RU2688127C9 - Device for submersible electric motor hydraulic protection - Google Patents
Device for submersible electric motor hydraulic protection Download PDFInfo
- Publication number
- RU2688127C9 RU2688127C9 RU2018133486A RU2018133486A RU2688127C9 RU 2688127 C9 RU2688127 C9 RU 2688127C9 RU 2018133486 A RU2018133486 A RU 2018133486A RU 2018133486 A RU2018133486 A RU 2018133486A RU 2688127 C9 RU2688127 C9 RU 2688127C9
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- damping ring
- electric motor
- submersible electric
- hydraulic protection
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D13/00—Pumping installations or systems
- F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
- F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
- F04D13/08—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use
- F04D13/10—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use adapted for use in mining bore holes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Motor Or Generator Frames (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области нефтедобычи и может быть использовано в устройствах для гидравлической защиты установок погружных электроцентробежных насосов, используемых для добычи скважинной жидкости.The invention relates to the field of oil production and can be used in devices for hydraulic protection of installations of submersible electrocentrifugal pumps used for the extraction of well fluid.
В качестве привода в установках погружных электроцентробежных насосов используется погружной маслозаполненный электродвигатель. Для предотвращения попадания внутрь электродвигателя пластовой жидкости применяется устройство для гидравлической защиты (гидрозащита), которое устанавливается между насосом и электродвигателем. В гидрозащите для уплотнения вала используют торцевое уплотнение, состоящее из двух основных частей, одна из которых устанавливается на валу и вращается вместе с ним, а другая установлена неподвижно в корпусе. Для надежной работы торцевого уплотнения необходимо, чтобы радиальное биение вала не превышало 0,05 мм, в то время как при использовании в конструкции гидрозащиты в качестве радиальных опор подшипников скольжения биение вала, как правило, превышает 0,1 мм. Также, для надежной работы торцевого уплотнения необходим расход масла через него.As a drive in installations of submersible electric centrifugal pumps, a submersible oil-filled motor is used. To prevent the formation fluid from getting inside the electric motor, a device is used for hydraulic protection (water protection), which is installed between the pump and the electric motor. In the hydraulic seal, a mechanical seal is used to seal the shaft. It consists of two main parts, one of which is mounted on the shaft and rotates with it, and the other is fixedly mounted in the housing. For reliable operation of the mechanical seal, it is necessary that the radial runout of the shaft does not exceed 0.05 mm, while, when used in the design of hydroprotection as the radial bearings of the plain bearings, the shaft runout usually exceeds 0.1 mm. Also, for reliable operation of the mechanical seal, oil consumption through it is necessary.
Известна погружная насосная установка, содержащая роторный насос, приводимый в действие двигателем, секцию гидрозащиты, расположенную между двигателем и насосом для выравнивания давления моторного смазочного масла, содержащегося в двигателе, с давлением скважинного флюида снаружи насосной установки и включающую корпус, расположенный между насосом и двигателем и имеющий конец со стороны насоса и конец со стороны двигателя, вал, проходящий через корпус и служащий для осуществления привода насоса от двигателя, первичное уплотнение, расположенное у конца корпуса со стороны насоса и имеющее вращающийся уплотнительный элемент, закрепленный на валу с возможностью совместного с ним вращения и взаимодействия с неподвижным уплотнительным элементом, неподвижно закрепленном на корпусе вокруг вала, и невращающееся вторичное уплотнение, расположенное у конца корпуса со стороны насоса на конце первичного уплотнения со стороны двигателя и имеющее по внутреннему диаметру участок, имеющий скользящий и уплотняющий контакт с валом, а по внешнему диаметру участок, неподвижно уплотненный относительно корпуса, причем первичное и вторичное уплотнения образуют между собой герметичную камеру, не имеющую каких-либо входных отверстий (по патенту US7665975, МПК F04B 35/04, опубл. 23.02.10).Known submersible pump installation containing a rotary pump, driven by the engine section of hydroprotection located between the engine and the pump to equalize the pressure of engine lubricating oil contained in the engine, with the pressure of the well fluid outside the pump installation and includes a housing located between the pump and the engine and having an end on the pump side and an end on the motor side, a shaft passing through the housing and serving to drive the pump from the engine, a primary seal, Lined at the end of the housing from the pump side and having a rotating sealing element fixed to the shaft with the possibility of joint rotation and interaction with a stationary sealing element fixedly mounted on the housing around the shaft and a non-rotating secondary seal located at the end of the housing from the pump at the end primary seal on the engine side and having a section with an internal diameter, having sliding and sealing contact with the shaft, and a section with an external diameter that is stationary; nny relative to the housing, wherein the primary and secondary seals form between them a sealed chamber without having any inlets (by patent US7665975, IPC F04B 35/04, publ. 23.02.10)
Недостатком данного решения является то, что герметичная камера между первичным и вторичным уплотнением препятствует расходу масла через первичное уплотнение, необходимому для его надежной работы, что негативно сказывается на надежности и ресурсе первичного уплотнения.The disadvantage of this solution is that the hermetic chamber between the primary and secondary seals prevents the oil flow through the primary seal, which is necessary for its reliable operation, which negatively affects the reliability and resource of the primary seal.
Наиболее близким техническим решением является секция уплотнения, которая имеет соединенные корпусом головку и основание для установки ее между насосом и двигателем соответственно. Узел упорного подшипника расположен в корпусе выше основания. Радиальные подшипники устанавливаются внутри корпуса. Изолирующие трубки закрывают вал и соединяются между опорами радиальных подшипников и головкой. По варианту исполнения вал уплотняется относительно головки при помощи торцевого уплотнения и сальника установленного под ним (по патенту US7530391, МПК E21B 43/00, опубл. 12.05.09).The closest technical solution is the seal section, which has a head connected to the body and a base for installing it between the pump and the engine, respectively. The thrust bearing assembly is located in the housing above the base. Radial bearings are mounted inside the housing. Insulating tubes cover the shaft and are connected between the supports of the radial bearings and the head. According to the variant, the shaft is sealed to the head with the help of the mechanical seal and the gland installed under it (according to patent US7530391, IPC E21B 43/00, publ. 12.05.09).
Недостатком данной конструкции является то, что сальник, установленный под торцевым уплотнением, обеспечивает только дополнительную герметизацию вала от попадания пластовой жидкости внутрь, но не обеспечивает центрирование вала необходимого для надежной работы торцевого уплотнения.The disadvantage of this design is that the gland installed under the mechanical seal only provides additional sealing of the shaft against ingress of formation fluid into, but does not provide for centering the shaft of the mechanical seal necessary for reliable operation.
Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, заключается в повышении надежности и срока службы устройства для гидравлической защиты погружного электродвигателя за счет оптимизации работы торцевого уплотнения и его дополнительной защиты.The technical result achieved when using the invention is to improve the reliability and service life of the device for hydraulic protection of a submersible electric motor by optimizing the operation of the mechanical seal and its additional protection.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для гидравлической защиты погружного электродвигателя содержит вал, головку, основание, упорный и радиальный подшипники, по крайней мере один компенсирующий модуль, в состав которого входят верхний и нижний ниппели, соединенные цилиндрическим корпусом, торцевое уплотнение и компенсирующий элемент, разделяющий компенсирующий модуль на две полости, и отличается тем, что в верхнем ниппеле под торцевым уплотнением выполнена канавка, в которой установлено демпфирующее кольцо, контактирующее с валом без зазора, при этом полости над демпфирующим кольцом и под ним негерметичны относительно друг друга.This technical result is achieved in that the device for hydraulic protection of a submersible electric motor comprises a shaft, a head, a base, thrust and radial bearings, at least one compensating module, which consists of upper and lower nipples connected by a cylindrical body, an end seal and a compensating element separating the compensating module into two cavities, and differs in that in the upper nipple under the mechanical seal there is a groove in which a damping ring is installed in contact with the shaft without a gap, while the cavity above the damping ring and underneath are leaky relative to each other.
Кроме того, демпфирующее кольцо может быть выполнено из эластичного полимерного материала.In addition, the damping ring may be made of an elastic polymer material.
Кроме того, внутренний диаметр демпфирующего кольца может быть больше диаметра вала, а профиль демпфирующего кольца в поперечном сечении может иметь круглую форму, при этом высота канавки меньше диаметра профиля, а ширина больше.In addition, the internal diameter of the damping ring may be greater than the diameter of the shaft, and the profile of the damping ring in cross section may have a round shape, with the height of the groove is less than the diameter of the profile, and the width is greater.
Кроме того, над торцевым уплотнением может располагаться неподвижная относительно верхнего ниппеля крышка с манжетой, установленной на валу.In addition, above the end seal can be fixed with respect to the top nipple cover with a cuff mounted on the shaft.
Кроме того, полость под крышкой над торцевым уплотнением может быть заполнена консистентной смазкой.In addition, the cavity under the cover above the mechanical seal can be filled with grease.
Предлагаемое изобретение поясняется следующими чертежами, на которых изображены:The invention is illustrated by the following drawings, which depict:
Фиг. 1 – устройство для гидравлической защиты погружного электродвигателя;FIG. 1 - device for hydraulic protection of a submersible electric motor;
Фиг. 2 – место установки торцевого уплотнения, демпфирующего кольца и манжеты.FIG. 2 - the installation location of the mechanical seal, damping ring and cuff.
Устройство для гидравлической защиты погружного электродвигателя (далее – гидрозащита) (фиг. 1) содержит вал 1, головку 2, основание 3, упорный подшипник 4, радиальные подшипники 5 и компенсирующий модуль 6. A device for hydraulic protection of a submersible electric motor (hereinafter referred to as hydroprotection) (Fig. 1) comprises a
На фиг.1 представлен вариант гидрозащиты с диафрагменным компенсирующим модулем. Возможно использование других вариантов компенсирующего модуля, например таких как, лабиринтный, поршневой, металлосильфонный и т.д.Figure 1 presents a variant of hydroprotection with a diaphragm compensating module. It is possible to use other variants of the compensating module, for example, such as, labyrinth, piston, metal bellows, etc.
Компенсирующий модуль состоит из верхнего ниппеля 7 и нижнего ниппеля 8, соединенных корпусом 9, и торцевого уплотнения 10. Внутри корпуса 9 между ниппелями 7 и 8 на опоре 11 установлена диафрагма 12, разделяющая компенсирующий модуль на внутреннюю полость 13 и наружную полость 14. В верхнем ниппеле имеется клапан 15 для сброса газа и излишков масла. В нижнем ниппеле выполнен канал 16 для связи наружной полости 14 с затрубным пространством.The compensating module consists of an upper nipple 7 and a
В верхнем ниппеле 7 под торцевым уплотнением 10 выполнена канавка 17, в которой установлено демпфирующее кольцо 18. Над демпфирующим кольцом расположена полость 19, а под ним – полость 20. Полости 19 и 20 негерметичны относительно друг друга.In the upper nipple 7, a
Над торцевым уплотнением 10 располагается неподвижная относительно верхнего ниппеля 7 крышка 21 с манжетой 22, установленной на валу 1. Под крышкой 21 над торцевым уплотнением 10 имеется полость 23, которая может быть заполнена консистентной смазкой.Above the
Устройство для гидравлической защиты погружного электродвигателя работает следующим образом. Перед спуском в скважину гидрозащита вместе с погружным электродвигателем (на фиг. не показан) заполняется диэлектрическим маслом. При включении погружного маслозаполненного электродвигателя крутящий момент от вала электродвигателя передается через вал 1 гидрозащиты валу погружного центробежного насоса (на фиг. не показан). Выравнивание затрубного давления и давления внутри погружного маслозаполненного электродвигателя, а также компенсация утечек масла и тепловых изменений его объема при работе электродвигателя и его остановках осуществляется за счет компенсирующего модуля 6. Device for hydraulic protection of a submersible motor works as follows. Before lowering into the well, the hydraulic protection together with the submersible electric motor (not shown in Fig.) Is filled with dielectric oil. When turning on the submersible oil-filled electric motor, the torque from the motor shaft is transmitted through the
Наличие демпфирующего кольца 18, установленного без зазора на валу 1, позволяет центрировать вал 1 и демпфировать его биение, не позволяя превышать значения, при которых торцевое уплотнение 10 не обеспечивает необходимую герметичность. Кроме того, кольцо 18 демпфирует скачки давления в гидрозащите, препятствуя раскрытию торцевого уплотнения 10.The presence of the
Наличие крышки 21 с манжетой 22, а также заполнение полости 23 консистентной смазкой, препятствует попаданию механических примесей в зону над торцевым уплотнением 10, обеспечивая его надежную работу.The presence of the
Негерметичность полостей 19 и 20 относительно друг друга позволяет обеспечить минимально необходимый расход масла через торцевое уплотнение 10, который необходим для смазки трущихся поверхностей уплотнения и без которого надежность уплотнения снижается в связи с повышенным износом.The leakage of the
Демпфирующее кольцо 18 может быть выполнено из эластичного полимерного материала и иметь любую форму, позволяющую выполнять заявленные в изобретении функции.The
Предпочтительно внутренний диаметр демпфирующего кольца 17 выполнен больше диаметра вала 1, профиль демпфирующего кольца 18 в поперечном сечении имеет круглую форму, при этом высота канавки 17 меньше диаметра профиля, а ширина больше диаметра профиля (см. фиг. 2).Preferably, the inner diameter of the
Таким образом, предложенное в изобретении техническое решение способствует достижению технического результата, который заключается в повышении надежности и срока службы устройства для гидравлической защиты погружного электродвигателя.Thus, the proposed technical solution contributes to the achievement of the technical result, which is to increase the reliability and service life of the device for hydraulic protection of a submersible electric motor.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018133486A RU2688127C9 (en) | 2018-09-21 | 2018-09-21 | Device for submersible electric motor hydraulic protection |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018133486A RU2688127C9 (en) | 2018-09-21 | 2018-09-21 | Device for submersible electric motor hydraulic protection |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2688127C1 RU2688127C1 (en) | 2019-05-17 |
RU2688127C9 true RU2688127C9 (en) | 2019-07-02 |
Family
ID=66579010
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018133486A RU2688127C9 (en) | 2018-09-21 | 2018-09-21 | Device for submersible electric motor hydraulic protection |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2688127C9 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2800766C1 (en) * | 2023-01-30 | 2023-07-28 | Акционерное общество "Новомет-Пермь" | Device for hydraulic protection of submersible oil-filled electric motor |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2336946A (en) * | 1998-03-16 | 1999-11-03 | Camco Int | Pumping system motor protector with piston |
RU76995U1 (en) * | 2008-05-14 | 2008-10-10 | "Центр Разработки Нефтедобывающего Оборудования (Црно)" | DEVICE FOR HYDRAULIC PROTECTION OF SUBMERSIBLE OIL-FILLED ELECTRIC MOTOR |
RU2353812C2 (en) * | 2006-02-14 | 2009-04-27 | Иван Соломонович Пятов | Device for hydralic protection of well pump electric motor |
US7530391B2 (en) * | 2006-05-31 | 2009-05-12 | Baker Hughes Incorporated | Seal section for electrical submersible pump |
US7665975B2 (en) * | 2005-12-20 | 2010-02-23 | Baker Hughes Incorporated | Seal section oil seal for submersible pump assembly |
EA201591676A1 (en) * | 2013-03-21 | 2016-01-29 | Пятов Иван Соломонович | DEVICE FOR HYDRAULIC PROTECTION OF THE SUBMERSIBLE ELECTRIC MOTOR OF THE BOTTOM, MOSTLY CENTRIFUGAL PUMP |
-
2018
- 2018-09-21 RU RU2018133486A patent/RU2688127C9/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2336946A (en) * | 1998-03-16 | 1999-11-03 | Camco Int | Pumping system motor protector with piston |
US7665975B2 (en) * | 2005-12-20 | 2010-02-23 | Baker Hughes Incorporated | Seal section oil seal for submersible pump assembly |
RU2353812C2 (en) * | 2006-02-14 | 2009-04-27 | Иван Соломонович Пятов | Device for hydralic protection of well pump electric motor |
US7530391B2 (en) * | 2006-05-31 | 2009-05-12 | Baker Hughes Incorporated | Seal section for electrical submersible pump |
RU76995U1 (en) * | 2008-05-14 | 2008-10-10 | "Центр Разработки Нефтедобывающего Оборудования (Црно)" | DEVICE FOR HYDRAULIC PROTECTION OF SUBMERSIBLE OIL-FILLED ELECTRIC MOTOR |
EA201591676A1 (en) * | 2013-03-21 | 2016-01-29 | Пятов Иван Соломонович | DEVICE FOR HYDRAULIC PROTECTION OF THE SUBMERSIBLE ELECTRIC MOTOR OF THE BOTTOM, MOSTLY CENTRIFUGAL PUMP |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2800766C1 (en) * | 2023-01-30 | 2023-07-28 | Акционерное общество "Новомет-Пермь" | Device for hydraulic protection of submersible oil-filled electric motor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2688127C1 (en) | 2019-05-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2423623C2 (en) | Submersible pump plant with oil seal of hydraulic protection (versions) | |
CA2840417C (en) | Well pump with seal section having a labyrinth flow path in a metal bellows | |
RU2609899C1 (en) | Protection of hydraulic submersible motor gages (versions) | |
US10519755B2 (en) | Sealed eccentric drive for submersible pump | |
RU2702450C2 (en) | Pump with axial connector | |
RU2645106C1 (en) | Device for hydraulic protection of submersible oil-filled electric motor | |
CN100370146C (en) | Mechaniclly sealing device of immersible pump | |
RU2688127C9 (en) | Device for submersible electric motor hydraulic protection | |
RU2681727C1 (en) | Centrifugal pump airtight sealing module | |
RU2646985C1 (en) | Node for hydraulic protection of the submersible oil-completed electric motor (options) | |
RU2800766C1 (en) | Device for hydraulic protection of submersible oil-filled electric motor | |
GB2085667A (en) | Submersible electric motors | |
RU2520128C1 (en) | Protector for hydraulic protection of submerged oil-filled electromotor | |
RU2790213C1 (en) | Device for hydraulic protection of submersible oil-filled electric motor | |
RU2717474C2 (en) | Piston module of device for hydraulic protection of submersible electric motor (embodiments) | |
CN202768407U (en) | Special self-priming pump | |
EP4336713A2 (en) | Vacuum pumping system having an oil-lubricated vacuum pump | |
RU2238441C1 (en) | Protection device for hydraulic protection of submersible oil-filled electric motor | |
RU178144U1 (en) | Centrifugal compressor rotor shaft seal assembly | |
RU2670291C2 (en) | Device for hydraulic protection of submersible oil-filled electric motor (options) | |
RU216776U1 (en) | Sealing device dynamic machine | |
RU206107U1 (en) | Discharge device for screw submersible pump | |
RU205887U1 (en) | Discharge device for screw submersible pump | |
RU2810108C1 (en) | Output shaft mechanical seal assembly | |
RU2115991C1 (en) | Liquid-filled submersible electric motor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: CORRECTION TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL 14-2019 FOR INID CODE(S) (73) |
|
TH4A | Reissue of patent specification | ||
RH4A | Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation |
Effective date: 20210219 |