Устройство для контроля технологических параметров в скважине и защиты погружного электродвигателя от аномальных режимов Советский патент 1991 года по МПК E21B47/00 

Изобретение относится к области

исследования скважин с погружными электродвигателями, работающими в приводе насосов,

ЦеЛью изобретения является повыше- 7 ние надежности за счет наличия информации о разгерметизации скважинной части устройства

На фиго 1 приведена структурная электрическая схема устройства для контроля технологических параметров в скважине и защиты погружного электродвигателя от аномальных режимов; на фиг0 2 - пример реализации встроенного в скважинную часть устройства датчика разгерметизации

Устройство для контроля технологических параметров в скважине и защиты погружного электродвигателя от аномальных режимов содержит герметичную скважинную часть 1, установленную внутри корпуса погружного электродвигателя 2 и подключенную через t замыкающий контакт 3 без самовозвра- та с гидравлическим приводом к нуле- вой точке его статорной обмотки Сква- жинная часть 1 содержит датчик 4 давления, преобразователь 5 напряжение - частота, модулятор 6, генератор 7 несущей частоты, термореле 8, датчик 9 разгерметизации, выходной усилитель 10 мощности, фильтр 11 нижних частот, первый блок 12 питания и конденсатор 13 о Устройство имеет наземную часть 14, устанавливаемую в станции управления погружной электроустановкой и соединенную со скважинной частью 1 через вторичную обмотку сетевого тран сформатора 15 и кабель-токоподвод 16 погружного электродвигателя 2„ Наземная часть 14 содержит второй конден- сатор 17, второй блок 18 питания, фильтр 19 верхних частот, формирователь 20 импульсов, демодулятор 21,

ч

25

30

35

15

7 JQ Q- -

45

50

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 блек 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 цшшндричес- кото стакана 30 расположены неподвижный контакт 32, подключенный к блоку 12 питания, и гибкий подвижный контакт 33, соединенный с делителем 34 напряжения При этом средняя точка делителя напряжения образует выход датчика 9 разгерметизации

Устройство работает следующим образом

В процессе эксплуатации при включении второго блока 18 питания запиты- ваются все блоки наземной части 14, а ток промышленной частоты через второй конденсатор 17, вторичную обмотку сетевого трансформатора 15, кабель- токоподвод 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 12 питания, осуществляющего электропитание всех блоков скважинной части 1

Датчик 4 давления непрерывно измеряет давление масла во внутренней полости погружного электродвигателя 2, равное давлению окружающей погружной электродвигатель жидкости в скважине. Выходной сигнал датчика 4 давления в виде величины постоянного напряжения поступает на вход преобразователя 5 напряжение - частота и, преобразуясь в модулирующую частоту,

подается на один вход модулятора 6, на другой вход которого поступает сигнал от генератора 7 несущей час - готы При отсутствии перегрева статор ной обмотки погружного электродвигателя 2, т„е. отсутствии срабатывания термореле 8, и герметичном состоянии скважинной части 1 устройства, т0е„ отсутствии срабатывания датчика 9 разгерметизации, генератор 7 несущей частоты генерирует сигнал частоты Усиленный выходным усилителем 10 мощности 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 кабель- токоподвод 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 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 f, т0е0 в этом случае на выходе напряжение первого уровня Кроме того, сигнал с выхода формирователя 20 импульсов поступает на вход демодулятора 21, в котором происходит выделение модулирующей частоты, несущей информацию о давлении на приеме погружного насоса0 Сигнал модулирующей частоты, выделенный демодулятором 21, преобразуется выпрямителем 22 в напряжение постоянного тока0 Величина этого напряжения, соответствующая величинедавления на приеме погружного насоса, индицируется блоком 23 индикации, а также додается на вход блока 24 аадатчиков допустимых величин давления, который по результатам анализа величины напряжения с уставками давления, задаваемыми в виде напряжения постоянного тока, производит посредством блока 29 управ- ления выдачу сигналов на включение или отключение погружного электродвигателя 20 Одновременно блоком 29 уп-

5

5 0

0

5

0

5

равления производится регистрация отключений по минимально допустимому давлению ,

При перегреве погружного электродвигателя 2 выше заданного порога срабатывает термореле 8, что приводит к скачкообразному изменению частоты, генерируемой генератором 7 несущей частоты, от величины f , до величины f, при этом f f( о Час- тотное реле 25 настроено на выделение несущей частоты f , и при наличии на его входе сигнала с этой частотой -на выходе частотного реле 25 появляется напряжение высокого уровня. Это напряжение поступает на вход блока 29 управления, который производят выдачу сигнала на отключение погружного электродвигателя 2 вследствие перегрева и регистрацию отключений по перегреву0 Одновременно напряжение высокого уровня поступает на вход реле 26 времени, которое через определенный интервал времени, необходимый для охлаждения погружного электродвигателя 2 после перегрева перед повторным запуском, производит посредством блока 29 управления выдачу сигнала на включение погружного электродвигателя 20

При нарушении герметичности скважинной 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 сква- жинной части 10 Легкий шарик 31, - всплывая, замыкает контакты 32 и 33„ На выходе датчика 9 разгерметизации формируется сигнал, приводлщий к скачкообразному изменению частоты, генерируемой генератором 7 несущей частоты, от величины f до величины

0

5

f$, при этом

ffc

f, f

Частотное

реле 27, схематически аналогичное частотному реле 25, настроено на выделение несущей частоты fg, и при наличии на его входе сигнала с этой частотой на выходе частотного реле 27 появляется напряжение высокого уров- ня0 Это напряжение поступает на вход индикатора 28, который информирует о разгерметизации скважинной части 1 устройства

Устройство позволяет не только непрерывно контролировать давление на приеме погружного насоса, температуру обмоток погружного электродвигателя и защищать погружной электродвигатель от перегрева, но и контролировать один из важнейших параметров работоспособного состояния устройства - герметичность скважин- нрй части. Наличие в наземной части устройства индикатора, информирующего о разгерметизации скважинкой час- ти, позволяет обслуживающему персоналу в случае разгерметизации принять решение о переводе установки электроцентробежного насоса на ручной режим работы с целью исключения работы по ошибочному алгоритму и своевременно извлечь скважинную часть устройства из скважины и погружного электродвигателя для ремонтао

Применение устройства позволяет

снизить материальные затраты на ремонт скважинной части устройства в случае ее разгерметизации,, Формула изобретений

Устройство для контроля технологических параметров в скважине и защиты погружного электродвигателя от аномальных режимов по автссв0 № 1371361, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности за счет наличия информации о разгерметизации его скважинной части, оно снабжено расположенным в скважинной части датчиком разгерметизации и установленными в наземной части вторым частотным реле и индикатором, причем выход датчика разгерметизации подключен к входу генератора несущей частоты, выу ход второго частотного реле соединен с индикатором, а его вход подключен к выходу формирователя импульсов0

Изобретение относится к. исследованию скважино Цель изобретения - повышение надежности работы устр-ва0 Устр-во содержит скважиннную 1 и наземную 14 части, сетевой трансформатор 15, кабель-токоподвод 16, погружной электродвигатель 2, замыкающий контакт 3 с гидравлическим приводом,, Устр-во передает информацию на поверхность по кабелю 16 с частотным разделением каналов При срабатывании датчика 9 или термореле 8 изменяется частота несущей в генераторе 7 о Сигнал выделяется частотными реле 25, 27 Индикатор 28 дает информацию о разгерметизации скважинной части 1« Блок 29

tttX