Устройство для гидравлической защиты погружного электродвигателя скважинного, преимущественно, центробежного насоса (варианты)

Устройство для гидравлической защиты погружного электродвигателя скважинного, преимущественно, центробежного насоса (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области нефтедобычи и может быть использовано в установках для гидравлической защиты погружных электроцентробежных насосов, используемых для добычи скважинной жидкости, в том числе и битумосодержащих нефтей, на различных глубинах из скважин различных диаметров.

Уже известно устройство для гидравлической защиты электродвигателя скважинного центробежного насоса, выполненное в виде протектора, содержащего вал, упорный и радиальный подшипники и по меньшей мере одну ступень, в состав которой входит цилиндрический корпус, окружающая вал труба, коаксиально установленная внутри цилиндрического корпуса с образованием кольцевой камеры, ограниченной корпусом и трубой, первый и второй ниппели, по меньшей мере одна демпфирующая втулка, торцевое уплотнение и установленные внутри кольцевой камеры с возможностью возвратно-поступательного движения в ней кольцевой поршень и два защитных элемента, при этом кольцевой поршень, выполняя функцию подвижного механического модуля, разделяет кольцевую камеру на два участка, один из которых заполнен пластовой жидкостью, поступающей из затрубного пространства, другой заполнен диэлектрической жидкостью, а два защитных кольцевых элемента прикреплены к торцу кольцевого поршня, контактирующего с пластовой жидкостью, с выступанием за его контуры и размещены внутри кольцевой камеры с прилеганием к внутренней поверхности цилиндрического корпуса и к внешней поверхности трубы, соответственно, причем пространство /зазор/ между защитными элементами и поверхностью тех элементов протектора, к которым они прилегают, всегда заполнено защитной смазкой, а внешний диаметр защитного кольцевого элемента приблизительно равен внешнему диаметру поршня.

Защитные элементы могут быть выполнены в виде трубок с возможностью их деформирования или могут быть выполнены гофрированными или в виде жестких трубок, изготовленных из металла или пластмассы в виде цилиндрической или гофрированной трубки. При выполнении трубок с возможностью деформирования последние изготовлены из эластомеров или из ткани или из полимерной пленки и при перемещении кольцевого поршня могут складываться и распрямляться в продольном направлении, при этом изменяется длина защитных элементов. Гофры могут быть выполнены кольцевыми или выполненными по винтовой линии.

В известном протекторе защитные кольцевые элементы выполнены в виде двух цилиндрических трубок, коаксиально установленных одна в другой.

Со стороны торца кольцевого поршня, контактирующего с диэлектрической жидкостью, в кольцевой камере может быть установлен с возможностью возвратно-поступательного движения в ней по меньшей мере один дополнительный кольцевой поршень, также являющийся частью подвижного механического модуля, при этом пространство между основным кольцевым поршнем и дополнительным кольцевым поршнем заполнено разделительной средой. Один из поршней может быть выполнен по меньшей мере с одним отверстием для заправки разделительной среды, снабженным запирающим устройством.

В качестве разделительной среды могут быть использованы или диэлектрическая жидкость с диэлектрической прочностью от 4 до 90 кВ/см, или газ, выбранный из ряда воздух, инертный газ, углеводородный газ или смесь диэлектрической жидкости с газом или защитная смазка.

Для предотвращения заклинивания в кольцевой камере основной и дополнительный кольцевые поршни могут быть выполнены с бочкообразной формой внешней боковой поверхности. Поршни, предпочтительно, выполнены из коррозионно-стойкого металла или из агрессивостойкого и температуростойкого полимерного материала.

Каждый кольцевой поршень протектора может быть снабжен опорным центрирующим кольцом, по меньшей мере, одним уплотнителем, расположенным в месте контакта каждого поршня с внутренней поверхностью цилиндрического корпуса и, по меньшей мере, одним уплотнителем в месте контакта каждого поршня с внешней поверхностью трубы.

Пространство, ограниченное внешней поверхностью каждого кольцевого поршня и внутренней поверхностью цилиндрического корпуса, может быть заполнено защитной смазкой.

При выполнении защитных кольцевых элементов гофрированными внутри защитного кольцевого элемента, прилегающего к внутренней поверхности цилиндрического корпуса, и снаружи защитного кольцевого элемента, прилегающего к внешней поверхности трубы, могут быть установлены пружинящие элементы, механически контактирующие с поверхностями прилегания с возможностью поджатия защитных кольцевых элементов к внутренней поверхности цилиндрического корпуса и к наружной поверхности трубы.

При выполнении защитных кольцевых элементов в виде твердых трубок на поверхностях, прилегающих к внутренней поверхности цилиндрического корпуса и к внешней поверхности трубы, соответственно, могут быть выполнены впадины для размещения защитной смазки, а снаружи защитного кольцевого элемента, прилегающего к внутренней поверхности цилиндрического корпуса, и внутри защитного кольцевого элемента, прилегающего к внешней поверхности трубы, могут быть установлены уплотнения. Впадины могут быть выполнены как в виде кольцевых или винтовых канавок, так и в виде лунок.

Во втором ниппеле может быть выполнен канал, сообщающий участок кольцевой камеры, заполненный пластовой жидкостью, с затрубным пространством, и в данном канале может быть установлен фильтр для очистки пластовой жидкости.. На валу между участком кольцевой камеры, заполненным диэлектрической жидкостью, и торцевым уплотнением может быть установлено насосное устройство, сообщенное посредством канала, выполненного в первом ниппеле и снабженного фильтром очистки диэлектрической жидкости, с участком, заполненным диэлектрической жидкостью. / Патент РФ №2353812, F04D 13/10, опубл. 2009 г./

Известное техническое решение включает вариантное исполнение устройства для гидравлической защиты электродвигателя скважинного, преимущественно, центробежного насоса. Так, известное устройство может быть содержащим:

- только протектор и не содержащим компенсатора, причем протектор размещен между скважинным насосом и его электродвигателем,

- протектор и компенсатор, причем протектор размещен между скважинным насосом и его электродвигателем, а компенсатор размещен непосредственно под электродвигателем.

Известное устройство для гидравлической защиты электродвигателя скважинного, преимущественно, центробежного насоса, выполненное в виде протектора, в какой-то мере предотвращает просачивание пластовой жидкости в камеру с диэлектрической жидкостью, но в основном предотвращает загрязнение и износ трущихся поверхностей. Однако при эксплуатации устройства на добыче нефтей с высоким содержанием битумных составляющих даже очистка поверхности кольцевой камеры от тяжелых отложений на ее стенках чрезвычайно сложна, а просачивание пластовой жидкости временами усиливается.

Однако из-за повышенного веса поршней, механически связанных с защитными элементами, требуется повышенный момент страгивания этих поршней, а следовательно, заметно снижается быстродействие подвижного механического модуля/поршней и защитных элементов/ и эффективность работы устройства особенно при добыче тяжелых битумных нефтей.

Поэтому, несмотря на возможную установку дополнительных поршней, повышающих надежность разделения пластовой и диэлектрических сред, вероятность попадания пластовой жидкости в диэлектрическую остается, особенно при эксплуатации устройства гидрозащиты при добыче нефтей с высоким содержанием битумных и парафиновых составляющих.

Указанное известное техническое решение взято в качестве прототипа предлагаемого устройства.

Задача предлагаемого изобретения состоит в повышении эффективности работы устройства для гидравлической защиты электродвигателя скважинного, преимущественно, центробежного насоса путем повышения быстродействия его поршней и повышения эффективности и надежности разделения пластовой и диэлектрической сред, а, следовательно, и в повышении долговечности работы устройства при разработке любых нефтей, в том числе и тяжелых битумных и парафинсодержащих.

Предлагаемое устройство для гидравлической защиты погружного электродвигателя скважинного, преимущественно, центробежного насоса, выполненное в виде протектора в вариантном исполнении, размещено между скважинным центробежным насосом и его электродвигателем.

Для решения поставленной задачи с достижением заявленного технического результата предлагается устройство для гидравлической защиты погружного электродвигателя скважинного, преимущественно, центробежного насоса, выполненное в виде протектора и содержащее вал, упорный и радиальный подшипники и, по меньшей мере, одну ступень, в состав которой входит цилиндрический корпус, окружающая вал труба, коаксиально установленная внутри цилиндрического корпуса с образованием кольцевой камеры, ограниченной корпусом и трубой, первый и второй ниппели, по меньшей мере одна демпфирующая втулка, по меньшей мере одно уплотнение вала насоса и установленные внутри кольцевой камеры с возможностью возвратно-поступательного движения в ней кольцевой поршень и два кольцевых элемента, выполненных со стороны торца кольцевого поршня, контактирующего с пластовой жидкостью, в виде отрезков внешней и внутренней трубок, при этом кольцевой поршень разделяет кольцевую камеру на два участка, один из которых, обращенный ко второму ниппелю, сообщен с затрубным пространством и заполнен его пластовой жидкостью, другой, обращенный к первому ниппелю, заполнен диэлектрической жидкостью электродвигателя и снабжен по меньшей мере одним опорным центрирующим кольцом, по меньшей мере одним уплотнителем, расположенным в месте контакта кольцевого поршня с внутренней поверхностью цилиндрического корпуса, и по меньшей мере одним уплотнителем в месте контакта кольцевого поршня с внешней поверхностью трубы, пространство между внешней поверхностью кольцевого поршня и внутренней поверхностью цилиндрического корпуса заполнено защитной средой, отрезки внешней и внутренней трубок кольцевых элементов размещены со стороны торца кольцевого поршня, обращенного ко второму ниппелю, с прилеганием, соответственно, к внутренней поверхности корпуса и к внешней поверхности трубы с зазором между ними и соответствующими поверхностями прилегания, заполненным защитной средой, в канале второго ниппеля, сообщающем участок кольцевой камеры, заполненный пластовой жидкостью, с затрубным пространством, установлен фильтр очистки пластовой жидкости, места прилегания отрезков внешней и внутренней трубок к внутренней поверхности цилиндрического корпуса и внешней поверхности трубы, соответственно, выполнены с зазорами относительно соответствующих поверхностей прилегания, размещены в зоне торцов этих отрезков трубок, обращенных ко второму ниппелю и наиболее удаленных от кольцевого поршня, и снабжены уплотнениями, а на валу между участком кольцевой камеры, заполненным диэлектрической жидкостью, и уплотнением вала насоса установлено насосное устройство, сообщенное посредством выполненного в первом ниппеле канала, снабженного фильтром очистки диэлектрической жидкости электродвигателя, с участком, заполненным диэлектрической жидкостью электродвигателя, в котором согласно первому варианту исполнения предлагаемого изобретения, отрезки внешней и внутренней трубок кольцевых элементов жестко связаны между собой посредством общего для них сплошного днища, размещенного со стороны торца кольцевого поршня, обращенного ко второму ниппелю, с прилеганием с этой стороны к торцам обоих этих отрезков трубок кольцевых элементов и с образованием единой детали, свободно размещенной в кольцевой камере с возможностью автономного независимого от кольцевого поршня возвратно-поступательного перемещения и возможностью выполнения функции разделителя пластовой жидкости и диэлектрической жидкости электродвигателя в кольцевой камере, причем защитная среда взята с гидроолеофобными свойствами.

Также предлагается устройство для гидравлической защиты погружного электродвигателя скважинного, преимущественно, центробежного насоса, выполненное в виде протектора и содержащее вал, упорный и радиальный подшипники и, по меньшей мере, одну ступень, в состав которой входит цилиндрический корпус, окружающая вал труба, коаксиально установленная внутри цилиндрического корпуса с образованием кольцевой камеры, ограниченной корпусом и трубой, первый и второй ниппели, по меньшей мере одна демпфирующая втулка, по меньшей мере одно уплотнение вала насоса и установленные внутри кольцевой камеры с возможностью возвратно-поступательного движения в ней кольцевой поршень, обращенный ко второму ниппелю, и дополнительный кольцевой поршень, установленный со стороны торца этого кольцевого поршня, контактирующего с диэлектрической жидкостью, и два кольцевых элемента, выполненных со стороны торца кольцевого поршня, контактирующего с пластовой жидкостью, в виде отрезков внешней и внутренней трубок, при этом кольцевые поршни разделяют кольцевую камеру на два участка, один из которых, обращенный ко второму ниппелю, сообщен с затрубным пространством и заполнен его пластовой жидкостью, другой, обращенный к первому ниппелю, заполнен диэлектрической жидкостью электродвигателя и снабжен по меньшей мере одним опорным центрирующим кольцом, по меньшей мере одним уплотнителем, расположенным в месте контакта кольцевого поршня с внутренней поверхностью цилиндрического корпуса, и по меньшей мере одним уплотнителем в месте контакта кольцевого поршня с внешней поверхностью трубы, пространство между обоими кольцевыми поршнями заполнено разделительной средой и пространство между внешней поверхностью кольцевого поршня и внутренней поверхностью цилиндрического корпуса заполнено защитной средой, отрезки внешней и внутренней трубок кольцевых элементов размещены со стороны торца кольцевого поршня, обращенного ко второму ниппелю, с прилеганием, соответственно, к внутренней поверхности цилиндрического корпуса и к внешней поверхности трубы с зазором ними и соответствующими поверхностями прилегания, заполненным защитной средой, в канале второго ниппеля, сообщающем участок кольцевой камеры, заполненный пластовой жидкостью, с затрубным пространством, установлен фильтр очистки пластовой жидкости, места прилегания отрезков внешней и внутренней трубок к внутренней поверхности цилиндрического корпуса и внешней поверхности трубы, соответственно, выполнены с зазорами относительно соответствующих поверхностей прилегания, размещены в зоне торцов этих отрезков трубок, наиболее удаленных от кольцевых поршней, и снабжены уплотнениями, а на валу между участком кольцевой камеры, заполненным диэлектрической жидкостью электродвигателя, и уплотнением вала насоса установлено насосное устройство, сообщенное посредством выполненного в первом ниппеле канала, снабженного фильтром очистки диэлектрической жидкости электродвигателя, с участком, заполненным диэлектрической жидкостью электродвигателя, в котором согласно второму варианту исполнения предлагаемого изобретения отрезки внешней и внутренней трубок кольцевых элементов жестко связаны между собой посредством общего для них сплошного днища, размещенного со стороны торца кольцевого поршня, обращенного ко второму ниппелю, с прилеганием с этой стороны к торцам обоих этих отрезков трубок защитных кольцевых элементов и с образованием единой детали, свободно размещенной в кольцевой камере с возможностью автономного независимого от кольцевого поршня возвратно-поступательного перемещения и возможностью выполнения функции разделителя пластовой жидкости и диэлектрической жидкости электродвигателя в кольцевой камере, причем защитная среда взята с гидроолеофобными свойствами.

В устройствах, выполненных по обоим вариантам исполнения, кольцевая полость внутри единой детали из двух жестко связанных между собой посредством кольцевого днища кольцевых элементов, ограниченная стенками внешнего и внутреннего отрезков их трубок, может быть выполнена открытой или закрытой с торца полости, обращенного ко второму ниппелю, и заполнена защитной средой.

Кроме того, устройства, выполненные по обоим вариантам исполнения, могут быть снабжены дополнительными местами прилегания отрезков внешней и внутренней трубок кольцевых элементов к внутренней поверхности цилиндрического корпуса и внешней поверхности трубы, соответственно, выполненными с зазором относительно соответствующих поверхностей прилегания, размещенными по длине этих отрезков трубок и снабженными уплотнениями.

Внешняя поверхность внешнего и внутреннего отрезков трубок кольцевых элементов, выполненных по обоим вариантам исполнения, может быть снабжена выступами, расположенными в пространстве зазора между соответствующими поверхностями прилегания двух кольцевых элементов к внутренней поверхности цилиндрического корпуса и внешней поверхности трубы, а уплотнения мест прилегания отрезков трубок двух кольцевых элементов размещены на наружной поверхности каждого из этих выступов, причем эти выступы выполнены в зоне торцов внешнего и внутреннего отрезков трубок, обращенных ко второму ниппелю, или распределены по длине этих отрезков трубок.

Для более эффективного разделения пластовой и диэлектрической жидкостей устройство может быть снабжено по меньшей мере одной дополнительной единой деталью из двух дополнительных кольцевых элементов, выполненных в виде отрезков внешней и внутренней трубок, жестко связанных между собой посредством общего для них сплошного днища, размещенного со стороны смежной единой детали из двух жестко связанных между собой кольцевых элементов, наиболее близко расположенной к кольцевому поршню, и с прилеганием днища с этой стороны, т.е. со стороны кольцевого поршня, к торцам обоих отрезков трубок дополнительных кольцевых элементов, при этом дополнительная единая разделяющая деталь выполнена свободно размещенной в кольцевой камере с возможностью автономного независимого от кольцевых поршней возвратно-поступательного перемещения и возможностью выполнения функции разделителя пластовой жидкости и диэлектрической жидкости электродвигателя в кольцевой камере, а оба ее дополнительных кольцевых элемента установлены в кольцевой камере с прилеганием с зазором, соответственно, к внутренней поверхности цилиндрического корпуса и к внешней поверхности трубы, и места прилегания отрезков внешней и внутренней трубок дополнительных кольцевых элементов к внутренней поверхности цилиндрического корпуса и внешней поверхности трубы, соответственно, выполнены с зазором между ними и соответствующими поверхностями прилегания в зоне торцов отрезков трубок дополнительных кольцевых элементов, обращенных ко второму ниппелю и наиболее удаленных от кольцевых поршней, и снабжены уплотнениями, причем кольцевая полость дополнительной единой, ограниченная стенками внешнего и внутреннего отрезков трубок каждого дополнительного кольцевого элемента, заполнена защитной средой, а пространство между смежными едиными деталями, выполненными из жестко связанных между собой двух кольцевых элементов, заполнено разделительной средой.

Кроме того устройства, выполненные по обоим вариантам исполнения, могут быть снабжены дополнительными местами прилегания отрезков внешней и внутренней трубок кольцевых элементов к внутренней поверхности цилиндрического корпуса и внешней поверхности трубы, соответственно, выполненными с зазором относительно соответствующих поверхностей прилегания, размещенными по длине этих отрезков трубок и снабженными уплотнениями.

Внешняя поверхность внешнего и внутреннего отрезков трубок кольцевых элементов, выполненных по обоим вариантам исполнения устройства, может быть снабжена выступами, расположенными в пространстве зазора между соответствующими поверхностями прилегания двух кольцевых элементов к внутренней поверхности цилиндрического корпуса и внешней поверхности трубы, а уплотнения мест прилегания отрезков трубок двух кольцевых элементов размещены на наружной поверхности каждого из этих выступов, причем эти выступы выполнены в зоне торцов внешнего и внутреннего отрезков трубок, обращенных ко второму ниппелю, или распределены по длине этих отрезков трубок.

Предлагаемое устройство, выполненное по обоим вариантам исполнения, может быть снабжено по меньшей мере одной дополнительной единой деталью из двух дополнительных кольцевых элементов, выполненных в виде отрезков внешней и внутренней трубок, жестко связанных между собой посредством общего для них сплошного кольцевого днища, размещенного со стороны смежной единой детали из двух жестко связанных между собой кольцевых элементов, наиболее близко расположенной к кольцевым поршням, и с прилеганием днища с этой стороны к торцам обоих отрезков трубок дополнительных кольцевых элементов, при этом дополнительная единая деталь выполнена свободно размещенной в кольцевой камере с возможностью автономного независимого от кольцевого поршня /по первому варианту исполнения/ или от кольцевых поршней /по второму варианту исполнения/ возвратно-поступательного перемещения и возможностью выполнения функции разделителя пластовой жидкости и диэлектрической жидкости электродвигателя в кольцевой камере, а оба ее дополнительных кольцевых элемента установлены в кольцевой камере с прилеганием с зазором, соответственно, к внутренней поверхности цилиндрического корпуса и к внешней поверхности трубы, и места прилегания отрезков внешней и внутренней трубок дополнительных кольцевых элементов к внутренней поверхности цилиндрического корпуса и внешней поверхности трубы, соответственно, выполнены с зазором между ними и соответствующими поверхностями прилегания в зоне торцов отрезков трубок дополнительных кольцевых элементов, обращенных ко второму ниппелю и наиболее удаленных от кольцевого поршня, и снабжены уплотнениями, причем кольцевая полость дополнительной единой, ограниченная стенками внешнего и внутреннего отрезков трубок каждого дополнительного кольцевого элемента, заполнена защитной средой, а пространство между смежными едиными деталями, выполненными из жестко связанных между собой двух кольцевых элементов, заполнено разделительной средой.

Внешняя поверхность внешнего и внутреннего отрезков трубок дополнительных кольцевых элементов протекторов, выполненных по обоим вариантам исполнения устройства, может быть снабжена выступами, расположенными в пространстве зазора между соответствующими поверхностями прилегания дополнительных кольцевых элементов к внутренней поверхности цилиндрического корпуса и внешней поверхности трубы, а уплотнения мест прилегания кольцевых элементов могут быть размещены на наружной поверхности каждого из этих выступов, причем эти выступы могут быть выполнены в зоне торцов внешнего и внутреннего отрезков трубок, обращенных ко второму ниппелю, или распределены по длине этих отрезков дополнительных кольцевых трубок.

Защитная среда кольцевой камеры в зоне перемещения единой детали из двух дополнительных кольцевых элементов устройства, выполненного по обоим вариантам исполнения, ограниченной торцом указанной кольцевой камеры со стороны второго ниппеля и торцом кольцевого поршня, обращенным ко второму ниппелю, выполнена в виде диэлектрической барьерной жидкости, предпочтительно, на основе кремнийорганических соединений.

Пространство кольцевой камеры устройства, выполненного по обоим вариантам исполнения, между зоной размещения диэлектрической барьерной жидкости и зоной кольцевой камеры, вблизи второго ниппеля, заполнено диэлектрической затворной жидкостью на основе, предпочтительно, полиэтиленоксидов.

Для обоих вариантов исполнения диэлектрическая барьерная жидкость и диэлектрическая затворная жидкости в устройстве взяты несмешивающимися между собой, причем плотность диэлектрической затворной жидкости взята по меньшей мере равной плотности барьерной жидкости.

Разделительная среда между смежными, в том числе и дополнительными кольцевыми элементами выполнена в виде диэлектрической барьерной жидкости.

Отрезки трубок кольцевых элементов протекторов, выполненных по обоим вариантам исполнения, могут быть выполнены с различной формой образующей.

При реализации второго варианта исполнения устройства с двумя смежно установленными в кольцевой камере поршнями отрезки внешней и внутренней трубок кольцевых элементов, выполненные в виде единой детали, размещены со стороны торца кольцевого поршня, обращенного ко второму ниппелю.

Кроме того, при реализации указанных вариантов исполнения устройства зона расположения диэлектрической барьерной жидкости ограничена торцом поршня, обращенного ко второму ниппелю, и торцом кольцевой камеры со стороны второго ниппеля.

Кольцевая полость внутри единой детали из двух кольцевых элементов, ограниченная стенками внешнего и внутреннего отрезков их трубок, может быть выполнена открытой с торца полости, обращенного ко второму ниппелю, и заполнена защитной средой или может быть выполнена закрытой с торца полости, обращенного ко второму ниппелю.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется графически.

На фиг.1 представлена схема размещения узлов устройства гидрозащиты электродвигателя скважинного центробежного насоса, реализованная посредством протектора, без использования компенсатора.

На фиг.2 представлена схема размещения узлов устройства гидрозащиты электродвигателя скважинного центробежного насоса, реализованная с использованием компенсатора.

На фиг.3 представлен продольный разрез предлагаемого устройства гидрозащиты, выполненного в виде протектора с одним кольцевым поршнем и единой деталью из двух кольцевых элементов, выполняющей функцию разделителя сред (пластовой и диэлектрической жидкостей), ограниченной стенками внешнего и внутреннего отрезков трубок, жестко связанных между собой, и имеющей открытую с торца, обращенного ко второму ниппелю, кольцевую полость /по первому варианту исполнения/.

На фиг.4 представлен продольный разрез предлагаемого устройства гидрозащиты, выполненного в виде протектора с одним кольцевым поршнем и единой деталью из двух кольцевых элементов, выполняющей функцию разделителя сред (пластовой и диэлектрической жидкостей), ограниченной стенками внешнего и внутреннего отрезков трубок, жестко связанных между собой, и имеющей закрытую с торца, обращенного ко второму ниппелю, кольцевую полость /по первому варианту исполнения/.

На фиг.5 представлен продольный разрез предлагаемого устройства гидрозащиты, выполненного в виде протектора с одним кольцевым поршнем и единой деталью, выполняющей функцию разделителя сред (пластовой и диэлектрической жидкостей) и выполненной в виде пробки /по первому варианту исполнения/.

На фиг.6 представлен продольный разрез предлагаемого устройства гидрозащиты, выполненного в виде протектора с одним кольцевым поршнем, двумя смежными кольцевыми элементами, каждый из которых выполнен в виде единой детали из двух кольцевых элементов, выполняющей функцию разделителя сред (пластовой и диэлектрической жидкостей), ограниченной стенками внешнего и внутреннего отрезков трубок, жестко связанных между собой, и имеющей открытую с торца, обращенного ко второму ниппелю, кольцевую полость /по первому варианту исполнения/.

На фиг.7 представлен продольный разрез предлагаемого устройства гидрозащиты, выполненного в виде протектора с одним кольцевым поршнем, двумя смежными кольцевыми элементами, каждый из которых выполнен в виде единой детали из двух кольцевых элементов, выполняющей функцию разделителя сред (пластовой и диэлектрической жидкостей), ограниченной стенками внешнего и внутреннего отрезков трубок, жестко связанных между собой, и имеющей закрытую с торца, обращенного ко второму ниппелю, кольцевую полость /по первому варианту исполнения/.

На фиг.8 представлен продольный разрез предлагаемого устройства гидрозащиты, выполненного в виде протектора с двумя кольцевыми поршнями и единой деталью из двух кольцевых элементов, выполняющей функцию разделителя сред (пластовой и диэлектрической жидкостей), ограниченной стенками внешнего и внутреннего отрезков трубок, жестко связанных между собой, и имеющей открытую с торца, обращенного ко второму ниппелю, кольцевую полость /по второму варианту исполнения/.

На фиг.9 представлен представлен продольный разрез предлагаемого устройства гидрозащиты, выполненного в виде протектора с двумя кольцевыми поршнями и единой деталью из двух кольцевых элементов, выполняющей функцию разделителя сред (пластовой и диэлектрической жидкостей), ограниченной стенками внешнего и внутреннего отрезков трубок, жестко связанных между собой, и имеющей закрытую с торца, обращенного ко второму ниппелю, кольцевую полость /по второму варианту исполнения/.

На фиг.10 представлен продольный разрез предлагаемого устройства гидрозащиты, выполненного в виде протектора с двумя кольцевыми поршнями и единой деталью, выполняющей функцию разделителя сред (пластовой и диэлектрической жидкостей) и выполненной в виде пробки /по второму варианту исполнения/.

На фиг.11 представлен продольный разрез предлагаемого устройства гидрозащиты, выполненного в виде протектора с двумя кольцевыми поршнями и двумя смежными кольцевыми элементами, каждый из которых выполнен в виде единой детали из двух кольцевых элементов, выполняющей функцию разделителя сред (пластовой и диэлектрической жидкостей), ограниченной стенками внешнего и внутреннего отрезков трубок, жестко связанных между собой, и имеющей открытую с торца, обращенного ко второму ниппелю, кольцевую полость /по второму варианту исполнения/.

На фиг.12 представлен продольный разрез предлагаемого устройства гидрозащиты, выполненного в виде протектора с двумя кольцевыми поршнями и двумя смежными кольцевыми элементами, каждый из которых выполнен в виде единой детали из двух кольцевых элементов, выполняющей функцию разделителя сред (пластовой и диэлектрической жидкостей), ограниченной стенками внешнего и внутреннего отрезков трубок, жестко связанных между собой, и имеющей закрытую с торца, обращенного ко второму ниппелю, кольцевую полость /по второму варианту исполнения/.

Устройства для гидравлической защиты электродвигателя скважинного центробежного насоса могут быть конструктивно реализованы в виде двух типов, по тем же схемам размещения, которые представлены на фиг.1 и фиг.2.

Один тип устройства для гидравлической защиты электродвигателя скважинного, преимущественно, центробежного насоса /по фиг.1/ содержит устройство, включающее только один протектор 1 без компенсатора, причем протектор 1 размещен между центробежным скважинным насосом 2 и его электродвигателем 3. В последнее время в нефтедобывающей отрасли отдается предпочтение, именно, этому типу исполнения устройства гидрозащиты.

Другой тип устройства для гидравлической защиты электродвигателя скважинного центробежного насоса /по фиг.2/ содержит устройство, включающее протектор 1 и компенсатор 4, причем протектор 1 размещен между скважинным насосом 2 и его электродвигателем 3, а компенсатор 4 размещен непосредственно перед электродвигателем 3.

Предлагаемое устройство размещено внутри обсадной колонны 5 скважины и связано с насосно-компрессорной трубой 6.

Далее рассматривается устройство гидравлической защиты электродвигателя скважинного, преимущественно, центробежного насоса первого типа /по фиг.1/, т.е. выполненного в виде протектора.

На фиг.3-7 показано предлагаемое устройство по первому варианту исполнения /с одним кольцевым поршнем/.

На фиг.8-12 показано предлагаемое устройство по второму варианту исполнения /с двумя смежными кольцевыми поршнями/.

Представленное на фиг.1 и фиг.3-12 устройство для гидравлической защиты электродвигателя скважинного, преимущественно, центробежного насоса 2 содержит вал 7 привода центробежного скважинного насоса 2 с входным устройством 8 для пластовой жидкости, который передает крутящий момент от вала электродвигателя 3 к валу насоса 2, упорный и радиальный подшипники 9 и, например, одну ступень, в состав которой входит цилиндрический корпус 10, окружающая вал 7 труба 11, охватывающая вал 7 привода насоса 2 и коаксиально установленная внутри цилиндрического корпуса 10 с образованием кольцевой камеры 12, ограниченной внутренней поверхностью 13 цилиндрического корпуса 10 и внешней поверхностью 14 трубы 11, а также первый и второй ниппели 15 и 16, соответственно, например, одна демпфирующая втулка 17, например, одно уплотнение 18 вала 7 и установленные в кольцевой камере 12 с возможностью возвратно-поступательного перемещения кольцевой поршень 19 и единая деталь, выполняющая функцию разделения пластовой и диэлектрической жидкости и состоящая из двух кольцевых элементов, жестко связанных между собой, и установленная с возможностью свободного автономного перемещения в кольцевой камере 12 без механической связи с кольцевым поршнем 19. Уплотнение 18 вала 7 может быть выполнено любым: торцевым, радиальным или лабиринтным, причем давление диэлектрической жидкости перед этим уплотнением 18 вала 7 должно превышать давление пластовой жидкости для обеспечения долговечной работы предлагаемого устройства. Число ступеней протектора, предпочтительно, составляет 1-3.

Питание электродвигателя 3 от трансформатора /не показан/ подается посредством кабельного удлинителя 20, подключенного к головке 21 электродвигателя 3, примыкающей ко второму ниппелю 16.

Кольцевой поршень 19 реализован подвижным с возможностью совершать возвратно-поступательное движение в пределах кольцевой камеры 12 и разделяет кольцевую камеру 12 на два участка 22 и 23, один 22 из которых, расположенный со стороны торца 24 кольцевого поршня 19, обращенного ко второму ниппелю 16, заполнен пластовой жидкостью, поступающей из затрубного пространства, а другой участок 23, расположенный с противоположного торца 25 кольцевого поршня 19, обращенного к первому ниппелю 15, заполнен диэлектрической жидкостью электродвигателя 3. Для предотвращения утечки жидкостей из участков 22 и 23 кольцевой камеры 12 кольцевой поршень 19 снабжен опорным центрирующим кольцом 26, например, одним уплотнителем 27, расположенным в месте контакта кольцевого поршня 19 с внутренней поверхностью 13 цилиндрического корпуса 10, и другим уплотнителем 28 в месте контакта кольцевого поршня 19 с внешней поверхностью 14 трубы 11.

В канале 29 второго ниппеля 16, сообщающим участок 22 кольцевой камеры 12, заполненный пластовой жидкостью, с затрубным пространством, установлен фильтр 30 очистки пластовой жидкости. Головка 21 электродвигателя 3 включает осевой подшипник - пяту 31 вала 7 насоса 2 и канал 32 ввода кабельного удлинителя 20 электродвигателя 3.

На валу 7 насоса 2 между участком 23 кольцевой камеры 12, заполненным диэлектрической жидкостью, и уплотнением 18 вала 7 центробежного насоса 2 установлено насосное устройство 33, сообщенное посредством выполненного в первом ниппеле 15 канала 34, снабженного фильтром 35 очистки диэлектрической жидкости электродвигателя, с участком 23 кольцевой камеры 12, заполненным диэлектрической жидкостью электродвигателя.

Насосное устройство 33 прокачивает диэлектрическую жидкость электродвигателя через канал 34, выполненный в первом ниппеле 15 и через установленный в этом канале 34 фильтр 35 для очистки диэлектрической жидкости, производя очистку диэлектрической жидкости и обеспечивая заданный перепад давления для обеспечения надежной работы уплотнения 18 вала 7 привода насоса 2.

Вышеуказанная единая деталь, выполняющая функцию разделителя пластовой и диэлектрической жидкостей и состоящая из двух кольцевых элементов, выполнена в виде жестко связанных между собой отрезка 36 внешней трубки и отрезка 37 внутренней трубки, коаксиально установленных один в другом в кольцевой камере 12 со с