Устройство электропитания и управления нагревом плавкого гидроуплотнения погружного электродвигателя

 

О П И C А Н И Е иц655020

Союз Совстскик

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

j

1 (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.06.72 (21) 1802577 24-07 с присоединением заявки М (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.03.79. Бюллетень ¹ 12 (45) Дата опубликования описания 30.03.79 (о l ) М. К I.

Н 02J 3! 06

Государственный комитет (53) УДК 621.316.728 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

И. А. Купчинский и В. В. Иванов

Всесоюзный научно-исследовательский инсти:ут организации и механизации шахтного строительства (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ

НАГРЕВОМ ПЛАВКОГО ГИДРОУПЛОТНЕН ИЯ

ПОГРУ7КНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Изобретение 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 состоянии на весь период работы электробурения.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является автоматизированная cIIcTcllB электропитания погружного электродвигателя с плавким гидроуплотнением, состоящая из расположенного на поверхности силового трансформатора с незаземлснной обмоткой, сплового кабеля, трубопровода, погружного электродвигателя и электронагревателя плавкого гидроуплотнспия с тсрморегулятором в виде транзистора, управляемого в функции температуры в планком гпдроуплотнении; электронагреватель питается от расположенного на поверхности источника постоян1-. ного тока через обмотку трансформатора, силовой кабель, среднюю точку обмотки электродвигателя и трубопровод.

Недостатком данного устройства является сложность и невозможность применения его в схемах с зазсмляемой и незаземляеto H обмоткой силового тр анс форм атор а.

Цель настоящего изобретения — упрощснис и сокращение времени подготовки к работе.

Поставленная цель достигается тем, что устройство электропитания и управлсния нагревом плавкого гидроуплотненпя погружного электродвпгатсля, содержащее расположенный па поверхности силовой

655020

Зо

65 трансформатор, силовой кабель, терморегулятор, полупроводниковый ключ, 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 электродвигатсля, в качестве полупроводникового ключа использован тиристор.

В случае применения высоковольтного электродвигателя электронагревательное устройство подключено к части обмотки электродвигателя.

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 с незаземляемой обмоткой трансформатора, что позволяет унифицировать конструкцию терморегулятора.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства электрического питания и управления нагревом плавкого гидроуплотнения погружного электродвигателя (электробура) для случая с заземляемой обмоткой трансформатора (питание по двухпроводному 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 содержит силовой трансформатор 1, однофазный трансформатор 2, токовое реле 3, управляющее контактором 4 и контактом 5, токосъемник 6, силовой кабель 7, погружной контактор 8, погружной электродвигатель 9, полупроводниковый ключ 10, электронагрсватель 11 плавкого гидроуплотнения, терморегулятор 12. Кроме того, устройство содержит реле 13 времени с контактами 14 и 15 и аппаратуру 16 контроля изоляции.

В случае использования питания по трем проводам токосъемник 6 и погружной контактор 8 не подключаются (случай электронасоса).

Перед пуском электродвигателя 9, когда силовой трансформатор 1 отключен от устройства контактором 4, электронагреватель

11 и полупроводниковый ключ 10 получают питание через один из проводов силового кабеля 7 и трубопровод от однофазного трансформатора 2. Пока температура в плавком гидроуплотнении не достигнет заданного предела, с делителя напряжения, одним из плеч которого является терморегулятор 12, снимается сигнал, вызывающий открытие 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 незаземленной 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 изобретения

1. Устройство электропитания и управления нагревом плавкого гидроуплотнения погружного электродвигателя, содержащее расположенный на поверхности силовой трансформатор, силовой кабель, терморегулятор, полупроводниковый ключ, отличающееся 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, отл и ч а ющееся 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 †2.

2. «Горные машины и автоматика» М 1

ЦНИИЭИУголь, М., 1973, с. 22 — 23.

655020

- Г

„yJ, 1" п ергпре г,„ я=;,, Раз 2

Фиг.1

Составитель О. Парфенова

Техред Н. Строганова

Редактор А. Садомов

Корректор 3. Тарасова

Заказ 189/5 Изд. № 217 Тираж 865 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2