Устройство электропитания и управления нагревом плавкого гидроуплотнения погружного электродвигателя

О П И С А Н И Е,ц 655020 Союз Совстскик Социалистических РеспубликИЗОБРЕТЕНИЯ СВИДЕТЕЙЬСТВУ АВТОР СКО,03.79. Бюллетень Л"о 1 3) Ъ ДК 621,д 1 Ь.(28 по делая изобретении и открытий(45) Дата опубликования опис я 30.03,79 2) Авторы изобретени И, А. Купчински. В. Иванов 1) Заявите есоюзный научно-исследовательскии инсти:ут организации и механизации шахтного строительства УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯНАГРЕВОМ ПЛАВКОГО ГИДРОУПЛОТНЕНИЯПОГРУЖНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ 1Изобретение относится к области электротехники и предназначено для использования в машинах с погружным электродвигателем, для гидрозащиты которого применено плавкое гидроуплотнение, а более конкретно - в погружных буровых машинах, электробурах, глубинных электронасосах.Обеспечение работоспособности и герметичности плавкого гидроуплотнения требует расплавления сплава и автоматического поддержания его температуры в определенных пределах. В применении к погружным машинам, удаленным от источника тока и питаемым через специальный токоподвод, эта задача усложняется практической невозможностью введения в токоподвод дополнительных проводов.Известно устройство электропитания погружных машин (электробуров, насосов и других) при заземляемой обмотке силового трансформатора, в частности - при питании электробура по системе два провода - труба 1.Однако такое устройство не позволяет обеспечить питание нагревательного устройства плавкого гидроуплотнения, т. е. разогрев сплава в предпусковой период и поддержание его в расплавленном состотпшп на весь период работы электробурения. Наиболее близким техническим решениемк предлагаемому изобретению является автоматизированная система электропитанияпогружного электродвигателя с плавкимгидроуплотнением, состоящая из расположенного на поверхности силового трансформатора с незаземлснной обмоткой, силового кабеля, трубопровода, погружного электродвигателя и электронагревателя плавкоО го гидроуплотнспия с тсрморегулятором ввиде транзистора, управлясмого в функциитемпературы в планком гпдроуплотнении;электронагреватель питается от расположенного на поверхности источника постоян 1-. ного тока через обмотку трансформатора,силовой кабель, среднюю точку обмоткиэлектродвигателя и трубопровод,Недостатком данного устройства является сложность и невозможность примененияего в схемах с зазсмляемой и незаземляемой обмоткой силового трансформатор а.Цель настоящего изобретения - упрощение и сокращение времени подготовки к работе.Поставлснная цель достигается тем, чтоустройство электропитания и управлсниянагревом плавкого гидроуплотнепя погружного электродвигателя, содержащеерасположенный па поверхности силовой5 10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 60 65 трансформатор, силовой кабель, терморегулятор, полупроводниковый ключ, дополнительно снабжено однофазным трансформатором, расположенным на поверхности, токовым реле, контакты которого включенымежду трансформатором и одной из фазкабеля, а терморегулятор и полупроводниковый ключ подключены к части одной изобмоток электродвигатсля, в качестве полупроводникового ключа использован тиристор.В случае применения высоковольтногоэлектродвигателя электронагревательноеустройство подключено к части обмоткиэлектродвигателя,Данное устройство обеспечивает применение плавких гидроуплотнений с регулируемым электрическим нагревом в распространенных схемах электропитания погружных машин с заземляемой обмоткой силового трансформатора. Кроме того, предлагаемое устройство является универсальным,т. е. может быть применено и в схемах снезаземляемой обмоткой трансформатора,что позволяет унифицировать конструкциютерморегулятора.На фиг. 1 представлена принципиальнаясхема устройства электрического питанияи управления нагревом плавкого гидроуплотн ения погружного электродвигателя(электробура) для случая с заземляемойобмоткой трансформатора (питание подвухпроводному кабелю и бурильным трубам); на фиг. 2 - для случая с незаземленной обмоткой, питание по трем проводам,Устройство электрического питания и управления нагревом плавкого гидроуплотнения погружного электродвигателя содержитсиловой трансформатор 1, однофазныйтрансформатор 2, токовое реле 3, управляющее контактором 4 и контактом 5, токосъемник 6, силовой кабель 7, погружнойконтактор 8, погружной электродвигатель 9,полупроводниковый ключ 10, электронагрсватель 11 плавкого гидроуплотнения, терморегулятор 12. Кроме того, устройство содержит реле 13 времени с контактами 14и 15 и аппаратуру 16 контроля изоляции,В случае использования питания по тремпроводам токосъемник 6 и погружной контактор 8 не подключаются (случай электронасоса).Перед пуском электродвигателя 9, когдасиловой трансформатор 1 отключен от устройства контактором 4, электронагреватель11 и полупроводниковый ключ 10 получаютпитание через один из проводов силовогокабеля 7 и трубопровод от однофазноготрансформатора 2. Пока температура вплавком гидроуплотнении не достигнет заданного предела, с делителя напряжения,одним из плеч которого является терморегулятор 12, снимается сигнал, вызывающийоткрытие ключа 10; через электронагреватсль 11 протекает полный ток. По достижении заданной температуры сигнал, снимаемый с делителя, вызывает закрытие ключа 10 и резкое падение тока в цепи электронагревателя 11.На резкое уменьшение тока в цепи трансформатора 2 реагирует токовое реле 3, которое замыкает контактор 4 и, размыкая контакт 5, отключает трансформатор 2 от систсмы питания электронагреватель 11. В дальнейшем электронагреватель, будучи подключенным к обмотке двигателя 9, питается через кабель 7 и трубопровод (землю) от силового трансформатора 1.В связи с тем, что электробур - машина относительно высоковольтная (около 1000 В), а малогабаритные (из условий возможности размещения в конструкции плавкого гидроуплотнения) тиристоры не могут быть применены при высоком напряжении, питание терморегулятора и нагревателя в данном устройстве осуществляется от части обмотки электродвигателя 9 (пониженным напряжением).В случае применения устройства при не- заземленной обмотке трансформатора 1 (см. фиг, 2), т. е. в случае электробура при питании его по силовому кабелю 7, питание электронагревателя 11 при включенном двигателе 9 осуществляется от дополнительного источника 2. Однако при этом вводится реле времени циклического действия 13, которое попеременно подключает к токосъемнику 6 либо трансформатор 2 через контакт 14, либо аппаратуру контроля изоляции 16 через контакт 15. Формула изобретения1. Устройство электропитания и управления нагревом плавкого гидроуплотнения погружного электродвигателя, содержащее расположенный на поверхности силовой трансформатор, силовой кабель, терморегулятор, полупроводниковый ключ, отл ич ающееся тем, что, с целью упрощения и применения его в схемах с заземляемой и незаземляемой обмоткой силового трансформатора, оно дополнительно снабжено однофазным трансформатором, расположенным на поверхности, токовым реле, контакты которого включены между трансформатором и одной из фаз кабеля, а терморегулятор и полупроводниковый ключ подключены к части одной из обмоток электродвигателя.2. Устройство по п, 1, отличающееся тем, что, с целью повышения мощности, в качестве полупроводникового ключа использован тиристор.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Фоменко К. Ф. Электробуры для бурения нефтяных и газовых скважин. Гостоптехиздат, 1961, с. 198 в 2,2. Горные машины и автоматика Мо 1 ЦНИИЭИУголь, М., 1973, с. 22 - 23.IГ пеРгпрег,сот;йдг Соста Парфенова адомо тор 3. Тарасо едакт хред трога нов каз 189/5 Изд.217 Тираж 865 Подпнсно НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 пография, пр. Сапунова Г к- ) л - 12Фиг.7