Устройство для защиты погружного электродвигателя

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и касается защиты погружного электродвигателя. Цель изобретения - повышение ресурса работы погружного электродвигателя в скважине. При изменении сопротивления изоляции одной из цепей фаз 14, 15, 16 электродвигателя ниже заданного значения с выхода соответствующего прибора 20, 21, 22 контроля сопротивления изоляции на соответствующие переключатели 23,24, 25 подается сигнал. Этот сигнал перестаивает соответствующий реагирующий орган 26, 27, 28 на работу токовых релейных элементов с повышенным быстродействием 31, 33, 35. Электродвигатель обеспечивается. Аналогично устройство срабатывает от соответствующего токового релейного элемента в случае повышения токовой перегрузки. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ss)s Н 02 Н 7/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕ1ЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4260227/24-07 (22) 11.06.87 (46) 15.12.90. Бюл. М 46 (71) Особое конструкторское бюро по конструированию, исследованию и внедрению глубинных бесштанговых насосов (72) Г.А, Гендельман и Д.Л. Шварц (53) 621.316,925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 595823, кл, Н 02 H 7/08, 1976.

Авторское свидетельство СССР

М 928513, кл. Н 02 Н 7/09, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПОГРУЖНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к нефтяной промышленности и касается защиты погружно Ы 1614067 А1 го электродвигателя. Цель изобретения— повышение ресурса работы погружного электродвигателя в скважине, При изменении сопротивления изоляции одной из цепей фаз 14, 15, 16 электродвигателя ниже заданного значения с выхода соответствующего прибора 20, 21, 22 контроля сопротивления изоляции на соответствующие переключатели 23, 24, 25 подается сигнал.

Этот сигнал перестаивает соответствующий реагирующий орган 26, 27, 28 на работу токовых релейных элементов 31, 33, 35 с павы шен н ым быстродействием. Эл ектродвигатель обесточивается. Аналогично устройство срабатывает от соответствующего токового релейного элемента в случае повышения токовой перегрузки, 1 ил.

1614067

10

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для защиты погружного электродвигателя в нефтяных и водяных скважинах.

Цель изобретения — повышение ресурса работы погружного электродвигателя в скважине.

На чертеже изображена блок-схема и редлагаемого устройства.

Устройство для защиты погружного электродвигателя 1 содержит коммутирующий блок 2 (например, контактор), подключенный к источнику 3 питания (например, сети электроснабжения), первичную обмотку 4 силового трансформатора 5. При этом первичная обмотка 4 может быть соединена в "звезду" (как показано на чертеже), "треугольник" или другим образом, а фазы 6 — 8 вторичной обмотки трансформатора 5 могут состоять из витков, расположенных на одном стержне магнитопровода (как показано на чертеже) или представлять собой симметричное соединение витков, расположен.ных на разных стержнях магнитопровода при условии, что гальванически фазы 6 — 8 отделены друг от друга и от "земли", Фазы

6 — 8 вторичной обмотки трансформатора 5 кабелем 9 через трансформаторы (датчики)

10 — 12 тока блока 13 трансформаторов тока подключены соответственно к изолированным между собой и от "земли" фазам 14 — 16 статорной обмотки погружного электродвигателя 1 с его узлом 17 гидрозащиты одной из известных конструкций.

Электродвигатель 1 через узел 17 гидрозащиты механически соединен с насосом

18, который подвешен в скважине (не показана) на колонне 19 насосно-компрессор. ных труб, Каждая из изолированных цепей питания фаз 14 — 16 обмотки статора электродвигателя 1 электрически соединена с соответствующим прибором 20-22 контроля сопротивления изоляции (например, прибором типа Ф-4106}, осуществляющим функции формирователя сигнала износа изоляции, Приборы 20 — 22 оснащены пороговыми блоками (не показаны), на выход каждого из приборов подается сигнал о снижении ниже заданного предела сопротивления изоляции соответственно каждой из цепей фаз

14-16 электродвигателя 1, Выход каждого из приборов 20 — 22 включен на управляющий вход соответствующего переключателя 23 — 25 (например, промежуточные электромагнитные реле}, Выходы каждого из переключателей 23 — 25 соединены соответственно с реагирующими органами 26 — 28, выполненными в вьлде токовых релейных элементов, перестраиваемых по быстродействиьо в зависимости от выходных сигналов переключателей 23-25.

На вход каждого из реагирующих органов

26-28 поступает сигнал с соответствующего трансформатора 10 — 12 тока, например, через соответствующий переключатель 23 — 25.

Выходы реагирующих органов 26 — 28 подключены к входам многовходового элемента

ИЛИ 29. Каждый из реагирующих органов

26 — 28 содержит сравнивающие и исполнительные блоки (не показаны) токовых релейных элементов, причем исполнительные блоки выполнены перестраиваемыми по быстродействию в зависимости от выходных сигналов переключателей 23 — 25 соответственно, Например, каждый из реагирующих органов 26 — 28 выполнен в виде двух токовых релейных элементов ЗО и 31, 32 и 33, 34 и 35 соответственно, Причем элементы 30, 32 и

34 имеют зависимую от величины тока вы-. держку времени срабатывания, например, соответствующую предельно допустимому нагреву электродвигателя 1, а элементы 31, ЗЗ и 35 имеют повышенное, например, в 100 раз быстродействие по сравнению с элементами ЗО, 32 и 34.

Выходной сигнал трансформатора 10 тока в зависимости от выходных сигналов переключателя 23 подключен либо к входу элемента 30, либо к входу элемента 31, Аналогично подключены элементы 32 и 33 и 34 и 35 к трансформаторам 11 и 12 тока соответственно через переключатели 24 и 25.

Выход многовходового элемента ИЛИ 29 подключен к одному из входов блока 36 управления, имеющего также входы 37 для оперативного управления погружным электродвигателем 1, Выход блока 36 управления подключен к входу коммутирующего блока 2, Устройство работает следующим образом.

С входов 37 на блок 36 подается оперативный сигнал -t3 включение погружного электродвигателя 1, который формирует на выходе блока 36 сигнал на включение силовых контактов (не показаны) коммутирующего блока 2, которыми первичная обмотка

4 силового трансформатора 5 подключается к источнику 3 питания, В фазах 6 — 8 вторичной обмотки трансформатора 5 наводится

ЗДС, и напряжение питания через блок 13 трансформаторов тока и жилы кабеля 9 подается к фазам 14 — 16 обмотки статора электродвигателя 1, который через узел 17 гидрозащиты вращает насос 18, которым из скважины по колонне 19 насосно-компрессорных труб откачивается жидкость.

1614067

При нормальном состоянии изоляции цепей фаз 14-16 электродвигателя 1 на выходе каждого из приборов 20 — 22 контроля сопротивления изоляции формируется соответствующий сигнал, который поступает на вход каждого из переключателей 23—

25 и вызывает на его выходе сигнал, перестраива;ощий каждый из реагирующих органов 26-28 на работу токовых релейных элементов с быгт„-:одействием, определяемым предельно допустимым нагревом электродвигателя 1. Например, переключателями 23 — 25 выходы трансформаторов 1010

12 тока соответственно подключа;.отся к

Составитель Т. Щеголькова

Техред M.Моргентал Корректор В, Гирняк

Редактор A. Ревин

Заказ 3896 Тираж 473 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открь-,иям при ГКН Г СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Пат"-.нт", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 входам токовых релейных элементов 30 — 34.

Если токи нагрузки электродвигателя 1 не превыш".ioT допустимых по условиям его нагрева, то электродвигатель 1 устойчиво работает в скважине в длительном режиме.

Если сопротивление изоляции одной или нескольких изолирсванных цепей фаз 1416 электродвигателя 1 снижается ниже заданного значения, то с выхода соответствующих приборов 20 — 22 контроля сопротивления изоляции на соответствующие переключатели 23 — 25 подается сигнал, вызывающий перестройку соответствующих реагирующих органов 26 — 28 на работу токовых релейных элементов с повышенным быстродействием (например, через элементы

31, 33 и 35). При этом даже после нарушения в одной точке изоляции каждой из цепей фаз 14 — 16 электродвигателя 1 обеспечивается продолжение его работы в скважине.

Перестройка на повышенное быстродействие реагирующих органов обеспечивает защиту цепей фаз 14 — 16 электродвигателя 1 от тяжелых повреждений после нарушения изоляции еще в одной точке каждой из этих цегей путем воздействия выходных сигналов с элементов 31, 33 и 35 через элемент

ИЛИ 29 и блок 36 управления на отключение силовых контактов коммутирую цего блока 2.

Предлагаемое устройство для контроля работы погружного электродвигателя по сравнению с известными устройствами по15

45 зволяет обеспечить над .жн.,ю работу гго-гружнг го электродвигателя при налички замыка я в одной точке каж . ой .1з гальвг:ни вски разделенных цепей на зем лю или межд, собой и надежное о ключени погруж;юго электродвигателя повышенным бысгродействием при замыкании гнобой из гал нически разделенных цепей на "земл," или между собой Bo BTGDQA тсчке, что увелич лваег эффективное время работ ы погружного электродвигателя и погружной злектронасосной установки в скважине.

63 о p . у а и з о б р е т е н и я устройство для защиты погружного электродвигат ля, содержащее коммутирую.. ий блок, соединенный с выходом блока управления коммутирующим блоком, к одно:е и.: входов которого подключен выход мно:.. ьхо„-,caoro элемента ИЛИ, датчики тока, ".гредназначенные для включения в изол, .рованные от "земли" цепи питания аб "-.;гки с-,а-:.ора электродвигателя, поибор

Kc:",òÎÎëÿ сопротивления изоляции зпп,,цепей и реагирук щий орган, выход которого подключен к одному из входов элема.гга

ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, ., целью пов:.— ыения ресурса работы погружногv электродвигателя в скважине, E него дополнитель .о введены переключатели по числу изолированных цепей. питания обмотки статора электродвигателя, а реагирующий ор;ан выполнен пофазно в виде двух токовых релейных элементов, один из которь х:iì eò зависимую от величины гока выдержку BDGмени срабатывания, а второй элемент имеет по ь,ше..ное по сравнен",-о с первым элеменгом бь;стродействие, при этом выхо. каждого датчика така через соответствующий переключатель подключен к входам соответствующего токового релейного элементе, выходы каждого из которых подключены к входам элемента ИЛИ, при этсм управг,:я ощий вход каждого переключателя пад;;.лючен к выходу соответствующего прибора контроля сопротивления изоляции цепей обмотки статора электродвигателя,