1458

Если невозможно выполнить двигатель необходимой мощно­ сти в одном корпусе, двигатель может быть составлен из двух секций, подобно тому, как составляются секционные насосы.

В шифре электродвигателей, например, ПЭДС-90-117В5 при­ няты следующие обозначения: ПЭД — погружной электродви­ гатель, С — секционный, 90 — номинальная мощность (кВт), 117 — внешний диаметр двигателя (в мм), В5 — исполнение двигателя, соответствующее климатическим условиям примене­ ния (В — для всех макроклиматических районов на суше и на море) и категории размещения (5 — при повышенной влажности).

Для увеличения работоспособности погружного электродви­ гателя большое значение имеет надежная работа его гидрозащи­ ты, предохраняющей электродвигатель от попадания в его внут­ реннюю полость пластовой жидкости и компенсирующей изме­ нение объема жидкости в двигателе при его нагреве и охлажде­ нии, а также при утечке масла через негерметичные элементы конструкции. Пластовая жидкость, попадая в электродвигатель, снижает изоляционные свойства масла, проникает через изоля­ цию обмоточных проводов и приводит к короткому замыканию обмотки. Кроме того, ухудшается смазка подшипников вала дви­ гателя.

В настоящее время на промыслах Российской Федерации широко распространена гидрозащита типа Г.

Гидрозащита типа Г состоит из двух основных сборочных единиц: протектора, который устанавливается между насосом и двигателем, и компенсатора, расположенного в нижней части двигателя [3].

Протектор гидрозащиты типа Г (рис. 1.101) состоит из голов­ ки, верхнего, среднего и нижнего ниппелей, нижнего корпуса и основания, последовательно соединенных между собой резьбой.

На валу протектора установлены три радиальных подшип­ ника скольжения. Осевые нагрузки через пяту воспринимают­ ся верхним и нижним подпятниками. На обоих концах вала — шлицы для соединения с двигателем и насосом. На валу пос­ ледовательно установлены три торцовых уплотнения, зафик­ сированные пружинными кольцами. Внутри корпусов разме­ щены две короткие диафрагмы — верхняя и нижняя, концы которых посредством хомутов герметично закреплены на опо­ рах. Внутренняя полость нижней диафрагмы сообщается при

14

Рис. 1.101. Конструкция компенсатора щдрозащиты типа Г:

1 — головка; 2 — ниппель верхний; 3 — подшипник; 4 — торцовое уплот­ нение; 5 — ниппель; 6 — корпус верхний; 7 — диафрагма верхняя; 8 — ниппель нижний; 9 —диафрагма нижняя; 10 — подпятник верхний; 11 — пята; 12 — подпятник нижний; 13 — основание; 14 — клапан обратный; 15 — корпус нижний

соединении протектора с двигателем с его внутренней полос­ тью. Задиафрагменная полость нижней диафрагмы продольными каналами в нижнем ниппеле сообщена с внутренней полостью верхней диафрагмы, а полость верхней диафрагмы продольны­ ми каналами в среднем ниппеле сообщается с полостью между верхним и средним торцовыми уплотнениями. Протектор за­ полняют маслом через отверстия под пробки с обратными кла­ панами, выпуская при этом воздух через соответствующие пробки.

Защита от проникновения пластовой жидкости обеспечива­ ется торцовыми уплотнениями и резиновой диафрагмой.

При работе электродвигателя в процессе его включений и выключений масло, его заполняющее, периодически нагревает­ ся и охлаждается, изменяясь соответственно в объеме. Измене­ ние объема масла компенсируется за счет деформации эластич­ ной диафрагмы компенсатора.

В процессе работы происходит утечка масла через торцовые уплотнения. По мере расхода масла диафрагма компенсатора складывается, а диафрагмы протектора расширяются. После полного расхода масла из компенсатора наступает второй пери­ од работы гидрозащиты, когда используются компенсационные возможности диафрагмы протектора. При падении давления во внешней полости диафрагмы протектора, при остановке элект­ родвигателя и охлаждении масла обратный клапан открывается и впускает во внешнюю полость пластовую жидкость, тем са­ мым выравнивая давления.

Последовательное дублирование эластичных диафрагм и тор­ цовых уплотнений в протекторе повышает надежность защиты электродвигателя от попадания в него пластовой жидкости.

Компенсатор (рис. 1.102) расположен в нижней части двига­ теля и предназначен для выравнивания давления в двигателе и пополнения его маслом.

2

1

Рис. 1.102. Конструкция компенсатора гидрозащиты типа Г: 1 — поршень автоматического клапана; 2 — диафрагма

Компенсатор состоит из корпуса и каркаса, к которому кре­ пится диафрагма. Полость за диафрагмой сообщена с затрубным пространством отверстиями в корпусе компенсатора. Проб­ ка, расположенная на наружной поверхности компенсатора, предназначена для закачки масла в компенсатор, а внутренне отверстие под заглушку — для выхода воздуха при заполнении его маслом, а также для сообщения полости двигателя и ком­ пенсатора. После заполнения маслом компенсатора заглушка должна быть закрыта, а после монтажа установки и спуска ее в скважину заглушка автоматически открывается, при погруже­ нии компенсатора под уровень пластовой жидкости на 15—30 м.

В шифре гидрозащиты, например, 1Г51 приняты следующие обозначения: 1 — модификация, Г — тип защиты, 5 — условный размер обсадной колонны, 1 — номер разработки.

Кроме гидрозащиты типа Г, на нефтяных промыслах России нашла широкое применение гидрозащита типа П.

Основные составные части протектора типа П (рис. 1.103): вал, торцовые уплотнения, корпуса, камеры, связанные гидрав­ лически между собой последовательно с помощью отверстий, выполненных во фланцах в месте установки торцевых уплотне­ ний. Внутренние полости диафрагм заполнены маслом.

конец диафрагмы протектора закреплен герметично, верхний имеет упругое крепление при помощи браслетных пружин, что позволяет осуществлять регулирование давления при темпера­ турных расширениях масла [3].

Для устранения перепада давления в верхней камере имеется трубка, через которую поступает пластовая жидкость в наруж­ ную полость, расположенную над диафрагмой средней камеры.

При работе двигателя масло расширяется, при этом растяги­ вает резиновую диафрагму и прижимает ее к внутренней повер­ хности корпуса протектора. Лишний объем масла будет выдав­ лен через верхний конец диафрагмы, который имеет упругое крепление.

При остановке и охлаждении двигателя объем масла будет уменьшаться и резиновая диафрагма, воспринимая давление окружающей среды, будет втягиваться внутрь и пополнять мас­ лом полость двигателя.

При последующем включении двигателя процесс измене­ ния объема масла повторится, то есть при любых изменени­ ях объема и давления масла диафрагмы будут «дышать» и отслеживать объем находящегося масла в двигателе и уравно­ вешивать давление в его полости с давлением окружающей среды.

Основным узлом протекторов являются торцевые уплотне­ ния, предназначенные для герметизации вращающихся валов диаметром 25 мм и 35 мм. Торцовые уплотнения производятся по техническим условиям:

•ТУ 3639-003-00217573-93. Торцовые уплотнения;

•ТУ 3632-14-00217573-97. Уплотнения УТ1Р.025;

•ТУ УЗ. 10-00216852-013-97. Уплотнения торцовые релитовые серии 2Р;

•ТУ 3639-006-46874052-01. Уплотнения торцовые для гидро­ защит погружных электродвигателей.

Уплотнения (рис. 1.104 и 1.105) состоят из двух колец (вра­ щающегося и невращающегося), поджатых друг к другу пружи­ ной. На вращающемся кольце установлен сильфон, обжимае­ мый каркасом, другой конец сильфона через обойму с корпусом поджимается к валу. На невращающемся кольце установлена манжета или резиновое уплотнительное кольцо.

Рис. 1.104. Торцовое уплотнение 1В:

1 — тарелка; 2 — корпус с поводком; 3 — пружина; 4 — кольцо нажим­ ное; 5 — кольцо вращающееся; б — кольцо неподвижное; 7 — манжета

Рис. 1.105. Торцовое уплотнение 2Р:

1 — сильфон; 2 — кольцо запорное; 3 — обойма; 4 — кольцо; 5 — кольцо вращающееся; б — каркас; 7 — пружина; 8 — кольцо

Рис. 1.106. Нагрузочная характеристика ПЭД серии 456 типа 91 производства фирмы REDA