Гидрозащита погружных электродвигателей

Гидрозащи­та используется для передачи момента вращения от вала электродвигателя к валу центробежного насоса. Кроме того, гидрозащи­та предназначена для предохранения электродвигателя от попадания в его внут­реннюю полость пластовой жидкости и компенсации изме­нения объема жидкости в двигателе при его нагреве и охлажде­нии, а также при утечке масла через негерметичные элементы конструкции. Пластовая жидкость, попадая в электродвигатель, снижает изоляционные свойства масла, проникает через изоля­цию обмоточных проводов и приводит к короткому замыканию обмотки. Кроме того, ухудшается смазка подшипников вала дви­гателя.

В настоящее время на промыслах Российской Федерации широко распространена гидрозащита типа Г, состоящая из двух основных сборочных единиц: протектора и компенсатора.

Протектор гидрозащиты типа Г (рис. 1.8) состоит из головки, верхнего, среднего и нижнего ниппелей, нижнего корпуса и ос­нования, последовательно соединенных между собой резьбой.

Рис. 1.8. Конструкция протектора гидрозащиты типа Г:

1 – головка; 2 – ниппель верхний; 3 – подшипник; 4 – торцовое уплотнение; 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.

На валу протектора установлены три радиальных подшипни­ка скольжения. Осевые нагрузки через пяту воспринимаются верхним и нижним подпятниками. На обоих концах вала – шлицы для соединения с двигателем и насосом. На валу последова­тельно установлены три торцовых уплотнения, зафиксированные пружинными кольцами. Внутри корпусов размещены две короткие диафрагмы – верхняя и нижняя, концы которых по­средством хомутов герметично закреплены на опорах. Внутренняя полость нижней диафрагмы сообщается при соединении протектора с двигателем с его внутренней полостью. Задиафрагменная полость нижней диафрагмы продольными каналами в нижнем ниппеле сообщена с внутренней полостью верхней ди­афрагмы, а полость верхней диафрагмы продольными каналами в среднем ниппеле сообщается с полостью между верхним и средним торцовыми уплотнениями. Протектор заполняют маслом через отверстия под пробки с обратными клапанами, выпуская при этом воздух через соответствующие пробки.

Защита от проникновения пластовой жидкости обеспечива­ется торцовыми уплотнениями и резиновой диафрагмой.

При работе электродвигателя в процессе его включений и выключений масло, его заполняющее, периодически нагревается и охлаждается, изменяясь, соответственно, в объеме. Изменение объема масла компенсируется за счет деформации эластич­ной 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 пери­од работы гидрозащиты, когда используются компенсационные возможности диафрагмы протектора. При падении давления во внешней полости диафрагмы протектора, при остановке элект­родвигателя и охлаждении масла обратный клапан открывается и впускает во внешнюю полость пластовую жидкость, тем самым, выравнивая давления. Последовательное дублирование эластичных диафрагм и тор­цовых уплотнений в протекторе повышает надежность зашиты электродвигателя от попадания в него пластовой жидкости.

Компенсатор (рисунок 1.9) расположен в нижней части двигателя и предназначен для выравнивания давления в двигателе и по­полнения его маслом.

Компенсатор состоит из корпуса и каркаса, к которому кре­пится диафрагма. Полость за диафрагмой сообщена с затрубным пространством отверстиями в корпусе компенсатора. Пробка, расположенная на наружной поверхности компенса­тора, предназначена для закачки масла в компенсатор, а внут­реннее отверстие под заглушку – для выхода воздуха при за­полнении его маслом, а также для сообщения 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 уровень пластовой жидко­сти на 15-30 м.

Рис. 1.9. Конструкция компенсатора гидрозащиты типа Г:

1 – поршень автоматического клапана; 2 – диафрагма.

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