Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и предназначено для защиты погружного насосного агрегата от работы в условиях, угрожающих работоспособности его систем.The invention relates to the refining industry and is intended to protect the submersible pump unit from operation in conditions that threaten the operability of its systems.
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.)Known systems for measuring physical parameters in a well with storing data in the memory of the device lowered into the well and subsequent reading of the data after lifting the well to the surface (see MSD Demeter System. Memory stored data pressure temperature, form "Geoservices". Catalog, France, 1992. Analogue.)
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).Known protection systems for submersible pumping units used in the oil industry (1. Telemetry system TMPN, Catalog, Izhevsk Radio Plant; 2. Submersible telemetry system DIP-2, Catalog, Oil Electronic Company, 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.The disadvantages of such systems include the relative complexity and, as a consequence, the lack of reliability of submersible telemetry signal conversion devices, which are difficult to microminiaturization, which significantly affects the cost of the device.
Целью настоящего изобретения является повышение надежности в работе системы защиты, а также существенное упрощение и удешевление оборудования.The aim of the present invention is to increase the reliability of the protection system, as well as a significant simplification and cheapening of equipment.
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.This goal is achieved by the fact that in the protection device of a submersible pump unit containing a submersible electric motor (PEM), included in a three-phase power circuit with an isolated neutral by means of a power supply interrupter with a control unit, a PED power transformer and a power cable with a screen, a cable insulation monitoring device, connected by the executive circuit with the control unit and by the input circuit with the zero point of the secondary winding of the PED power transformer, an immersion device including at least one in the parameter sensor, with the output part connected to the power supply unit of the SEM and the cable screen, the output part of the submersible device is made in the form of a key connected galvanically between the power supply cable of the SEM and the screen of the power cable, and the key has resistance in the mode of the set permissible sensor parameters (sensors ) is higher than the resistance of operation of the insulation monitoring device, and in the mode of deviation from the set allowable parameters of the sensor (s) has a resistance lower than the resistance of operation of the insulation monitoring device ii.
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.The drawing shows a diagram of the device. The device consists of a control unit 1, a power supply chopper PED 2, a power transformer PED 3, a power cable with a screen 4, a submersible motor 5, an immersion device 6, sensors 7, the output part of the immersion device 8 and a cable insulation control device 9. The control unit 1 is connected electrically to a power supply breaker 2, which in turn is connected between the primary 3-phase transformer winding and the power supply line. The secondary winding of the power transformer PED 3 is connected via a shielded power cable 4, the screen of which is grounded, with a submersible motor 5. The common point of the secondary winding of the transformer 3 (insulated neutral) is connected to the cable insulation monitoring device 9, which is connected electrically to the control unit 1. Immersion device 6 with sensors (sensor) 7 and output part 8 is located in a submersible pump unit. At the same time, the output part 8 with the sensors (sensor) connected to it is made in the form of a key galvanically connected between the power supply circuit of the PED and the screen of the cable 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.The device operates as follows. If the sensor 7 deviates from the setpoint of the parameter to be monitored (by one of the sensors in the group), the resistance in the output part 8 of the submersible device becomes less than the threshold of the cable insulation control device 9, which triggers this device 9. By the signal from the device 9, the control unit 1 by ( contact or thyristor) chopper 2 of the power supply of the SEM makes an emergency shutdown of the SEM 5. When restoring to a normal value of the parameter of the sensor 7, which caused the emergency shutdown, echivaetsya possibility of reclosing the SEM 5 and resuming operation of the pump.
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.The device allows you to turn off the submersible pump unit in the event of conditions that threaten the performance of its systems and provides the ability to restart the unit after restoring the specified operating parameters of the submersible pump unit.
Устройство предназначено для применения на имеющих наибольшее распространение низкодебетных скважинах, там, где экономически не целесообразно устанавливать дорогостоящее оборудование систем телеметрии.The device is intended for use on the most widespread low-debit wells, where it is not economically feasible to install expensive telemetry equipment.