RU54111U1

RU54111U1 - SUBMERSIBLE OIL-FILLED CENTRIFUGAL PUMP ENGINE WITH PUMP ELEMENT FOR OIL CIRCULATION

Info

Publication number: RU54111U1
Application number: RU2006104029/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Александрович Иванов; Евгений Модестович Черемисинов; Валентин Мустафьевич Девликанов; Олег Александрович Оводков
Original assignee: Александр Александрович Иванов; Евгений Модестович Черемисинов
Priority date: 2006-02-10
Filing date: 2006-02-10
Publication date: 2006-06-10

Abstract

Полезная модель относится к нефтяному машиностроению, а именно к погружным маслозаполненным электродвигателям. Погружной маслозаполненный электродвигатель содержит насосный элемент для циркуляции масла, который выполнен в виде винтового разгрузочного насоса расположенного на роторе. Поверхность указанного насоса охватывается внутренней поверхностью статора. Вал содержит сквозной канал с выходным отверстием, расположенным на уровне верхней части маслозаполненной области между статором и ротором. Технический результат настоящего изобретения - компактный охлаждающий элемент для локального отвода тепла из статорной зоны ПЭД, обеспечивающий также циркуляцию масла ПЭД и разгрузку осевой опоры электродвигателя. 1 н.п. 1 илл.The utility model relates to petroleum engineering, namely to submersible oil-filled electric motors. Submersible oil-filled electric motor contains a pumping element for oil circulation, which is made in the form of a screw discharge pump located on the rotor. The surface of the specified pump is covered by the inner surface of the stator. The shaft contains a through channel with an outlet located at the level of the upper part of the oil-filled area between the stator and the rotor. The technical result of the present invention is a compact cooling element for local heat removal from the stator zone of the SEM, which also ensures the circulation of SEM oil and the unloading of the axial support of the electric motor. 1 n.p. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к нефтедобывающей технике, а именно к конструкции погружных насосных агрегатов с системами циркуляции масла и охлаждения погружных маслозаполненных электродвигателей (далее ПЭД).The utility model relates to oil production equipment, namely, to the design of submersible pumping units with oil circulation and cooling systems for submersible oil-filled electric motors (hereinafter referred to as SEM).

Известен погружной насосный агрегат с маслозаполненным электродвигателем, содержащий статор, ротор с пустотелым валом, маслозаполненную полость, пяту с радиальными отверстиями, установленную на валу [см. Оборудование для добычи нефти и газа. Часть 1. В.Н.Ивановский, В.И.Дарищев, А.А.Сабиров, В.С.Каштанов, С.С.Пекин. 2002 г., Москва, "Нефть и газ", С.457, 458]. Масло проходит из маслозаполненной полости по внутреннему отверстию в валу через отверстия в пяте, и, проходя через канал, образованный поверхностями статора и ротора попадает обратно в маслозаполненную полость. В условиях интенсивного тепловыделения, при использовании высокооборотных электродвигателей высокой мощности (десятки кВт и более) происходит перегрев обмотки статора вызывающий пробой.Known submersible pumping unit with an oil-filled electric motor, containing a stator, a rotor with a hollow shaft, an oil-filled cavity, a heel with radial holes mounted on the shaft [see Equipment for oil and gas production. Part 1. V.N.Ivanovsky, V.I. Darishchev, A.A.Sabirov, V.S. Kashtanov, S.S. Pekin. 2002, Moscow, "Oil and gas", S. 457, 458]. The oil passes from the oil-filled cavity through the internal hole in the shaft through the holes in the heel, and, passing through the channel formed by the surfaces of the stator and rotor, falls back into the oil-filled cavity. In conditions of intense heat generation, when using high-speed high-power electric motors (tens of kW or more), the stator winding overheats causing breakdown.

Наиболее близким прототипом настоящей полезной модели является погружной маслозаполненный электродвигатель центробежного насоса, содержащий корпус статор, ротор с пустотелым валом, пяту, узел токоввода, полость, заполненную маслом, с охлаждающими элементами (тепловые трубы) и насосными элементами для циркуляции масла, (патент RU 2246164, дата публикации 2005.02.10), причем насосные элементы для циркуляции масла в виде ступеней, расположены на валу ниже статора. Недостаток этой конструкции состоит в том, что она трудоемка в изготовлении и некомпактна.The closest prototype of this utility model is a submersible oil-filled centrifugal pump motor containing a stator housing, a rotor with a hollow shaft, a heel, a current lead assembly, an oil-filled cavity with cooling elements (heat pipes) and pump elements for oil circulation, (patent RU 2246164 , publication date 2005.02.10), the pumping elements for circulating oil in the form of steps, located on the shaft below the stator. The disadvantage of this design is that it is laborious to manufacture and non-compact.

Цель настоящего изобретения - создание эффективного, компактного охлаждающего элемента для локального отвода тепла из статорной зоны ПЭД, который может функционировать как разгрузочный элемент для пяты и одновременно обеспечивать циркуляцию масла ПЭД.The purpose of the present invention is the creation of an effective, compact cooling element for local heat removal from the stator zone of the SEM, which can function as a discharge element for the heel and at the same time ensure the circulation of SEM oil.

Для достижения указанного технического результата в известном погружном To achieve the specified technical result in a known submersible

маслозаполненнном электродвигателе, содержащем корпус статор, ротор с пустотелым валом, пяту, узел токоввода, полость, заполненную маслом, с насосным элементом для циркуляции масла насосный элемент для циркуляции масла выполнен в виде винтового разгрузочного насоса расположенного на роторе, причем поверхность указанного насоса охватывается внутренней поверхностью статора, вал содержит сквозной канал для циркуляции масла, причем указанный канал содержит выходное отверстие расположенное на уровне верхней части маслозаполненной области между статором и ротором, а пята имеет сквозной канал для протока масла во входное отверстие вала, расположенное на его нижнем концеan oil-filled electric motor containing a stator housing, a rotor with a hollow shaft, a heel, a current lead assembly, an oil-filled cavity with a pump element for oil circulation, the pump element for oil circulation is made in the form of a screw discharge pump located on the rotor, and the surface of this pump is covered by the inner surface the stator, the shaft contains a through channel for oil circulation, and the specified channel contains an outlet located at the level of the upper part of the oil-filled region ty between the stator and the rotor, and the heel has a through channel for oil flow into the shaft inlet located at its lower end

На рис 1. показана схема ПЭД с элементом для циркуляции масла.Figure 1. shows a schematic of a SEM with an element for oil circulation.

В состав ПЭД 1 входит корпус 7, в котором размещены узел токоввода 2 соединенный проводом с обмотками статора 4. Вал содержит внутренний осевой канал 3 с выходным отверстием 10 и входное отверстие 11. Винтовой разгрузочный насос 5 (показан наклонными линиями), выполнен на внешней поверхности ротора с пустотелым валом 6. Пята с подпятником (образующие осевую опору) 9 размещена ниже статора 4. Ниже пяты с подпятником находится компенсатор с полостью, заполненной маслом 8.The PED 1 includes a housing 7 in which a current lead assembly 2 is connected by a wire to the stator windings 4. The shaft contains an internal axial channel 3 with an outlet 10 and an inlet 11. A screw discharge pump 5 (shown by inclined lines) is made on the outer surface rotor with a hollow shaft 6. A heel with a thrust bearing (forming an axial support) 9 is located below the stator 4. Below the heel with a thrust bearing is a compensator with a cavity filled with oil 8.

Устройство работает следующим образом. Винтовой разгрузочный насос 5 на роторе создает поток масла S между ротором и статором, направленный вниз, и создается подъемная сила F действующая на вал, направленная вверх. При этом снижается осевое контактное давление в осевой опоре, происходит разгрузка пяты, соответственно растет ее ресурс. Масло поднимается вверх по внутреннему осевому каналу ротору из маслозаполненной полости 8 проходит через выходное отверстие 10 и попадает в верхнюю часть области между статором и ротором. Усиленная циркуляция, создаваемая винтовым разгрузочным насосом 5 способствует более интенсивному выводу тепла из термонапряженной области, сформированной интенсивными тепловым источниками - обмотками статора 4 и распределенными диссипативными источниками в протекающей жидкости.The device operates as follows. A screw discharge pump 5 on the rotor creates an oil flow S between the rotor and the stator, directed downward, and creates a lifting force F acting on the shaft, directed upward. At the same time, the axial contact pressure in the axial support decreases, the heel unloads, and its resource increases accordingly. The oil rises upward along the internal axial channel to the rotor from the oil-filled cavity 8 and passes through the outlet 10 and enters the upper part of the region between the stator and the rotor. The enhanced circulation created by the screw discharge pump 5 contributes to a more intense heat removal from the thermally stressed region formed by intense heat sources - stator windings 4 and distributed dissipative sources in the flowing fluid.

Claims

SUBSTANCE: submersible oil-filled electric motor, comprising a housing, a stator, a rotor with a hollow shaft, a heel, a current lead assembly, a cavity filled with oil, a pump element for oil circulation, characterized in that the pump element for oil circulation is made in the form of a screw discharge pump located on the rotor, and the surface of the specified pump is covered by the inner surface of the stator, the shaft contains a through channel for oil circulation, and the specified channel contains an outlet located at the level of the upper h part of the oil-filled area between the stator and the rotor, and the heel has a through channel for oil flow into the shaft inlet located at its lower end.