книги / Скважинные насосные установки для добычи нефти
..pdfПоочередно с пакетами на вал устанавливают радиальные пары трения: подшипники и втулки подшипников.
Подшипник в электродвигателе серии ЛВ5 выполнен из ста ли 20Х и снабжен подпружиненным стопором, который фикси рует в специальном пазу немагнитного пакета статора положе ние подшипника, предотвращая его проворачивание в расточке, препятствуя тем самым ее изнашиванию.
Втулки подшипников выполнены из бронзо-графита методом порошковой металлургии. В соответствии с ТУ 0220167-230-82 «Заготовка спеченная втулки подшипника электродвигателя се рии ПЭД» заготовка изготавливается из шихты следующего состава:
медный порошок марки ЦМС-1 |
|
по ГОСТ 4960-75, %......................................... |
от 81,5 до 86,5 |
оловянный порошок марки П02 |
|
по ГОСТ 9723-73, %.................................................... |
от 7 до 9 |
никелевый порошок марки ПНК-ОТ-2 |
|
по ГОСТ 9722-79, %.................................................... |
от 4 до 6 |
графитовый порошок марки ГК-3 |
|
по ГОСТ 4404-78, %................................................. |
2,5 до 3,5. |
Свойства спеченных заготовок соответствуют следующим тре бованиям:
общая пористость, % .............................................. |
от 15 до 25 |
плотность, кг/м3, не менее............................................. |
6000,0 |
твердость, не менее....................................................... |
55 HRC |
Во втулках имеются радиальные отверстия, по которым в зону трения «подшипник — втулка» поступает масло.
В двигателях унифицированной серии ПЭД модернизации М втулки подшипников металлокерамические, а корпуса выполне ны из чугуна «нирезист» с запрессованными стальными втулка ми и имеют устройство, обеспечивающее механическое стопо рение их от проворота в расточке статора.
В конструкции электродвигателей серии ПЭДУ применены подшипники скольжения, у которых в качестве пары трения используются металлофторопластовые втулки и стальные втул ки, насаженные на вал. Металлофторопластовая втулка изготав ливается из металлофторопластовой ленты вальцеванием и ка либровкой. Основу составляет стальная лента (сталь 08—10 по
ГОСТ 1050-88), омедненная с двух сторон. На одной стороне нанесен пористый слой из сферических частиц бронзы (диаметр 0,1 мм) толщиной 0,3...0,4 мм. Объем пор составляет 30...40 %. Поры на всю глубину заполнены фторопластом-4ДВ в смеси с дисульфидом молибдена (75 и 25 % соответственно). Металло фторопластовая втулка запрессована в корпус-подшипника, вы полненного из немагнитного материала [3].
В корпусе подшипников имеются осевые каналы (отверстия), предназначенные для прохода и циркуляции диэлектрического
масла.
Вал ротора пустотелый, выполнен из высокопрочной стали марки АЦ28ХГНЗФТ, высокой точности со специальной отдел кой поверхности по ТУ 14-1-4398-88.
Прутки для изготовления валов имеют диаметры 24,99; 29,99; 34,99 мм; длину — до 8 м; диаметр осевого канала — 7,1—8,2 мм.
В валу просверлены радиальные отверстия, которые долж ны совпадать с радиальными отверстиями во втулках подшип ников.
Регулировка совпадения радиальных отверстий достигается за счет плоских стальных регулировочных шайб толщиной 0,5 мм, надеваемых на вал. Вместе с регулировочными шайбами ставят ся шайбы из стеклотекстолита СТЭФ1 толщиной 2 мм по обе стороны втулки подшипника, выполняющие роль пары трения с торцом радиального подшипника.
Основание электродвигателя расположено в нижней части двигателя и служит для размещения фильтра, обратного клапа на для закачки в двигатель масла, перепускного клапана и маг нитов для улавливания продуктов износа. Основа фильтра — фильтрующий элемент из мелкоячеистой латунной сетки 016Н ГОСТ 6613-86.
Перепускной клапан обеспечивает сообщение полости элек тродвигателя с компенсатором при использовании гидрозащиты типа 1Г.
Головка, пята, подпятник
Головка представляет собой сборочную единицу, расположен ную в верхней части двигателя (над статором). В головке разме щен узел упорного подшипника, состоящий из пяты и подпят ника, крайних радиальных подшипников ротора, узлов токовво
да и пробки, через которую производится закачка масла в про тектор при монтаже.
Осевые нагрузки ротора двигателя воспринимают пята и под пятник. Пята выполнена из стали 20Х с последующей цемента цией поверхности пары скольжения и термообработкой до 57— 63 HRC. В пяте в радиальном направлении имеется два (ЛВ5) или четыре (ПЭДУ) отверстия, которые выполняют роль турбинки для создания циркуляции масла во внутренней полости двигателя.
Подпятник изготавливается из бронзы с нанесенным слоем баббита марки Б83 или композиционных материалов.
Подпятники выполняются со сферическим основанием и име ют шесть сегментов с баббитовым слоем, которые установлены на отдельных стержнях (ножках). Сферическое основание пред назначено для самоустановки и центрирования.
Подпятники, изготовленные методом порошковой металлур гии, выполнены из антифрикционного материала на основе меди. Конструкция подпятника обеспечивает заход смазочно-охлаж дающей жидкости в зону трения. Используемый для подпятни ка материал сочетает в себе высокие механические и антифрик ционные свойства, наличие в его составе твердых смазок — гра фита и дисульфида молибдена — позволяет применять этот по рошковый материал даже в условиях сухого трения. Подпятни ки из композиционных материалов обеспечивают высокий ко эффициент использования материала, низкий коэффициент тре ния (0,01—0,03) [3].
Узел токоввода
Узел токоввода служит для питания обмотки статора и содер жит кабельную муфту и электроизоляционную колодку (рис. 1.97). В колодке размещены составные электрические контакты, свя занные с выводами обмотки статора. Соединение кабельной муфты с головкой ПЭД герметично, при этом электрические контакты узла токоввода находятся в полости двигателя, запол ненного диэлектрическим маслом.
Колодка имеет три отверстия для установки контактных гильз и центральное отверстие для прохода диэлектрического масла. Она выполнена из электроизоляционных пластмасс типа АГ4.
Рис. 1.97. Токоввод погружного электродвигателя
Выводной провод обмотки статора с впаянным наконечни ком имеет резьбовое окончание для соединения с контактной гильзой. Материал выводного провода типа ПФС или ПФТ, наконечник выполнен из меди.
Контактная гильза выполнена из латуни, имеет в осевом на правлении разрезы, а в верхней части кольцевую пружину, которая предназначена для сжатия лепестков гильзы. В нижней части кон тактной гильзы имеется резьбовое отверстие, которое предназна чено для соединения составных контактов (наконечника и гильзы). В отверстиях колодки токоввода имеются буртики, удерживающие гильзу с наконечником от перемещения в осевом направлении.
Установленные в колодке контакты (гильзы) имеют незначи тельную свободу перемещения, что обеспечивает их самоустановку при соединении с контактами кабельной муфты.
После сборки двигатель заполняется специальным диэлект рическим нагревостойким маслом, обладающим высокими сма зывающими свойствами. Цель заполнения двигателя маслом — защита двигателя от проникновения в его полость окружающей пластовой жидкости, охлаждение обмоток и смазывание под шипников. Двигатели заполняются диэлектрическим маслом с пробивным напряжением не менее 30 кВ.
Циркуляция масла внутри двигателя осуществляется из поло сти фильтра по внутреннему отверстию в валу через пяту — турбинку, затем масло поступает для смазки радиальных подшип ников, откуда попадает в зазор между статором и ротором и возвращается к фильтру.
Циркулирующее внутри двигателя масло передает тепло ста тору и через железо и корпус статора — омывающей двигатель пластовой жидкости.
В двигателях серии ПЭД применяются масла: трансформа торное, типа МА-ПЭД8, МА-ПЭД12, МДПЭ (табл. 1.18) [3].
|
|
|
|
Таблица 1.18 |
|
Характеристики масел для погружных двигателей |
|
||||
Показатель |
|
Тип масла |
|
||
|
МДПЭ |
МА-ПЭД8 |
МА-ПЭД12 |
Трансфор |
|
|
|
|
|
маторное |
|
Плотность, г/см3 |
0,850 |
0,870 |
0,865 |
0,895 |
|
Вязкость, сСт: |
|
|
|
|
|
при 50 °С |
7,54 |
8,0 |
12,0 |
9,0 |
|
при 100 °С |
|
|
3,3 |
2,7 |
|
Температура застыва |
минус 45 |
минус 45 |
минус 25 |
минус 45 |
|
ния, “С, не выше |
|||||
|
|
|
|
||
Температура вспыш |
150 |
135 |
170 |
135 |
|
ки, °С, не выше |
|||||
|
|
|
|
||
Удельное объемное |
|
|
|
|
|
сопротивление, |
1,Ю13 |
1,1014 |
1,10'4 |
1,10" |
|
Ом см, при 20 °С |
|
|
|
|
|
Электрическая проч |
|
|
|
|
|
ность 50 Гц и 20 °С, |
40 |
40 |
40 |
40 |
|
кВ, не менее |
|
|
|
|
Секционные двигатели
Двигатели мощностью более 180 кВт диаметром 123 мм, более 90 кВт диаметром 117 мм, 63 кВт диаметром 103 мм и мощностью 45 кВт диаметром 96 мм — секционные (см. рис. 1.97 и 5.98). Конструкции узлов секционирования двигате лей диаметром 123, 117, 103 и 96 мм идентичны.
Соединение корпусов — фланцевое, валов — шлицевой муф той. Электрическое соединение обмоток секций осуществляется штепсельным разъемом. Вверху нижней секции расположена межсекционная колодка из АГ-4, которая снабжена подпружи ненным стопором, предохраняющим ее от проворачивания.
В колодку вворачивается упор, который открывает шарико вый клапан при сочленении нижней и верхней секций, соеди няя их полости для прохода масла.
Электрические контакты выводных проводов с гильзой (в ниж ней секции) и выводных проводов с наконечником (в верхней секции) аналогичны контакту «муфта кабельного ввода — ко лодка кабельного ввода» в односекционных двигателях.
В головке нижней секции размещен ловитель для установки правильного положения секций и защите наконечников вывод ных проводов при сочленении. Обмотки секций соединены пос ледовательно.
Структура условного обозначения типа электродвигателей российского производства представлена на рис. 1.98 [3].
ЭД X XXX - XXX X
1 '
Электродвигатель
Исполнение по стойкости к коррозии (отсутствие буквы —нормальное, К —коррозионностойкое)
Условная мощность, кВт Диаметр корпуса, мм
Расположение статора электродвигателя относительно торца секционирования (отсутствие буквы —без торца для сек ционирования, В—над торцом секциони рования, С —между торцами секциониро вания, Н—под торцом секционирования)
Рис. 1.98. Структура условного обозначения типа погружного электродвигателя
Технические данные и типовые нагрузочные характеристики ПЭД российского производства приведены таблице 1.19 и на рис. 1.99 и 1.100 [3, 5].
Теплостойкость обмоточных проводов электродвигателя обыч но ограничивается температурой 130 °С. С учетом перегрева дви гателя за счет потерь энергии в нем и с учетом теплоотвода от деталей двигателя, температура окружающей среды ограничена
убольшинства двигателей 90 °С.
Впоследние годы все более широкое применение находят в нефтяной промышленности теплостойкие двигатели, предназ наченные для работы при температуре окружающей среды до 120 и даже до 150 °С.
Pv кВт
Рг кВт
Рис. 1.99. Нагрузочные характеристики ПЭДУ45-103В5
Параметры погружных электродвигателей
Двигатели асинхронные погружные унифищфованной серии Пэ д модернизации М ТУ 3381-026-211945400-97
Обозначение |
Мощ |
Рабо |
Рабо |
к п д , |
Cos ср |
Сколь |
Мини |
|
ность, |
чее |
чий |
% |
|
жение, |
мальная |
|
кВт |
напря |
ток, А |
|
|
% |
скорость |
|
|
жение, |
|
|
|
|
охлажда |
|
|
В |
|
|
|
|
ющей |
|
|
|
|
|
|
|
жидко |
|
|
|
|
5 |
6 |
7 |
сти, м/с |
1 |
2 |
3 |
4 |
8 |
|||
ЭД12-117М |
12 |
380 |
26 |
84,0 |
0,85 |
5,0 |
0,05 |
ЭД16-117М |
16 |
750 |
18,5 |
84,0 |
0,85 |
5,0 |
0,05 |
ЭД22-117М |
22 |
750 |
24 |
84,5 |
0,85 |
5,0 |
0,05 |
ЭД28-117М |
28 |
900 |
26 |
84,5 |
0,84 |
5,0 |
0,08 |
1ЭД32-117М |
32 |
750 |
35,5 |
85,0 |
0,84 |
5,0 |
0,08 |
ЭД32-117М |
32 |
1000 |
26 |
85,0 |
0,86 |
5,0 |
0,08 |
ЭД40-117М |
40 |
1200 |
27 |
84,5 |
0,85 |
5,0 |
0,08 |
1ЭД45-117М |
45 |
1000 |
36,5 |
85,0 |
0,86 |
5,0 |
0,08 |
ЭД45-117М |
45 |
1400 |
26 |
85,0 |
0,86 |
5,0 |
0,08 |
ЭД50-117М |
50 |
1400 |
28 |
84,5 |
0,86 |
5,2 |
0,12 |
ЭД56-117М |
56 |
1400 |
31,5 |
84,5 |
0,86 |
5,2 |
0,12 |
1ЭД63-117М |
63 |
1000 |
51,5 |
85,0 |
0,85 |
5,2 |
0,30 |
ЭД63-117М |
63 |
2000 |
25 |
85,0 |
0,85 |
5,2 |
0,12 |
ЭД70-117М |
70 |
1500 |
38 |
85,0 |
0,85 |
5,2 |
0,30 |
ЭД40-117МВ |
40 |
800 |
|
|
|
|
|
ЭД40-117МН |
40 |
800 |
|
|
|
|
|
В сборе |
80 |
1600 |
39 |
84,5 |
0,86 |
5,2 |
0,30 |
ЭД45-117МВ |
45 |
1000 |
|
|
|
|
|
ЭД45-117МН |
45 |
1000 |
|
|
|
|
|
В сборе |
90 |
2000 |
37 |
85,0 |
0,85 |
5,2 |
0,30 |
ЭД50-117МВ |
50 |
1000 |
|
|
|
|
|
ЭД50-117МН |
50 |
1000 |
|
|
|
|
|
В сборе |
100 |
2000 |
38,5 |
85,0 |
0,85 |
5,2 |
0,30 |
ЭД63-117МВ |
63 |
1000 |
|
|
|
|
|
ЭД63-117МН |
63 |
1000 |
|
|
|
|
|
В сборе |
125 |
2000 |
51,5 |
85,0 |
0,85 |
5,2 |
0,30 |
ЭД70-117МВ |
70 |
1000 |
|
|
|
|
|
ЭД70-117МН |
70 |
1000 |
|
|
|
|
|
В сборе |
140 |
2000 |
53,5 |
84,5 |
0,85 |
5,2 |
0,30 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
1 |
6 |
1 1 |
8 |
Двигатели асинхронные погружные унифицированной модернизации Л |
||||||||
|
|
ТУ 26-06-1553-94серии ПС |
|
|
||||
ЭД16-117ЛВ5 |
16 |
500 |
25,5 |
84,5 |
|
0,86 |
5,2 |
0,05 |
ЭД22-117ЛВ5 |
22 |
750 |
23,5 |
84,5 |
|
0,86 |
5,2 |
0,05 |
ЭД32-117ЛВ5 |
32 |
1000 |
25,5 |
84,5 |
|
0,86 |
5,2 |
0,08 |
ЭД45-117ЛВ5 |
45 |
1400 |
25,5 |
84,5 |
|
0,86 |
5,2 |
0,08 |
ЭД63-117ЛВ5 |
65 |
2000 |
25,0 |
84,5 |
|
0,86 |
5,2 |
0,12 |
ЭДС90-117ЛВ5 |
90 |
2000 |
36,5 |
84,5 |
|
0,85 |
5,0 |
0,3 |
ЭДС125-117ЛВ5 |
125 |
2000 |
50,0 |
84,5 |
|
0,86 |
5,0 |
0,3 |
|
Двигатели асинхронные погружные |
|
|
|||||
серии ПЭД ТУ 3381-027-00220440-97 диаметром корпуса 103 мм |
||||||||
ЭД16-103 |
16 |
500 |
27,5 |
81,0 |
|
0,83 |
5,0 |
0,05 |
ЭД22-103 |
22 |
750 |
25,5 |
81,5 |
|
0,82 |
5,0 |
0,05 |
ЭД32-103 |
32 |
1000 |
27,5 |
81,0 |
|
0,83 |
5,0 |
0,08 |
ЭД45-103 |
45 |
1300 |
29,7 |
81,0 |
|
0,84 |
6,0 |
0,08 |
ЭДС63-103 |
63 |
2000 |
27,0 |
81,0 |
|
0,83 |
5,5 |
0,12 |
ЭДС90-103 |
90 |
2000 |
38,7 |
81,0 |
|
0,83 |
5,5 |
0,12 |
|
Двигатели асинхронные погружные |
|
|
|||||
ТУ УЗ. 10-00216852-021-97 и ТУ У 23914062.001-98 |
|
|||||||
ЭД16-103 |
16 |
530 |
26,0 |
80,5 |
|
0,83 |
6,2 |
0,06 |
ЭД22-103 |
22 |
700 |
27,0 |
80,5 |
|
0,83 |
6,2 |
0,06 |
ЭД32-103 |
32 |
1000 |
27,5 |
80,5 |
|
0,83 |
6,2 |
0,06 |
ЭД45-103 |
45 |
1050 |
37,0 |
79,5 |
|
0,84 |
7,2 |
0,08 |
ЭДС63-103 |
63 |
1450 |
37,5 |
80,5 |
|
0,83 |
6,2 |
0,12 |
ЭДС90-103 |
90 |
2100 |
37,0 |
79,5 |
|
0,84 |
7,2 |
0,3 |
ЭД16-117 |
16 |
600 |
21,5 |
84,5 |
|
0,87 |
5,0 |
0,06 |
ЭД22-117 |
22 |
850 |
20,5 |
84,5 |
|
0,86 |
5,2 |
0,06 |
ЭД32-117 |
32 |
1100 |
23 |
84,5 |
|
0,87 |
5,0 |
0,06 |
ЭД45-117 |
45 |
975 |
37,0 |
84,5 |
|
0,86 |
5,2 |
0,08 |
ЭД63-117 |
63 |
1400 |
36,0 |
84,5 |
|
0,86 |
5,2 |
0,12 |
ЭДС90-117 |
90 |
1950 |
37,0 |
84,5 |
|
0,86 |
5,2 |
0,3 |
ЭДС 125-117 |
125 |
1950 |
51,0 |
84,5 |
|
0,86 |
5,2 |
0,4 |
ЭД90-123 |
90 |
2200 |
32,5 |
84,5 |
|
0,87 |
5,0 |
0,3 |
ЭД С 180-123 |
180 |
2150 |
66,0 |
84,5 |
0,87 |
5,0 |
0,6 |
|
ЭДС250-123 |
250 |
2250 |
87,5 |
84,5 |
0,87 |
5,0 |
0,8 |
|
ЭДС 180-130 |
180 |
2300 |
61,0 |
85,0 |
0,87 |
5,0 |
0,6 |
|
ЭДС250-130 |
250 |
2300 |
85,0 |
85,0 |
0,87 |
5,0 |
0,8 |
|
ЭДС360-130 |
360 |
2300 |
122,5 |
85,0 |
0,87 |
5,0 |
1,0 |
1 |
|
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
|
Двигатели асинхронные погружные серии ПЭД |
|
|
||||
|
|
диаметром корпуса 96 мм ТУ 3381-018-00220440-94 |
|
|||||
ЭД 16-96 В5 |
16 |
500 |
29,2 |
79,0 |
0,80 |
6,0 |
0,06 |
|
ЭД22-96 В5 |
22 |
700 |
28,7 |
79,0 |
6,80 |
6,0 |
0,06 |
|
ЭД32-96 В5 |
32 |
1000 |
29,2 |
79,0 |
0,80 |
6,0 |
0,06 |
|
ЭДС45-96 |
В5 |
45 |
1400 |
28,7 |
79,0 |
0,80 |
6,0 |
0,09 |
ЭДС63-96 |
В5 |
63 |
2000 |
29,2 |
79,0 |
0,80 |
6,0 |
0,12 |
Рис. 1.100. Нагрузочные характеристики ПЭДУ63-117В5