RU2802591C1 - Submersible control station for submersible motor - Google Patents
Submersible control station for submersible motor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2802591C1 RU2802591C1 RU2022114716A RU2022114716A RU2802591C1 RU 2802591 C1 RU2802591 C1 RU 2802591C1 RU 2022114716 A RU2022114716 A RU 2022114716A RU 2022114716 A RU2022114716 A RU 2022114716A RU 2802591 C1 RU2802591 C1 RU 2802591C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electric motor
- control station
- station according
- submersible
- module
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Погружная станция управления для погружного электродвигателя относится к области электротехники и может быть использована, например, для управления скважинным электродвигателем.A submersible control station for a submersible electric motor belongs to the field of electrical engineering and can be used, for example, to control a downhole electric motor.
Из уровня техники известна станция управления электродвигателем наземного исполнения, представляющая из себя корпус в виде шкафа с системами для обеспечения заданных параметров рабочей среды внутреннего пространства, содержащий в себе электрические компоненты и обвязку для управления электродвигателем, систему беспроводной передачи данных от станции управления к операторному пункту на дальние расстояния посредством сотовой связи. Также возможно исполнение подобных станций со встроенным повышающим трансформатором с соответствующей электрической обвязкой.A ground-based electric motor control station is known from the state of the art, which is a cabinet-shaped housing with systems for providing the specified parameters of the working environment of the internal space, containing electrical components and wiring for controlling the electric motor, a wireless data transmission system from the control station to the operator station on long distances via cellular communications. It is also possible to design similar stations with a built-in step-up transformer with appropriate electrical wiring.
Недостатками аналогов являются недостаточная эффективность управления работой электродвигателя и, как следствие, невозможность работы электродвигателя с максимально возможным КПД, высокие массогабаритные характеристики, усложнение монтажа и транспортирования оборудования.The disadvantages of analogues are the insufficient efficiency of controlling the operation of the electric motor and, as a consequence, the inability to operate the electric motor with the highest possible efficiency, high weight and size characteristics, and the complexity of installation and transportation of equipment.
Техническая проблема, решаемая посредством заявляемого изобретения, заключается в преодолении недостатков, присущих аналогам, раскрытым при описании уровня техники, а также в повышении удобства эксплуатации погружных электродвигателей и облегчении процесса пусконаладки оборудования.The technical problem solved by means of the claimed invention is to overcome the disadvantages inherent in the analogues disclosed in the description of the prior art, as well as to increase the ease of operation of submersible electric motors and facilitate the commissioning process of equipment.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы электродвигателя, значительное уменьшение массогабаритных параметров станции управления электродвигателем, упрощение процессов монтажа и логистики оборудования.The technical result of the invention is to increase the operating efficiency of the electric motor, significantly reduce the weight and size parameters of the electric motor control station, simplify the installation processes and equipment logistics.
Сущность изобретения поясняется эскизом.The essence of the invention is illustrated by a sketch.
На фиг.1 изображен общий схематичный вид изобретения, где:Figure 1 shows a general schematic view of the invention, where:
1. Корпус;1. Body;
2. Корректор;2. Corrector;
3. Силовой инвертор;3. Power inverter;
4. Блок датчиков тока и напряжения;4. Current and voltage sensor block;
5. Система управления;5. Control system;
6. Система передачи данных;6. Data transmission system;
7. Наземный блок с интерфейсом взаимодействия;7. Ground block with interaction interface;
8. Электродвигатель.8. Electric motor.
Погружная станция управления для погружного электродвигателя содержит в себе корпус 1, корректор 2, силовой инвертор 3, блок датчиков тока и напряжения 4, систему управления 5, систему передачи данных 6, наземный блок с интерфейсом взаимодействия 7.The submersible control station for a submersible electric motor contains a housing 1, a corrector 2, a power inverter 3, a block of current and voltage sensors 4, a control system 5, a data transmission system 6, a ground unit with an interaction interface 7.
Корпус 1 предназначен для защиты электрических компонентов от воздействия окружающей среды.Housing 1 is designed to protect electrical components from environmental influences.
Корректор 2 необходим для преобразования входящего напряжения электропитания. Также этот блок выравнивает кривую потребления тока из сети, тем самым уменьшая импульсные нагрузки на питающую сеть, и увеличивает КПД системы в целом. Корректор 2 включает в себя силовые диоды, силовые ключи, систему питания, дроссельную группу, блок конденсаторов, гибкие шлейфы для сигнальных электрических соединений и медные шины для силовых электрических соединений.Corrector 2 is required to convert the incoming power supply voltage. This block also levels out the curve of current consumption from the network, thereby reducing pulse loads on the supply network, and increases the efficiency of the system as a whole. Corrector 2 includes power diodes, power switches, a power supply system, a choke group, a block of capacitors, flexible cables for signal electrical connections and copper busbars for power electrical connections.
Силовой инвертор 3 предназначен для преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение для управления электродвигателем. На вход этого блока подаются управляющие ШИМ сигналы с системы управления 5 и низковольтные напряжения. Силовой инвертор 3 включает в себя систему питания, силовые ключи, гибкие шлейфы для сигнальных электрических соединений и медные шины для силовых электрических соединений.Power inverter 3 is designed to convert DC voltage into AC voltage to control an electric motor. The input of this block is supplied with PWM control signals from control system 5 and low-voltage voltages. Power inverter 3 includes a power supply system, power switches, flexible cables for signal electrical connections and copper busbars for power electrical connections.
Блок датчиков тока и напряжения 4 предназначен для отслеживания фазных токов и напряжений, потребляемых электродвигателем. На выходе данного блока выдаются аналоговые сигналы тока и напряжения, которые принимает и обрабатывает система управления 5. На вход этого блока подаются низковольтные напряжения для питания логики и вспомогательных узлов. Блок датчиков тока и напряжения 4 включает в себя датчики тока и напряжения, систему питания, гибкие шлейфы для сигнальных электрических соединений, медные шины для силовых электрических соединений.Current and voltage sensor block 4 is designed to monitor phase currents and voltages consumed by the electric motor. The output of this block produces analog current and voltage signals, which are received and processed by control system 5. Low-voltage voltages are supplied to the input of this block to power logic and auxiliary components. Current and voltage sensor block 4 includes current and voltage sensors, a power supply system, flexible cables for signal electrical connections, and copper busbars for power electrical connections.
Система управления 5 обрабатывает данные со всех узлов станции управления и генерирует сигналы для управления электродвигателем. Состоит из импульсной системы питания, обеспечивающей все необходимые напряжения для микроконтроллера или сигнального процессора, аналоговой и измерительной частей, а также других подсистем; микроконтроллера или сигнального процессора; микросхемы памяти; трансивера CAN; подсистемы логики для работы с датчиком положения ротора; сигнальных разъемов, гибких шлейфов. Также в систему управления 5 входит печатная плата-модуль проверки качества изоляции.Control system 5 processes data from all nodes of the control station and generates signals to control the electric motor. Consists of a switching power supply system that provides all the necessary voltages for the microcontroller or signal processor, analog and measuring parts, as well as other subsystems; microcontroller or signal processor; memory chips; CAN transceiver; logic subsystems for working with the rotor position sensor; signal connectors, flexible cables. Control system 5 also includes a printed circuit board-module for checking insulation quality.
Система передачи данных 6 предназначена для передачи данных к наземному блоку с интерфейсом взаимодействия 7 через питающий кабель. На вход этого блока подаются управляющие сигналы с системы управления 5 и низковольтные напряжения для питания логики и вспомогательных узлов. Система передачи данных 6 состоит из микроконтроллера или сигнального процессора, специализированной микросхемы, обеспечивающей модуляцию необходимых сигналов для передачи данных по кабелю питания, трансивера CAN, дросселя, сигнальных разъемов, гибких электрических шлейфов.The data transmission system 6 is designed to transmit data to the ground unit with the interaction interface 7 through the power cable. The input of this block supplies control signals from the control system 5 and low-voltage voltages to power the logic and auxiliary components. Data transmission system 6 consists of a microcontroller or signal processor, a specialized chip that provides modulation of the necessary signals for data transmission via the power cable, a CAN transceiver, a choke, signal connectors, and flexible electrical cables.
Наземный блок с интерфейсом взаимодействия 7 может дополнительно содержать в себе датчики тока и напряжения для контроля напряжения и тока питающей электросети, и датчики параметров окружающей среды.The ground unit with interaction interface 7 may additionally contain current and voltage sensors for monitoring the voltage and current of the power supply network, and sensors for environmental parameters.
Изобретение в вариативном исполнении включает в себя систему беспроводной передачи данных для управления и мониторинга параметров работы оборудования. Модуль беспроводной передачи данных может быть размещен как в наземном блоке с интерфейсом взаимодействия 7, так и в корпусе 1 станции управления.The invention in a variable design includes a wireless data transmission system for controlling and monitoring equipment operating parameters. The wireless data transmission module can be placed both in the ground block with the interaction interface 7, and in the housing 1 of the control station.
Корпус 1 станции управления заполнен жидкостью либо газом, либо компаундом, либо их комбинацией, а также может иметь систему охлаждения.The housing 1 of the control station is filled with liquid or gas, or a compound, or a combination thereof, and may also have a cooling system.
Электродвигатель 8 может содержать дополнительно датчики положения ротора. Датчики положения ротора позволяют реализовать эффективную систему обратной связи станции управления с электродвигателем, тем самым достичь максимально возможного КПД электродвигателя и повысить КПД системы в целом.The electric motor 8 may additionally contain rotor position sensors. Rotor position sensors make it possible to implement an effective feedback system between the control station and the electric motor, thereby achieving the highest possible efficiency of the electric motor and increasing the efficiency of the system as a whole.
Ввиду малогабаритности изобретение механически и гидравлически связанно с погружным электродвигателем и работает непосредственно в составе погружного электрооборудования.Due to its small size, the invention is mechanically and hydraulically connected to a submersible electric motor and operates directly as part of submersible electrical equipment.
Изобретение может иметь блок защиты, представляющий собой электромеханическое устройство, обеспечивающее развязку питающей сети и фаз электродвигателя от погружной станции управления. Также в этот блок входят плавкие предохранители. Данное устройство дает возможность питания и управления подключенным электродвигателем от внешней станции управления.The invention may have a protection unit, which is an electromechanical device that ensures decoupling of the power supply network and electric motor phases from the submersible control station. This block also includes fuses. This device makes it possible to power and control the connected electric motor from an external control station.
Погружная станция управления для погружного электродвигателя может быть использована, например, для управления погружным электродвигателем в составе установки электроцентробежного насоса для откачки флюида из нефтяных скважин. Однако, применение изобретения не ограничивается только нефтяной промышленностью. Так, например, возможно применение изобретения в качестве станции управления электродвигателем в составе погружного бытового или общепромышленного насоса.A submersible control station for a submersible electric motor can be used, for example, to control a submersible electric motor as part of an electric centrifugal pump installation for pumping fluid from oil wells. However, the application of the invention is not limited only to the oil industry. For example, it is possible to use the invention as a control station for an electric motor as part of a submersible household or general industrial pump.
Таким образом, изобретение может применяться в качестве компактной энергоэффективной системы управления электроприводом для различных наземных устройств, машин, погружного оборудования.Thus, the invention can be used as a compact energy-efficient electric drive control system for various ground-based devices, machines, and submersible equipment.
Claims (11)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2802591C1 true RU2802591C1 (en) | 2023-08-30 |
Family
ID=
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU7716U1 (en) * | 1997-12-04 | 1998-09-16 | Александр Васильевич Самонов | SUBMERSIBLE PUMP INSTALLATION |
| RU2137945C1 (en) * | 1997-04-15 | 1999-09-20 | Вячеслав Александрович Чванов | Electric submersible pumping unit |
| RU2303715C1 (en) * | 2005-11-29 | 2007-07-27 | Александр Александрович Иванов | Submersible electric pumping unit |
| RU91783U1 (en) * | 2009-03-18 | 2010-02-27 | Михаил Яковлевич Либкин | DEVICE FOR PROTECTING SUBMERSIBLE ELECTRIC MOTOR |
| RU122454U1 (en) * | 2012-02-21 | 2012-11-27 | Открытое акционерное общество ОАО "АЛНАС" | SUBMERSIBLE LOW-CURRENT PUMP-FREE PUMP UNIT FOR PRODUCING PLASTIC LIQUID |
| WO2016153485A1 (en) * | 2015-03-24 | 2016-09-29 | Schlumberger Canada Limited | System and methodology for detecting parameter changes in a pumping assembly |
| RU2678608C2 (en) * | 2014-01-27 | 2019-01-30 | Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани | System and method for stoichiometric exhaust gas recirculation gas turbine system |
| RU195344U1 (en) * | 2016-04-12 | 2020-01-23 | Атлас Копко Эрпауэр, Намлозе Веннотсхап | COMPRESSOR CONTROL UNIT |
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2137945C1 (en) * | 1997-04-15 | 1999-09-20 | Вячеслав Александрович Чванов | Electric submersible pumping unit |
| RU7716U1 (en) * | 1997-12-04 | 1998-09-16 | Александр Васильевич Самонов | SUBMERSIBLE PUMP INSTALLATION |
| RU2303715C1 (en) * | 2005-11-29 | 2007-07-27 | Александр Александрович Иванов | Submersible electric pumping unit |
| RU91783U1 (en) * | 2009-03-18 | 2010-02-27 | Михаил Яковлевич Либкин | DEVICE FOR PROTECTING SUBMERSIBLE ELECTRIC MOTOR |
| RU122454U1 (en) * | 2012-02-21 | 2012-11-27 | Открытое акционерное общество ОАО "АЛНАС" | SUBMERSIBLE LOW-CURRENT PUMP-FREE PUMP UNIT FOR PRODUCING PLASTIC LIQUID |
| RU2678608C2 (en) * | 2014-01-27 | 2019-01-30 | Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани | System and method for stoichiometric exhaust gas recirculation gas turbine system |
| WO2016153485A1 (en) * | 2015-03-24 | 2016-09-29 | Schlumberger Canada Limited | System and methodology for detecting parameter changes in a pumping assembly |
| RU195344U1 (en) * | 2016-04-12 | 2020-01-23 | Атлас Копко Эрпауэр, Намлозе Веннотсхап | COMPRESSOR CONTROL UNIT |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9030042B2 (en) | Power transmission and distribution systems | |
| US7952225B2 (en) | Modular vehicle power system | |
| US9056663B2 (en) | Variable speed drive for subsea installations, vessels, and/or vehicles | |
| BRPI0212646B1 (en) | submarine dc voltage conversion device | |
| JP4971354B2 (en) | Power system for underwater systems | |
| JP5860581B2 (en) | System and method for providing a power converter | |
| EP2161820B1 (en) | Assemblies for electrical machines | |
| JP3031669B2 (en) | Power circuit module | |
| GB2448928A (en) | DC power transmission in a well borehole | |
| US20130188402A1 (en) | Subsea DC Transmission System | |
| US11456674B2 (en) | Converter assembly | |
| RU2802591C1 (en) | Submersible control station for submersible motor | |
| CN111193388A (en) | Circuit, driving method thereof and vehicle | |
| US20080018184A1 (en) | Device For Accomodating Peripheral Driving Components | |
| EP2964993B1 (en) | Arrangement providing a 3-phase or 1-phase power stream | |
| AU2012341141B2 (en) | System for very long subsea step-out transmission of electric DC power | |
| US6135732A (en) | Well pumping equipment | |
| RU2485660C2 (en) | Submersible motor with increased power factor | |
| RU2690529C1 (en) | Method and device for submerged pump electric motor supply | |
| US11965684B2 (en) | Inverter module and electric compressor comprising same | |
| CN214900562U (en) | Integrated high-voltage single-phase brushless motor | |
| CN113595421B (en) | Modularized inverter-motor integrated system based on series H bridge and application | |
| CN117378115A (en) | Assembly unit | |
| RU2231907C2 (en) | Universal modular converter | |
| KR20140057469A (en) | Electric machine having an integrated inverter |