Устройство защиты погружного насосного агрегата

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и предназначено для защиты погружного насосного агрегата от работы в условиях, угрожающих работоспособности его систем. Устройство содержит погружной электродвигатель (ПЭД), включенный в трехфазную силовую цепь с изолированной нейтралью посредством прерывателя силового питания с блоком управления, трансформатор питания ПЭД и силовой кабель с экраном. Устройство контроля изоляции кабеля связано по исполнительной цепи с блоком управления и по входной цепи с нулевой точкой вторичной обмотки трансформатора питания ПЭД. Погружное устройство включает в себя как минимум один датчик параметров с выходной частью, подключенной к силовой цепи ПЭД и экрану кабеля. Выходная часть погружного устройства выполнена в виде ключа, включенного гальванически между силовым кабелем питания ПЭД и экраном силового кабеля. Ключ имеет сопротивление в режиме заданных допустимых параметров датчика (датчиков) выше сопротивления срабатывания устройства контроля изоляции, а в режиме отклонения от заданных допустимых параметров датчика (датчиков) имеет сопротивление ниже сопротивления срабатывания устройства контроля изоляции. Повышается надежность, расширяются функциональные возможности системы защиты. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и предназначено для защиты погружного насосного агрегата от работы в условиях, угрожающих работоспособности его систем.

Известны системы измерения физических параметров в скважине с сохранением данных в памяти опускаемого в скважину прибора и последующим считыванием данных после подъема скважинного прибора на поверхность (см. MSD Demeter System. Memory stored data pressure temperature, ф-ма "Geoservices". Каталог, Франция, 1992. Аналог.)

Известны системы защиты погружных насосных агрегатов, применяемые в нефтедобывающей промышленности (1. Телеметрическая система ТМПН, Каталог, Ижевский радиозавод; 2. Система погружной телеметрии ДИП-2, Каталог, Нефтяная электронная компания, 05.2003).

К недостаткам таких систем следует отнести относительную сложность и, как следствие, недостаточную надежность погружных устройств преобразования сигналов телеметрии, которые трудно поддаются микроминиатюризации, что существенно сказывается и на стоимости устройства.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности в работе системы защиты, а также существенное упрощение и удешевление оборудования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве защиты погружного насосного агрегата, содержащем погружной электродвигатель (ПЭД), включенный в трехфазную силовую цепь с изолированной нейтралью посредством прерывателя силового питания с блоком управления, трансформатор питания ПЭД и силовой кабель с экраном, устройство контроля изоляции кабеля, связанное по исполнительной цепи с блоком управления и по входной цепи с нулевой точкой вторичной обмотки трансформатора питания ПЭД, погружное устройство, включающее в себя как минимум один датчик параметров, с выходной частью, подключенной к силовой цепи ПЭД и экрану кабеля, выходная часть погружного устройства выполнена в виде ключа, включенного гальванически между силовым кабелем питания ПЭД и экраном силового кабеля, а ключ имеет сопротивление в режиме заданных допустимых параметров датчика (датчиков) выше сопротивления срабатывания устройства контроля изоляции, а в режиме отклонения от заданных допустимых параметров датчика (датчиков) имеет сопротивление ниже сопротивления срабатывания устройства контроля изоляции.

На чертеже представлена схема устройства. Устройство состоит из блока управления 1, прерывателя силового питания ПЭД 2, трансформатора питания ПЭД 3, силового кабеля с экраном 4, погружного электродвигателя 5, погружного устройства 6, датчиков параметров 7, выходной части погружного устройства 8 и устройства контроля изоляции кабеля 9. Блок управления 1 связан электрически с прерывателем силового питания 2, который в свою очередь включен между первичной 3-фазной обмоткой трансформатора и линией подводки электропитания. Вторичная обмотка трансформатора питания ПЭД 3 связана посредством экранированного силового кабеля 4, экран которого заземлен, с погружным электродвигателем 5. Общая точка вторичной обмотки трансформатора 3 (изолированная нейтраль) соединена с устройством 9 контроля изоляции кабеля, связанным электрически с блоком управления 1. Погружное устройство 6 с датчиками (датчиком) 7 и выходной частью 8 находится в погружном насосном агрегате. При этом выходная часть 8 с подключенными к ней датчиками (датчиком) выполнена в виде ключа, гальванически включенного между силовой цепью питания ПЭД и экраном кабеля 4.

Устройство работает следующим образом. При отклонении от заданного значения контролируемого параметра датчиком 7 (одним из датчиков в группе) сопротивление в выходной части 8 погружного устройства становится меньше порога срабатывания устройства 9 контроля изоляции кабеля, что вызывает срабатывание этого устройства 9. По сигналу с устройства 9 блок управления 1 посредством (контактного или теристорного) прерывателя 2 силового питания ПЭД производит аварийное отключение ПЭД 5. При восстановлении до нормального значения параметра датчика 7, вызвавшего аварийное отключение, обеспечивается возможность повторного включения ПЭД 5 и возобновления работы насоса.

Устройство позволяет отключить погружной насосный агрегат при возникновении условий угрожающих работоспособности его систем и обеспечивает возможность проведения повторного пуска агрегата после восстановления заданных рабочих параметров погружного насосного агрегата.

Устройство предназначено для применения на имеющих наибольшее распространение низкодебетных скважинах, там, где экономически не целесообразно устанавливать дорогостоящее оборудование систем телеметрии.

1. Устройство защиты погружного насосного агрегата, содержащее погружной электродвигатель (ПЭД), включенный в трехфазную силовую цепь с изолированной нейтралью посредством прерывателя силового питания с блоком управления, трансформатором питания ПЭД и силового кабеля с экраном, устройство контроля изоляции кабеля, связанное по исполнительной цепи с блоком управления и по входной цепи с нулевой точкой вторичной обмотки трансформатора питания ПЭД, погружное устройство, включающее в себя как минимум один датчик параметров, с выходной частью, подключенной к силовой цепи ПЭД и экрану кабеля, отличающееся тем, что выходная часть погружного устройства выполнена в виде ключа, включенного гальванически между силовой цепью ПЭД и экраном силового кабеля.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ключ имеет сопротивление в режиме заданных допустимых параметров датчика (датчиков) выше сопротивления срабатывания устройства контроля изоляции, а в режиме отклонения от заданных допустимых параметров датчика (датчиков) имеет сопротивление ниже сопротивления срабатывания устройства контроля изоляции.