CN201608530U - 一种潜油电泵井下测试装置上的滤波系统 - Google Patents

一种潜油电泵井下测试装置上的滤波系统 Download PDF

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董振刚
王念兴
徐伟杰
牛通茂
姜彦�
赵庆元
邹存江
王茜
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Abstract

一种潜油电泵井下测试装置上的滤波系统。主要解决现有潜油电泵井下测试装置上的滤波系统长度较长，导致组装工艺复杂、维修不方便以及成本高的问题。其特征在于：所述滤波系统还包括一个具有安装槽的U型槽机构体、由精密电阻和高温电容组成的RC双T网络、交流单相电抗器、耦合器以及由3个可控晶体管串联后再并联一个高压二级管组成的交流开关；耦合器和交流开关相连接组成耐受绝缘机构，与所述单相交流电抗器、RC双T网络以及井下温度压力数据采集调理电路单元构成电路串联连接后依次安装于U型槽机构体内，所述U型槽机构体用螺栓固定连接在全密封绝缘抗渗接头。该种滤波系统长度短，具有结构简单、易于组装、安装和维修方便的特点。

Description

一种潜油电泵井下测试装置上的滤波系统
技术领域：
本实用新型涉及一种应用于油田潜油电泵采油领域中的井下滤波系统，具体地说，是涉及一种应用在潜油电泵井下测试装置中的滤波系统。
背景技术：
目前，国内、外潜油电泵井下测试装置中均含有一套滤波系统。该滤波系统的主要作用为：潜油电泵机组在变频驱动下，在电机星点处会产生很高的共模电压，传感器测试引线与电机星点相连接，滤波系统对电机星点处所产生的交流高电压进行滤除，并滤掉变频驱动下产生的高次谐波，防止交流电压烧毁后端电路单元，并能够满足反向2500Vdc条件下，绝缘电阻大于2000MΩ，保证测试装置长期稳定的工作。但是在经过长时间的应用后发现，这种现有的滤波系统存在如下问题：现在应用的潜油电泵井下测试装置的滤波系统主要为金属圆筒形变频消压器方式。也就是它需要将滤波电路单元通过拉杆串成长型结构体，置于金属结构圆筒体内，然后两端通过法兰焊接并密封，再置于注满电机油的保护钢筒内。为满足绝缘检测要求，电路单元需要与金属结构圆筒体的钢筒进行多处绝缘，从而导致组装工艺非常复杂，成本较高。并且这种滤波系统的结构很长，在运输途中会由于长时间颠簸，导致绝缘部分串位或者损坏，影响绝缘性能，产生的漏电流会导致测试装置测量不准确。并且由于内部存在多处焊接，导致更换、维修不方便，可靠性降低。
实用新型内容：
为了解决现有潜油电泵井下测试装置上的滤波系统长度较长，导致组装工艺复杂、维修不方便以及成本高的问题。本实用新型提供一种新型的应用于潜油电泵井下测试装置上的滤波系统，该种滤波系统长度短，具有结构简单、易于组装、安装和维修方便以及生产成本低廉的特点。
本实用新型的技术方案是：该种潜油电泵井下测试装置上的滤波系统，包括全密封绝缘抗渗接头、圆形钢筒以及底部接头，其中，所述圆形钢筒的两端分别与全密封绝缘抗渗接头和底部接头相连接，并在连接处通过O型密封圈和T环密封，形成全密封内腔。此外，所述滤波系统还包括一个具有安装槽的U型槽机构体、由精密电阻和高温电容组成的RC双T网络、交流单相电抗器、耦合器以及由3个可控晶体管串联后再并联一个高压二级管组成的交流开关，以及井下温度压力数据采集调理电路单元，以及全密封高温钛/硅-蓝宝石压力传感器。其中，所述耦合器和交流开关相连接组成耐受绝缘机构，与所述单相交流电抗器、RC双T网络以及井下温度压力数据采集调理电路单元构成电路串联连接后依次安装于所述U型槽机构体内。上述部件均位于所述全密封内腔中，其中，所述U型槽机构体用螺栓固定连接在全密封绝缘抗渗接头上，全密封高温钛/硅-蓝宝石压力传感器固定在全密封绝缘抗渗接头的底部。
本实用新型具有如下有益效果：由于采取上述方案，采用RC双T网络的滤波系统，位于圆形钢筒内，以及采用全密封绝缘抗渗接头，安装于全密封绝缘抗渗接头底部的U型槽机构，U型槽机构内固定组成RC双T网络的高温特种电容、精密电阻和高压二极管、单相交流电抗器和交流开关，并将连有U型槽机构的上接头安装到圆形钢筒内，钢筒另一侧通过带有油管螺纹的底部接头进行密封，整个圆形钢筒内部为全密封结构。这种滤波系统采用的电抗器与RC双T网络、交流开关组成的电路部分，能够很好的滤除交流高压和高频谐波，除此之外，整个滤波系统比照现有的金属圆筒形变频消压器方式下的滤波系统在长度上大为缩短，使得本方案下的滤波系统具有结构简单、易于组装以及安装和维修方便等特点，大大降低了生产成本。
附图说明：
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的电气原理图。
图中1-全密封绝缘抗渗接头，2-O型密封圈，3-全密封高温钛/硅-蓝宝石压力传感器，4-井下温度压力数据采集调理电路单元，5-圆形钢筒，6-底部接头，7-螺栓，8-垫圈，9-交流开关，10-耦合器，11-U型槽机构体，12-交流单相电抗器，13-RC双T网络，14-T环，15-O型密封环。
具体实施方式：
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
由图1所示，该种潜油电泵井下测试装置上的滤波系统，包括全密封绝缘抗渗接头1、圆形钢筒5以及底部接头6，其中，所述圆形钢筒5的两端分别与全密封绝缘抗渗接头1和底部接头6相连接，并在连接处通过O型密封环15和T环14密封，形成全密封内腔。
此外，在所述滤波系统还包括一个具有安装槽的U型槽机构体11、精密电阻和高温电容组成的RC双T网络13、交流单相电抗器12、耦合器10以及由3个可控晶体管串联后再并联一个高压二级管组成的交流开关9，以及井下温度压力数据采集调理电路单元4，以及全密封高温钛/硅-蓝宝石压力传感器3。其中，所述耦合器10和交流开关9相连接组成耐受绝缘机构，与所述单相交流电抗器12、RC双T网络13以及井下温度压力数据采集调理电路单元4构成电路串联连接后依次安装于所述U型槽机构体11内。在这里，本方案采用的井下温度压力数据采集调理电路单元4是完全采用现有潜油电泵井下测试装置中的井下温度压力数据采集调理电路。
图2所示即为本实用新型的电路图，在图中L表示交流单相电抗器L1代表耦合器D代表交流开关，D1代表续流二极管，D2代表TVS管，即瞬态电压抑制器，Transient Voltage Suppressor简称为TVS。C1代表60μF高温特种电容C2代表30μF高温特种电容，R1代表50Ω电阻，R2代表100电阻，P/T电路即井下温度压力数据采集调理电路。两个交流单相电抗器L串联，用于实现交流消压，交流单相电抗器L并联的续流二极管D1是起保护电抗器L的作用；精密电阻R1和R2与高温电容C1和C2组成RC双T网络，实现滤波和平波的作用，交流单相电抗器L和RC双T网络一起能够将交流电压及谐波很好的滤除，他可以实现电机星点频率在5Hz到70Hz范围内，对应电压在150VAC到2100VAC情况下，滤波系统输出交流电压小于2VAC；交流开关D由3个可控晶体管串联后再并联一个高压二级管组成，采用3个晶体管串联是为了提高耐压等级，并联的高压二极管保证了系统中直流电流信号能够在任何情况下都能顺利通过滤波系统；当系统中有交流时，耦合器L1副边绕组给晶体管提供触发信号，晶体管闭合，保证交流能够通过并滤除，当进行反向绝缘测试时，系统中没有交流，晶体管断开，绝缘表发生的直流电压在交流开关D处断开，从而保证了系统绝缘电阻在2500VDC条件下大于2000MΩ，与P/T部分并联的TVS管D2是用于在系统中由于雷击或其他情况出现电压过高的情况下，保护后端电路不被高电压所击穿。
上述部件均位于全密封内腔中，具体的说，U型槽机构体11用螺栓7固定连接在全密封绝缘抗渗接头1上，全密封高温钛/硅-蓝宝石压力传感器3固定在全密封绝缘抗渗接头1的底部。实际制作时，优选的全密封绝缘抗渗接头由不锈钢接头、导线体和高强度高温特种玻璃体烧结而成。
在本方案中，耦合器和交流开关相连接组成耐受绝缘机构体，能够实现当绝缘测量时，此机构体在回路中是断开的，此时回路绝缘接近无限大，当测试装置至于井下正常测量时，此机构体在回路中是闭合的，保证了测试装置正常工作。单相交流电抗器和RC双T网络一起组成消压、滤波电路，并于耐受绝缘机构体一起安装于U型槽机构体内，全密封绝缘抗渗接头、圆形钢筒和底部接头外表面喷防腐漆。
由于采取上述方案，滤波系统采用U型槽机构体，直接将装有滤波电路的U型槽机构体安装到全密封绝缘抗渗接头，极大的缩短了体积，并降低了成本，并且由于结构简单，维修也非常方便；滤波系统采用的交流单相电抗器和RC双T网络组成的消压、滤波电路，可以良好的滤掉电机星点处的交流高压和高频谐波，保证测试装置长期稳定的工作；滤波系统采用的耦合器和交流开关组成的耐受绝缘机构体，能够耐受2500Vdc的绝缘，可以直接把测试装置与电机连接后进行绝缘测量，使得现场检测更加方便。

Claims (2)

1.一种潜油电泵井下测试装置上的滤波系统，包括全密封绝缘抗渗接头(1)、圆形钢筒(5)以及底部接头(6)，其特征在于：
所述圆形钢筒(5)的两端分别与全密封绝缘抗渗接头(1)和底部接头(6)相连接，并在连接处通过O型密封环(15)和T环(14)密封，形成全密封内腔；
所述滤波系统还包括一个具有安装槽的U型槽机构体(11)、精密电阻和高温电容组成的RC双T网络(13)、交流单相电抗器(12)、耦合器(10)以及由3个可控晶体管串联后再并联一个高压二级管组成的交流开关(9)，以及井下温度压力数据采集调理电路单元(4)，以及全密封高温钛/硅-蓝宝石压力传感器(3)；其中，所述耦合器(10)和交流开关(9)相连接组成耐受绝缘机构，与所述单相交流电抗器(12)、RC双T网络(13)以及井下温度压力数据采集调理电路单元(4)构成电路串联连接后依次安装于所述U型槽机构体(11)内；
上述部件均位于所述全密封内腔中，其中，所述U型槽机构体(11)用螺栓固定连接在全密封绝缘抗渗接头(1)上，全密封高温钛/硅-蓝宝石压力传感器(3)固定在全密封绝缘抗渗接头(1)的底部。
2.根据权利要求1所述的一种潜油电泵井下测试装置上的滤波系统，其特征在于：所述全密封绝缘抗渗接头(1)由不锈钢接头、导线体和高强度高温特种玻璃体烧结而成。
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