Погружной электродвигатель с повышенным коэффициентом мощности


 


Владельцы патента RU 2485660:

Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина (RU)

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для привода погружного электронасоса для подъема жидкости из нефтяных скважин. Технический результат состоит в повышении коэффициета мощности. Погружной электродвигатель с повышенным коэффициентом мощности состоит из статора, ротора, узла токоввода, системы гидрозащиты и присоединенного модуля. Модуль представляет собой цилиндрический корпус, жестко соединенный внутренней резьбой с корпусом погружного электродвигателя, и содержит низковольтный косинусный конденсатор, зафиксированный внутри этого модуля резиновой манжетой. В верхнем и нижнем основаниях корпуса низковольтного косинусного конденсатора выполнены отверстия, обеспечивающие циркуляцию масла системы гидрозащиты ПЭД с целью предохранения конденсатора от воздействия высокого пластового давления. Контакты косинусного конденсатора находятся в непосредственном соприкосновении с маслом системы гидрозащиты ПЭД. Электрически косинусный конденсатор подключается к обмоткам статора. При эксплуатации погружного электродвигателя косинусный конденсатор генерирует реактивную мощность и отдает ее в обмотки статора, тем самым компенсируя реактивную составляющую мощности и повышая коэффициент мощности погружного электродвигателя. 1 ил.

 

Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано для привода погружного электронасоса для подъема жидкости из нефтяных скважин.

В нефтегазодобывающей отрасли среди бесштанговых насосов наиболее распространенными являются установки погружных электроцентробежных насосов (УЭЦН).

При эксплуатации УЭЦН коэффициент мощности установки составляет 0,7-0,8, в зависимости от расчетного дебита скважины и соответственно подобранного типоразмера насоса. При недогрузках асинхронного электродвигателя коэффициент мощности падает, при этом чем больше реактивная составляющая мощности, тем больше составляют потери активной мощности на ее передачу.

Известно, что в качестве привода к установкам электроцентробежных насосов, осуществляющих добычу нефти газа из скважин, используются погружные асинхронные трехфазные электродвигатели (ПЭД). Управление и защита электродвигателей погружных центробежных насосов осуществляется с помощью комплекса оборудования, смонтированного в станции управления.

Одним из известных способов компенсации потерь реактивной мощности является установка низковольтного косинусного конденсатора в составе оборудования станции управления ПЭД. Но подобная компоновка оборудования имеет существенный недостаток - источник реактивной мощности находится на большом расстоянии (1500-2000 м) от потребителя, то есть погружного электродвигателя, что приводит к увеличению потерь реактивной мощности по длине погружного кабеля, питающего ПЭД.

Известные погружные электродвигатели [1] имеют классическое исполнение и содержат цилиндрический корпус с укрепленным в нем статором с обмотками, ротор с валом, узел токоввода, систему гидрозащиты двигателя.

Компоновка УЭЦН погружными электродвигателями в данном исполнении приводит к достаточно большим потерям реактивной мощности.

Технической задачей изобретения является создание погружного электродвигателя с повышенным коэффициентом мощности.

Решение поставленной задачи достигается за счет максимального приближения источника реактивной мощности к погружному электродвигателю путем размещения низковольтного косинусного конденсатора внутри модуля, присоединенного к ПЭД.

Изобретательский уровень предлагаемого технического решения состоит в том, что в результате размещения конденсатора в модуле, жестко соединенном с погружным электродвигателем, сократятся потери активной мощности по длине погружного кабеля, что в свою очередь обеспечит увеличение коэффициента мощности ПЭД за счет сокращения потерь реактивной мощности.

Например, при компенсации 20 квар реактивной мощности скважины, потребляющей 70 кВт, снижение потерь в линии напряжением 6 кВ составляет 13%, при удаленности от подстанции на 3,5 км.

Предлагаемое устройство поясняется фиг.1 и осуществляется следующим образом.

Погружной электродвигатель с повышенным коэффициентом мощности состоит из корпуса 6 с размещенными в нем статором, ротором, узлом токоввода, системой гидрозащиты (не показаны), и присоединенного к нему модуля. Модуль представляет собой цилиндрический корпус 2, жестко соединенный внутренней резьбой 5 с корпусом погружного электродвигателя 6 и содержащий внутри себя корпус низковольтного косинусного конденсатора 1, зафиксированного внутри этого модуля резиновой манжетой 4. В верхнем и нижнем основаниях корпуса низковольтного косинусного конденсатора 1 выполнены отверстия 7, обеспечивающие циркуляцию масла системы гидрозащиты ПЭД с целью предохранения конденсатора от воздействия высокого пластового давления. Контакты 8 косинусного конденсатора находятся в непосредственном соприкосновении с маслом системы гидрозащиты ПЭД. Электрически косинусный конденсатор подключается к обмоткам статора.

Данное устройство работает следующим образом.

При запуске ПЭД на обмотки статора подается напряжение, передающееся на контакты низковольтного косинусного конденсатора. Под действием напряжения косинусный конденсатор генерирует реактивную мощность и отдает ее в обмотки статора, тем самым компенсируя реактивную составляющую мощности и повышая коэффициент мощности ПЭД.

В среднем эффект на одну скважину от внедрения косинусного конденсатора мощностью 20 квар составляет 1900 кВт·ч в год.

Список использованных источников информации.

1. «Скважинные насосные установки для добычи нефти». В.Н.Ивановский, В.И.Дарищев, А.А.Сабиров, В.С.Каштанов, С.С.Пекин. «Нефть и газ». М., 2002 г., стр.113-137.

Погружной электродвигатель, содержащий корпус с размещенными в нем статором, ротором, узлом токоввода, системой гидрозащиты, отличающийся тем, что дополнительно содержит жестко присоединенный к нему посредством внутренней резьбы модуль, включающий в себя низковольтный косинусный конденсатор, закрепленный внутри модуля резиновой манжетой, при этом конденсатор гидравлически сообщается с погружным электродвигателем при помощи сквозных отверстий, выполненных в верхнем и нижнем основаниях корпуса конденсатора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, а именно к конструкции погружных водонаполненных синхронных генераторов вертикального исполнения.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может найти применение во всех типах закрытых электрических машин, эксплуатирующихся в условиях окружающей среды с высокой относительной влажностью и запыленностью.

Изобретение относится к электрическим машинам. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электроприводам, и может быть использовано в составе изделий космической техники. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к погружным маслозаполненным электродвигателям и направлено на повышение надежности и долговечности погружных маслозаполненных электродвигателей.

Изобретение относится к области электротехники, в частности - к системам охлаждения закрытых электрических машин с охлаждаемым жидкостью статором. .

Изобретение относится к нефтедобывающей области и может быть применено в установках для гидравлической защиты погружных электроцентробежных насосов, используемых для добычи скважинной жидкости из скважин различных диаметров и глубин, в том числе для наклонных и горизонтальных скважин.

Изобретение относится к области электротехники и машиностроения, в частности к погружным электродвигателям для подъема пластовой жидкости. .

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть использовано в погружных маслонаполненных электродвигателях, предназначенных для привода погружных насосов при откачке жидкости из скважин.

Изобретение относится к транспортировке углеводородного сырья по проложенным по морскому дну трубопроводам большой протяженности. .

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, а именно к конструкции погружных водонаполненных синхронных генераторов вертикального исполнения.

Изобретение относится к области эксплуатации насосов. .

Изобретение относится к насосостроению, в частности к насосным агрегатам для перекачивания из дренажных емкостей и приямков жидкостей с твердыми включениями, в том числе агрессивных, пожаровзрывоопасных.

Изобретение относится к погружным электрическим насосам, в частности к способам и устройствам для образования концевой части погружных электродвигателей. .

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к погружным насосам, перекачивающим жидкости с твердыми примесями. .

Изобретение относится к области насосостроения и предназначено для использования при откачке вязких жидкостей, например нефти, из различных емкостей, цистерн, баков.

Изобретение относится к области конструирования и эксплуатации электродвигателей погружных электронасосов. .
Изобретение относится к технологии изготовления рабочих колес погружного электроцентробежного насоса, предназначенного для перекачки текучих сред в нефтяных и газовых скважинах, в нефтепромысловых транспортных системах и установках для подготовки нефти и газа, преимущественно для перекачки вязких водонефтяных смесей с высоким содержанием сероводорода, в частности к рецептуре составов для их изготовления, и может быть использовано в области гидромашиностроения.

Изобретение относится к вертикальным полупогружным насосам для подачи охлаждающей воды из водоемов и погружаемым в ограниченные по радиальным габаритам места установки, например для откачки нефти из подземных резервуаров. Вертикальный насос содержит корпус и ротор с рабочим колесом диагонального типа. Вал колеса размещен в подшипниках скольжения. Направляющий аппарат с лопатками, образующими каналы, расположен за рабочим колесом. Лопатка в сечении, нормальном к поверхности лопатки и поверхности, образующей вместе с лопатками каналы, выполнена переменной толщины в виде трапеции с максимальным значением у основания на меньшем радиусе канала. Между лопатками рабочего колеса и направляющего аппарата выполнен минимально возможный конструктивный зазор. Максимальный диаметр каналов направляющего аппарата относительно оси вращения рабочего колеса рассчитывается по формуле и зависит от минимального диаметра расположения выходных кромок рабочего колеса и ширины рабочего колеса на выходе. Изобретение направлено на уменьшение радиального габарита насоса с сохранением технических параметров и повышение энергетической эффективности. 2 ил.
Наверх