Результат интеллектуальной деятельности: Способ подключения силового кабеля к погружному электродвигателю и устройство для его осуществления

МПК H01R13/52 (2017.01)

МПК E21B43/00 (2017.01)

МПК F04B47/06 (2017.01)

Способ подключения силового кабеля к погружному электродвигателю и устройство для его осуществления

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, в частности, в электрических соединениях, предназначенных для подвода электроэнергии к электродвигателям погружных насосов для добычи пластовой жидкости.

На данный момент, известны погружные насосные установки, приводимые в действие линейным вентильным электродвигателем, питание которого осуществляют от надземного источника электропитания, при этом, линия электропитания проходит от источника питания вдоль насосно-компрессорных трубы к двигателю для подачи энергии.

Известные технические решения заключаются в том, что силовая линия электропитания подводится непосредственно к токовводу электродвигателя, устроенному в его верхней части. Токоввод, преимущественно, реализуют в виде штепсельной розетки выполненной с возможностью установки и герметичной фиксации штепсельной вилки, которая подается посредством удлиненного проводника, также известны технические решения, при которых на удлиненном проводнике устанавливают штепсельную розетку, при этом, ответная часть встроена в головку токоввода, установленную в корпусе погружного электродвигателя. Указанные способы подключения, предусматривают обязательную установку одной из контактных поверхностей, непосредственно в корпусе погружного электродвигателе.

Из патента на изобретение № RU2264681 от 20.11.2005, МПК H02G15/14; H01R 13/52, известна муфта кабельного удлинителя, кабельной линии погружного электродвигателя, устанавливаемая в штепсельную розетку головки токоввода. Указанная муфта содержит, герметичный корпус, в котором расположены закрепленный при помощи фиксирующего элемента, кабель и колодка с выполненными в ней отверстиями для размещения контактных элементов и присоединенных к ним жил кабеля.

К недостаткам описанного технического решения можно отнести невозможность его применения в условиях с ограниченными габаритами корпуса погружной насосной установки.

Из патента на изобретение США №US7789689 от 07.09.2010, МПК H01R13/52, известна иная конструкция герметичного соединения силового кабеля погружной насосной установки с электродвигателем в которой штепсельная розетка соединена с удлиненным проводником, а ее ответная часть, установлена в головке токоввода, встроенной в корпус электродвигателя.

К недостаткам описанного технического решения можно отнести наличие ограничений в габаритных размерах корпуса, а также недостаточная унификация описанной конструкции.

Также из патента РФ на изобретение № RU2162272 от 20.01.2001, МПК H02K 5/132; H02K 5/10; H01R 13/52 известно устройство и способ подключения силового кабеля к погружному электродвигателю включающее штепсельную розетку, выполненную с возможностью контакта со штепсельной вилкой, с образованием герметичного соединения. Описанное техническое решение включает погружной маслонаполненный электродвигатель, содержащий головку, в которой размещен кабельный ввод. Кабельный ввод, состоит из штепсельной вилки, корпус которой прикреплен к головке. Штыри штепсельной вилки соединены с кабелем и штепсельной розеткой, которая содержит колодку из диэлектрического материала и гильзы, соединенные с выводными проводами обмотки статора. При этом колодка и гильзы установлены герметично.

К недостаткам описанного технического решения можно отнести то, что одна из контактных поверхностей установлена в корпусе электродвигателя, что приводит к увеличению диаметра корпуса и не позволяет эксплуатировать его в малодебитных скважинах с наличием ограничений по габаритным размерам погружной насосной установки.

Описанное техническое решение принимаем за ближайший аналог.

Сущность заявляемого технического решения заключается в том, что согласно способу подключения силового кабеля к погружному электродвигателю, штепсельную розетку, помещают в герметичный корпус и выносят на удлиненном проводнике за пределы головки токоввода погружного электродвигателя. Свободный конец герметизируют в головке токоввода посредством двустороннего уплотнения, при этом соединение контактных поверхностей устраивают в габарите корпуса погружной насосной установки, определяемого его наибольшим поперечным сечением с фиксацией посредством крепежных элементов. Соединение контактных поверхностей устраивают в пределах соединительной муфты, установленной между выходом плунжерного насоса и входом насосно-компрессорной трубы.

Согласно описанному способу соединение контактных поверхностей выполнено в габарите корпуса погружной насосной установки, определяемого его наибольшим поперечным сечением и включает, вынесенную за пределы головки токоввода, на удлиненном проводнике штепсельную розетку. Указанная штепсельная розетка, состоит из герметичного корпуса с заведенной внутрь и зафиксированной посредством герметизирующих полимерных элементов, по меньшей мере, одной токопроводящей жилой. Свободный конец удлиненного проводника, установлен в головке токоввода с двусторонним уплотнением, посредством обжимных деформируемых элементов. Герметичная штепсельная розетка, установлена в пределах площадки, утопленной по отношению к поверхности переходной соединительной муфты, установленной между выходом плунжерного насоса и входом насосно-компрессорной трубы.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение является реализация способа и устройства подключения силового кабеля к погружному электродвигателю с обеспечением надежного соединения контактных поверхностей и достижением уменьшения габаритных размеров корпуса электродвигателя с целью использования погружной насосной установки в малодебитных скважинах с малым входным диаметром.

Технический результат, достигнутый от реализации заявленного технического решения, обеспечивает повышение надежности соединения без локального увеличения диаметра корпуса погружной насосной установки, способствует расширению возможностей использования линейного погружного электродвигателя в малодебитных скважинах с малым входным диаметром.

Сущность заявляемого технического решения поясняется, но не ограничивается следующими графическими материалами:

фиг.1 – устройство подключения силового кабеля к погружному электродвигателю, общий вид;

фиг.2 – штепсельная розетка в разрезе;

фиг.3 – головка токоввода в разрезе.

Устройство подключения силового кабеля к погружному электродвигателю включает штепсельную розетку 1 (фиг.1), выполненную с возможностью контакта со штепсельной вилкой (является стандартной, на изображениях не показана), с образованием герметичного соединения.

Соединение контактных поверхностей выполнено в приделах габарита корпуса погружной насосной установки.

Указанное устройство включает, вынесенную за пределы головки токоввода 2, на удлиненном проводнике 3 штепсельную розетку 1, состоящую из герметичного корпуса 4, установленного в пределах переходной соединительной муфты 5, установленной между выходом 6 плунжерного насоса и входом насосно-компрессорной трубы 7.

Внутрь указанного герметичного корпуса 4 (фиг.2), заведена и зафиксирована посредством герметизирующих элементов 8 в виде уплотнительных колец с полимерным изолятором 9, по меньшей мере, одна токопроводящая жила 10, с медной контактной гильзой 11, установленной в колодке 12, которую фиксируют от перемещений контровочным винтом 13. Указанные уплотнительные элементы 8 фиксируются посредством обжимного кольца 14 и гайки 15, после установки, которой корпус закрывается хвостовиком 16 с уплотнительной резинкой 17.

Свободный конец удлиненного проводника 3, установлен в головке токоввода 2 с двусторонним уплотнением, посредством обжимного деформируемого элемента 18 (фиг.3) и обжимных гаек 19, 20 с поджимными кольцами 21, также на свободный конец проводника 3 установлена контактная гильза 22.

Герметичная штепсельная розетки 1, также включает торцевой герметизирующий уплотнительный элемент 13, а также, герметичный корпус 4, который содержит крепежные элементы 23, выполненные с возможностью фиксации корпусов контактных поверхностей штепсельной вилки с розеткой, посредством разъемного соединения.

Способ подключения силового кабеля к погружному линейному электродвигателю, основанный на использовании описанной конструкции заключается в том, что соединение контактных поверхностей реализуют посредством установки герметичной штепсельной вилки (является стандартной и на изображениях не показана) в штепсельную розетку 1, находящуюся в электрическом контакте с выводами проводов обмотки статора подведенных к головке токоввода 2. Штепсельную розетку 1, помещают в герметичный корпус 4 и выносят на удлиненном проводнике 3 за пределы головки токоввода 2, погружного электродвигателя. Свободный конец удлиненного проводника 3, герметизируют в головке токоввода 2 посредством двустороннего уплотнения обжимными деформируемыми элементами 18, при этом соединение контактных поверхностей устраивают в приделах габарита корпуса погружной насосной установки в частности в пределах переходной соединительной муфты 5, установленной между выходом плунжерного насоса 6 и входом насосно-компрессорной трубы 7 с фиксацией посредством крепежных элементов 24 (фиг.1).

Реализация приведенного способа и устройства подключения силового кабеля к погружному электродвигателю способствует достижения указанного технического результата обеспечивая повышение надежности соединения без локального увеличения диаметра корпуса погружной насосной установки. Также реализация технического решения способствует расширению возможностей использования линейного погружного электродвигателя в малодебитных скважинах с малым входным диаметром.

Описанное техническое решение, предусматривает различные варианты и альтернативные формы реализации. Конкретный вариант осуществления раскрыт в описании и показан посредством, приведенных графических материалов. Описанный вариант реализации изобретения, не ограничивается конкретной раскрытой формой и может охватывать все возможные варианты исполнения, эквиваленты и альтернативы, в рамках существенных признаков, раскрытых в формуле.