Вопрос 4.42. Гидрозащита электродвигателя

Протектор гидрозащиты типа Г (рис. 4.63) устанавливается меж­ду насосом и электродвигателем б и служит для защиты последнего от попадания в него пластовой жидкости, а также компенсирует тем­пературные 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 по­ступать в нее через обратный клапан 5- Чтобы диафрагма не изолиро­вала друг от друга полости А и В, в протекторе предусмотрена соеди-

-220-

нительная трубка 8. Для более надеж­ной 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 по­даваемой пластовой жидкости.

Компенсатор 7 гидрозащиты рас­полагается ниже электродвигателя и предназначен для компенсации изме­нения 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 мас­лом, что и электродвигатель. Диафраг­ма защищена от повреждений сталь­ным корпусом.

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.

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. 4.65): вал, тор­цовые уплотнения, корпуса, камеры, связанные гидравлически меж­ду собой последовательно с помощью отверстий, выполненных во фланцах в месте установки торцевых уплотнений.

-221-

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 ди­афрагмы - нижнюю камеру. Трубки между полостями камер распо­ложены таким образом, что при движении сверху жидкость должна проходить по лабиринту и в двух местах этот путь механически раз­деляется двумя диафрагмами.

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

Заполнение полости протектора производится снизу. Диэлектри­ческое масло проходит по валу к трубке, через отверстия в трубе за­полняет 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 сле­дующую 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 закры­тия 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 пласто­вой жидкости по валу торцевым уплотнением. Нижний конец диаф­рагмы протектора закреплен герметично, верхний имеет упругое креп­ление при помощи браслетных пружин, что позволяет осуществлять регулирование давления при температурных расширениях масла.

Для устранения перепада давления в верхней камере имеется труб­ка, 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-

-222-

пуса протектора. Лишний объем масла будет выдавлен 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 маслом полость двигателя.

При последующем включении двигателя процесс изменения объе­ма масла повторится, то есть при любых изменениях объема и давле­ния масла диафрагмы будут «дышать» и отслеживать объем находя­щегося 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.