RU75437U1 - SUBMERSIBLE ELECTRIC PUMP AND SUPPORT MODULE OF THE SUBMERSIBLE ELECTRIC PUMP - Google Patents
SUBMERSIBLE ELECTRIC PUMP AND SUPPORT MODULE OF THE SUBMERSIBLE ELECTRIC PUMP Download PDFInfo
- Publication number
- RU75437U1 RU75437U1 RU2008110096/22U RU2008110096U RU75437U1 RU 75437 U1 RU75437 U1 RU 75437U1 RU 2008110096/22 U RU2008110096/22 U RU 2008110096/22U RU 2008110096 U RU2008110096 U RU 2008110096U RU 75437 U1 RU75437 U1 RU 75437U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- axial
- support
- support module
- housing
- cavity
- Prior art date
Links
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Технические решения относятся к гидромашиностроению и могут быть использованы при изготовлении погружных скважинных винтовых и центробежных электронасосов для добычи нефти, преимущественно высоконапорных насосов для добычи нефти из глубоких и сверхглубоких скважин. Погружной скважинный электронасос содержит насосный модуль, электродвигатель с гидрозащитой и опорный модуль, размещенный между насосным модулем и гидрозащитой, включающий в себя корпус, вал, выполненный с возможностью восприятия осевых усилий со стороны вала насосного модуля, и по меньшей мере, две осевые опоры вала, каждая из которых включает в себя упорный элемент, закрепленный на валу и опорный элемент, установленный в корпусе опорного модуля. При этом каждая осевая опора снабжена поршнем, на котором закреплен упомянутый опорный элемент, причем поршень выполнен с возможностью осевого перемещения в соответствующей камере, подпоршневая полость которой заполнена несжимаемой рабочей средой и гидравлически изолирована от полости корпуса опорного модуля, при этом полости под поршнями всех осевых опор гидравлически соединены между собой. Технический результат, достигаемый при реализации первого технического решения, заключается в обеспечении возможности использования в составе погружного скважинного электронасоса насосного модуля с увеличенным напором и подачей при сохранении диаметрального габарита электронасоса за счет повышение несущей способности, надежности и долговечности осевых опор опорного модуля электронасоса. Технический результат, достигаемый при реализации второго технического решения, заключается в повышение несущей способности осевых опор опорного модуля, а также их надежности и долговечности за счет обеспечения равномерности распределения осевой нагрузки между осевыми опорами, исключения механического трения в системе распределения осевой нагрузки, а также за счет обеспечения эффективного охлаждения осевых опор.Technical solutions relate to hydraulic engineering and can be used in the manufacture of submersible borehole screw and centrifugal electric pumps for oil production, mainly high-pressure pumps for oil production from deep and ultra-deep wells. The submersible borehole electric pump comprises a pump module, a hydraulic motor with a hydraulic protection and a support module located between the pump module and a hydraulic protection, including a housing, a shaft configured to absorb axial forces from the shaft of the pump module, and at least two axial shaft supports, each of which includes a stop element mounted on the shaft and a support element mounted in the housing of the support module. In this case, each axial support is provided with a piston on which the said supporting element is fixed, the piston being axially movable in a corresponding chamber, the piston cavity of which is filled with an incompressible working medium and is hydraulically isolated from the cavity of the support module body, while the cavity under the pistons of all axial bearings hydraulically interconnected. The technical result achieved during the implementation of the first technical solution is to provide the possibility of using a pump module with an increased head and feed as part of a submersible borehole electric pump while maintaining the diametric dimension of the electric pump by increasing the bearing capacity, reliability and durability of the axial bearings of the electric pump support module. The technical result achieved by the implementation of the second technical solution is to increase the bearing capacity of the axial bearings of the support module, as well as their reliability and durability by ensuring uniform distribution of the axial load between the axial bearings, eliminating mechanical friction in the axial load distribution system, and also by ensuring effective cooling of axial bearings.
2 н.з., 10 з.п. ф-лы, 3 ил.2 N.C., 10 C.P. f-ly, 3 ill.
Description
Технические решения относятся к гидромашиностроению и могут быть использованы при изготовлении погружных скважинных винтовых и центробежных электронасосов для добычи нефти, преимущественно высоконапорных насосов для добычи нефти из глубоких и сверхглубоких скважин.Technical solutions relate to hydraulic engineering and can be used in the manufacture of submersible borehole screw and centrifugal electric pumps for oil production, mainly high-pressure pumps for oil production from deep and ultra-deep wells.
Известен погружной скважинный электронасос (см. патент RU 57845 U1, 2006.10.27), содержащий насосный модуль и электродвигатель с гидрозащитой. Протектор гидрозащиты включает в себя корпус, вал, выполненный с возможностью восприятия осевых усилий со стороны вала насосного модуля и осевую гидродинамический опору вала, которая содержит закрепленный на валу упорный элемент (пяту) и опорный элемент (подпятник), установленный в корпусе протектора без возможности вращения. Зазор между пятой и подпятником заполнен маслом, нагнетаемым гидравлическим насосом объемного действия, приводимым в действие валом протектора. Описанная конструкция обеспечивает повышение несущей (нагрузочной) способности осевой опоры за счет гидростатической разгрузки давлением, создаваемым гидравлическим насосом. Основным недостатком аналога является отсутствие возможности кратного увеличения несущей способности опоры путем использования Known submersible borehole electric pump (see patent RU 57845 U1, 2006.10.27) containing a pump module and an electric motor with hydraulic protection. The hydroprotection protector includes a housing, a shaft configured to absorb axial forces from the shaft side of the pump module and an axial hydrodynamic shaft support, which comprises a thrust element (heel) fixed to the shaft and a support element (thrust bearing) mounted in the tread housing without rotation . The gap between the fifth and the thrust bearing is filled with oil, pumped by a volumetric hydraulic pump driven by a tread shaft. The described design provides an increase in the bearing (load) capacity of the axial support due to hydrostatic pressure relief created by the hydraulic pump. The main disadvantage of the analogue is the lack of the possibility of a multiple increase in the bearing capacity of the support by using
многорядной конструкции, что существенно ограничивает сферу применения устройства.multi-row design, which significantly limits the scope of the device.
Известен погружной скважинный электронасос с опорным модулем, описанный в патенте RU 2290539 С2, 2006.08.10, содержащий, по меньшей мере, один насосный модуль, электродвигатель с гидрозащитой, а также расположенный между насосным модулем и гидрозащитой опорный модуль, включающий в себя корпус, вал, выполненный с возможностью восприятия осевых усилий со стороны вала насосного модуля, и три установленные последовательно осевые опоры вала, образующие многорядную конструкцию. Каждая осевая опора содержит упорный элемент (пяту), закрепленный на валу опорного модуля и опорный элемент (подпятник), установленный в корпусе опорного модуля без возможности вращения. Корпус опорного модуля заполнен маслом, при этом опорный модуль включает в себя систему регулирования давления масла в полости корпуса.Known submersible borehole electric pump with a support module, described in patent RU 2290539 C2, 2006.08.10, containing at least one pump module, an electric motor with hydraulic protection, and also located between the pump module and the hydraulic protection support module, which includes a housing, a shaft made with the possibility of perception of axial forces from the shaft side of the pump module, and three axial shaft supports mounted in series, forming a multi-row design. Each axial support contains a stop element (heel), mounted on the shaft of the support module and a support element (thrust bearing) mounted in the housing of the support module without rotation. The housing of the support module is filled with oil, while the support module includes a system for regulating the oil pressure in the cavity of the housing.
Недостатком аналога является пониженная несущая способность, а также надежность и долговечность осевых опор вследствие отсутствия средств, обеспечивающих равномерное распределение осевой нагрузки между осевыми опорами, что может привести к их неравномерному износу и аварийному или преждевременному выходу из строя.The disadvantage of the analogue is the reduced bearing capacity, as well as the reliability and durability of the axial bearings due to the lack of means ensuring a uniform distribution of the axial load between the axial bearings, which can lead to their uneven wear and emergency or premature failure.
Наиболее близким аналогом (прототипом) для каждой полезной модели заявленной группы является погружной скважинный электронасос с опорным модулем, описанный в патенте RU 64301 U1, 2007.06.27, выполненный аналогично описанному выше и отличающийся тем, что опорные The closest analogue (prototype) for each utility model of the claimed group is a submersible borehole electric pump with a support module, described in patent RU 64301 U1, 2007.06.27, made similar to that described above and characterized in that the support
элементы осевых опор (подпятники) установлены с возможностью перемещения в осевом направлении и опираются на пакеты тарельчатых пружин, размещенные в соответствующих обоймах. Таким образом обеспечивается самоустановка подпятников по высоте и перераспределения осевой нагрузки между осевыми опорами.the elements of the axial bearings (thrust bearings) are mounted with the possibility of movement in the axial direction and rely on packages of Belleville springs placed in the respective clips. This ensures self-alignment of the thrust bearings in height and the redistribution of the axial load between the axial bearings.
Основными недостатками прототипа является низкая точность перераспределения осевой нагрузки вследствие наличия внутреннего трения в пакетах пружин и отклонений в характеристиках пружин, связанных с технологическими допусками при их изготовлении. В результате не достигается увеличение несущей способности кратно числу установленных осевых опор, при этом надежности многорядной опоры всегда существенно ниже, чем у однорядной. Кроме того, одним из основных условий нормального функционирования высоконагруженной опоры является ее эффективное охлаждение, требующее организации циркуляции охлаждающей среды через контактную зону осевых опор, что не обеспечивается конструкцией прототипа.The main disadvantages of the prototype is the low accuracy of the redistribution of the axial load due to the presence of internal friction in the packages of springs and deviations in the characteristics of the springs associated with technological tolerances in their manufacture. As a result, an increase in the bearing capacity is not achieved by a multiple of the number of axial bearings installed, while the reliability of a multi-row support is always significantly lower than that of a single-row one. In addition, one of the main conditions for the normal functioning of a highly loaded support is its effective cooling, which requires the organization of the circulation of the cooling medium through the contact zone of the axial supports, which is not provided by the prototype design.
Таким образом, задача, на решение которой направлена каждая из полезных моделей заявленной группы, состоит в создании высоконапорного погружного скважинного винтового и центробежного электронасоса для добычи нефти из глубоких и сверхглубоких скважин с усиленным опорным модулем.Thus, the task to which each of the useful models of the claimed group is aimed is to create a high-pressure submersible borehole screw and centrifugal electric pump for oil production from deep and ultra-deep wells with a reinforced support module.
Технический результат, достигаемый при реализации первого технического решения из заявленной группы полезных моделей, заключается в обеспечении возможности использования в составе погружного скважинного The technical result achieved during the implementation of the first technical solution from the claimed group of utility models is to enable the use of a submersible borehole
электронасоса насосного модуля с увеличенным напором и подачей при сохранении диаметрального габарита электронасоса за счет повышение несущей способности, надежности и долговечности осевых опор опорного модуля электронасоса.the electric pump of the pump module with an increased head and feed while maintaining the diametrical dimension of the electric pump by increasing the bearing capacity, reliability and durability of the axial bearings of the supporting module of the electric pump.
Технический результат, достигаемый при реализации второго технического решения из заявленной группы полезных моделей, заключается в повышение несущей способности осевых опор опорного модуля, а также их надежности и долговечности за счет обеспечения равномерности распределения осевой нагрузки между осевыми опорами, исключения механического трения в системе распределения осевой нагрузки, а также за счет обеспечения эффективного охлаждения осевых опор.The technical result achieved during the implementation of the second technical solution from the claimed group of utility models is to increase the bearing capacity of the axial bearings of the support module, as well as their reliability and durability by ensuring uniform distribution of the axial load between the axial bearings, eliminating mechanical friction in the axial load distribution system , as well as by providing effective cooling of axial bearings.
Погружной скважинный электронасос, обеспечивающий достижение указанного выше технического результата, содержит, по меньшей мере, один насосный модуль, электродвигатель с гидрозащитой и опорный модуль, размещенный между насосным модулем и гидрозащитой, включающий в себя корпус, вал, выполненный с возможностью восприятия осевых усилий со стороны вала насосного модуля, и по меньшей мере, две осевые опоры вала, каждая из которых включает в себя упорный элемент, закрепленный на валу и опорный элемент, установленный в корпусе опорного модуля с возможностью перемещения в осевом направлении и без возможности вращения. При этом в отличии от прототипа каждая осевая опора снабжена поршнем, на котором закреплен упомянутый опорный элемент, причем поршень выполнен с возможностью осевого перемещения в соответствующей камере, подпоршневая The submersible borehole electric pump, which ensures the achievement of the above technical result, contains at least one pump module, an electric motor with hydraulic protection and a support module located between the pump module and hydraulic protection, including a housing, a shaft configured to absorb axial forces from the side the shaft of the pump module, and at least two axial bearings of the shaft, each of which includes a stop element mounted on the shaft and a support element mounted in the housing of the support module movable axially and non-rotatably. Moreover, in contrast to the prototype, each axial support is provided with a piston on which the said supporting element is fixed, and the piston is made with the possibility of axial movement in the corresponding chamber,
полость которой заполнена несжимаемой рабочей средой и гидравлически изолирована от полости корпуса опорного модуля, при этом полости под поршнями всех осевых опор гидравлически соединены между собой.the cavity of which is filled with an incompressible working medium and hydraulically isolated from the cavity of the housing of the support module, while the cavity under the pistons of all axial bearings are hydraulically interconnected.
Опорный модуль для погружного скважинного электронасоса, обеспечивающий достижение указанного выше технического результата, содержит корпус, вал, выполненный с возможностью восприятия осевых усилий со стороны своего верхнего торца и, по меньшей мере, две осевые опоры вала, каждая из которых включает в себя упорный элемент, закрепленный на валу и опорный элемент, установленный в корпусе опорного модуля с возможностью перемещения в осевом направлении и без возможности вращения. Корпус, заполнен жидкой средой, предназначенной для обеспечения функционирования осевых опор вала, а опорный модуль включает в себя систему регулирования давления жидкой среды в полости корпуса. При этом в отличии от прототипа опорный модуль выполнен с возможность обеспечения циркуляции упомянутой жидкой среды через контактную зону осевых опор, а каждая осевая опора снабжена поршнем, на котором закреплен упомянутый опорный элемент, причем поршень выполнен с возможностью осевого перемещения в соответствующей камере, подпоршневая полость которой заполнена несжимаемой рабочей средой и гидравлически изолирована от полости корпуса опорного модуля. При этом полости под поршнями всех осевых опор гидравлически соединены между собой.The support module for a submersible borehole electric pump, ensuring the achievement of the above technical result, comprises a housing, a shaft configured to absorb axial forces from its upper end face and at least two axial shaft supports, each of which includes a thrust element, fixed on the shaft and the support element mounted in the housing of the support module with the possibility of movement in the axial direction and without the possibility of rotation. The housing is filled with a liquid medium designed to ensure the functioning of the axial bearings of the shaft, and the support module includes a system for regulating the pressure of the liquid medium in the cavity of the housing. In this case, in contrast to the prototype, the support module is configured to circulate said liquid medium through the contact zone of the axial bearings, and each axial support is provided with a piston on which said support element is fixed, the piston being axially movable in a corresponding chamber, the piston cavity of which filled with incompressible working medium and hydraulically isolated from the cavity of the housing of the support module. In this case, the cavity under the pistons of all axial bearings are hydraulically interconnected.
Кроме того, в частном случае первого варианта реализации полезной модели в корпусе выполнены каналы для обеспечения движения жидкой среды через периферийную зону корпуса, а в упорном и опорном элементах каждой осевой опоры выполнены осевые каналы для обеспечения движения жидкой среды через центральную зону опорного модуля.In addition, in the particular case of the first embodiment of the utility model, channels are provided in the housing for providing fluid movement through the peripheral zone of the housing, and axial channels are made in the thrust and supporting elements of each axial support to ensure fluid movement through the central zone of the support module.
Кроме того, в частном случае первого варианта реализации полезной модели в упорном элементе каждой осевой опоры выполнен, по меньшей мере, один осевой и один радиальный канал для обеспечения движения жидкой среды.In addition, in the particular case of the first embodiment of the utility model, at least one axial and one radial channel are made in the thrust element of each axial support to ensure the movement of the liquid medium.
Кроме того, в частном случае первого варианта реализации полезной модели канал опорного элемента совмещен с центральным отверстием для прохода вала опорного модуляIn addition, in the particular case of the first embodiment of the utility model, the channel of the support element is aligned with the central hole for the passage of the shaft of the support module
Кроме того, в частном случае первого варианта реализации полезной модели включает в себя нижнюю и верхнюю накопительные емкости для жидкой среды.In addition, in the particular case of the first embodiment of the utility model includes lower and upper storage tanks for a liquid medium.
Кроме того, в частном случае первого варианта реализации полезной модели система регулирования давления в полости корпуса включает в себя два обратных клапана, связывающих нижнюю часть одной из емкостей для жидкой среды с затрубным пространством в прямом и обратном направлениях при повышении или снижении давления в указанной емкости соответственно, промежуточную камеру, отделенную вертикальной цилиндрической стенкой от части емкости, в которой расположены клапаны, и гидравлически связанную с ней каналом в верхней части промежуточной камеры, система In addition, in the particular case of the first embodiment of the utility model, the pressure control system in the body cavity includes two non-return valves that connect the lower part of one of the containers for the liquid medium with the annulus in the forward and reverse directions with increasing or decreasing pressure in the indicated container, respectively , an intermediate chamber separated by a vertical cylindrical wall from the part of the container in which the valves are located, and a channel hydraulically connected to it in the upper part of the intermediate camera system
включает в себя трубку, связывающую часть полости корпуса, в которой расположены осевые опоры, с нижней частью промежуточной камеры.includes a tube connecting the part of the body cavity in which the axial bearings are located with the lower part of the intermediate chamber.
Кроме того, в частном случае первого варианта реализации полезной модели система регулирования давления в полости корпуса включает в себя упругую диафрагму, разделяющую одну из емкостей для жидкой среды на концентрично расположенные внешнюю и внутреннюю полости, при этом внешняя полость соединена с затрубным пространством, а внутренняя полость гидравлически соединена с частью полости корпуса, в которой расположены осевые опоры, между внешней и внутренней полостями установлен обратный клапан, обеспечивающий возможность перетекания жидкой среды из внутренней полости во внешнюю при повышении давления во внутренней полости.In addition, in the particular case of the first embodiment of the utility model, the pressure control system in the body cavity includes an elastic diaphragm dividing one of the containers for the liquid medium into concentrically located external and internal cavities, the external cavity being connected to the annulus, and the internal cavity hydraulically connected to the part of the body cavity in which the axial bearings are located, a check valve is installed between the external and internal cavities, which allows flow over dkoy medium from the internal cavity to the exterior when the pressure in the internal cavity.
Кроме того, в частном случае первого варианта реализации полезной модели жидкая среда представляет собой высоковязкое масло.In addition, in the particular case of the first embodiment of the utility model, the liquid medium is a highly viscous oil.
Кроме того, в частном случае первого варианта реализации полезной модели рабочая среда представляет собой машинное масло.In addition, in the particular case of the first embodiment of the utility model, the working medium is engine oil.
Кроме того, в частном случае первого варианта реализации полезной модели упорный элемент представляет собой пяту гидродинамического подшипника скольжения, а опорный элемент представляет собой соответствующий подпятникIn addition, in the particular case of the first embodiment of the utility model, the thrust element is the heel of a hydrodynamic sliding bearing, and the support element is a corresponding thrust bearing
Кроме того, в частном случае первого варианта реализации полезной модели осевая опора представляет собой шариковый или роликовый упорный подшипник качения, при этом упорный и опорный элементы представляют In addition, in the particular case of the first embodiment of the utility model, the axial support is a ball or roller thrust rolling bearing, while the thrust and supporting elements represent
собой, соответственно, верхнее и нижнее кольцо подшипника.themselves, respectively, the upper and lower bearing ring.
Использование нескольких последовательно расположенных осевых опор в одном опорном модуле позволяет практически неограниченно увеличивать несущую (нагрузочную) способность опорного модуля без увеличения диаметрального габарита, что принципиально важно для скважинного нефтедобывающего оборудования. Дополнительное увеличение несущей способности, а также существенное повышение надежности и долговечности опорного модуля и насоса в целом обеспечивается путем перераспределения и выравнивания осевого усилия между осевыми опорами с помощью гидравлической системы распределения нагрузки. В результате несущая способность такого опорного модуля будет равна суммарной несущей способности используемых в нем осевых опор. Гидравлическая система перераспределения нагрузки полностью изолирована от жидкой среды (высоковязкого масла), заполняющей полость корпуса и необходимой для обеспечения функционирования осевых опор. Это позволяет избежать создания высокого давления в полости корпуса опорного модуля.The use of several axial supports located in series in one support module allows an almost unlimited increase in the bearing (load) capacity of the support module without increasing the diametric dimension, which is fundamentally important for downhole oil production equipment. An additional increase in the bearing capacity, as well as a significant increase in the reliability and durability of the support module and the pump as a whole, is achieved by redistributing and leveling the axial force between the axial bearings using a hydraulic load distribution system. As a result, the bearing capacity of such a support module will be equal to the total bearing capacity of the axial supports used in it. The hydraulic load redistribution system is completely isolated from the liquid medium (high viscosity oil) that fills the body cavity and is necessary to ensure the functioning of the axial bearings. This avoids creating high pressure in the cavity of the housing of the support module.
Охлаждение трущихся поверхностей, необходимое для нормального функционирования высоконагруженной опоры, реализовано за счет циркуляции заполняющей корпус опорного модуля жидкой среды (высоковязкого масла) через контактную зону осевых опор и организации системы регулирования давления жидкой среды в полости корпуса при ее тепловом расширении и пр., которая необходима для нормальной эксплуатации опорного модуля в скважине.The cooling of the friction surfaces necessary for the normal functioning of the highly loaded support is realized by circulating the fluid module supporting the module of the medium (high viscosity oil) through the contact zone of the axial bearings and organizing a system for regulating the pressure of the liquid medium in the body cavity during its thermal expansion, etc., which is necessary for normal operation of the support module in the well.
Возможность осуществления каждой полезной модели заявленной группы подтверждается описанием погружного скважинного электронасоса с опорным модулем, выполненного в соответствии с настоящей полезной моделью.The possibility of implementing each utility model of the claimed group is confirmed by the description of a submersible borehole electric pump with a support module, made in accordance with this utility model.
Описание сопровождается графическими материалами, на которых изображено следующее:The description is accompanied by graphic materials, which depict the following:
На Фиг.1 - опорный модуль погружного скважинного электронасоса.Figure 1 - reference module submersible borehole electric pump.
На Фиг.2 - принципиальная схема опорного модуля с первым вариантом реализации системы регулирования давления в полости корпуса.Figure 2 is a schematic diagram of a support module with a first embodiment of a pressure control system in the housing cavity.
На Фиг.3 - принципиальная схема опорного модуля со вторым вариантом реализации системы регулирования давления в полости корпуса.Figure 3 is a schematic diagram of a support module with a second embodiment of a pressure control system in the housing cavity.
Погружной скважинный электронасос содержит одну или несколько модуль-секций многоступенчатого центробежного насоса или винтовой насосный модуль, электродвигатель с гидрозащитой (на чертежах не показаны) и опорный модуль 1, размещенный между насосным модулем и гидрозащитой.A submersible borehole electric pump contains one or several module sections of a multistage centrifugal pump or a screw pump module, a hydraulic motor with protection (not shown in the drawings) and a support module 1 located between the pump module and the hydraulic protection.
Опорный модуль включает в себя корпус, состоящий из головки 2, верхнего 3 и нижнего 4 ниппелей, обоймы 5 и основания 6, соединенных между собой с помощью резьбовых соединений. Для соединения корпуса опорного модуля к насосному модулю и протектору гидрозащиты используются фланцевые соединения 7 и 8. Крутящий момент от погружного электродвигателя к расположенным выше опорного модуля агрегатам электронасоса передается с помощью шлицевых муфт 9 через вал 10, установленный в корпусе посредством The support module includes a housing consisting of a head 2, an upper 3 and a lower 4 nipples, a cage 5 and a base 6, interconnected by threaded connections. To connect the housing of the support module to the pump module and the protector of hydraulic protection, flange connections 7 and 8 are used. The torque from the submersible motor to the electric pump units located above the support module is transmitted via splined couplings 9 through a shaft 10 installed in the housing through
радиальных подшипников 11 и снабженный торцевыми уплотнениями 12. Корпус заполнен высоковязким маслом.of radial bearings 11 and equipped with mechanical seals 12. The housing is filled with highly viscous oil.
Внутри обоймы 5 расположены осевые опоры 13 и 14 вала 10, установленные последовательно вдоль вала. В описываемой конструкции в качестве осевой опоры используется опора гидродинамического типа. Однако, опорный модуль может быть оснащен и другими типами осевых опор, например, с использованием упорных подшипников качения. Описываемый опорный модуль включает в себя две осевые опоры, но количество осевых опор определяется условиями эксплуатации электронасоса и может быть практически любым.Inside the yoke 5, axial bearings 13 and 14 of the shaft 10 are arranged in series along the shaft. In the described construction, an axial support uses a hydrodynamic type support. However, the support module can be equipped with other types of axial bearings, for example, using persistent rolling bearings. The described support module includes two axial bearings, but the number of axial bearings is determined by the operating conditions of the electric pump and can be practically any.
Каждая осевая опора состоит из пяты 15, закрепленной на валу 10 с помощью полуколец 16 и шпонки, а также опорного поршня 17 с установленным на нем подпятником 18, которые выполнены с центральным отверстием для прохода вала 10 и циркуляции масла через контактную зону осевых опор. При этом в пяте 15 выполнены специальные осевой 19 и радиальный 20 каналы для обеспечения циркуляции масла. Опорный поршень 17 установлен в соответствующей камере 18 с возможностью перемещения вдоль продольной оси опорного модуля и образует гидроцилиндр. Полости 21 под опорными поршнями изолированы от остального объема корпуса опорного модуля, соединены между собой каналами 19 и заполнены машинным маслом через пробки 22. Верхняя осевая опора 13 кроме опорного поршня, нижнего подпятника и пяты содержит еще верхний подпятник 35, неподвижно закрепленный в ниппеле 3 и ограничивающий осевое перемещение вала 10 вверх, Each axial support consists of a heel 15, mounted on the shaft 10 with half rings 16 and a key, as well as a support piston 17 with a thrust bearing 18 mounted on it, which are made with a central hole for passage of the shaft 10 and oil circulation through the contact zone of the axial bearings. At the same time, in heel 15, special axial 19 and radial 20 channels are made to ensure oil circulation. The supporting piston 17 is installed in the corresponding chamber 18 with the possibility of movement along the longitudinal axis of the supporting module and forms a hydraulic cylinder. The cavities 21 under the support pistons are isolated from the rest of the body of the support module, interconnected by channels 19 and filled with engine oil through plugs 22. The upper axial support 13, in addition to the support piston, lower thrust bearing and heel, also contains the upper thrust bearing 35, which is fixedly mounted in the nipple 3 and limiting the axial movement of the shaft 10 upwards
что может произойти, например, при пуске или обратном вращении вала насоса. Компенсация теплового расширения масла в подпоршневых полостях реализована за счет обеспечения соответствующего хода вал 10 в осевом направлении подбором зазора между пятой 15 и верхним подпятником 35. Компенсация возможных утечек масла в системе перераспределения осевой нагрузки реализована за счет подбора соответствующего объема подпоршневых полостей.what might happen, for example, during start-up or reverse rotation of the pump shaft. Compensation of the thermal expansion of oil in the piston cavities is realized by providing the axial direction of the shaft 10 in the axial direction by selecting a clearance between the fifth 15 and the upper thrust bearing 35. Compensation of possible oil leaks in the axial load redistribution system is implemented by selecting the appropriate volume of the piston cavities.
Ниже и выше осевых опор размещены емкости 23 и 24 для высоковязкого масла. В обойме 5 и ниппелях 3 и 4 выполнены каналы 25, обеспечивающие циркуляцию высоковязкого масла между емкостями 23 и 24 через контактную зону осевых опор.Below and above the axial bearings are placed tanks 23 and 24 for highly viscous oil. In the ferrule 5 and nipples 3 and 4, channels 25 are made, which ensure the circulation of highly viscous oil between the containers 23 and 24 through the contact zone of the axial bearings.
В нижней части емкости 4, показанного на Фиг.2, расположена система регулирования давления в полости корпуса, обеспечивающая сброс излишка жидкости в затрубное пространство при повышении давления в полости корпуса вследствие теплового расширения масла, а также подсос жидкости из затрубного пространства при снижении давления. Указанная система обеспечивает также удаления газа, который попадает внутрь корпуса вместе со скважинной жидкостью. Система выполнена в виде пары обратных клапанов 26 и 27, промежуточной камеры 28 и трубки 29, связывающей камеру 28 с основной полостью корпуса. Обратные клапаны связывают нижнюю часть емкости 4 с затрубным пространством в прямом (клапан 26) и обратном (клапан 27) направлениях при повышении или снижении давления в указанной емкости относительно заданного значения. Промежуточная камера 28 In the lower part of the tank 4, shown in FIG. 2, there is a system for regulating the pressure in the body cavity, which ensures the discharge of excess fluid into the annulus when the pressure in the body cavity increases due to thermal expansion of the oil, as well as the suction of fluid from the annulus with a decrease in pressure. The specified system also provides for the removal of gas that enters the body along with the well fluid. The system is made in the form of a pair of check valves 26 and 27, an intermediate chamber 28 and a tube 29 connecting the chamber 28 with the main cavity of the housing. Check valves connect the lower part of the tank 4 with the annulus in the forward (valve 26) and reverse (valve 27) directions with increasing or decreasing pressure in the specified tank relative to the set value. Intermediate chamber 28
отделена вертикальной цилиндрической стенкой 30 от части емкости 3, в которой расположены клапаны 26 и 27 и гидравлически связана с ней каналом (отверстием) 31 в верхней части промежуточной камеры. Емкость 4 и промежуточная камера 28 с трубкой 29 образуют лабиринтный канал, препятствующий проникновению скважинной жидкости, подсосанной через обратный клапан 26, в район расположения осевых опор.separated by a vertical cylindrical wall 30 from the part of the tank 3, in which the valves 26 and 27 are located and hydraulically connected to it by a channel (hole) 31 in the upper part of the intermediate chamber. The tank 4 and the intermediate chamber 28 with the tube 29 form a labyrinth channel that prevents the penetration of the well fluid sucked through the check valve 26 into the area of the axial bearings.
Опорный модуль, принципиальная схема которого приведена на Фиг.3, отличается тем, что компенсация температурного изменения объема происходит путем упругих деформаций диафрагмы 32. Система регулирования давления выполнена в виде дополнительной емкости 33, разделенной на две части диафрагмой 32. В случае значительного увеличения объема высоковязкого масла вследствие нагрева часть масла может перетечь из полости А в полость В через пару последовательно установленных обратных клапанов 34. Полость В сообщается с затрубным пространством, и избыточный объем масла будет удален из опорного модуля. В случае уменьшения объема высоковязкого масла гибкая диафрагма сокращает объем полости А, а освободившееся пространство в полости В заполняется скважинной жидкостью. Обратные клапаны 34 препятствуют перетеканию скважинной жидкости из полости В в полость А, и далее в зону расположения осевых опор.The support module, the circuit diagram of which is shown in FIG. 3, is characterized in that the temperature changes in the volume are compensated by elastic deformations of the diaphragm 32. The pressure control system is made in the form of an additional tank 33, divided into two parts by the diaphragm 32. In the case of a significant increase in the volume of highly viscous due to heating of the oil, part of the oil can flow from the cavity A to the cavity B through a pair of serially installed check valves 34. The cavity B communicates with the annulus, and the exact amount of the oil is removed from the support unit. In the case of a decrease in the volume of highly viscous oil, the flexible diaphragm reduces the volume of the cavity A, and the freed space in the cavity B is filled with well fluid. Check valves 34 prevent the flow of well fluid from cavity B into cavity A, and then into the area of axial bearings.
Возникающие в процессе работы погружного электронасоса осевые усилия передаются через вал 10, полукольца 16, пяту 15 и подпятник 18 на один из опорных поршней 17. Поршень вытесняет часть масла через канал 19 в полость под вторым опорным поршнем и создает давление, под действием The axial forces arising during the operation of the submersible electric pump are transmitted through the shaft 10, half rings 16, the heel 15 and the thrust bearing 18 to one of the supporting pistons 17. The piston displaces part of the oil through the channel 19 into the cavity under the second supporting piston and creates pressure under the action
которого второй опорный поршень через свой подпятник воспринимает осевое усилие. За счет равенства давления в полостях и равенства площадей опорных поршней осевое усилие, воспринимаемое обеими осевыми опорами, будет одинаковым. Произойдет перераспределение осевого усилия между двумя расположенными последовательно осевыми опорами. Несущая способность такого опорного модуля равна суммарной несущей способности используемых в нем осевых опор.which the second supporting piston through its thrust receives the axial force. Due to the equality of pressure in the cavities and the equality of the areas of the supporting pistons, the axial force perceived by both axial bearings will be the same. The axial force is redistributed between the two axial bearings arranged in series. The bearing capacity of such a support module is equal to the total bearing capacity of the axial bearings used in it.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008110096/22U RU75437U1 (en) | 2008-03-19 | 2008-03-19 | SUBMERSIBLE ELECTRIC PUMP AND SUPPORT MODULE OF THE SUBMERSIBLE ELECTRIC PUMP |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008110096/22U RU75437U1 (en) | 2008-03-19 | 2008-03-19 | SUBMERSIBLE ELECTRIC PUMP AND SUPPORT MODULE OF THE SUBMERSIBLE ELECTRIC PUMP |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU75437U1 true RU75437U1 (en) | 2008-08-10 |
Family
ID=39746743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008110096/22U RU75437U1 (en) | 2008-03-19 | 2008-03-19 | SUBMERSIBLE ELECTRIC PUMP AND SUPPORT MODULE OF THE SUBMERSIBLE ELECTRIC PUMP |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU75437U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2730189C2 (en) * | 2016-08-29 | 2020-08-19 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Support unit for column with electric submersible pump with moving cavities |
| RU2733806C1 (en) * | 2020-04-22 | 2020-10-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Системы Механизированной Добычи "ИНТЭКО" | Valve oil-filled electric motor |
-
2008
- 2008-03-19 RU RU2008110096/22U patent/RU75437U1/en active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2730189C2 (en) * | 2016-08-29 | 2020-08-19 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Support unit for column with electric submersible pump with moving cavities |
| RU2733806C1 (en) * | 2020-04-22 | 2020-10-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Системы Механизированной Добычи "ИНТЭКО" | Valve oil-filled electric motor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2455022A (en) | Submersible double-acting fluid piston deep well pump | |
| RU122531U1 (en) | DEVICE FOR HYDRAULIC PROTECTION OF SUBMERSIBLE OIL-FILLED MOTOR | |
| US3085514A (en) | Pump cooling apparatus | |
| RU2375604C1 (en) | Submerged one-auger pump bearing unit | |
| US11781537B2 (en) | Radial piston hydraulic device distributed by pilot operated check valves | |
| US8834133B2 (en) | Pumping device for fluids located at the bottom of a drilled well | |
| US2968287A (en) | Hydrostatic transmissions | |
| CN113309681A (en) | Star-shaped high-pressure radial plunger pump | |
| RU75437U1 (en) | SUBMERSIBLE ELECTRIC PUMP AND SUPPORT MODULE OF THE SUBMERSIBLE ELECTRIC PUMP | |
| RU2464691C1 (en) | Pump plant drive | |
| US10288119B2 (en) | Orifice plate bearing lubrication system | |
| CA2033779C (en) | Sealing system for a sealed bearing assembly used in earth drilling | |
| CN102297107A (en) | Novel sloped disk type variable-displacement oil pump | |
| RU2007141234A (en) | AXIAL BRACKET FOR SUBMERSIBLE SCREW PUMPS | |
| RU169276U1 (en) | Sealing device for cylindrical pairs of hydropneumatic machines | |
| US3163121A (en) | Piston pumps | |
| CN109958669A (en) | A kind of servo hydraulic cylinder hydrostatic seal guide sleeve of diesis shape chamber | |
| US2789515A (en) | Variable stroke variable pressure pump or compressor | |
| RU68801U1 (en) | DEVICE FOR HYDRAULIC PROTECTION OF SUBMERSIBLE OIL-FILLED ELECTRIC MOTOR | |
| Cho | Characteristics of Lubrication between Slipper and Swashplate in Swashplate Type Hydraulic Piston Pump | |
| RU193137U1 (en) | HYDRAULIC PROTECTION DEVICE FOR SUBMERSIBLE ELECTRIC MOTOR WITH STRENGTHENED AXIAL SUPPORT | |
| RU2331750C1 (en) | Turbodrill oil-filled spindle section and commissioning method | |
| RU75259U1 (en) | DEVICE FOR HYDRAULIC PROTECTION OF SUBMERSIBLE OIL-FILLED ELECTRIC MOTOR | |
| CN106438256B (en) | Compensate the hydrostatic support structure of three plunger hole cylinder body thrusts | |
| CN205260238U (en) | Axial plunger pump |