BR112013009533B1

BR112013009533B1 - Sistemas e métodos para isolamento de pontos y dos motores elétricos trifásicos

Info

Publication number: BR112013009533B1
Application number: BR112013009533-4A
Authority: BR
Inventors: John M. Knapp
Original assignee: Baker Hughes Incorporated
Priority date: 2010-10-19
Filing date: 2011-10-17
Publication date: 2020-12-15
Also published as: BR112013009533A2; DE112011103518B4; BR112013009533B8; US20120093666A1; WO2012054392A3; US9472990B2; DE112011103518T5; WO2012054392A2

Abstract

sistemas e métodos para isolamento de pontos y dos motores elétricos trifásicos. a presente invenção refere-se a sistemas e a métodos para isolamento de pontos y dos motores elétricos trifásicos comumente usados em sistema de esp, em que os pontos y não estão aterrados ou ligados a uma voltagem de referência, e podem consequentemente experienciar altas voltagens. uma modalidade é um aparelho para o isolamento do ponto y do motor usando um invólucro eletricamente isolante. o invólucro tem aberturas que se estendem de uma cavidade até o exterior do invólucro. a cavidade acomoda o ponto y do motor. os condutores que estão conectados à junção do ponto y estendem-se da cavidade às bobinas do motor trifásico, e possivelmente a um pacote de instrumentos. as vedações são formadas nas aberturas para fornecer uma barreira eletricamente isolante entre o ponto y e o exterior do invólucro. a cavidade pode ser enchida com um material isolante tal como composto de envasamento ou óleo.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[0001] Este pedido reivindica o benefício do Pedido U.S. No12/907519, depositado em 19 de outubro de 2010, que é aqui incorporado por referência na sua totalidade.

ANTECEDENTES Campo da invenção

[0002] A presente invenção refere-se geralmente a motoreselétricos trifásicos, e mais particularmente a sistemas e métodos para isolamento de pontos Y dos motores elétricos trifásicos em que os pontos Y não estão aterrados ou ligados a uma voltagem de referência, e podem consequentemente experienciar altas voltagens.

Técnica relacionada

[0003] Os motores elétricos trifásicos são comumente usados emdiferentes aplicações. Um tipo de sistema em que os motores elétricos trifásicos são predominantemente usados é o sistema de uma bomba elétrica submergível (ESP). As ESPs são usadas nas indústrias de produção de óleo e gás para produzir esses fluidos a partir de poços. Os motores trifásicos podem ser concebidos para caber nos estreitos limites de um poço, produzindo ainda assim a quantidade substancial de energia de elevação necessária para bombear fluidos de poços, que podem estar a milhares de pés de profundidade.

[0004] Os motores elétricos trifásicos usam tipicamente umaconfiguração "Y" ou uma configuração "delta". Estes motores também podem ser referidos como motores "bobinados em Y" ou "bobinados em delta". Um motor trifásico tem três bobinas (ou conjuntos de bobinas) que geram campos magnéticos que acionam o motor. Em uma configuração em "Y", a energia é aplicada a uma extremidade de cada bobina (cada bobina recebe uma fase diferente da energia trifásica), e a segunda extremidade de cada bobina é ligada às outras em uma junção que é referida como ponto Y. O termo "ponto Y" refere- se ao fato de os três condutores das bobinas formarem um "Y" na junção. O ponto Y também é por vezes referido como ponto "Wye". Em uma configuração delta, em vez de ter a segunda extremidade de cada bobina ligada em uma única junção, a primeira extremidade de cada bobina é ligada à segunda extremidade de uma das outras bobinas. Isto pode ser representado esquematicamente por um triângulo, com cada lado do triângulo representando uma das bobinas. Em uma configuração delta, a energia é aplicada aos cantos deste triângulo.

[0005] Os motores elétricos trifásicos que são empregados nossistemas de ESP usam predominantemente a configuração em Y. A energia trifásica é fornecida ao motor através de um cabo que se estende de uma fonte de energia na superfície do poço, através do poço até ao motor do sistema da ESP. Cada fase é aplicada a uma primeira extremidade de uma das bobinas do motor. Conforme acima referido, a segunda extremidade de cada bobina é ligada às outras no ponto Y. O ponto Y não está conectado a qualquer outro objeto, e destina-se a estar eletricamente isolado de qualquer objeto. O ponto Y é, portanto, eletricamente isolado para garantir que está isolado. Como o ponto Y é uma junção de três condutores, é difícil isolar bem o ponto Y usando técnicas convencionais.

[0006] Durante a operação normal, a voltagem no ponto Y é muitobaixa. Em um sistema ideal, a soma das voltagens de cada uma das três fases seria zero. Quando a voltagem no ponto Y é baixa, existe pouca tensão elétrica no isolamento do ponto Y. Contudo, existem instâncias onde a voltagem do ponto Y torna-se muito alta, e o isolamento do ponto Y pode falhar. Por exemplo, um dos condutores do cabo ou motor pode tornar-se eletricamente aterrado. Isto pode ocorrer nas laminações, veio ou carcaça do motor. (Outro tipo de "curto-circuito" seria uma falha de condutor energizado para condutor energizado, que esta invenção não aborda.) O motor pode continuar a operar nesta condição, mas como resultado, a voltagem no ponto Y (que é a soma das três fases) aumenta substancialmente. Se o aumento da voltagem no ponto Y causar também seu curto-circuito, o motor falha. Devido ao gasto associado à recuperação do motor avariado do poço para substituí-lo, este é um problema muito grave.

[0007] Seria, portanto, desejável fornecer sistemas e métodospara isolamento dos pontos Y dos motores elétricos trifásicos para que possam suportar voltagens até ou superiores à voltagem da placa de identificação do motor, particularmente em aplicações tais como sistemas de ESP.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0008] Esta descrição refere-se a sistemas e métodos paraisolamento dos pontos Y dos motores elétricos trifásicos em que os pontos Y não estão aterrados ou ligados a uma voltagem de referência, e podem consequentemente experienciar altas voltagens. Estes tipos de motores são comumente usados em aplicações no fundo do poço tais como sistemas de ESP.

[0009] Uma modalidade é um aparelho para isolamento de umponto Y em um motor elétrico trifásico que pode, por exemplo, ser usado para acionar uma ESP. O aparelho inclui um invólucro eletricamente isolante. O invólucro tem uma ou mais aberturas que se estendem de uma cavidade no invólucro até ao exterior do invólucro. A cavidade foi concebida para acomodar uma junção do ponto Y do motor trifásico. Os três condutores que estão conectados à junção do ponto Y estendem-se da cavidade às bobinas do motor trifásico. Uma ou mais vedações isolantes são formadas nas aberturas para fornecer uma barreira eletricamente isolante entre a junção do ponto Y e o exterior do invólucro. A porção da cavidade que não é ocupada pela junção do ponto Y pode ser enchida com um material isolante tal como composto de envasamento ou óleo. O composto de envasamento pode servir para vedar as aberturas em torno dos condutores. Se a cavidade estiver cheia com óleo, os anéis-o de borracha podem ser usados para formar as vedações nas aberturas.

[00010] Em uma modalidade, o invólucro consiste em uma tampa superior e em uma tampa inferior, em que as duas tampas estão configuradas para estarem fixas uma à outra, seja por aparafusamento ou encaixe das tampas em conjunto. O invólucro pode ser formado por um material rígido eletricamente isolante tal como PEEK, embora também possam ser usados outros tipos de materiais. As aberturas ao longo do invólucro podem ser concebidas para permitir que um condutor de energia para instrumentos se estenda da cavidade no invólucro até ao exterior do invólucro para fornecer energia a um pacote de medida.

[00011] Uma modalidade alternativa compreende uma ESP para uso em aplicações no fundo do poço. Este sistema inclui uma bomba e um motor que está acoplado à bomba e configurado para acionar a bomba. O motor é bobinado em Y e utiliza energia trifásica que é fornecida ao sistema. O motor inclui um invólucro eletricamente isolante que forma uma cavidade designada para acomodar uma junção do ponto Y do motor. O motor tem aberturas que permitem que os três condutores que estão conectados na junção do ponto Y se estendam da cavidade ao exterior do invólucro. Estes condutores estão conectados às bobinas do motor. O invólucro tem vedações isolantes nas aberturas que fornecem uma barreira eletricamente isolante entre a junção do ponto Y e o exterior do invólucro. Pode ser usado um material isolante para encher a cavidade em torno da junção do ponto Y. O invólucro pode ser posicionado em um alojamento em torno do motor, e o espaço entre o invólucro e o alojamento do motor pode ser enchido com óleo.

[00012] Outra modalidade alternativa compreende um método para isolamento do ponto Y em um motor de indução trifásico. O método inclui fornecer um invólucro eletricamente isolante que forme uma cavidade que acomoda a junção do ponto Y do motor e tem uma ou mais aberturas que se estendem do interior ao exterior do invólucro. Os três condutores que se estendem das bobinas do motor à junção do ponto Y são colocados através das aberturas, e a junção do ponto Y é incluída no invólucro. As aberturas do invólucro são vedadas, e o invólucro forma uma barreira eletricamente isolante entre a cavidade no invólucro e o exterior do invólucro. Também pode ser colocado um condutor de energia para instrumentos através das aberturas, em que o condutor de energia para instrumentos se estende da junção do ponto em Y ao pacote de instrumentos. O método pode incluir o enchimento do invólucro com um material eletricamente isolante como composto de envasamento ou óleo antes de incluir a junção do ponto Y no invólucro.

[00013] Também são possíveis muitas outras modalidades.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00014] Podem tornar-se aparentes outros objetos e vantagens da invenção após a leitura da seguinte descrição detalhada e após referência aos desenhos anexos.

[00015] A FIGURA 1 é um diagrama ilustrando a implementação de um motor trifásico em um sistema de ESP no fundo do poço de acordo com uma modalidade.

[00016] A FIGURA 2 é um diagrama ilustrando a estrutura de um motor elétrico trifásico usando uma configuração em Y não aterrada de acordo com uma modalidade.

[00017] A FIGURA 3A é um diagrama ilustrando as três fases que são fornecidas às três bobinas de um motor de indução trifásico, bem como a voltagem do ponto Y.

[00018] A FIGURA 3B é um diagrama ilustrando as fases que são fornecidas às bobinas de um motor de indução trifásico, bem como a voltagem do ponto Y, quando uma das fases está aterrada.

[00019] A FIGURA 4 é um diagrama ilustrando a estrutura de um aparelho isolante do ponto Y de acordo com a primeira modalidade da presente invenção.

[00020] A FIGURA 5 é um diagrama ilustrando a estrutura de um aparelho isolante do ponto Y de acordo com a modalidade alternativa da presente invenção.

[00021] Embora a invenção esteja sujeita a várias modificações e formas alternativas, são mostradas modalidades específicas através de um exemplo nos desenhos e na descrição detalhada anexa. Deve ser compreendido, contudo, que os desenhos e as descrições detalhadas não se destinam a limitar a invenção à modalidade particular descrita. Esta descrição por sua vez destina-se a abordar todas as modificações equivalentes e alternativas no escopo da presente invenção conforme definido nas reivindicações anexadas.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERENCIAIS

[00022] É descrita uma ou mais modalidades da invenção abaixo. Note que estas e outras modalidades descritas abaixo são exemplos e destinam-se a ser ilustrativas da invenção e não limitadoras.

[00023] Conforme aqui descrito, várias modalidades da invenção compreendem sistemas e métodos para isolamento dos pontos Y dos motores elétricos trifásicos comumente usados nos sistemas de ESP, em que os pontos Y não estão aterrados ou ligados a uma voltagem de referência, e podem consequentemente experienciar altas voltagens.

[00024] Os presentes sistemas e métodos utilizam um invólucro isolante em torno do ponto Y de um motor de indução trifásico para evitar o contato elétrico entre o ponto Y e o alojamento do motor ou outros pontos aterrados ou energizados no motor. O invólucro é formado para que o ponto Y seja contido no mesmo. Os furos são fornecidos através do invólucro para permitir que os fios que são unidos no ponto Y se estendam ao longo do invólucro. As vedações são formadas entre os fios e os furos para bloquear caminhos condutivos ao longo do invólucro. Pode ser usado um material isolante tal como composto de envasamento para encher o espaço no invólucro em torno do ponto Y para aumentar a barreira eletricamente isolante em torno do ponto Y.

[00025] Referindo-se à FIGURA 1, é mostrado um diagrama ilustrando um sistema de bomba exemplar. É perfurado um poço 130 em uma estrutura geológica com óleo e é revestido. O revestimento do poço 130 é perfurado na extremidade inferior do poço para permitir o fluxo de óleo da formação para o poço. A ESP 120 é acoplada à extremidade da cadeia de tubos 150, e a ESP e a cadeia de tubos são baixadas no poço para posicionar a bomba em uma porção de produção do poço. Um acionamento de velocidade variável 110 que está posicionado na superfície é acoplado à bomba 120 por um cabo de alimentação 112, que se estende pelo poço ao longo da cadeia de tubos 150.

[00026] A bomba 120 inclui uma seção do motor elétrico 121 e uma seção da bomba 122. Um pacote de medida 123 está anexado à parte inferior da seção do motor 121. (A bomba 120 pode incluir vários componentes que não serão descritos em detalhe aqui, por serem bem conhecidos na arte e não serem importantes para uma discussão da invenção.) A seção do motor 121 é operada para acionar a seção da bomba 122, que bombeia o óleo através da cadeia de tubos e para fora do poço.

[00027] Nesta modalidade, a seção do motor 121 usa um motor de indução trifásico que é acionado pelo acionador de velocidade variável 110. O acionador de velocidade variável 110 recebe energia de entrada CA de uma fonte externa tal como um gerador ou rede de energia (não ilustrado na figura) através da linha de entrada 111. O acionador 110 retifica a energia de entrada AC e, então, produz energia de saída CA trifásica a uma voltagem e frequência adequadas para acionar a seção do motor 121 da bomba 120. Esta energia de saída é fornecida à seção do motor 121 através de um cabo de alimentação 112.

[00028] Nos sistemas de ESP é possível usar motores que possuam várias configurações, incluindo configurações bobinadas em delta e bobinadas em Y. A maioria dos sistemas de ESP emprega motores bobinados em Y. Os motores bobinados em Y podem ter um ponto em Y aterrado ou um ponto em Y não aterrado.

[00029] A presente descrição destina-se a sistemas que usam motores bobinados em Y que têm um ponto em Y não aterrado. Estes motores podem fornecer várias vantagens nos sistemas de ESP. Por exemplo, se uma das fases tornar-se aterrada (por exemplo, como resultado do condutor correspondente do cabo de alimentação provocar curto-circuito no alojamento do motor), um motor bobinado em Y com um ponto Y aterrado para, mas um motor com um ponto Y não aterrado continua a funcionar. Isto pode aumentar substancialmente a vida útil do sistema no fundo do poço. O uso de um motor com um ponto Y não aterrado também permite a impressão da corrente CC em uma das fases do cabo de alimentação, resultando em uma voltagem CC no ponto Y que pode ser usada para fornecer energia a um pacote de medida ou outros sensores.

[00030] Referindo-se à FIGURA 2, é mostrado é um diagramailustrando a estrutura de um motor elétrico trifásico usando uma configuração em Y não aterrada de acordo com uma modalidade. Conforme explicado acima, o motor 121 é acoplado à bomba 122 e é configurado para acionar a bomba para elevar fluido para fora do poço. A energia trifásica é fornecida por uma fonte de energia tal como acionador de velocidade variável 110 através do cabo 112. O cabo 112 tem três condutores, cada um dos quais está conectado à primeira extremidade de uma das bobinas correspondentes 220-222. Deve ser compreendido que a porção dos condutores que se estende do ponto Y às bobinas é fio isolado. A segunda extremidade de cada bobina 220-222 é conectada às outras no ponto Y 230. Nesta modalidade, também é ligado um quarto condutor 240 ao ponto Y 230. Conforme será abordado mais detalhadamente abaixo, o condutor de energia para instrumentos 240 transmite energia CC ao pacote de medida 123, que está conectado à extremidade inferior do motor 121. O condutor 240 também pode ser usado pelo pacote de medida para comunicar com o equipamento de superfície. (Deve ser compreendido que as porções dos condutores que se estendem do ponto Y às bobinas ou instrumentação utilizam fio isolado).

[00031] Conforme representado na FIGURA 2, o ponto Y 230 está posicionado em um invólucro 250. O invólucro 250 é construído usando um material isolante e fornece uma barreira eletricamente isolante entre o ponto Y 230 e o alojamento 260 do motor 121. As vedações podem ser fornecidas para melhorar o isolamento elétrico do ponto Y 230 do alojamento do motor 260. O invólucro 250 pode ser enchido com óleo ou composto de envasamento para melhorar o isolamento elétrico entre o ponto Y 230 e o alojamento do motor 260.

[00032] Como a segunda extremidade de cada bobina do motor está ligada no ponto Y, a voltagem no ponto Y é essencialmente a soma das voltagens que passam por cada bobina. Durante a operação normal, estas voltagens são sinusoidais e têm aproximadamente a mesma magnitude. Cada fase de energia trifásica está 120° fora da fase das outras fases. Isto é ilustrado na FIGURA 3A. A soma destes sinais é aproximadamente 0. A voltagem CC pode ser adicionada a uma das fases para que a voltagem no ponto Y seja diferente de zero (conforme mostrado pela linha pontilhada na figura). Isto pode ser efetuado para que a voltagem do ponto Y possa ser fornecida ao pacote de medida (através do condutor 240) para alimentar o pacote. O pacote de medida pode ser configurado para modular sua resistência, modulando assim a energia CC absorvida através do ponto Y. Esta técnica pode ser usada para comunicar dados do pacote de medida, através do cabo de alimentação ao equipamento de superfície do poço.

[00033] Conforme acima referido, podem ocorrer avarias no sistema que fazem com que a voltagem no ponto Y seja substancialmente superior a aproximadamente zero ou que a voltagem CC esteja presente durante a operação normal. Por exemplo, por vezes o isolamento em torno dos condutores do cabo de alimentação ou bobinas do motor 220-222 falham e criam um curto-circuito entre os condutores e o alojamento do motor. No evento de um curto-circuito, o ponto com falha da bobina correspondente do motor é ligado ao possível aterramento, e o possível ponto Y muda de possível aterramento. O resultado é uma voltagem substancialmente sinusoidal no ponto Y que pode ter uma magnitude de vários milhares de volts. Isto é ilustrado na FIGURA 3B, onde a voltagem do ponto Y é representada pela linha pontilhada.

[00034] Nos motores de ESP convencionais, o ponto Y pode ser isolado, por exemplo, cobrindo os condutores com um isolamento termorretrátil ou fita elétrica. Nenhum dos dois encaixa bem nas folgas estreitas criadas pelos pequenos ângulos entre os condutores à medida que se aproximam da junção do ponto Y. Embora este isolamento possa ser suficiente para evitar curtos-circuitos entre o ponto Y e o alojamento do motor quando a voltagem do ponto Y é baixa, o aterramento de uma das fases faz com que a voltagem do ponto Y seja suficientemente alta para evitar um risco substancial de curto-circuito entre o ponto Y e a carcaça. Se ocorrer um curto-circuito, o motor deixa de funcionar.

[00035] Note que, nos motores de ESP convencionais que são concebidos para aplicações no fundo do poço, o alojamento do motor é normalmente enchido com óleo, que é um bom isolador. Contudo, à medida que o motor é usado, são introduzidos contaminantes no óleo, e estes contaminantes podem reduzir as propriedades eletricamente isolantes do óleo. Por exemplo, a operação do motor pode criar limalhas que ficam suspensas no óleo. Estas limalhas podem criar um caminho elétrico através do qual a eletricidade pode ser conduzida entre o ponto Y e o alojamento do motor, encurtando assim o ponto Y.

[00036] Nas várias modalidades da presente invenção, o ponto Y está posicionado em um invólucro que fornece uma barreira eletricamente isolante entre o ponto Y e o alojamento do motor. Como resultado, existe uma redução substancial na probabilidade de um curto-circuito entre o ponto Y e o alojamento do motor, mesmo quando uma das fases está aterrada, fazendo com que a voltagem no ponto Y seja muito alta.

[00037] Referindo-se à FIGURA 4, é mostrado um diagramailustrando a estrutura de um aparelho de acordo com a primeira modalidade da presente invenção. Os condutores 430-432 estão conectados às três bobinas de um motor de indução trifásico. Os condutores 430-432 têm uma camada de isolamento elétrico que abrange todas exceto uma porção de extremidade de cada condutor. As porções de extremidade de cada condutor 430-432 são unidas e fixadas às outras por uma faixa de metal que é grampeada sobre as porções de extremidade dos condutores. Esta função dos condutores 430-432 forma o ponto Y do motor.

[00038] Também é mostrado na figura um quarto condutor 433. Este condutor está eletricamente conectado entre o ponto Y e um pacote de medida (não ilustrado na figura) para fornecer uma voltagem CC que exista no ponto Y para o pacote de medida. Esta voltagem CC fornece energia ao pacote de medida e também pode permitir a comunicação do pacote de medida com o equipamento de superfície conforme explicado acima. O condutor 433 é coberto por uma camada de isolamento elétrico, exceto em uma porção de extremidade, que é grampeada com as porções de extremidade dos condutores 430-432.

[00039] Nesta modalidade, um invólucro 400 é formado por uma tampa superior 401 e uma tampa inferior 402. A tampa superior 401 e a tampa inferior 402 são preferencialmente feitas de um material isolante, tal como PEEK (poliéter-éter-cetona). A tampa inferior 402 tem uma porção superior que está internamente roscada. A tampa superior 401 tem uma porção que está externamente roscada para que possa ser parafusada na tampa inferior 402 para formar o invólucro 400. A tampa superior 401 tem quatro furos (aberturas) que se estendem de cima a baixo. Estes furos formam passagens através das quais os condutores 430-433 se podem estender o ponto Y ao exterior do invólucro.

[00040] Quando o motor é montado, os condutores 430-433 são passados através dos furos na tampa superior 401 e são grampeados em conjunto no ponto Y com uma faixa de metal 415. Antes de a tampa superior 401 ser montada com a tampa inferior 402, uma substância eletricamente isolante tal como composto de envasamento 440 é colocada na tampa inferior e em redor do ponto Y. À medida que a tampa superior 401 é parafusada na tampa inferior 402, o composto de envasamento é forçado a encher os espaços vazios na cavidade que se formam no invólucro 400. Conforme representado nesta figura, o composto de envasamento também enche as folgas entre a tampa superior 401 e a tampa inferior 402, bem como as folgas entre os condutores 430-433 e os furos que atravessam a tampa superior 401. Isto veda as folgas e completa a barreira isolante que é formada pelo invólucro 400 em torno do ponto Y.

[00041] Quando o invólucro 400 tiver sido vedado em torno do ponto Y, o resto do motor pode ser montado de forma convencional. O invólucro 400 encaixa no alojamento 420 do motor. Nesta modalidade, o alojamento do motor é enchido com óleo 445 quando é montada. Assim, existem três camadas de material isolante entre o ponto Y e o alojamento do motor, incluindo composto de envasamento 440, invólucro 400 e o óleo que enche a cavidade entre o invólucro e o alojamento do motor.

[00042] Também são possíveis várias modalidades alternativas. Consultando a FIGURA 5, é mostrado um diagrama ilustrando um aparelho de acordo com a modalidade alternativa da presente invenção. Os condutores conectados às bobinas do motor são indicados na figura como 530-532. Mais uma vez, é fornecido um quarto condutor 533 para transmitir energia a um pacote de medida anexado ao motor, e possivelmente para permitir a comunicação do pacote de medida com o equipamento de superfície através do cabo de alimentação. As porções de extremidade dos condutores 530-533 são grampeadas em conjunto com uma faixa de metal para formar o ponto Y.

[00043] Nesta modalidade, o invólucro 500 é novamente formado por uma tampa superior 501 e uma tampa inferior 502, ambas feitas de um material isolante. Nesta modalidade, contudo, as tampas superior e inferior são concebidas para encaixar em conjunto para facilitar a montagem. Mais uma vez a tampa superior 501 tem quatro furos que se estendem ao longo da tampa para formar passagens através das quais os condutores 530-533 se podem estender.

[00044] Quando a modalidade da FIGURA 5 é montada, os condutores 530-533 são passados através dos furos na tampa superior 501 e são grampeados em conjunto no ponto Y por uma faixa de metal 515. Nesta modalidade, será usado óleo 540, e não composto de envasamento, para encher a cavidade do invólucro 500. Para evitar o fluxo de óleo do invólucro, vedações tais como anéis-o (por exemplo, 541) são posicionadas em torno de cada condutor 530-533. Os anéis-o também servem para evitar a entrada decontaminantes no invólucro 500 e a contaminação do óleo noinvólucro. Os anéis-o são comprimidos entre os condutores e a tampa superior 501 para formar uma vedação física entre eles.

[00045] Quando o invólucro 500 tiver sido montado em torno do ponto Y, a montagem do motor está concluída (incluindo o enchimento do alojamento do motor com óleo 545). Mais uma vez, esta modalidade fornece três camadas de material isolante entre o ponto Y e o alojamento do motor, incluindo o óleo no invólucro 500, o próprio invólucro, e o óleo que enche a cavidade entre o invólucro e o alojamento do motor.

[00046] Note que a descrição referida descreve uma modalidadeexemplar, e que as estruturas, características e elementos específicos podem variar em modalidades alternativas. Por exemplo, embora as modalidades descritas acima utilizem tampas superior e inferior que são encaixadas ou parafusadas em conjunto para formar o invólucro, o invólucro pode ter qualquer forma adequada e qualquer um dos meios de fecho adequados. Além disso, o invólucro pode ser formado a partir de qualquer material adequado, embora seja preferível um material de isolamento rígido. Similarmente, as vedações entre os condutores e os furos que atravessam o invólucro podem ser feitos de qualquermaterial adequado, tais como os anéis-o ou composto deenvasamento das modalidades referidas.

[00047] O invólucro nas modalidades referidas é enchido comcomposto de envasamento ou óleo. Embora não seja necessário encher o invólucro desta forma, é preferível fazê-lo, pois estes materiais não servem apenas para fornecer isolamento elétrico adicional, mas também para evitar o colapso do invólucro à medida que a pressão externa do motor e do invólucro aumenta. Podem ser aparentes muitas outras variações a uma pessoa de habilidades normais na tecnologia após a leitura da presente descrição.

[00048] Os benefícios e vantagens que podem ser fornecidos pela presente invenção foram descritos acima no que diz respeito às modalidades específicas. Estes benefícios e vantagens, e quaisquer elementos ou limitações que possam causar sua ocorrência ou tornar- se mais pronunciados não devem ser interpretados como críticos, necessários, ou elementos essenciais de qualquer ou todas as reivindicações. Tal como aqui usado, os termos "compreende", "compreendendo", ou quaisquer outras variações dos mesmos, destinam-se a ser interpretados como não exclusivamente incluindo os elementos ou limitações que seguem esses termos. Assim, um sistema, método, ou outra modalidade que compreenda um conjunto de elementos não é limitado apenas a esses elementos, e pode incluir outros elementos não expressamente listados ou inerentes à modalidade reivindicada.

[00049] A descrição anterior das modalidades descritas é fornecida para permitir a qualquer pessoa competente na arte de criar ou usar a presente invenção. Várias modificações a estas modalidades serão facilmente aparentes aos competentes na arte, e os princípios genéricos aqui definidos podem ser aplicados a outras modalidades sem se afastar do espírito ou escopo da invenção. Assim, a presente invenção não se destina a ser limitada às modalidades aqui mostradas, mas deve ser concedido o mais vasto escopo consistente com os princípios e novos elementos aqui descritos e recitados ao abrigo das seguintes reivindicações.

Claims

1. Aparelho para isolamento de um ponto Y em um motor elétrico trifásico, o aparelho caracterizado por compreender: um invólucro eletricamente isolante, em que o invólucro forma uma cavidade configurada para acomodar uma junção do ponto Y de um motor trifásico; uma ou mais aberturas ao longo do invólucro, em que as aberturas estão permitem que três condutores que estão conectados na junção do ponto Y se estendam a partir da cavidade até um exterior do invólucro; e uma ou mais vedações isolantes, em que cada uma das vedações é formada em uma das aberturas correspondentes, e em que o invólucro e as vedações constituem uma barreira eletricamente isolante entre a junção do ponto Y e o exterior do invólucro.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o invólucro compreende uma tampa superior e uma tampa inferior, em que as tampas superior e inferior estão configuradas para serem presas uma à outra, deste modo, formando o invólucro.

3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que as tampas superior e inferior são formadas de um material rígido eletricamente isolante.

4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as vedações compreendem O-rings.

5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as vedações compreendem um composto de envasamento.

6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda um material isolante que enche substancialmente a cavidade formada dentro do invólucro.

7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o material isolante compreende um composto de envasamento.

8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o material isolante compreende óleo.

9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as aberturas através do invólucro são ainda configuradas para permitir que um condutor de energia para instrumentos se estenda a partir da cavidade dentro do invólucro até o exterior do invólucro.

10. Aparelho, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a junção do ponto Y dentro da cavidade do invólucro eletricamente isolante é eletricamente isolada de um exterior do invólucroeletricamente isolante.

11. Sistema elétrico de bomba submergível para aplicações em poços, o sistema caracterizado por compreender: uma bomba; e um motor acoplado à bomba e configurado para acionar a bomba, em que o motor está enrolado em Y e usa energia trifásica, em que o motor inclui um invólucro eletricamente isolante que forma uma cavidade que acomoda uma junção do ponto Y do motor, em que o invólucro tem uma ou mais aberturas tridirecionais as quais permitem que três condutores que estão conectados na junção do ponto Y se estendam a partir da cavidade até um exterior do invólucro, em que o invólucro tem uma ou mais vedações isolantes nas aberturas as quais constituem uma barreira eletricamente isolanteentre a junção do ponto Y e o exterior do invólucro

12. Sistema, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por compreender ainda um material isolante que enche substancialmente a cavidade formada dentro do invólucro

13. Sistema, de acordo com a reivindicação 11, em que o motor compreende ainda um alojamento do motor onde o invólucro está posicionado, em que um espaço entre o invólucro e o alojamento do motor está cheio de óleo.

14. Método para isolamento de um ponto Y em um motor de indução trifásico, o método caracterizado por compreender:fornecer um invólucro eletricamente isolante, em que o invólucro forma uma cavidade que acomoda uma junção do ponto Y de um motor trifásico e tem uma ou mais aberturas que se estendem a partir de uma cavidade dentro do invólucro até um exterior do invólucro posicionar três condutores através das aberturas, em que os três condutores se estendem a partir das bobinas do motor até uma junção do ponto Y; eincluir a junção do ponto Y dentro do invólucro, em que as aberturas do invólucro são vedadas e o invólucro forma uma barreira eletricamente isolante entre a cavidade dentro do invólucro e o exterior do invólucro.

15. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por compreender ainda encher o invólucro com um material eletricamente isolante antes de incluir a junção do ponto Y dentro do invólucro.

16. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o material isolante compreende um composto de envasamento

17. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o material isolante compreende óleo.

18. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por compreender ainda posicionar o invólucro em um alojamento do motor e encher uma cavidade restante no alojamento com óleo.

19. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por compreender ainda posicionar um condutor de energia para instrumentos através das aberturas, em que o condutor de energia para instrumentos se estende a partir da junção do ponto Y até o exterior do invólucro.

20. Aparelho, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o invólucro eletricamente isolante está contido dentro de um alojamento do motor elétrico trifásico e em que o invólucro eletricamente isolante é isolado do alojamento por uma camada de óleo.