу 39, так и за счет теплопереноса по разделительному корпусу 25. Полость, образованная поршнем 24, разделительным корпусом 25, штоком 26 и нижним фланцем 33, заполнена защитной смазкой 34. Объем защитной смазки 34 выбирается из условия перемещения поршня 24 в результате расширения диэлектрической жидкости, вызванного максимальным температурным перепадом при работе электродвигателя 2.This design of the heat exchanger 3 with built-in compensator allows the most efficient heat transfer between the dielectric and formation fluids due to heat transfer through the housing 39, and due to heat transfer through the separation housing 25. The cavity formed by the piston 24, the separation housing 25, the rod 26 and the lower flange 33, filled with protective grease 34. The volume of protective grease 34 is selected from the condition of movement of the piston 24 as a result of expansion of the dielectric fluid caused by the maximum temperature difference house when the motor 2.

Высота упора 44 рассчитывается из условия размещения данного объема защитной смазки 33 в выше обозначенной полости.The height of the stop 44 is calculated from the conditions of placement of a given volume of protective grease 33 in the above designated cavity.

В нижнем фланце 33 теплообменника 3 с встроенным компенсатором, в канал 35, связывающий полость, заполненную защитной смазкой, с затрубным пространством установлен сетчатый дроссель 36, зафиксированный в нижнем фланце 33 пробкой 37, с внутренним шестигранным отверстием, препятствующий выбросу в затрубное пространство диэлектрической жидкости в процессе опускания насосной установки в скважину.In the lower flange 33 of the heat exchanger 3 with an integrated compensator, a mesh throttle 36 is installed in the channel 35 connecting the cavity filled with protective grease with the annulus, fixed in the lower flange 33 by the plug 37, with an internal hex hole, which prevents the dielectric fluid from being emitted into the annulus the process of lowering the pump unit into the well.

Диэлектрическая жидкость электродвигателя 2 циркулирует в системе электродвигатель-теплообменник с помощью центробежного насоса, связанного непосредственно с ротором электродвигателя (не показан), поступает в канал 38, затем в канал, образованный корпусом теплообменника 39, разделительным корпусом 25 и спиралью 32, уложенной в винтовую канавку 31 разделительного корпуса 25, в канал 42, в фильтр 43 и далее через внутреннюю полость штока 26 обратно в электродвигатель 2.The dielectric fluid of the electric motor 2 is circulated in the electric motor-heat exchanger system using a centrifugal pump connected directly to the rotor of the electric motor (not shown), enters the channel 38, then into the channel formed by the heat exchanger body 39, the dividing case 25 and the spiral 32 laid in the helical groove 31 of the separation housing 25, into the channel 42, into the filter 43 and then through the internal cavity of the rod 26 back to the electric motor 2.

Компенсатор, выполненный в виде перемещающегося поршня 24, с установленными на нем уплотнительными кольцами 27, 28 и дополнительными антифрикционными герметизирующими металлическими кольцами 29, 30, позволяет выполнить условие наименьшего проникновения пластовых газов в диэлектрическую жидкость, прочен на разрыв, в отличие от компенсаторов с гибкими диафрагмами.The compensator, made in the form of a moving piston 24, with sealing rings 27, 28 and additional anti-friction sealing metal rings 29, 30 installed on it, allows the condition of least penetration of formation gases into the dielectric fluid to be satisfied, it is tear resistant, unlike compensators with flexible diaphragms .

В процессе работы привода в составе насосной установки происходит постоянная утечка диэлектрической жидкости через торцовые уплотнения протектора гидрозащиты 1, при этом весь объем полости 40, заполненной диэлектрической жидкостью, работает на компенсацию утечек, что с точки зрения долговечности и надежности работы электродвигателя является предпочтительным, при этом выравнивание давления внутри электродвигателя и снаружи его происходит с помощью перемещения поршня 24. Максимальный ход поршня 24, в процессе компенсации разности давлений внутри и снаружи электродвигателя 2, возможен благодаря наличию защитной смазки 34, препятствующей солеотложению на внутренней поверхности разделительного корпуса 25 и наружной поверхности штока 26.During operation of the drive as part of the pump installation, there is a constant leakage of dielectric fluid through the mechanical seals of the tread 1, while the entire volume of the cavity 40 filled with dielectric fluid works to compensate for leaks, which is preferable from the point of view of durability and reliability of the electric motor equalization of pressure inside and outside the motor occurs by moving the piston 24. The maximum stroke of the piston 24, in the process of compensating the difference, is pressured inside and outside the motor 2, is possible due to the presence of protective grease 34, which prevents scaling on the inner surface of the separation housing 25 and the outer surface of the rod 26.

Таким образом, предложенная конструкция привода имеет минимальные габариты, пониженную металлоемкость, увеличенные ресурс и надежность.Thus, the proposed drive design has minimal dimensions, reduced metal consumption, increased resource and reliability.

Claims

A pumping unit drive comprising an electric motor with a heat exchanger and a hydroprotection protector, at least one section, with a piston located between the inner surface of the housing and the outer surface of the protector sleeve, and o-rings mounted on it, characterized in that the hydroprotection protector has an additional hydroprotective barrier, made in the form of a dividing flange, a mechanical seal mounted on the tread shaft, a thrust sleeve, pressed by damper washers, and a fuse valves installed in the lower flange of the tread, the heat exchanger of the electric motor is aligned with the compensator, a helical groove is made on the outer surface of the heat exchanger separation housing for laying the spiral, and inside the heat exchanger separation housing there is a piston with at least two additional antifriction sealing metal rings installed on it; on both sides of each elastomeric sealing ring, on the lower flange of the heat exchanger, on the piston side, install enes abutment and throttle mesh fixed in the bottom flange of the stopper with an internal hexagon socket.