Устройство для контроля технологических параметров в скважине и защиты погружного электродвигателя от аномальных режимов

(51)5 Е 21 В 47/00 ТЕНИЯ Н АВТОРСНО СССР 985. ТЕХНОЛОЕ И ЗАЕЛЯ ОТ зде- дат- час. исследония - поГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР САНИЕ ИЗ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯГИЧЕСКИХ ПАРАИЕТРОВ В СКВАЖщиты погРуынОго электРОдвигААНОИАЛЬНЫХ РЕЖИИОВ(57) Изобретение относитсяванию скважин. Цель изобрет вышение надежности работы устр-ва.Устр-во содержит скважиннную 1 и наземную 14 части, сетевой трансформатор 15, кабель-токоподвод 16, погружной электродвигатель 2, замыкающийконтакт 3 с гидравлическим приводом.Устр-во передает информацию на поверхность по кабелю 16 с частотным ралением каналов. При срабатываниичика 9 или термореле 8 изменяетсятота несущей в генераторе 7. Сигналвыделяется частотными реле 25, 27, Ин"дикатор 28 дает информацию о разгерметизации скважинной части 1. Блок 29, управления отключает при срабатыванииреле 25 электродвигатель 2. Последнийсвключается через время, определяемоереле 26. Информация о давлении навходе насоса Фиксируется датчиком 4 и 5,поступает через преобразователь 5напряжение - частота на модулятор 6,В наземной части 14 несущая частотаотфильтровывается в Фильтре 19. По 0лезный сигнал выделяется демодулятором 15Изобретение относится к областиисследования скважин с погружнымиэлектродвигателями, работающими вприводе насосов,ЦеЛью изобретения является повьппе"ние надежности за счет наличия информации о разгерметизации скважиннойчасти устройства.На Фиг, 1 приведена структурнаяэлектРическая схема устройства для , 25контроля технологических параметровв скважине и защиты погружного электродвигателя от аномальных режимов;на фиг. 2 - пример реализации встроенного в скважинную часть устройствадатчика разгерметизации.Устройство для контроля технологических параметров в скважине и защиты погружного электродвигателя отаномальных режимов содержит герме,35тичную скважинную часть 1, установлен"ную внутри корпуса погружного электродвигателя 2 и подключенную через;замыкающий контакт 3 без самовозврата с гидравлическим приводом к нуле Овой точке его статорной обмотки. Скважинная часть 1 содержит датчик 4 давления, преобразователь 5 напряжение -частота, модулятор 6, генератор 7 несущей частоты, термореле 8, датчик 9 45разгерметизации, выходной усилитель10 мощности, фильтр 11 нижних частот,первый блок 12 питания и конденсатор13. Устройство имеет наземную часть14, устанавливаемую в станции управ 50ления погружной электроустановкой исоединенную со скважинной частью 1через вторичную обмотку сетевого трансформатора 15 и кабель-токоподвод 16погружного электродвигателя 2, Наземная часть 14 содержит второй кондеясатор 17, второй блок 18 питания,фильтр 19 верхних частот, формирова-,тель 20 импульсов, демодулятор 21,21, выпрямляется в выпрямителе 22 иотображается в блоке 23. Применениеустр-ва позволяет непрерывно контролировать давление на приеме насоса,температуру обмоток элетродвигателя,герметичность скважинной части. Последнее позволяет снизить материальныезатраты на ремонт скважинкой части вслучае ее разгерметизации. 2 ил,выпрямитель 22, блок 23 индикации, блок 24 задатчиков допустимых величин давления, первое частотное реле 25, реле 26 времени, второе частотное реле 27, индикатор 28 и блок 29 управления.Датчик 9 разгерметизации (фиг. 2) выполнен в виде цилиндрического стакана 30 из диэлектрического материала с отверстием в донышке и легкого ша рика 31. В верхней части цилиндрического стакана 30 расположены неподвижный контакт 32, подключенный к блоку 12 питания, и гибкий подвижный контакт 33, соединенный с делителем 34 напрйжения. При этом средняя точка делителя напряжения образует выход датчика 9 разгерметизации.Устройство работает следующим образом.В процессе эксплуатации при включении второго блока 18 питания запитываются все блоки наземной части 14, а ток промышленной частоты через второй конденсатор 17, вторичную обмотку сетевого трансформатора 15, кабельтокоподвод 16, статорную обмотку погружного электродвигателя 2, замыкающий контакт 3 без самовозврата с гидравлическим приводом, первый конденсатор 13 и фильтр 11 нижних частот поступает на вход первого блока 12Эпитания, осуществляющего электропитание всех блоков скважинкой части 1.Датчик 4 давления непрерывно измеряет давление масла во внутренней полости погружного электродвигателя 2, равное давлению окружающей погруж" ной электродвигатель жидкости в скважине, Выходной сигнал датчика 4 давления в виде величины постоянного напряжения поступает на вход преобразователя 5 напряжение - частота иЭ преобразуясь в модулирующую частоту, 1640389подается на один вход модулятора б, на другой вход которого поступает сигнал от генератора 7 несущей час - таты. При отсутствии перегрева статор 5 ной обмотки погружного электродвигателя 2, т.е. отсутствии срабатывания термореле 8, и герметичном состоянии скважинной части 1 устройства, т,е.отсутствии срабатывания датчика 9 10 разгерметизации, генератор 7 несущей частоты генерирует сигнал частоты Г. Усиленный выходным усилителем 10 мащ" ности промодулированный сигнал с выхода модулятора 6 поступает через пер вый конденсатор 13 и замкнувшийся под воздействием давления окружающей среды контакт 3 к отпайке от нулевой точки статорной обмотки погружного электродвигателя 2, а затем через кабельтокоподвод 16 последнего к нулевой точке вторичной обмотки сетевого трансформатора 15.Снятый с нулевой точки вторичной обмотки сетевого трансформатора 15 частотномодулированный сигнал через второй конденсатор 17 и фильтр 19 верхних частот поступает на вход формирователя 20 импульсов, где преобразуется в последовательность импульсов 30 определенной Формы. С выхода Формирователя 20 импульсов сформированный сигнал подается на входы первого частотного реле 25 и второго частотного реле 27, которые не выделяют сигнал с несущей частотой.Е, т.е. в этом случае на выходе напряжение первого уровня. Кроме того, сигнал с выхода Формирователя 20 импульсов поступает на вход демодулятора 21, в котором про- щ исходит выделение модулирующей частоты, несущей информацию о давлении на приеме погружного насоса. Сигнал модулирующей частоты, выделенный демодулятором 21, преобразуется выпрямите лем 22 в напряжение постоянного тока. Величина этого напряжения, соответствующая величине давления на приеме погружного насоса, индицируется блоком 23 индикации, а также подается на 50 вход блока 24 задатчиков допустимых величин давления, который по результатам анализа величины напряжения с уставками давления,:задаваемыми в виде напряжения постоянного тока, про изводит посредством блока 29 управления выдачу сигналов на включение или отключение погружного электродвигателя 2. Одновременно блоком 29 уп"равления производится регистрация отключений по минимально допустимому давлению.При перегреве погружного электродвигателя 2 выше заданного порога срабатывает терморсле 8, что приводит к скачкообразпаму изменению частоты, генерируемой генератором 7 несущей частоты, от величины Е, до величины Е, при этом ЕГ . Час" тотное реле 25 настроено на выделение несущей частоты Г , и при наличии на его входе сигнала с этой частотой на выхода частотного реле 25 появляется напряжение высокого уровня. Это налряжение поступает на входблока 29 управления, который производит выдачу сигнала на отклочение погружного электродвигателя 2 вследствие перегрева и регистратрпо отключений по перегреву. Одновременно напряжение высокого уровня поступает на вход реле 26 времени, которое через определенный интервал времени, необходимьй для охлаждения пагружного электродвигателя 2 после перегрева перед повторным запуском, производит посредствам блока 29 управления выдачу сигнала на включение погружного электродвигателя 2.При нарушении герметичности скважинкой части 1 устройства его корпус начинает заполняться маслом, заполняется при этом через отверстие в донышке и внутренняя полость цилиндрического стакана 30 датчика 9 разгерметизации, закрепленного на дне скважинной части 1, Легкий шарик 31, всплывая, замыкает контакты 32 и 33, На выходе датчика 9 разгерметизации формируется сигнал, приводящий к скачкообразному изменению частоты, генерируемой генератором 7 несущей частоты, от величины Едо величиныпри этом Е) Е зГ 1. Частотное реле 27, схематически аналогичное частотному реле 25, настроено на выделение несущей частоты Е, и при наличии на его входе сигнала с этойчастотой на выходе частотного реле 2появляется налряжение высокого уровня, Это напряжение поступает на входиндикатора 28, который информируето разгерметизации скважинной части 1устройства.Устройство позволяет не тольконепрерывно контролировать давлениена приеме погружного насоса, темпера260 Тираж 372Государственного комитета по изобрете113035, Москва, Ж, Раушск ак НИИ Подписноеям и открытиям при ГКНнаб., д. 4/5 Произв нно-издательский комбинат Патент", г.ужгород,гарина,10 туру обмоток погружного электродвигателя и защищать погружной электродвигатель от перегрева, но и контролировать один из важнейших пара 5 метров работоспособного состояния устройства - герметичность скважинной части., Наличие в наземной частиlустройства индикатора, информирующего о разгерметизации скважинной час ти, позволяет обслуживающему персоналу в случае разгерметизации принять рещение о переводе установки электро- центробежного насоса на ручной режим работы с целью исключения работы по ошибочному 1 алгоритму и своевременно извлечь скважинную часть устройства из скважины и погружного электродвигателя для ремонта,20Применение устройства позволяетснизить материальные затраты на ремонт скважинкой части устройства вслучае ее разгерметизации.Формула и з о б р е т е н и й Устройство для контроля технологических параметров в скважине и защиты погружного электродвигателя от аномальных режимов по авт,св. Р 1371361, о т. л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности за счет наличия информации о разгерметизации его скважинной части, оно снабжено расположенным в скважинкой части датчиком разгерметизации и установленными в наземной части вторым частотным реле и индикатором, причем выход датчика разгерметизации подключен к входу генератора. несущей частоты, вы;. ход второго частотного реле соединен с индикатором, а его вход подключен к выходу формирователя импульсов.