Вопрос 4.42. Гидрозащита электродвигателя

Протектор гидрозащиты типа Г (рис. 4.63) устанавливается меж­ ду насосом и электродвигателем 6 и служит для защиты последнего от попадания в него пластовой жидкости, а также компенсирует тем­ пературные изменения объема.

Протектор состоит из двух камер А и Б, разделенных резиновой диафрагмой 4. Камеры заполнены тем же маслом, что и двигатель.

При нагреве масла во время работы двигателя давление в камере Б растет, оно передается диафрагмой в полость А и далее в полость В. Масло из полости А будет вытесняться в полость В до тех пор, пока давление в камере А не снизится и пластовая жидкость не станет по­ ступать в нее через обратный клапан 5. Чтобы диафрагма не изолиро­ вала друг от друга полости А и В, в протекторе предусмотрена соеди-

- 2 2 0 -

нительная трубка 8. Для более надеж­ ной герметизации двигателя имеются два торцевых уплотнения 1 и 3. Опора 2 воспринимает осевые усилия, дей­ствующие на вал.

При гидрозащите типа Г опоры скольжения вала насоса работают в по­ даваемой пластовой жидкости.

Компенсатор 7 гидрозащиты рас­ полагается ниже электродвигателя и предназначен для компенсации изме­ нения объема масла в двигателе при его нагреве и охлаждении и компенсации перехода масла из двигателя в полость Б. Компенсатор (рис.4.64) представляет собой камеру, образуемую эластичной диафрагмой, заполняемую тем же мас­ лом, что и электродвигатель. Диафраг­ ма защищена от повреждений сталь­ ным корпусом.

Полость за диафрагмой сообщена с затрубным пространством отверсти­ ями в корпусе компенсатора. Пробка, расположенная на наружной поверх­ ности компенсатора, предназначена для закачки масла в компенсатор, а внутреннее отверстие под заглушку - для выхода воздуха при заполнении

его маслом, а также для сообщения Рис. 4.63. Гидрозащита типа Г полости двигателя и компенсатора.

После заполнения маслом компенсатора заглушка должна быть закрыта, а после монтажа установки и спуска ее в скважину заглушка автоматически открывается, при погружении компенсатора под уро­ вень пластовой жидкости на 15...30 м.

В шифре гидрозащиты, например, 1Г51 приняты следующие обо­ значения: 1 - модификация, Г - тип защиты, 5 - условный размер обсадной колонны, 1 - номер разработки. Кроме гидрозащиты типа Г, на нефтяных промыслах России нашла широкое применение гидро­ защита типа П.

Основные составные части протектора типа П (рис. 4.65): вал, тор­ цовые уплотнения, корпуса, камеры, связанные гидравлически меж­ ду собой последовательно с помощью отверстий, выполненных во фланцах в месте установки торцевых уплотнений.

- 2 2 1 -

Рис. 4.64. Конструкция компенсатора гидрозащиты типа Г: 1 - поршень автоматического клапана; 2 - диафрагма

Внутренние полости диафрагм заполнены маслом.

Торцовые уплотнения с двумя диафрагмами, закрепленными на цилиндрах, образуют верхнюю камеру над торцовым уплотнением, в районе верхней диафрагмы - среднюю камеру, в районе нижней ди­ афрагмы - нижнюю камеру. Трубки между полостями камер распо­ ложены таким образом, что при движении сверху жидкость должна проходить по лабиринту и в двух местах этот путь механически раз­ деляется двумя диафрагмами.

Полости, образованные диафрагмами, снабжены клапанами, че­ рез которые сбрасывается масло при избыточном давлении.

Заполнение полости протектора производится снизу. Диэлектри­ ческое масло проходит по валу к трубке, через отверстия в трубе за­ полняет нижнюю полость, воздух и избыток масла через отверстия в трубе поступает в зону нижнего торцового уплотнения, заполняет его полость и под избыточным давлением через клапан выходит в сле­ дующую полость. Воздух выходит в отверстие ниппеля под пробку между нижней и средней камерами, а масло стекает на дно полости, заполняет ее до появления в отверстие под пробку и после ее закры­ тия пробкой продолжает поступать в полость верхней диафрагмы. Далее заполняют полости средней и верхней камеры, при этом для удаления воздуха используются пробки в верхней головке.

Полости внутри диафрагмы защищены от проникновения пласто­ вой жидкости по валу торцевым уплотнением. Нижний конец диаф­ рагмы протектора закреплен герметично, верхний имеет упругое креп­ ление при помощи браслетных пружин, что позволяет осуществлять регулирование давления при температурных расширениях масла.

Для устранения перепада давления в верхней камере имеется труб­ ка, через которую поступает пластовая жидкость в наружную полость, расположенную над диафрагмой средней камеры.

При работе двигателя масло расширяется, при этом растягивает резиновую диафрагму и прижимает ее к внутренней поверхности кор-

- 2 2 2 -

Рис. 4.65. Конструкция протектора П:

1 - головка верхняя; 2 - трубка; 3 - пробка; 4 - пробка; 5 - корпус; 6 - диафрагма; 7 - пробка; 8 - пробка; 9 - диафрагма; 10 - подпятник; 11 - пята;

12 - торцевое уплотнение; 13 - вал; 14 - подшипник; 15 - трубка; 16 - трубка; 17 - корпус; 18 - нижняя головка

пуса протектора. Лишний объем масла будет выдавлен через верх­ ний конец диафрагмы, который имеет упругое крепление.

При остановке и охлаждении двигателя объем масла будет уменьшать­ ся и резиновая диафрагма, воспринимая давление окружающей среды, будет втягиваться внутрь и пополнять маслом полость двигателя.

При последующем включении двигателя процесс изменения объе­ ма масла повторится, то есть при любых изменениях объема и давле­ ния масла диафрагмы будут «дышать» и отслеживать объем находя­ щегося масла в двигателе и уравновешивать давление в его полости с давлением окружающей среды.

Основным узлом протекторов являются торцевые уплотнения, предназначенные для герметизации вращающихся валов диаметром 25 мм и 35 мм.