RU198138U1 - Magnetic-acoustic diagnostic device for installing an electric centrifugal pump - Google Patents
Magnetic-acoustic diagnostic device for installing an electric centrifugal pump Download PDFInfo
- Publication number
- RU198138U1 RU198138U1 RU2020113085U RU2020113085U RU198138U1 RU 198138 U1 RU198138 U1 RU 198138U1 RU 2020113085 U RU2020113085 U RU 2020113085U RU 2020113085 U RU2020113085 U RU 2020113085U RU 198138 U1 RU198138 U1 RU 198138U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- stabilizer
- microcontroller
- acoustic
- Prior art date
Links
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 20
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 abstract description 3
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 14
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 6
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000001012 protector Effects 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 101150115489 MPK7 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000016571 aggressive behavior Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 239000012717 electrostatic precipitator Substances 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/12—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности для исследования скважин, а именно для регистрации, идентификации дефектов установки электрического центробежного насоса (УЭЦН) и передачи телеметрической информации. Технический результат - расширение арсенала технических средств диагностики УЭЦН. Устройство магнитно-акустической диагностики установки электрического центробежного насоса содержит входной узел, состоящий из двух параллельно соединенных RC фильтров. Выход первого RC фильтра соединен со входом стабилизатора напряжения и входом делителя напряжения, выход которого подключен ко входу декодера, выход стабилизатора соединен через токозадающий резистор с ключевым элементом, управляющий вход которого соединен с выходом кодера, а выход второго RC фильтра соединен с опорным стабилитроном стабилизатора. Выход декодера соединен со входом микроконтроллера, подключенного к выходу стабилизатора, при этом к выходам микроконтроллера подключены вход кодера и входы измерительных датчиков - феррозондового магнитометра и приемного датчика акустического импульса, а также вход возбуждающего датчика акустического импульса. Выходы измерительных датчиков - феррозондового магнитометра и приемного датчика акустического импульса подключены ко входу микроконтроллера.The utility model relates to the oil and gas industry, in particular for well research, namely for registration, identification of installation defects of an electric centrifugal pump (ESP) and transmission of telemetry information. The technical result is the expansion of the arsenal of technical means of diagnosis of ESP. The device for magnetic acoustic diagnostics of an electric centrifugal pump installation comprises an input unit consisting of two parallel-connected RC filters. The output of the first RC filter is connected to the input of the voltage regulator and the input of the voltage divider, the output of which is connected to the input of the decoder, the output of the stabilizer is connected through a current-setting resistor to a key element, the control input of which is connected to the output of the encoder, and the output of the second RC filter is connected to the reference stabilizer of the stabilizer. The output of the decoder is connected to the input of the microcontroller connected to the output of the stabilizer, while the inputs of the encoder and the inputs of the measuring sensors - a flux-gate magnetometer and a receiving sensor of an acoustic pulse, as well as an input of an exciting acoustic pulse sensor are connected to the outputs of the microcontroller. The outputs of the measuring sensors, a flux-gate magnetometer and a receiving acoustic pulse sensor, are connected to the input of the microcontroller.
Description
Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности для исследования скважин, а именно для регистрации, идентификации дефектов установки электрического центробежного насоса (УЭЦН) и передачи телеметрической информации.The utility model relates to the oil and gas industry, in particular for well research, namely for registration, identification of installation defects of an electric centrifugal pump (ESP) and transmission of telemetry information.
В настоящее время неотъемлемой частью УЭЦН для откачки пластовой жидкости становятся системы погружной телеметрии (ТМС), которые позволяют контролировать ряд рабочих параметров УЭЦН. Эта тенденция объясняется возможностью решения целого ряда задач [Феофилактов С.В. «Высокоточные системы погружной телеметрии для проведения гидродинамических исследований» // Инженерная практика, №09, 2010 г. сс. 18-20]:Currently, submersible telemetry systems (TMS) are becoming an integral part of ESP for pumping formation fluid, which allow you to control a number of operating parameters of ESP. This trend is explained by the possibility of solving a number of problems [Feofilaktov S.V. "High-precision immersion telemetry systems for hydrodynamic research" // Engineering practice, No. 09, 2010 pp. 18-20]:
- контроль и диагностика работы УЭЦН;- monitoring and diagnostics of ESP operation;
- оптимизация режима работы УЭЦН;- optimization of the ESP operation mode;
- повышение эффективности добычи углеводородного сырья.- improving the efficiency of hydrocarbon production.
У нас в стране и за рубежом ТМС серийно выпускают целый ряд предприятий (ОАО ИРЗ, ОАО «Алнас» и др.). Достоинством ТМС является возможность контроля давления и температуры масла погружного электродвигателя(ПЭД), температуры пластовой жидкости, температуры статорной обмотки ПЭД, уровня вибрации ПЭД, сопротивления изоляции силового кабеля и ПЭД. Недостатком стандартных ТМС является ограниченный перечень идентифицируемых дефектов.In our country and abroad, TMCs are mass-produced by a number of enterprises (IRZ OJSC, Alnas OJSC, etc.). The advantage of TMS is the ability to control the pressure and temperature of the oil of a submersible electric motor (SEM), the temperature of the reservoir fluid, the temperature of the stator winding of the SEM, the vibration level of the SEM, the insulation resistance of the power cable and SEM. The disadvantage of standard TMS is a limited list of identifiable defects.
Общеизвестно, что надежность любых сложных систем определяется надежностью наиболее слабого элемента. В случае УЭЦН, погружаемых в скважины и состоящих из погружного электродвигателя, протектора, фильтра насоса, центробежного насоса, основного кабеля, соединительной муфты, кабеля-удлинителя (комплектующего кабеля) и кабельного ввода, наиболее чувствительным элементом системы является ПЭД в силу наименьшего уровня изоляции по сравнению с другими элементами системы.It is well known that the reliability of any complex systems is determined by the reliability of the weakest element. In the case of ESPs immersed in wells and consisting of a submersible electric motor, tread, pump filter, centrifugal pump, main cable, coupler, extension cable (accessory cable) and cable entry, the most sensitive element of the system is the SEM due to the lowest isolation level compared with other elements of the system.
Он не только подвержен термобарической, газовой и химической агрессии скважинной среды, но и страдает при внутренних (коммутационных) и внешних (атмосферных) перенапряжениях вIt is not only subject to thermobaric, gas and chemical aggression of the well environment, but also suffers from internal (switching) and external (atmospheric) overvoltages in
изоляции погружного электродвигателя. Под выходом из строя ресурса изоляции ПЭД считается электропробой обмоток электродвигателя, а также недопустимое снижение уровня изоляции обмоток.submersible motor insulation. Under the failure of the insulation resource, the SEM is considered an electrical breakdown of the motor windings, as well as an unacceptable decrease in the level of insulation of the windings.
Известно устройство диагностики установки электрического центробежного насоса [SU 314158 А1, МПК7 G01R 31/06, опубл. 01.01.1971], которое состоит: из корпуса, сигнальной лампы, кнопки контроля, сальника, кабеля с проводами, зажима заземления и предохранителя. Недостатками технического решения являются: схема устройства работает только при отключенном положении электродвигателя; если электродвигатель не приспособлен к диагностированию, то устройство контролирует только техническое состояние изоляции обмоток.A device for diagnosing the installation of an electric centrifugal pump [SU 314158 A1, IPC7 G01R 31/06, publ. 01/01/1971], which consists of: a housing, a signal lamp, a control button, an oil seal, a cable with wires, an earth clamp and a fuse. The disadvantages of the technical solution are: the device circuit only works when the motor position is off; if the electric motor is not capable of diagnosis, the device only controls the technical state of the insulation of the windings.
Известно устройство диагностики установки электрического центробежного насоса (RU 45871 U1, МПК7 Н02Н 7/08, опубл. 27.05.2005), содержащее датчик давления, датчик температуры, датчик вибрации, станцию управления, предназначенную для измерения параметров работы погружного электродвигателя, источник переменного напряжения, трансформаторы постоянного тока и снабжено процессором. Недостатками аналога является ограниченный перечень идентифицируемых дефектов.A device for diagnosing the installation of an electric centrifugal pump (RU 45871 U1, MPK7 Н02Н 7/08, published May 27, 2005), comprising a pressure sensor, a temperature sensor, a vibration sensor, a control station for measuring operation parameters of a submersible electric motor, an alternating voltage source, DC transformers and is equipped with a processor. The disadvantages of the analogue is a limited list of identifiable defects.
Известно устройство регистрации дефектов и оценки остаточного ресурса изоляции погружных электродвигателей [Сухачев И.С., Сушков В.В. Моделирование расхода ресурса изоляции погружных электродвигателей при разнообразных воздействиях // Динамика систем, механизмов и машин. - 2016. - Т. 3, №1. С. 166-169], соединенное с ПЭД при помощи муфты, и содержащее аналого-цифровой преобразователь, микроконтроллер, где через встроенный алгоритм идентифицируется вид перенапряжения (внешнее или внутреннее) и оценивается остаточный ресурс изоляции погружного электродвигателя. Передача данных на поверхность осуществляется по силовому кабелю.A device for detecting defects and assessing the residual life of insulation of submersible electric motors [Sukhachev IS, Sushkov VV Modeling the consumption of the insulation resource of submersible electric motors under various influences // Dynamics of systems, mechanisms and machines. - 2016. - T. 3, No. 1. S. 166-169], connected to the PED by means of a coupling, and containing an analog-to-digital converter, a microcontroller, where the type of overvoltage (external or internal) is identified through the built-in algorithm and the residual insulation resource of the submersible motor is estimated. Data is transmitted to the surface via a power cable.
Достоинством устройства является возможность контроля чрезмерного количества внешних (атмосферных) или внутренних (коммутационных) перенапряжений, оказываемых влияние на электродвигатель, для возможного принятия оправданных предупредительных мероприятий по ограничению количества определенных видов (внешних или внутренних) перенапряжений, а также оценка ресурса изоляции ПЭД. Недостатком устройства является невозможность регистрации и идентификации дефектов прочих частей УЭЦН - протектора, фильтра насоса, центробежного насоса, основного кабеля, соединительной муфты, кабеля-удлинителя (комплектующего кабеля) и кабельного ввода.The advantage of the device is the ability to control an excessive amount of external (atmospheric) or internal (switching) overvoltages that affect the electric motor, for the possible adoption of justified preventive measures to limit the number of certain types of (external or internal) overvoltages, as well as an assessment of the insulation resource of SEM. The disadvantage of this device is the inability to register and identify defects in other parts of the ESP - protector, pump filter, centrifugal pump, main cable, coupler, extension cable (accessory cable) and cable entry.
Известно устройство определения технического состояния установки электрического центробежного насоса для добычи нефти [RU 2213270 С2, МПК F04D 13/10, F04D 15/00, опубл. 27.09.2003], состоящее из датчика напряжения с аналоговым выходом по напряжению и кабелем для подключения к записывающему прибору, при этом датчик выполнен в виде токовых клещей, которые установлены на все фазы энергоподводящего кабеля электродвигателя установки. Сигнал от датчика поступает на записывающий прибор, далее на компьютер для анализа и хранения.A device for determining the technical condition of the installation of an electric centrifugal pump for oil production [RU 2213270 C2, IPC
Недостатком этого устройства является то, что требуется непосредственный доступ к диагностируемому двигателю, а также не возможно с достаточной достоверностью выявить конкретный вид дефекта.The disadvantage of this device is that it requires direct access to the diagnosed engine, and it is also not possible with sufficient reliability to identify a specific type of defect.
Известно устройство диагностики установки электрического центробежного насоса [патент US 8020616 B2, опубл. 20.09.2011], включающее оптическое волокно для развертывания в скважине, в непосредственной близости от скважинного оборудования, и блок анализа обнаруженных световых сигналов, возвращаемых из оптического волокна, на которые воздействовали акустические волны, генерируемые скважинным оборудованием. Источник когерентного света (например, лазерный источник), который генерирует когерентный свет, используется для генерации зондирующих оптических импульсов, которые передаются в оптическое волокно. Вибрация двигателя, насоса и т.д, приводит к тому, что часть оптического волокна подвергается воздействию акустических волн, что вызывает локальное изменение показателя преломления части оптического волокна. Это изменение оптического волокна приводит к изменению характеристики рассеянного света, принимаемого на детекторе. Недостатком устройства является низкая достоверность выявления повреждений.A known device for diagnosing the installation of an electric centrifugal pump [patent US 8020616 B2, publ. September 20, 2011], which includes an optical fiber for deployment in the well, in the immediate vicinity of the downhole equipment, and an analysis unit for detected light signals returned from the optical fiber that were affected by acoustic waves generated by the downhole equipment. A coherent light source (e.g., a laser source) that generates coherent light is used to generate probe optical pulses that are transmitted to an optical fiber. Vibration of the engine, pump, etc., leads to the fact that part of the optical fiber is exposed to acoustic waves, which causes a local change in the refractive index of part of the optical fiber. This change in the optical fiber leads to a change in the characteristic of the scattered light received at the detector. The disadvantage of this device is the low reliability of detecting damage.
Известно устройство диагностики УЭЦН [патент RU 2387831 C1, опубл. 27.04.2010], принятое в качестве прототипа, содержащее RC фильтры, своими входами соединенные с линией связи, а выходами фильтр - с делителем напряжения и входом стабилизатора, и второй RC фильтр - к точке соединения стабилизатора и опорного стабилитрона. Выход делителя напряжения соединен со входом декодера, подключенного выходом к первому входу блока обработки. Первый выход блока обработки соединен со входом кодера, подключенного выходом к управляющему входу запитываемого от стабилизатора через токозадающий резистор ключа, один вывод которого соединен с нулевой шиной линии связи. Второй выход блока обработки соединен с коммутатором питания, выходы которого соединены с измерительными датчиками, подключенными выходами ко входам измерительного блока, выход которого соединен с блоком обработки.A known diagnostic device ESP [patent RU 2387831 C1, publ. 04/27/2010], adopted as a prototype, containing RC filters connected to the communication line by their inputs, and the filter outputs with a voltage divider and stabilizer input, and the second RC filter to the junction point of the stabilizer and reference zener diode. The output of the voltage divider is connected to the input of the decoder connected by the output to the first input of the processing unit. The first output of the processing unit is connected to the input of the encoder, connected by the output to the control input of the key fed from the stabilizer through a current-setting resistor, one output of which is connected to the zero bus of the communication line. The second output of the processing unit is connected to a power switch, the outputs of which are connected to measuring sensors, the connected outputs to the inputs of the measuring unit, the output of which is connected to the processing unit.
Достоинством устройства является повышенная помехоустойчивость приема-передачи данных с устройства диагностики УЭЦН на наземную станцию. Недостатком прототипа является недостаточная достоверность идентификации дефектов.The advantage of the device is the increased noise immunity of data reception and transmission from the ESP diagnostic unit to a ground station. The disadvantage of the prototype is the lack of reliability of the identification of defects.
Задачей технического решения является создание устройства магнитно-акустической диагностики УЭЦН, при осуществлении которого достигается технический результат, заключающийся в расширении арсенала технических средств диагностики УЭЦН.The objective of the technical solution is to create a device for magnetic acoustic diagnostics of the ESP, during the implementation of which a technical result is achieved, which consists in expanding the arsenal of technical means of diagnostics of the ESP.
Технический результат достигается тем, что устройство магнитно-акустической диагностики установки электрического центробежного насоса содержит входной узел, состоящий из двух параллельно соединенных RC фильтров. Выход первого RC фильтра соединен со входом стабилизатора напряжения и входом делителя напряжения, выход которого подключен ко входу декодера, выход стабилизатора соединен через токозадающий резистор с ключевым элементом, управляющий вход которого соединен с выходом кодера, а выход второго RC фильтра соединен с опорным стабилитроном стабилизатора. Выход декодера соединен со входом микроконтроллера, подключенного к выходу стабилизатора, при этом к выходам микроконтроллера подключены вход кодера и входы измерительных датчиков - феррозондового магнитометра и приемного датчика акустического импульса, а также вход возбуждающего датчика акустического импульса. Выходы измерительных датчиков подключены ко входу микроконтроллера.The technical result is achieved by the fact that the device for magnetic acoustic diagnostics of an electric centrifugal pump installation comprises an input unit consisting of two RC filters connected in parallel. The output of the first RC filter is connected to the input of the voltage regulator and the input of the voltage divider, the output of which is connected to the input of the decoder, the output of the stabilizer is connected through a current-setting resistor to a key element, the control input of which is connected to the output of the encoder, and the output of the second RC filter is connected to the reference stabilizer of the stabilizer. The decoder output is connected to the input of the microcontroller connected to the output of the stabilizer, while the input of the encoder and the inputs of the measuring sensors - a flux gate magnetometer and a receiving sensor of an acoustic pulse, as well as an input of an exciting acoustic pulse sensor are connected to the outputs of the microcontroller. The outputs of the measuring sensors are connected to the input of the microcontroller.
Магнитная память металла - последействие, которое проявляется в виде остаточной намагниченности металла изделий и сварных соединений, сформировавшейся в процессе их изготовления и охлаждения в слабом магнитном поле или в виде необратимого изменения намагниченности изделий в зонах концентрации напряжений и повреждений от рабочих нагрузок. (ГОСТ Р 52005-2003. Контроль неразрушающий. Метод магнитной памяти металла. Общие требования. - М.: ФГУП «Стандартинформ»). Предлагаемый в устройстве диагностики измерительный датчик -феррозондовый магнитометр позволяет получать информацию о амплитуде, частоте и направлении действия вектора измеряемого магнитного поля. Обработка и сравнение микроконтроллером полученных данных с ферромагнитного магнитометра позволяет выявить отклонения от исходных параметров УЭЦН.Metal magnetic memory is an aftereffect, which manifests itself in the form of residual magnetization of metal of products and welded joints formed during their manufacturing and cooling in a weak magnetic field or in the form of irreversible changes in the magnetization of products in areas of stress concentration and damage from working loads. (GOST R 52005-2003. Non-destructive testing. Method of magnetic memory of metal. General requirements. - M .: FSUE "Standartinform"). The measuring sensor proposed in the diagnostic device — a flux-probe magnetometer — provides information on the amplitude, frequency, and direction of action of the vector of the measured magnetic field. Processing and comparison by the microcontroller of the data obtained from a ferromagnetic magnetometer allows one to identify deviations from the original parameters of the ESP.
Движущиеся части (насосы, двигатели, клапаны и т.д.) УЭЦН в процессе эксплуатации постепенно изнашиваются. По мере износа оборудования повышается уровень вибрации УЭЦН, в результате чего в скважине генерируются типичные акустические образы (спектры, гармоники и т.д.), характерные для различных видов дефектов оборудования УЭЦН. Использование в процессе эксплуатации УЭЦН приемного датчика акустических импульсов позволяет получать акустические сигналы, обрабатывать и сравнивать полученные данные с эталонными данными. Таким образом, использование измерительных датчиков - феррозондового магнитометра и приемного датчика акустического импульса позволяет выявить отклонения от исходных параметров УЭЦН и зарегистрировать механические напряжения в деталях УЭЦН.Moving parts (pumps, engines, valves, etc.) of the ESP will gradually wear out during operation. As the equipment wears down, the level of vibration of the ESP increases, as a result of which typical acoustic images (spectra, harmonics, etc.) are generated in the well that are characteristic of various types of defects in the equipment of the ESP. The use of an acoustic pulse receiving sensor during operation of the ESP allows you to receive acoustic signals, process and compare the data obtained with the reference data. Thus, the use of measuring sensors - a flux-gate magnetometer and a receiving acoustic pulse sensor allows one to identify deviations from the initial parameters of the ESP and to register mechanical stresses in the details of the ESP.
Полезная модель поясняется неограничивающими сущность графическими материалами, где:The utility model is illustrated by non-limiting graphic materials, where:
На фиг. 1 показана УЭЦН в стволе скважины.In FIG. 1 shows an ESP in a wellbore.
На фиг. 2 представлена функциональная схема устройства магнитно-акустической диагностики.In FIG. 2 shows a functional diagram of a magnetic acoustic diagnostic device.
На фиг. 3 показана функциональная схема соединения наземного блока и устройства магнитно-акустической диагностики через нулевую точку трансформатора питания погружного насоса.In FIG. 3 shows a functional diagram of the connection of the ground block and the device of magnetic acoustic diagnostics through the zero point of the power transformer of the submersible pump.
Устройство магнитно-акустической диагностики УЭЦН представляет собой секцию 1 (фиг. 1) УЭЦН, которая встраивается между газосепаратором и протектором и состоит из входного узла, состоящего из параллельно соединенных RC фильтра 2 и RC фильтра 3 (фиг. 2, фиг. 3), выход RC фильтра 2 соединен со входом делителя напряжения 4 и входом стабилизатора напряжения 5. Выход RC фильтра 3 соединен с опорным стабилитроном 6 стабилизатора напряжения 5. Выход делителя напряжения 4 подключен ко входу декодера 7, выход которого соединен со входом микроконтроллера 8, который подключен к выходу стабилизатора напряжения 5. Выход микроконтроллера подключен ко входу декодера 9, а выход декодера 9 подключен к соединенному через токозадающий резистор 10 с стабилизатором напряжения 5 управляющему входу ключевого элемента 11.The device of magnetic acoustic diagnostics of the ESP is a section 1 (Fig. 1) of the ESP, which is built in between the gas separator and the protector and consists of an input node consisting of parallel connected
К управляющим выходам микроконтроллера 8 подключен возбуждающий датчик акустического импульса 12 и измерительные датчики - приемный датчик акустического импульса 13 и феррозондовый магнитометр 14. Выходы измерительных датчиков 13 и 14 подключены ко входу микроконтроллера 8.To the control outputs of the microcontroller 8 is connected an exciting sensor of the
Устройство магнитно-акустической диагностики соединено с наземным блоком (фиг. 3) через нулевую точку трансформатора питания погружного насоса 15, силовой трехжильный кабель 16 (линия связи) и нулевую точку двигателя погружного насоса 17. Наземный блок содержит последовательно соединенные блок обработки и регистрации 18, кодер 19, управляемый источник 20 питания постоянного тока, соединенный одним выводом непосредственно с линией связи, а вторым - со входом декодера 21, выход которого подключен ко входу блока обработки и регистрации 18 и к первому выводу преобразователя 22 «ток-напряжение». Второй вывод преобразователя 22 «ток-напряжение» соединен с нулевой шиной линии связи.The device of magnetic acoustic diagnostics is connected to the ground unit (Fig. 3) through the zero point of the power transformer of the
Устройство работает следующим образом. Питание устройства магнитно-акустической диагностики и связь осуществляются по силовому кабелю 16 (линия связи) погружного насоса на расстоянии до 4 км, при условии: емкость линии связи до 4 мкФ; сопротивление линии связи до 1 кОм; сопротивление изоляции линии связи не менее 20 кОм. Напряжение питания подается с наземного блока (фиг. 3) от источника 20 постоянного тока. Передача информации от наземного блока к устройству магнитно-акустической диагностики 1 производится изменением напряжения питания устройства магнитно-акустической диагностики в два раза так, что напряжение постоянного тока в линии 16 связи изменяется по величине и во времени. Эти изменения напряжения постоянного тока поступают в микроконтроллер 8 через первый RC фильтр 2, делитель 4 напряжения и декодер 7.The device operates as follows. Magnetic-acoustic diagnostics device is powered and communication is carried out via power cable 16 (communication line) of a submersible pump at a distance of up to 4 km, provided: the capacity of the communication line is up to 4 microfarads; communication line resistance up to 1 kOhm; communication line insulation resistance of at least 20 kOhm. The supply voltage is supplied from the ground unit (Fig. 3) from a direct current source 20. Information is transmitted from the ground unit to the magneto-acoustic diagnostic device 1 by twice changing the supply voltage of the magneto-acoustic diagnostic device so that the DC voltage in the
Т. к. условия эксплуатации устройства магнитно-акустической диагностики 1 очень тяжелые (высокая температура, длинная линия связи, большая емкость линии 16 связи, наличие в линии связи высокого напряжения и больших токов), то для упрощения схемы и повышения надежности этого блока выбрана низкая скорость передачи по линии 16 связи. Устройство магнитно-акустической диагностики 1 передает «отчет» к наземному блоку, а наземный блок в случае успешного приема передает «ответ» устройству магнитно-акустической диагностики 1.Since the operating conditions of the magneto-acoustic diagnostic device 1 are very difficult (high temperature, long communication line, large capacity of
Для повышения надежности питание на возбуждающий датчик акустического импульса 12 и измерительные датчики - приемный датчик акустического импульса 13 и феррозондовый магнитометр 14, от стабилизатора 5 через микроконтроллер 8 передается только на время измерения.To increase reliability, the power to the exciting
При вводе в эксплуатацию УЭЦН значения амплитуды, частоты и направления действия вектора измеряемого магнитного поля с феррозондового магнитометра 14 и акустические сигналы с приемного датчика акустического импульса 13 принимаются за эталонные данные. При эксплуатации УЭЦН устройство магнитно-акустической диагностики циклически проводит замеры измерительными датчиками 13 и 14, результаты замеров обрабатываются микроконтроллером 8, сравниваются с предыдущими измеренными значениями и эталонными данными до тех пор, пока не произойдет изменение одного или нескольких измеряемых параметров, в случае чего микроконтроллер обрабатывает измеренные значения и идентифицирует тип дефекта УЭЦН.When commissioning the ESP, the values of the amplitude, frequency and direction of action of the vector of the measured magnetic field from the
В качестве феррозондового магнитометра можно использовать датчик TFM100-G2 фирмы Billingsley Aerospace & Defense (https://www.aseg.org.au/sites/default/files/TFM100G2%20Manual%20%28GR%29.pdf).As a flux-gate magnetometer, you can use the TFM100-G2 sensor from Billingsley Aerospace & Defense (https://www.aseg.org.au/sites/default/files/TFM100G2%20Manual%20%28GR%29.pdf).
Устройство магнитно-акустической диагностики позволяет выявлять неисправности на ранней стадии возникновения и планировать рациональные сроки проведения ремонтов.Magnetic-acoustic diagnostic device allows you to identify malfunctions at an early stage of occurrence and plan a rational time for repairs.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020113085U RU198138U1 (en) | 2020-03-25 | 2020-03-25 | Magnetic-acoustic diagnostic device for installing an electric centrifugal pump |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020113085U RU198138U1 (en) | 2020-03-25 | 2020-03-25 | Magnetic-acoustic diagnostic device for installing an electric centrifugal pump |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU198138U1 true RU198138U1 (en) | 2020-06-19 |
Family
ID=71095680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020113085U RU198138U1 (en) | 2020-03-25 | 2020-03-25 | Magnetic-acoustic diagnostic device for installing an electric centrifugal pump |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU198138U1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6595762B2 (en) * | 1996-05-03 | 2003-07-22 | Medquest Products, Inc. | Hybrid magnetically suspended and rotated centrifugal pumping apparatus and method |
| RU2213270C2 (en) * | 2001-12-26 | 2003-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ГРЭЙ" | Method of checking condition of oil producing electric submersible units |
| RU2387831C1 (en) * | 2009-02-24 | 2010-04-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Завод "Прибор" | Method of transmitting and receiving well information and device to this end |
| US8020616B2 (en) * | 2008-08-15 | 2011-09-20 | Schlumberger Technology Corporation | Determining a status in a wellbore based on acoustic events detected by an optical fiber mechanism |
-
2020
- 2020-03-25 RU RU2020113085U patent/RU198138U1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6595762B2 (en) * | 1996-05-03 | 2003-07-22 | Medquest Products, Inc. | Hybrid magnetically suspended and rotated centrifugal pumping apparatus and method |
| RU2213270C2 (en) * | 2001-12-26 | 2003-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ГРЭЙ" | Method of checking condition of oil producing electric submersible units |
| US8020616B2 (en) * | 2008-08-15 | 2011-09-20 | Schlumberger Technology Corporation | Determining a status in a wellbore based on acoustic events detected by an optical fiber mechanism |
| RU2387831C1 (en) * | 2009-02-24 | 2010-04-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Завод "Прибор" | Method of transmitting and receiving well information and device to this end |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10184986B2 (en) | System for condition monitoring of electric machine, mobile phone and method thereof | |
| Surya et al. | A simplified frequency-domain detection of stator turn fault in squirrel-cage induction motors using an observer coil technique | |
| US10088506B2 (en) | Method for detecting a fault condition in an electrical machine | |
| Irhoumah et al. | Detection of the stator winding inter-turn faults in asynchronous and synchronous machines through the correlation between harmonics of the voltage of two magnetic flux sensors | |
| US7081760B2 (en) | Method of diagnosing a broken bar fault in an induction motor | |
| EP2307880B1 (en) | Method and device for detecting failures in inductive conductivity measurements of a fluid medium | |
| KR20090093847A (en) | Methods and systems for detecting rotor field ground faults in rotating machinery | |
| GB1589545A (en) | Remote instrumentation apparatus | |
| EP3143418B1 (en) | Method and system for detecting rotor fault | |
| US8957698B2 (en) | Method and apparatus for off-line testing of multi-phase aternating current machines | |
| Eftekhari et al. | Review of induction motor testing and monitoring methods for inter-turn stator winding faults | |
| RU2431152C2 (en) | Method of diagnostics of electrically driven mechanisms and systems | |
| Liu et al. | Non-invasive winding fault detection for induction machines based on stray flux magnetic sensors | |
| RU198138U1 (en) | Magnetic-acoustic diagnostic device for installing an electric centrifugal pump | |
| Lindahl et al. | Noncontact electrical system monitoring on a US Coast Guard cutter | |
| Bonet-Jara et al. | Comprehensive analysis of principal slot harmonics as reliable indicators for early detection of interturn faults in induction motors of deep-well submersible pumps | |
| Lindahl et al. | Noncontact sensors and nonintrusive load monitoring (NILM) aboard the USCGC spencer | |
| Lee et al. | Experimental study of inter-laminar core fault detection techniques based on low flux core excitation | |
| US20230296015A1 (en) | Advanced diagnostics and control system for artificial lift systems | |
| RU2655948C1 (en) | Device for registration, identification of overloads and estimation of residual resource of insulation of submersible electric motors | |
| Altaf et al. | Advancement of fault diagnosis and detection process in industrial machine environment | |
| Metelkov et al. | Method for Estimating a Residual Resource of Induction Motor Winding Insulation Based on Capacitive Leakage Currents | |
| RU2213270C2 (en) | Method of checking condition of oil producing electric submersible units | |
| GB2493280A (en) | Detecting insulation deterioration or ground faults in the winding of a synchronous machine | |
| RU2556332C1 (en) | Leakage current monitor in load of single-phase rectifier |