RU27634U1

RU27634U1 - SUBMERSIBLE PUMP INSTALLATION TELEMETRY SYSTEM

Info

Publication number: RU27634U1
Application number: RU2002118916/20U
Authority: RU
Inventors: П.А. Кузнецов; В.В. Сидоров
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Нефтяная электронная компания"
Priority date: 2002-07-12
Filing date: 2002-07-12
Publication date: 2003-02-10

Description

Система телеметрии установки погружного насоса.Telemetry system for submersible pump installation.

Полезная модель относится к области исследования скважин с электрическим приводом, работающим в погруженном состоянии, и может быть использовано при измерении давления на приеме насоса, температуры обмоток погружного электродвигателя и вибрации электродвигателя.The utility model relates to the field of research of wells with an electric drive operating in a submerged state, and can be used to measure the pressure at the pump inlet, the temperature of the windings of the submersible motor, and the vibration of the electric motor.

Известно устройство для контроля температуры погружного электродвигателя и давления на приеме насоса (авт.свид.Зи №1652525, Мкл. Е21В47/06, опубл. 1991г.), содержащее наземный блок, имеющий преобразователь сигнала и соединенный линией питания и линией передачи сигнала с погружным блоком.A device for controlling the temperature of a submersible motor and pressure at a pump intake (autoswitch Zi No. 1652525, Ml. E21B47 / 06, publ. 1991), comprising a ground unit having a signal converter and connected by a power line and a signal transmission line with a submersible block.

Устройство для контроля температуры и давления имеет также большие диаметральные габариты, определяемые диаметром обмотки разделительного трансформатора, рассчитанного на питающее напряжение промышленной частоты 50Гц.The device for temperature and pressure control also has large diametrical dimensions, determined by the diameter of the winding of the isolation transformer, designed for a supply voltage of industrial frequency 50Hz.

Известно также устройство для контроля температуры погружного электродвигателя и давления на приеме насоса, (патент RU №2099522, Мкл.Е21В47/06, опубл. 1997г.).A device is also known for monitoring the temperature of a submersible motor and pressure at a pump intake, (Patent RU No. 2099522, Mcl. E21B47 / 06, publ. 1997).

Такое скважинное устройство (погружной блок), соединенное с наземным блоком образует систему телеметрии установки погружного насоса, принятую в качестве прототипа заявляемой системы, содержащую наземный блок, имеющий преобразователь сигнала и соединенный линией питания и линией передачи сигнала с погружным блоком, имеющим высокочастотный генератор и преобразователь сигнала.Such a downhole device (submersible block) connected to the ground block forms a telemetry system for the submersible pump installation, adopted as a prototype of the inventive system, comprising a ground block having a signal converter and connected by a power line and a signal transmission line to a submersible block having a high-frequency generator and a converter signal.

Параллельное получение информации о текущих значениях давления и температуры и использование для передачи информации сложного частотно модулированного сигнала, повыщает достоверность контроля давления и температуры и быстродействие системы.The parallel receipt of information on current values of pressure and temperature and the use of a complex frequency-modulated signal to transmit information increases the reliability of pressure and temperature control and the speed of the system.

,-:-::г -о о г i i s 7 i t, -: - :: r о о g i i s 7 i t

МПК Е21В47/06 F04D13/10IPC E21B47 / 06 F04D13 / 10

Однако погружной блок системы телемеггрии имеет также большие диаметральные габариты (определяемые размерами разделительного трансформатора, рассчитанного на питающее напряжение промышленной частоты 50Гц.). При монтаже погружной блок необходимо установить в герметичном корпусе и соединить кабелем (длина составляет 6м) с узлом электропитания двигателя, что усложняет монтаж и эксплуатацию установки и снижает ее надежность из-за увеличения длины установки и возможного нарушения контакта в соединении кабеля.However, the submersible unit of the telemeggry system also has large diametrical dimensions (determined by the size of the isolation transformer, designed for a supply voltage of industrial frequency 50Hz.). During installation, the immersion unit must be installed in a sealed enclosure and connected with a cable (length 6 m) to the power supply unit of the engine, which complicates the installation and operation of the installation and reduces its reliability due to the increase in installation length and possible contact failure in the cable connection.

Для передачи информации погружной блок (разделительный трансформатор) подключен к тяжело-доступной нулевой точке статорной обмотки погружного электродвигателя, что также ухудшает условия его монтажа и эксплуатации.To transmit information, the submersible block (isolation transformer) is connected to the hard-to-reach zero point of the stator winding of the submersible electric motor, which also worsens the conditions for its installation and operation.

Задачей полезной модели является создание системы телеметрии установки погружного насоса, обеспечивающей улучшение условий монтажа и эксплуатации установки за счет уменьшения- Диаметральных габаритов погружного блока, возможности его рационального размещения в установке и подключения к кабелю питания электродвигателя.The objective of the utility model is to create a telemetry system for a submersible pump installation, which improves the installation and operation conditions of the installation by reducing the diametrical dimensions of the submersible block, the possibility of its rational placement in the installation and connection to the motor power cable.

Поставленная задача решается за счет того, что система телеметрии установки погружного насоса, содержащая наземный блок, имеющий преобразователь сигнала и соединенный линией питания и линией передачи сигнала с погружным блоком, имеющим высокочастотный генератор и преобразователь сигнала, снабжена высокочастотным генератором, установленным в наземном блоке и соединенным с линией питания погружного блока.The problem is solved due to the fact that the telemetry system of the submersible pump installation, comprising a ground unit, having a signal converter and connected by a power line and a signal transmission line to a submersible unit having a high-frequency generator and a signal converter, is equipped with a high-frequency generator installed in the ground unit and connected with the power line of the submersible block.

Кроме того, по крайней мере, один высокочастотный генератор может быть выполнен управляемым, преобразователь сигнала может быть снабжен цифровым арифметико-логическим устройством, соединенным с входом высокочастотного управляемого генератора.In addition, at least one high-frequency generator can be made controllable, the signal converter can be equipped with a digital arithmetic-logic device connected to the input of a high-frequency controlled generator.

питания погружного блока, обеспечивает питание погружного блока токами высокой частоты, что позволяет использов;ать разделительный трансформатор и конденсатор с небольшими диаметральными размерами, и таким образом уменьшить габариты погружного блока. При этом появляется возможность более рационального размещения.погружного блока в установке (например, в головке электродвигателя).power supply of the immersion unit, provides power to the immersion unit with high-frequency currents, which allows the use of an isolation transformer and capacitor with small diametric dimensions, and thus reduce the dimensions of the immersion unit. In this case, it becomes possible to more rationally place the submersible unit in the installation (for example, in the head of an electric motor).

Выполнение высокочастотного генератора управляемым и снабжение преобразователя сигнала цифровым арифметико-логическим устройством, соединенным с входом управляемого генератора позволяет изменять выходное напряжение высокочастотного генератора, что необходимо для обеспечения надежной работы системы на скважинах разных глубин.Making the high-frequency generator controlled and supplying the signal converter with a digital arithmetic-logic device connected to the input of the controlled generator allows you to change the output voltage of the high-frequency generator, which is necessary to ensure reliable operation of the system at wells of different depths.

Предлагаемая полезная модель поясняется, чертежом, где изображена структурная электрическая схема установки с заявляемой системой телеметрии.The proposed utility model is illustrated by the drawing, which shows the structural electrical diagram of the installation with the claimed telemetry system.

Установка содержит погружной электродвигатель 1, соединенный кабелем 2 с системой телеметрии, в которую входит наземный блок 3 и погружной блок 4. В состав наземного блока 3 входит: разделительный конденсатор 5, разделительный трансформатор 6, разделительный дроссель 7, входной фильтр 8, и преобразователь сигнала 9, состояш;ий в приведенном варианте из преобразователя интерфейса 10 и цифрового программируемого арифметико-логического устройства 11, соединенный с входом управляемого высокочастотного генератора 12. Выход генератора 12 соединен с первой обмоткой разделительного трансформатора 6.The installation includes a submersible motor 1, connected by a cable 2 to the telemetry system, which includes the ground unit 3 and the immersion unit 4. The ground unit 3 includes: an isolation capacitor 5, an isolation transformer 6, an isolation inductor 7, an input filter 8, and a signal converter 9, consisting in the above embodiment of an interface converter 10 and a digital programmable arithmetic-logic device 11 connected to the input of a controlled high-frequency generator 12. The output of the generator 12 is connected to First winding of isolation transformer 6.

В состав погрул ного блока 4 входит: разделительный конденсатор 13, разделительный трансформатор 14, защитный стабилитрон 15, преобразователь интерфейса 16, цифровое программируемое арифметикологическое устройство 17, соединенное с высокочастотным генератором 18, датчик давления температуры, вибрации 19, и блок питания 20. Высокочастотный генератор 18 соединен с первой обмоткой разделительного трансформатора 14.The structure of the submersible unit 4 includes: an isolation capacitor 13, an isolation transformer 14, a protective zener diode 15, an interface converter 16, a digital programmable arithmetic device 17 connected to a high-frequency generator 18, a temperature pressure sensor, vibration 19, and a power supply 20. High-frequency generator 18 is connected to the first winding of an isolation transformer 14.

3;3;

При работе установки подают питание на наземный блок 3 , при этом цифровое программируемое арифметико-логическое устройство 11 начинает плавно повышать выходное напряжение высокочастотного генератора 12 до появления сигнала от датчика 19 (данных о давлении на приеме насоса, температуры обмоток погружного электродвигателя и вибрации погружного электродвигателя 1.) При появлений данных на входе цифровое программируемое арифметико-логическое устройство 11 останавливает подъем напряжения и передает принятые данные в цифровой интерфейс к управляющей ЭВМ (не показаны). Высокочастотное напряжение питания, достаточное для устойчивой работы схемы от генератора 12 передается по кабелю 2 на погружной блок 4 и, проходя через конденсатор 13 и разделительный трансформатор 14, подается на цифровое программируемое арифметико-логическое устройство 17. Устройство 17 выполняет опрос датчика 19 и передачу данных выработанным генератором 18 высокочастотным током через преобразователь интерфейса 16, разделительный трансформатор 14, разделительный конденсатор 13 к кабелю 2.During operation of the installation, power is supplied to the ground unit 3, while the digital programmable arithmetic-logic device 11 starts to smoothly increase the output voltage of the high-frequency generator 12 until a signal from the sensor 19 appears (data on the pressure at the pump intake, temperature of the windings of the submersible motor and vibration of the submersible motor 1 .) When data appears on the input, the digital programmable arithmetic logic device 11 stops the voltage rise and transfers the received data to the digital interface to the control an avluya computer (not shown). A high-frequency supply voltage sufficient for stable operation of the circuit from the generator 12 is transmitted via cable 2 to the immersion unit 4 and, passing through the capacitor 13 and isolation transformer 14, is supplied to a digital programmable arithmetic-logic device 17. The device 17 performs a polling of the sensor 19 and data transmission generated by the generator 18 high-frequency current through an interface converter 16, an isolation transformer 14, an isolation capacitor 13 to the cable 2.

Таким образом, система обеспечивает питание и передача информации погружного блока 4 токами высокой частоты, что позволяет уменьшить габариты разделительного трансформатора 14, а следовательно и погружного блока 4.Thus, the system provides power and information transmission of the submersible unit 4 by high-frequency currents, which allows to reduce the dimensions of the isolation transformer 14, and therefore the immersion unit 4.

Использование предлагаемой полезной модели позволило улучшить условия монтажа и эксплуатации установки за счет уменьшения диаметральных габаритов погружного блока 4; до 20 мм, что позволило рационально установить погружной блок в установке (например, в головке электродвигателя).Using the proposed utility model allowed to improve the installation and operation of the installation by reducing the diametrical dimensions of the immersion unit 4; up to 20 mm, which made it possible to rationally install the immersion unit in the installation (for example, in the head of the electric motor).

Claims

1. The telemetry system of a submersible pump installation, comprising a ground block having a signal converter and connected by a power line and a signal transmission line to a submersible block having a high-frequency generator and a signal converter, characterized in that it is equipped with a high-frequency generator installed in the ground block and connected to submersible unit power line.

2. The system according to claim 1, characterized in that the high-frequency generator is made controllable, the signal converter is equipped with a digital arithmetic-logic device connected to the input of the high-frequency controlled generator.