Погружной агрегат

(5) 4 Н 02 К 5/12 ВСЕСОЕЗЦДДИТЕНТЕ 1 ь.ф.;:; ББ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 140.,Н АВТОРСН СВИДЕТЕЛЬСТВУ 7 Ф ц ТО 1 ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Специальное проектно-конструторское и технологическое бюро попогружному электрооборудованию длбурения скважин и добычи нефтиВсесоюзного научно-производственного объединения "Потенциал"(57) Изобретение относится к области электромашиностроения. Цельизобретения - повышение и упрощениконструкции погружного агрегата вчасти элементов, обеспечивающихэлектрическое, гидравлическое имеханическое соединение отдельныхэлектродвигателей в агрегате. Этовозможно при выполнении приспособления, закрывающего отверстие нижнего конца канала 13 в корпуседвигателя системы для циркуляциижидкости, в виде узла, срабатывающего при нагревании агрегата до за14730 4 данной температуры, Это может бытьнаружная обойма и запорный элемент14 в виде шарика или ролика, причем коэффициент объемного расширения пары выбран из условия обеспечения свободного перемещения запорного элемента в обойме под действием силы тяжести при заданной температуре. Другим вариантом выполнения приспособления может бытьобойма, снабженная защелкой. МатеИзобретение относится к электромашинострорнию, в частности к погружным агрегатам привода насосов (длядобычи жидкости из скважин, межпластавой закачки и т,д.),включающим,несколько электродвигателей, установленных в последовательности по продольной оси,Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности.На фиг . 1 показан погружной агрегат, общий вид; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг . 1; на фиг . 3 - разрез Б-Б на фиг . 2; на фиг . 4 . - 15узел 1 на фиг . 2, вариант выполнения запорного элемента в виде обоймы, внутри которой размещен вкладьпп в виде ролика из материала, коэффициент объемного расширения которого меньше, чем у материала обоймы;на фиг . 5 - то же, со вкладышем излегкоплавкого материала; на фиг . 6то же, со вкладьппем в виде ролика,имеющего канавку, где размещена 25установленная в обойме защелка; нафиг . 7 - .разрез В-В на фиг . 6.Пог ружной аг рег ат содержит покрайней мере два последовательноустановленных вертикальных электродвигателя нижний 1 и верхний 2, Нижний электродвигатель 1 имеет корпус3 с верхним 4 и нижним 5 торцами,Верхний электродвигатель 2 имееткорпус 6 с верхним 7 и нижним .8 торцами. Торец 4 корпуса 3 электродвигателя 1 и торец 8 корпуса 6 электродвигателя 2 сопряжены между собой. Внутри нижнего электродвигателя1 расположен вал 9 с осевым каналом риал защелки выбран из условияобеспечения расфиксации запорногоэлемента при заданной температуре.Приспособление может быть выполнено также в виде пробки, например,из парафина, а отверстия в корпуседвигателя для канала системы циркуляции жидкости расположены в поперечном сечении равномерно по окружностицентр которой лежит на продольнойоси агрегата. 3 з.п. ф-лы, 7 ил. 10 для протока охлаждающей жидкости,входящим в систему циркуляции жидкости агрегата.Внутри верхнего электродвигателя2 расположен вал 1 с осевым каналом 12. В нижнем торце 8 корпусаверхнего электродвигателя 2 имеетсяотверстие канала 13, соединяющеговнутренние полости электродвигателей1 и.2 и предназначенного.для протекания охлаждающей жидкости. Каналов13 может быть несколько. В этомслучае каналы 13 в торце корпусадвигателя расположены равномерно поокружности, центр которой совпадаетс продольной осью агрегата.При трех контактах для электрического соединения двигателей агрегатаколичество каналов в поперечном сечении равно трем (см. фиг . 3)В канале 13 электродвигателя 2размещен запорный элемент 14, Электродвигатели 1 и 2 имеют радиальныеопоры 15 и 16, удерживающие валы 9и 11, сердечники роторов7, 18 истаторы 1 9, 20 соответственно с обмотками, подключенными к контактам21 в нижнем электродвигателе 1 и22 в верхнем электродвигателе 2.Контакты 21 размещены в изоляторах 23, а контакты 22 - в изоляторах24. Изоляторы 23 и 24 закреплены насоцрягаемых торцах 4 и 8 корпусов электродвигателейи 2 соответственно.Запорный элемент 1 4 состоит изобоймы 25, внутри которой размещенвкладыш 26, при этом экладьпп выполнен из материала, имеющего коэффи15 3 147301циент объемного расширения меньшекоэффициента объемного расширенияматериала обоймы 25. Обойма 25 можетбыть изготовлена из относительно5мягкого материала, например свинцаили алюминия, предварительно обработана под размер вкладыша, например в виде стального шарика, ивпоследствии прокалибрована при 10определенной температуре, равнойтемпературе срабатывания запорногоэлемента, тем шариком 26, которыйвпоследствии составляет пару обойме 25.В другом варианте запорный элемент 14 может состоять из обоймы27 и ролика 28, причем коэффициентобъемного расширения материала ролика меньше коэффициента объемного 20расширения материала обоймы 27.Вкладыш в еще одном варианте конструкции запорного элемента 14 может быть выполнен в виде пробки 29(фиг . 5) из легкоплавкого материала, например парафина.Кроме перечисленных вариантовконструкция запорного элемента может включать обойму 30, вкладыш ввиде ролика 31 с канавкой и защелки 32,В обойме 30 выполнено отверстие33, расположенное в поперечном сечении вдоль хорды. Отверстие 33вскрыто центральным отверстием обоймы ЗО.В отверстии 33 и канавке ролика 31 расположена защелка 32, например, в виде скобы, причем материалзащелки выбран из условия срабатывания при заданной температуре нагрева, обеспечивающего расфиксацию ролика 32. Это может быть биметалл, металл с памятью и т.д.Система циркуляции жидкости в агре.гате дополнительно включает напорный 45элемент 34 с каналом 35, совмещенныйсупорным подшипником 36, канал 37,соединяющий полость 38 вокруг. упорного подшипника с верхней полостью 39статора 20 верхнего электродвигателя 2, зазор 40 между статором 20 собмоткой и сердечником ротора 1 8,нижнюю полость 41 статора 20 верхнегоэлектродвигателя 2, отверстие канала42 в торце 4 нижнего электродвигателя1верхнюю полость 43 статора 1 9 нижнего электродвигателя 1, зазор 44 между статором 19 и сердечником ротора 17нижнего электродвигателя 1, полость 4445 статора 1 9 нижнего электоодвигателя 1, фильтр 46, установленный в нижнем торце 5 нижнего электродвигателя 1, Осевой канал 1 2 вала 11 закрывается клапаном, включающим обойму 47, шарик 48 и сетку 49;Вкладыш 26 запорного элемента 14 постоянно удерживается в канале 13 верхнего электродвигателя сеткой 50. После соединения электродвигателей их жидкости остаются разделенньии до момента срабатывания запорного элемента 14.Циркуляция жидкости в погружном агрегате происходит следующим образомЗапорный элемент 14 срабатывает или под воздействием нагрева агрегата от температуры окружающей среды, если жидкость в скважине достаточно Горячая, или же под воздействием собственного нагрева агрегата до требуемой температуры в процессе работы.Вкладыш 26 после разогрева обоймы 25 под "обственным весом проходит через отверстие в обойме и осаждается на сетке 50, не препятствуя перетеканию жидкости из канала 13 в канал 42.Напорный элемент 34, вращаясь, поднимает жидкость в каналах0 и 12 и выбрасывает через канал 35 в полость 38 вокруг упорного подшипника 36, затем жидкость через канал 3 достигает верхней полости 39 статора 20 электродвигателя 2, Дальнейшее движ ние жидкости идет по зазору 40 между статором 20 и серцечниками ротора 1 8, через нижнюю полость 41 статора 20 электродвигателя 2, через каналы 13, открывшийся элемент 14, каналы 42 л верхнюю полость 43 статора 1 9 нижнего электродвигателя 1 . Через зазор 44 между статором 19 и сердечником ротора 17 нижнего электродвигателя жидкость попадает в нижнюю полость 45 нижнего электродвигателя 1, в которой находится фильтр 46.Пройдя фильтр 46, жидкость поступает в канал 1 О вала 9 и канал.12 вала 11 и доходит до напорного элемента 34, замкнув круг системы циркуляции жидкости внутри агрегата, Сечение каналов 13 выбрано так, чтобы вся полость 41 постоянно промывалась потоком жидкости, исключая об, Погружной агрегат, содержащий по крайней мере два последовательно установленных вертикальных электро 30 5 147301 разование застойных зон, Таким образом, упрощение конструкции в погружном агрегате достигается тем, что исключаются специальные конструктивные элементы, расположенные5 на торце одного из сопрягаемых двигателей и предназначенные для открывания запорного элемента в канале на торце другого сопрягаемого дви О гателя, Это позволяет вьюолнить несколько каналов и расположить ихравномерно по окружности, центр которой совпадает с продольной осью агрегата . 15Благодаря увеличению суммарного сечения каналов в корпусе и образованию единой системы циркуляции охлаждающей жидкости в агрегате продукты взаимодействия трущихся частей верхнего электродвигателя не оседают в зоне контактов, а уносятся в зону фильтра, расположенного в нижней части нижнего электродвигателя, Таким образом, надежность агрегата 2 б увеличивается.Формула изобретения 4 6 двигателя,сопряженных торцами корпусов с выполненными в них каналами для протекания охлаждающей жидкости, в каждом из которых размещен запорный элемент, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности, запорный элемент выполнен в виде обоймы, внутри которой размещен вкладыш, при этом вкладыш выполнен из материала, имеющего коэффициент объемного расширения меньше коэффициента объемного расширения материала обоймы.2. Агрегат по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что вкладыш выполнен в виде ролика, имеющего канавку, в которой размещена установленная в обойме защелка, предназначенная для срабатывания при задан-. ной температуре нагрева .3. Агрегат по и. 1, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что вкладыш выполненн из лег коплавког о мате риала .4Агрегат по пп.1-3, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что каналы в торцах корпусов расположены равномерно по окружности, центр которой совпадает с продольной осью агрегаУ1473014 ЗО Х 2 Составитель А. Кузьмин Техред М.Дидык Корректор С, Черни Редактор М. Недолуженко Заказ 1722/53 Тираж 645 Подп иск оеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101