RU54109U1

RU54109U1 - SUBMERSIBLE HIGH-TURNING OIL-FILLED ENGINE WITH FIVE HYDRODYNAMIC FIVE LUBRICATION SYSTEM

Info

Publication number: RU54109U1
Application number: RU2006104031/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Александрович Иванов; Евгений Модестович Черемисинов; Валентин Мустафьевич Девликанов; Олег Александрович Оводков
Original assignee: Александр Александрович Иванов; Евгений Модестович Черемисинов
Priority date: 2006-02-10
Filing date: 2006-02-10
Publication date: 2006-06-10

Abstract

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к погружным электродвигателям скважинных центробежных насосов. Осевая опора погружного электродвигателя содержит систему гидродинамической смазки пяты осевой опоры. Эта система сформирована каналами на рабочей поверхности подпятника. Каждый канал имеет ось симметрии, относительно которой границы соответствующего канала симметричны, причем указанная ось проходит по радиусу пяты. Глубина каждого канала монотонно уменьшается от максимальной глубины H на одной границе канала и до нуля на другой по направлению вращения пяты в рабочем режиме. Технический результат, достигаемый в результате использования данной системы гидродинамической смазки, состоит в повышении ресурса осевой опоры погружного высокооборотного электродвигателя. 1 с.п. ф-лы. 3 илл.The utility model relates to mechanical engineering, namely to submersible electric motors of borehole centrifugal pumps. The axial support of the submersible motor contains a system of hydrodynamic lubrication of the heel of the axial support. This system is formed by channels on the working surface of the thrust bearing. Each channel has an axis of symmetry with respect to which the boundaries of the corresponding channel are symmetrical, and this axis passes along the radius of the heel. The depth of each channel monotonically decreases from the maximum depth H at one channel boundary and to zero at another in the direction of the heel rotation in the operating mode. The technical result achieved by using this hydrodynamic lubrication system is to increase the resource of the axial support of a submersible high-speed electric motor. 1 s.p. f-ly. 3 ill.

Description

Заявляемая полезная модель относится к нетфтедобывающей технике, а именно к погружным высокооборотным электродвигателям (далее ПЭД) для центробежных скважинных насосов. Разрушение осевой опоры ПЭД является одной из причин выхода из строя погружных двигателей.The inventive utility model relates to oil-producing equipment, namely to submersible high-speed electric motors (hereinafter SEM) for centrifugal borehole pumps. The destruction of the axial support of the SEM is one of the reasons for the failure of submersible engines.

Известен (патент RU 2219372, 2003) погружной маслозаполненный двигатель скважинного центробежного насоса содержащий корпус, в котором размещены узел токоввода, статор с обмоткой выводы которой соединены с узлом токоввода, вал, осевую опору, включающую пяту, закрепленную на валу и неподвижный подпятник. Для высокооборотных погружных двигателей, в указанной конструкции опоры, не обеспечивается эффективная разгрузка из-за значительного трения в зоне контакта рабочих поверхностей пяты и подпятника. В условиях режима сухого трения осевая опора быстро разрушается.Known (patent RU 2219372, 2003) an oil-immersed submersible motor of a borehole centrifugal pump comprising a housing in which a current lead assembly is located, a stator with windings of which are connected to a current lead assembly, a shaft, an axial support including a heel fixed to the shaft and a fixed thrust bearing. For high-speed submersible motors, in the indicated construction of the support, effective unloading is not provided due to significant friction in the contact zone of the working surfaces of the heel and the thrust bearing. Under conditions of dry friction, the axial support is rapidly destroyed.

Наиболее близким аналогом полезной модели является погружной маслозаполненный электродвигатель (RU 38859 U1, 2004), с гидродинамической системой смазки пяты, в составе которой входит установленный ниже электродвигателя маслонасос, ротор, соединенный с валом электродвигателя, вал выполненный с осевым каналом, причем на нижнем конце вала расположена пята и подпятник. Указанная система требует установки дополнительного маслонасоса и с технологической точки зрения достаточна трудоемка при сборке.The closest analogue of the utility model is a submersible oil-filled electric motor (RU 38859 U1, 2004), with a hydrodynamic lubrication system for the heel, which includes an oil pump mounted below the electric motor, a rotor connected to the motor shaft, a shaft made with an axial channel, and at the lower end of the shaft located heel and thrust. The specified system requires the installation of an additional oil pump and, from a technological point of view, is quite laborious during assembly.

Цель конструктивной разработки настоящей полезной модели - создание более эффективной и компактной системы гидродинамической смазки подшипника. Ресурс осевой опоры в высокооборотном двигателе можно увеличить, повысив эффективность системы смазки в рабочей зоне контакта пяты и подпятника.The purpose of the constructive development of this utility model is to create a more efficient and compact hydrodynamic lubrication system for the bearing. The resource of the axial support in a high-speed engine can be increased by increasing the efficiency of the lubrication system in the working area of the contact of the heel and the thrust bearing.

Для достижения указанного технического результата в погружном маслозаполненном двигателе скважинного центробежного насоса с системой гидродинамической смазки пяты, содержащем корпус, в котором размещены статор, ротор с валом, установленным в радиальных подшипниках скольжения, причем вал To achieve the specified technical result in a submersible oil-filled engine of a borehole centrifugal pump with a heel hydrodynamic lubrication system containing a housing in which a stator, a rotor with a shaft mounted in radial plain bearings are placed, the shaft being

выполнен с осевым каналом, с пятой, закрепленной на конце вала, подпятник, введен маслозаполненный теплообменник ниже подпятника, систему гидродинамической смазки пяты образуют каналы, сформированные на рабочей поверхности подпятника, число вышеуказанных каналов N>1, каждый канал имеет ось симметрии, относительно которой границы соответствующего канала симметричны, причем указанная ось проходит по радиусу пяты, угол между осями соседних каналов α=360/N, а глубина h каждого из вышеуказанных каналов монотонно уменьшается от максимальной глубины Н на одной границе канала и до нуля на другой по направлению вращения пяты в рабочем режиме, а подпятник имеет сквозной канал для протока масла из вышеуказанного теплообменника теплообменника в зону контакта пяты с подпятником.made with an axial channel, with a fifth mounted on the shaft end, a thrust bearing, an oil-filled heat exchanger below the thrust bearing, a hydrodynamic lubrication system for the heels is formed by channels formed on the working surface of the thrust bearing, the number of the above channels is N> 1, each channel has a symmetry axis with respect to which the boundaries of the corresponding channel are symmetrical, with the indicated axis running along the heel radius, the angle between the axes of adjacent channels is α = 360 / N, and the depth h of each of the above channels monotonously decreases from the maximum depth bins N at one boundary of the channel and to zero on the other in the direction of rotation of the heel in operating mode, and the thrust bearing has a through channel for oil flow from the above heat exchanger heat exchanger into the contact zone of the heel with the thrust bearing.

На рис.1 приведен общий вид погружного электродвигателя. На рис 2. показаны каналы на поверхности подпятника. На рис 3 показан профиль канала. Погружной маслозаполненный электродвигатель 1 включает узел токковвода 2, статор, ротор, установленный на валу в радиальных подшипниках скольжения (на рис не показаны). Вал содержит сквозной осевой канал 7. На конце вала ротора установлена пята 3. Подпятник 4 содержит сквозные каналы 5 для прохода масла из маслозаполненного теплообменника 6. На рабочей (торцевой поверхности) подпятника 4 выполнены каналы 8. Эти каналы образуют систему гидродинамической разгрузки пяты. Границы каждого канала параллельны оси, проходящей по радиусу пяты. Угол между осями соседних каналов α=360/N. Глубина h каждого уменьшается от максимальной глубины Н на одной границе канала и практически до нуля на другой по направлению вращения пяты в рабочем режиме (указано направление движения пяты V).Fig. 1 shows a general view of a submersible electric motor. Figure 2. shows the channels on the surface of the thrust bearing. Figure 3 shows the channel profile. Submersible oil-filled electric motor 1 includes a current lead assembly 2, a stator, a rotor mounted on a shaft in radial plain bearings (not shown in the figure). The shaft contains a through axial channel 7. At the end of the rotor shaft, a heel 3 is installed. The thrust bearing 4 contains through channels 5 for oil to pass from the oil-filled heat exchanger 6. The channels 8 are made on the working (end surface) of the thrust bearing 4. These channels form a heel hydrodynamic unloading system. The boundaries of each channel are parallel to the axis passing along the radius of the heel. The angle between the axes of adjacent channels α = 360 / N. The depth h of each decreases from the maximum depth H at one boundary of the channel and practically to zero on the other in the direction of rotation of the heel in the operating mode (the direction of movement of the heel V is indicated).

Пример исполнения показан на рис 2. На рабочей поверхности пяты выполнены клиновидные в поперечном сечении А-А каналы 8. Глубина канала h - переменная величина и уменьшается по линейному закону от Н на одной стороне канала и до нуля на другой, (см рис.3) Число каналов в это случае N=3, а угол между осями каналов α=120°. Подпятник содержит несколько сквозных каналов 5. Стороны канала симметричны относительно соответствующей оси, проходящей по радиусу канала, например OD и СО - оси симметрии для двух указанных на An example of execution is shown in Fig. 2. On the working surface of the heel, channels 8 are wedge-shaped in cross section AA. The channel depth h is a variable and linearly decreases from H to one side of the channel and to zero on the other, (see Fig. 3 ) The number of channels in this case is N = 3, and the angle between the axes of the channels is α = 120 °. The thrust bearing contains several through channels 5. The sides of the channel are symmetrical with respect to the corresponding axis passing along the radius of the channel, for example, OD and СО are the axis of symmetry for the two indicated on

рисунке каналов. Угол между ними α=120°.drawing channels. The angle between them is α = 120 °.

Диск пяты с вышеуказванными каналами действует на подпятник, и в системе возникает связанная с этим осевая нагрузка. Относительное перемещение пяты и подпятника создает такие условия в зоне контакта пяты и подпятника, которые сопровождаются возникновением дополнительного давления в слое жидкости - возникновением гидродинамического клина между сопрягаемыми областями пяты и подпятника.The heel disk with the above channels acts on the thrust bearing, and the axial load associated with this occurs in the system. The relative movement of the heel and the heel creates such conditions in the contact zone of the heel and the heel that are accompanied by the appearance of additional pressure in the liquid layer — the appearance of a hydrodynamic wedge between the mating regions of the heel and the heel.

При использовании указанных подпятников с помощью вышеуказанных клиновидных каналов создается и непрерывно поддержается гидродинамический клина с помощью указанных клиновидных каналов с соответствующим уменьшением коэффициента трения. Таким образом увеличивается долговечность пары «пята - подпятник» в высокооборотном погружном двигателе.When using these thrust bearings using the above-mentioned wedge-shaped channels, a hydrodynamic wedge is created and continuously supported by the indicated wedge-shaped channels with a corresponding decrease in the coefficient of friction. Thus, the durability of the “heel-to-thrust” pair increases in a high-speed submersible motor.

Claims

An oil-immersed submersible motor of a borehole centrifugal pump with a heel hydrodynamic lubrication system, comprising a housing in which a stator, a rotor with a shaft mounted in radial plain bearings are placed, the shaft being made with an axial channel, a heel mounted on the shaft end, a thrust bearing, characterized in that the engine contains an oil-filled heat exchanger below the thrust bearing, the hydrodynamic lubrication system of the heels form channels formed on the working surface of the thrust bearing, the number of the above channels is N> 1, each the second channel has an axis of symmetry with respect to which the boundaries of the corresponding channel are symmetrical, the axis passing along the heel radius, the angle between the axes of adjacent channels α = 360 / N, and the depth h of each of the above channels monotonously decreases from the maximum depth H at one channel boundary and to zero on the other in the direction of rotation of the heel in the operating mode, and the thrust bearing has a through channel for oil flow from the above heat exchanger into the contact zone of the heel with the thrust bearing.