RU38859U1

RU38859U1 - SUBMERSIBLE OIL-FILLED ELECTRIC MOTOR WITH HYDRODYNAMIC GREASE FIVE

Info

Publication number: RU38859U1
Application number: RU2004107307/20U
Authority: RU
Inventors: А.К. Пономарев; Д.Б. Поляков; М.Х. Аминев; Р.Ф. Шаймарданов; Е.Е. Голубков
Original assignee: ООО "Лифт Ойл Гидромаш"
Priority date: 2004-03-12
Filing date: 2004-03-12
Publication date: 2004-07-10

Abstract

Настоящая полезная модель относится к области машиностроения, в частности к погружным скважинным электродвигателям для привода насосных скважинных агрегатов. Погружной маслозаполненный электродвигатель с гидродинамической смазкой пяты содержит статор, ротор, установленный на валу в радиальных подшипниках скольжения, и систему смазки, причем последняя смазки включает установленный ниже электродвигателя маслонасос, ротор которого соединен с валом электродвигателя, а вал ротора электродвигателя выполнен с осевым и сообщенными с ним радиальными каналами, нагнетательной стороной маслонасос посредством канала сообщен с осевым каналом вала и его радиальными каналами для подвода смазки в радиальные подшипники, а выход масла из радиальных подшипников сообщен с маслозаполненной полостью электродвигателя, сообщенной со всасывающей стороной маслонасоса, при этом электродвигатель снабжен расположенной ниже маслонасоса на нижнем конце вала электродвигателя пятой с подпятником и автономной системой гидродинамической смазки пяты, содержащей дополнительный маслонасос, резервуар для масла, фильтр и компенсатор объемного расширения масла, при этом дополнительный маслонасос нагнетательной стороной сообщен с выполненными на подпятнике пяты пазами для подачи масла между опорным вкладышем пяты и подпятником, выход масла из пяты сообщен с резервуаром для масла, который через фильтр и компенсатор объемного расширения масла сообщен с всасывающей стороной дополнительного маслонасоса, а выше пяты на валу электродвигателя установлено торцевое уплотнение для предотвращения утечки масла из автономной системы гиThis utility model relates to the field of mechanical engineering, in particular to submersible borehole electric motors for driving downhole pumping units. A submersible oil-filled electric motor with hydrodynamic lubrication of the heel comprises a stator, a rotor mounted on a shaft in radial plain bearings, and a lubrication system, the last lubricant comprising an oil pump mounted below the electric motor, the rotor of which is connected to the electric motor shaft, and the rotor shaft of the electric motor rotor is axially connected to the radial channels, the discharge side of the oil pump through the channel in communication with the axial channel of the shaft and its radial channels for supplying lubricant to ln bearings, and the oil output from the radial bearings is in communication with the oil-filled cavity of the electric motor in communication with the suction side of the oil pump, while the electric motor is equipped with a fifth located below the oil pump on the lower end of the motor shaft with a thrust bearing and an autonomous hydrodynamic lubrication system for the heel containing an additional oil pump, an oil tank , a filter and a volume expansion expansion joint for the oil, while the additional oil pump is connected with the discharge side with the discharge side in the heel of the heel with oil grooves between the heel support liner and the thrust bearing, the oil outlet from the heel is connected to the oil reservoir, which is connected to the suction side of the additional oil pump through the filter and the volume expansion expansion oil compensator, and an end seal is installed on the motor shaft above the heel to prevent leakage oils from autonomous system gi

Description

Настоящая полезная модель относится к области машиностроения, в частности к погружным скважинным электродвигателям для привода насосных скважинных агрегатов.This utility model relates to the field of mechanical engineering, in particular to submersible borehole electric motors for driving downhole pumping units.

Известен погружной маслозаполненный электродвигатель, содержащий систему смазки, статор и ротор, установленный на полом валу в радиальных и торцевом подшипниках, при этом система смазки включает компенсатор объемного расширения масла, соединенный с полостью электродвигателя (см., патент RU 2166668, F 04 В 47/08, 10.05.2001).Known submersible oil-filled electric motor containing a lubrication system, a stator and a rotor mounted on a hollow shaft in radial and mechanical bearings, the lubrication system includes a volume expansion expansion oil coupled to the motor cavity (see patent RU 2166668, F 04 B 47 / 08.10.05.2001).

Данный погружной маслозаполненный электродвигатель используется для привода скважинного насосного агрегата. Однако его конструкция имеет сравнительно большое количество трубопроводов для организации процесса циркуляции масла, что усложняет конструкцию и ухудшает ее массогабаритные характеристики.This submersible oil-filled electric motor is used to drive a well pump unit. However, its design has a relatively large number of pipelines for organizing the oil circulation process, which complicates the design and worsens its overall dimensions.

Наиболее близким к полезной модели является погружной маслозаполненный электродвигатель, содержащий систему смазки, статор и ротор, установленный на валу в радиальных и торцевом подшипниках скольжения, при этом система смазки включает компенсатор объемного расширения масла, соединенный с маслозаполненной полостью электродвигателя, и выполненные в валу осевой и радиальные каналы для подвода смазки к радиальным и торцевому подшипникам, (см., патент US 4350911, F 04 D 13/08, 21.09.1982).Closest to the utility model is a submersible oil-filled electric motor containing a lubrication system, a stator and a rotor mounted on the shaft in radial and mechanical bearings, the lubrication system includes a volume expansion expansion oil coupled to the oil-filled cavity of the motor, and axial and axial radial channels for supplying grease to radial and mechanical bearings, (see, patent US 4350911, F 04 D 13/08, 09/21/1982).

Данный погружной маслозаполненный электродвигатель содержит выполненные в валу осевой и радиальные каналы для подвода смазки к подшипникам скольжения, что делает конструкцию электродвигателя более компактной. Однако данная конструкция электродвигателя требует использования маслонасоса с приводом от самостоятельного источника, что приводит к усложнению конструкции и ухудшению ее габаритных This submersible oil-filled electric motor contains axial and radial channels made in the shaft for supplying lubricant to the sliding bearings, which makes the motor design more compact. However, this design of the electric motor requires the use of an oil pump driven by an independent source, which leads to the complexity of the design and the deterioration of its overall

характеристик. Кроме того, в ряде случае данная конструкция не позволяет компенсировать возникающие на валу электродвигателя осевые нагрузки, что может привести к выходу из строя электродвигателя.characteristics. In addition, in some cases, this design does not allow to compensate for axial loads arising on the motor shaft, which can lead to failure of the motor.

Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является повышение надежности работы электродвигателя путем выполнения более рациональной системы распределения масла и его циркуляции в электродвигателе и за счет этого увеличение воспринимаемых электродвигателем аксиальных нагрузок и, как следствие, увеличение срока службы электродвигателя.The objective of which the present utility model is aimed is to increase the reliability of the electric motor by performing a more rational system of oil distribution and its circulation in the electric motor, and thereby increase the axial loads perceived by the electric motor and, as a result, increase the service life of the electric motor.

Указанная задача решается за счет того, что погружной маслозаполненный электродвигатель с гидродинамической смазкой пяты содержит статор, ротор, установленный на валу в радиальных подшипниках скольжения, и систему смазки, причем последняя включает установленный ниже электродвигателя маслонасос, ротор которого соединен с валом электродвигателя, а вал ротора электродвигателя выполнен с осевым и сообщенными с ним радиальными каналами, нагнетательной стороной маслонасос посредством канала сообщен с осевым каналом вала и его радиальными каналами для подвода смазки в радиальные подшипники, а выход масла из радиальных подшипников сообщен с маслозаполненной полостью электродвигателя, сообщенной со всасывающей стороной маслонасоса, при этом электродвигатель снабжен расположенной на нижнем конце вала электродвигателя ниже маслонасоса пятой с подпятником и автономной системой гидродинамической смазки пяты, содержащей дополнительный маслонасос, резервуар для масла, фильтр и компенсатор объемного расширения масла, при этом дополнительный маслонасос нагнетательной стороной сообщен с выполненными на подпятнике пяты пазами для подачи масла между опорным вкладышем пяты и подпятником, выход масла из пяты сообщен с резервуаром для масла, который через фильтр и компенсатор объемного расширения масла сообщен с всасывающей стороной дополнительного маслонасоса, а выше пяты на This problem is solved due to the fact that the submersible oil-filled electric motor with hydrodynamic lubrication of the heel contains a stator, a rotor mounted on a shaft in radial plain bearings, and a lubrication system, the latter including an oil pump mounted below the motor, the rotor of which is connected to the motor shaft, and the rotor shaft the electric motor is made with axial and radial channels connected with it, the discharge side of the oil pump through the channel communicates with the axial channel of the shaft and its radial channels for supplying grease to the radial bearings, and the oil output from the radial bearings is in communication with the oil-filled cavity of the motor in communication with the suction side of the oil pump, while the motor is equipped with a fifth with a thrust bearing and an autonomous hydrodynamic lubrication system for the heel, which contains an additional oil pump, oil tank, filter and expansion joint for expansion of oil, with an additional oil pump discharge side This is communicated with grooves made on the heel of the heel for supplying oil between the heel support liner and the heel, the oil outlet from the heel is connected to the oil reservoir, which is connected to the suction side of the additional oil pump through the filter and the volume expansion compensator, and above the heel by

валу электродвигателя установлено торцевое уплотнение для предотвращения утечки масла из автономной системы гидродинамической смазки пяты.An end seal is installed on the motor shaft to prevent oil leakage from the heel’s autonomous hydrodynamic lubrication system.

Как показал проведенный анализ, удалось скомпоновать максимально простую конструкцию электродвигателя путем практически полного исключения соединительных трубопроводов для организации более рациональной циркуляции масла в электродвигателе при подводе масла к радиальным подшипникам скольжения и выполненному в виде пяты торцевому подшипнику. Более того, путем выполнения автономной системы смазки пяты удалось обеспечить практически гидравлическую подвеску вала электродвигателя в подшипниках скольжения при значительном увеличении несущей способности пяты. Автономная система позволяет использовать для смазки пяты масло отличное от масла, которое используют для смазки радиальных подшипников, в частности масло более высокой вязкости. Резко повышена надежность работы пяты, что ведет к снижению механического износа.As the analysis showed, it was possible to assemble the simplest motor design by virtually eliminating the connecting pipelines to organize a more rational oil circulation in the electric motor when the oil is supplied to the radial plain bearings and the end bearing made in the form of a heel. Moreover, by implementing an autonomous heel lubrication system, it was possible to provide an almost hydraulic suspension of the motor shaft in sliding bearings with a significant increase in the heel bearing capacity. The autonomous system allows the use of oil other than oil used for the lubrication of the heel, which is used for the lubrication of radial bearings, in particular higher viscosity oil. Reliably increased reliability of the heel, which leads to a reduction in mechanical wear.

В качестве маслонасосов могут быть использованы ролико-лопастной, шестеренный или шиберный насосы.As oil pumps can be used roller-vane, gear or vane pumps.

Таким образом достигнуто выполнение поставленной в полезной модели задачи - повышение надежности работы электродвигателяThus, the achievement of the task set in the utility model is achieved - increasing the reliability of the electric motor

На чертеже представлен продольный разрез погружного маслозаполненного электродвигателя.The drawing shows a longitudinal section of a submersible oil-filled electric motor.

Погружной маслозаполненный электродвигатель с гидродинамической смазкой пяты содержит статор 1, ротор 2, установленный на валу 3 в радиальных подшипниках скольжения 4, и систему смазки, причем последняя включает установленный ниже электродвигателя маслонасос 5, ротор 6 которого соединен с валом 3 ротора 6 электродвигателя. Вал 3 ротора 6 электродвигателя выполнен с осевым 7 и сообщенными с ним радиальными 8 каналами. Нагнетательной стороной маслонасос 5 посредством канала 9 сообщен с осевым каналом 7 вала 3 и A submersible oil-filled electric motor with hydrodynamic lubrication of the heel comprises a stator 1, a rotor 2 mounted on a shaft 3 in radial plain bearings 4, and a lubrication system, the latter including an oil pump 5 mounted below the electric motor, whose rotor 6 is connected to the shaft 3 of the rotor 6 of the electric motor. The shaft 3 of the rotor 6 of the electric motor is made with axial 7 and radial 8 channels connected with it. The discharge side of the oil pump 5 through the channel 9 is in communication with the axial channel 7 of the shaft 3 and

его радиальными каналами 8 для подвода смазки в радиальные подшипники 4. Выход масла из радиальных подшипников 4 сообщен с маслозаполненной полостью 10 электродвигателя, сообщенной со всасывающей стороной маслонасоса 5. Электродвигатель снабжен расположенной ниже маслонасоса 5 пятой 11 с подпятником 12 и автономной системой гидродинамической смазки пяты 11, содержащей дополнительный маслонасос 13, резервуар 14 для масла, фильтр 15 и компенсатор 16 объемного расширения масла. Дополнительный маслонасос 13 нагнетательной стороной сообщен через канал 17 с выполненными на подпятнике 12 пяты пазами 18 для подачи масла между опорным вкладышем 19 пяты и подпятником 12. Выход масла из пяты 11 сообщен при помощи канала 20 с резервуаром 14 для масла, который через фильтр 15 и компенсатор 16 объемного расширения масла сообщен посредством трубопровода 21 с всасывающей стороной дополнительного маслонасоса 13. Выше пяты 11 на валу 3 ротора 2 электродвигателя установлено торцевое уплотнение 22 для предотвращения утечки масла из автономной системы гидродинамической смазки пяты 11.its radial channels 8 for supplying grease to the radial bearings 4. The oil output from the radial bearings 4 is in communication with an oil-filled cavity 10 of the motor in communication with the suction side of the oil pump 5. The electric motor is equipped with a fifth 11 located below the oil pump 5 with a thrust bearing 12 and an autonomous hydrodynamic lubrication system for the heel 11 comprising an additional oil pump 13, an oil reservoir 14, a filter 15, and an expansion joint 16 for oil expansion. The additional oil pump 13 is supplied by the delivery side through the channel 17 with grooves 18 made on the heel 12 of the heel 18 for oil supply between the support liner 19 of the heel and the heel 12. The oil exit from the heel 11 is communicated through the channel 20 with the oil reservoir 14, which is passed through the filter 15 and the expansion joint 16 of the oil expansion is communicated through a pipe 21 with the suction side of the additional oil pump 13. A mechanical seal 22 is installed above the heel 11 on the shaft 3 of the rotor 2 of the electric motor to prevent oil leakage from the autonomous heel hydrodynamic lubrication systems 11.

При работе электродвигателя работает маслонасос 5, например ролико-лопастной, в который через вход 23 из маслозаполненной полости 10 электродвигателя поступает масло. Далее маслонасосом 9 масло под давлением с нагнетательной стороны через канал 9 подается в осевой канал 7 вала 3. Из последнего масло по радиальным каналам 8 поступает в радиальные подшипники 4 с формированием кольцевого масляного кольца и гидравлической подвески вала 3 электродвигателя. Из радиальных подшипников 4 масло поступает в маслозаполненную полость 10 электродвигателя, омывает последний и из полости 10 поступает на вход 23 маслонасоса 5.During operation of the electric motor, an oil pump 5, for example, a rotary vane, into which oil enters from the oil-filled cavity 10 of the electric motor 10, enters. Then the oil pump 9 supplies oil under pressure from the discharge side through the channel 9 to the axial channel 7 of the shaft 3. From the latter, oil passes through the radial channels 8 to the radial bearings 4 with the formation of an annular oil ring and hydraulic suspension of the motor shaft 3. From the radial bearings 4, the oil enters the oil-filled cavity 10 of the electric motor, washes the latter and from the cavity 10 enters the inlet 23 of the oil pump 5.

Одновременно от вала 3 ротора 2 электродвигателя работает дополнительный маслонасос 13, который через канал 17 подает под напором масло в пазы 18 подпятника 12 с формированием жидкостного маслянного At the same time, an additional oil pump 13 operates from the shaft 3 of the rotor 2 of the electric motor, which through the channel 17 delivers oil under pressure into the grooves 18 of the thrust bearing 12 with the formation of a liquid oil

кольца между подпятником 12 и опорным вкладышем 19 пяты, что позволяет уравновесить нагрузку на пяту 11, передаваемую от вала, например центробежного насоса, через вал 3 ротора 2 электродвигателя. Из пяты 11 масло поступает по каналу 20 в резервуар 14 и далее через фильтр 15 и компенсатор 15 объемного расширения масла по трубопроводу 21 на всасывающую сторону дополнительного маслонасоса 13.rings between the thrust bearing 12 and the supporting insert 19 of the heel, which makes it possible to balance the load on the heel 11 transmitted from the shaft, for example a centrifugal pump, through the shaft 3 of the rotor 2 of the electric motor. From the heel 11, the oil enters through the channel 20 into the reservoir 14 and then through the filter 15 and the compensator 15 for the volume expansion of the oil through the pipe 21 to the suction side of the additional oil pump 13.

Настоящая полезная модель может быть использована в нефтедобывающей, горнодобывающей и других отраслях промышленности, где требуется откачки из скважин различных жидких сред.This utility model can be used in the oil, mining and other industries where pumping various fluids from wells is required.

Claims

Submersible oil-filled motor with hydrodynamic lubrication of the heel, containing a stator, a rotor mounted on a shaft in radial plain bearings, and a lubrication system, the latter including an oil pump mounted below the motor, the rotor of which is connected to the motor shaft, and the rotor shaft of the electric motor is axially connected to the radial channels, the discharge side of the oil pump through the channel communicated with the axial channel of the shaft and its radial channels for supplying lubricant to radial e bearings, and the oil output from the radial bearings is in communication with the oil-filled cavity of the electric motor in communication with the suction side of the oil pump, characterized in that the electric motor is equipped with a fifth located below the oil pump on the lower end of the motor shaft with a thrust bearing and an autonomous hydrodynamic lubrication system for the heel, containing an additional oil pump, a reservoir for oil, a filter and a compensator for the volume expansion of oil, while the additional oil pump is in communication with the discharge side on the heel of the heel with grooves for supplying oil between the heel support liner and the thrust bearing, the oil outlet from the heel is connected to the oil reservoir, which is connected to the suction side of the additional oil pump through a filter and volume expansion expansion compensator, and a mechanical seal is installed above the heel on the motor shaft to prevent oil leaks from the autonomous system of hydrodynamic lubrication of the heel.