SU1427473A1

SU1427473A1 - Устройство дл защиты погружного электродвигател от анормального режима

Info

Publication number: SU1427473A1
Application number: SU874218230A
Authority: SU
Inventors: Ильдар Галеевич Гумеров
Original assignee: Предприятие П/Я В-8351
Priority date: 1987-02-23
Filing date: 1987-02-23
Publication date: 1988-09-30

Abstract

Изобретение относитс к защите герметизированных электродвигателей и может быть применено в погружных установках дл нефтепромыслов. Целью изобретени вл етс увеличение функциональных возможностей, т.е. осуществление контрол верхнего порогового уровн нефти и контрол допусти- мого порогового уровн температуры погружного электродвигател . Генерируемые генератором 5 сигналы с частотой F через конденсатор 6,трансформатор 2, кабель 26, электродвигаf Y .Г (Л

Description

(ki ГО

sl

4ib

СО

Фиг.1

тель и конденсатор 8 поступают в мостовую схему 9. Дальнейшее прохождение сигналов зависит от состо ни ключа 11, определ емого состо нием термоэлемента 12. Если температура двигател выше нормы, то ключ 11 зак рыт. Если температура двигател в пределах нормы, то ключ П открыт. В этом случае высокочастотные сигналы через диоды 13 и 14, резисторы ;15 и 17, 20 и 21, диоды 18 и 19 воз- j вращаютс на вход второго вывода ге- ;нератора 5. Выходные сигналы контролируютс на резисторах 20 и 21 измерительно-исполнительным блоком 4. Величина выходных сигналов на резисторах 20-21 3зависит от положени уровн нефти в скважине и температуры корпуса электродвигател . Погружной электродвигатель отключаетс , когда уровень ниже обоих датчиков; когда температура корпуса электродвигател больше допустимой йЬрмы; когда уровень нефти,, поднима сь выше уровн нижнего датчика, не достигает датчика верхнего уровн . 4 ил.

1

Изобретение относитс к защите герметизированных электродвигателей , и может быть применено в погружьшх установках дл нефтепромыслов.

Цель изобретени - расширение функциональных возможностей путем осуществлени контрол верхнего порогового уровн нефти и контрол допустимого порогового уровн температуры погружного электродвигател .

На фиг.1 представлена функциональ нал схема предлагаемого устройства; I на фиг. 2 - блок-схема нефт ной сква- ;жины; на фиг. 3 - схема измерительно- исполнительного блока; на фиг. 4 - схема электронного ключа.

Устройство содержит магнитный пускатель i с силовьтми контактами дл включени в фазовые провода, пита з- щие электродвигатель .через силовой трансформатор 2, первична и вторична обмотки которого соединены в звезду, катушку 3 управлени магнит- шлм пускателем, соединенную с выходом измерительно-исполнительного блока 4, генератор 5 высокой частоты, одним вьтодом соединенный с первым разделительным конденсатором 6, датчик 7 влажности нижнего уровн , одним выводом соединенный с клеммой дл заземлени , второй разделительный конденсатор 8, диодный мост 9, соединенный своим первым выводом rte- ременного тока через второй разделительный конденсатор 8 с нейтралью об моток статора погружного электродви

5

10

15

20

25

30

35

.гател , стабилитрон 10, соединенный параллельно с электронным ключом 11 и выходом диодного моста 9, термоэлемент 12, соединенный одним выводом с входом электронного ключа 11, а вторым - с минусовым вьшодом диодного моста, первый диод 13 анодом,

,а второй диод 14 катодом соединен с вторым выводом диодного моста по переменному току, первый резистор 15, соединенный первым выводом с катодом

первого диода, датчик 16 влажности верхнего уровн , первым выводом соединенный с первым выводом первого резистора 15, второй резистор 17,соединенный первым вьгаодом с анодом вто рого диода 14 и первым выводом датчика 7 влажности нижнего уровн , при этом вторые выводы первого и второго резисторов и вторые выводы датчиков влажности соединены с заземлением , третий диод 18 катодом,

а четвертый диод 19 анодом соединены с вторым выводом генератора 5 высокой частоты, третий резистор 20, соединенный первым выводом с анодом третьего диода 18 и первым входом измерительно-исполнительного блока 4, четвертый резистор 21, соединенный первым Выводом с катодом четвертого диода 19 и вторым входом измерительно-исполнительного блока 4,при этом вторые выводы третьего 20 и четвертого 21 резисторов соединены с заземлением, а второй вывод первого разделительного конденсатора 6

соединен с нейтралью вторичных обмоток силового трансформатора 2,

Нефт на скважина (фиг,2) содержит погружной электродвигатель 22, насос 23, скважинный трубопровод 24, трубопровод 25.дл откачки нефти, высоковольтный кабель 26 и силовуто подстанцию 27.

Устройство работает следующим об- разом.

Генерируемые генератором 5 сигналы с частотой F через конденсатор 6, трансформатор 2, обмотки статора электродвигател и конденсатор 8 поступают в диодный мост 9. Дальнейшее прохождение сигналов зависит от состо ни электронного ключа П,определ емого состо нием термоэлемента 12, Если температура двигател вьше нормы, электронный ключ 11 закрыт . Если температура двигател в пределах нормы, то ключ 1 открыт, В этом случае высокочастотные сигналы через диоды 13 и 14, резисторы 15 и 17, 20 и 21 и диоды 18 и 19 возвращаютс на вход второго вывода генератора 5, Вь1ходные сигналы контролируютс на резисторах 20 и 21 измерительно-исполнительным блоком 4.

В предлагаемом устройстве могут иметь место п ть состо ний.

Первое состо ние. Температура погружного электродвигател (ПЭД) на- ходитс в пределах допусково й нормы Уровень нефти в скважине находитс выше датчика 16. В этом случае датчики 16 и 7 шунтируют резисторы 15 и 17. На резисторах 20 и 21 вмде- .л ютс максимальные сигналы, которые условно обозначим уровнем il. Измерительный блок 4 включает магнитный пускатель 1.

Второе состо ние. Температура погружного электродвигател в преде- лах нормы. Уровень нефти, снижа сь, становитс ниже уровн датчика б. В этом случае резистор 15 не шунтируетс датчиком 16, а резистор 17 шунтирован датчиком 7. Это вызывает выделение на резисторе 20 уровн сигнала, равного О, а на резисторе 21 - +1. При этих состо ни х измерительно-исполнительный блок 4 продолжает выдачу питани на погруж- ной электродвигатель.

Третье состо ние. Температура поружного электродвигател находитс в пределах нормы. Уровень нефти, сн

жа сь, становитс ниже уровн датчика 7 нижнего уровн . При этом резисторы 15 и 17 перестают шунтироватьс датчиками 16 и 7. На резисторах уровни сигналов станов тс равным1 О, Измерительный блок 4 отключает магнитный пускатель 1, прекраща питание двигател .

Четвертое состо ние. Температура электродвигател выше допустимой нор мы, В этом случае термоэлемент 12 запирает электронный ключ 11 и на резисторах 20 и 21 имеет место уровень сигналов О. Измерительный блок 4 отключает питание электродвигател .

П тое состо ние. Температура пог- электродвигател в норме.Уровень нефти, поднима сь, становитс датчика 7. В этом резистор 15 не шунтируетс датчиком 16, а резистор 17 шунтируетс датчиком 7. Соответственно на резисторе 20 имеет

О,

место уровень сигнала

а на ре

зисторе 21 - уровень 1, т.е. аналогичные второму состо нию. Однако мерительно-исполнительный блок команду на включение электродвигател не подает до тех пор, пока не образуетс первое состо ние.

Измерительно-исполнительный блок 4 (фиг.З) состоит из компаратора 28 выходных сигналов нижнего уровн , подключенного к резистору 21, составных транзист.ороч 29 и 30, реле 31 с контактами 32, инвертора 33, подключенного к резистору 20, коьнтаратора 34 выходных ск -налов верхнего уровн , составных транзисторов 35 и 36, реле 37 с контактами 38-39 и источника 40 питани .

Принцип работы схемы при различньт состо ни х заключаетс в следующем.

При первом состо нии на резисторе 20 присутствует уровень -1, а на

резисторе 21 уровень +. Сле,цова- тельно, компаратор 28 находитс в сработанном состо нии и вьщает сигнал открыти составнь транзисторам 29-30, Реле 31, срабатыва , замыкает свой замыкающий контакт 32, подава питание из источника 40 питани на составные транзисторы 35-36. Уровень -1 сигнала на резисторе 20 инвертируетс инвертором 33 и оцениваетс компаратором 34, который открывает составные транзисторы 35-36, вызыва срабатывание реле 37. При этом

замыкаетс контакт 39, вызыва срабатывание магнитного пускател 1 и замыкание контакта 38, произвед самоблокировку обмотки реле 37.

При втором состо нии на резисторе 20 присутствует уровень О, а на резисторе 21 уровень +1. При этом на входе транзисторов 29-30 присутствует открывающий сигнал, реле 31 Q находитс в сработанном состо нии.

Несмотр на отсутствие сигнала открыти тра.нзисторов 35 и 36 реле 37 остаетс в сработанном состо нии за счет самоблокировки контактом 38. 5 С|1едовательно, замкнутый контакт про- дЬлжает держать магнитный пускатель Г,,

обеспечива подачу питани на элект- р|одвигатель,

, При третьем состо нии на обоих ре- 20 з сторах 20 и 21 присутствует уровень , Репе 31 и, 37 отключены. Следова- ч ельно, электродвигатель не получает питание.

При четвертом состо нии на обоих 25 резисторах 20 и 21 присутствует уро- 0

вень

т.е.,как

и в предьщущем

случае, электродвигатель остановлен.

При п том состо нии на резисторе 20 присутствует уровень О, а на резисторе 21 уровень -«-1, Реле 31, срабатыва замыкает свой контакт 32. Реле 37 обесточено из-за отсутстви открьшающего сигнала на входе транзистора 35. Следовательно, электродвигатель не получает питание. Электродвигатель получит питание только тогда, когда образуютс услови первого состо ни .

Электронный ключ 11 (фиг.4) состоит из составных транзисторов 41 и 42, делител напр жени на резисторах 43 и 12. Резистор -12 представл - .йт собой терморезистор и устанавливаетс в корпусе электродвигател . При Температуре ниже допустимой нормы резистор имеет большое значение номинала , поэтому ключ 11 находитс в .открытом состо нии. При достижении температуры корпуса электродвигател до опасного порога происходит резкое снижение сопротивлени терморезистора 12, что вызывает закрытие ключевой схемы.

В качестве ключа 11 могут быть использованы другие известные варианты .

Таким образом, использование устройства защиты погружного электроQ

5

0

5

0

5

0

5

0

5

двигател отличаетс от прототипа более широкими функциональными возможност ми , а именно возможностью обеспечени нормальной работы погружного электродвигател путем контрол нижнего и верхнего уровней нефти в скважине и температуры корпуса электродвигател .

Все это позвол ет повысить надежность и долговечность работы электродвигател и нефт ной скважины.

Claims

Формула изобретени

Устройство дл защиты погружного электродвигател от анормального режима , содержащее магнитный пускатель с силовыми контактами дл включени в фазные провода, питающие электродвигатель через силовой трансформатор , первична и вторична обмотки которого соединены в звезду, катушку управлени магнитным пускателем, соединенную с выходом измерительно- исполнительного блока, генератор высокой частоты,, одним выводом соединенный с первым разделительным конденсатором , датчик влажности нижнего уровн , одним выводом соединенный с заземлением, второй разделительный конденсатор, отличающеес тем, что, с целью расширени функциональных возможностей, оно дополни- J

тельно снабжено датчиком влажности верхнего уровн , диодным мостом,стабилитроном , электронным ключом, термоэлементом , первым, вторым, третьим и четвертым диодами, первым, вторым и третьим резисторами, при этом диодный мост своим первым выводом переменного тока через второй разделительный конденсатор соединен с клеммой дл соединени с нейтралью обмоток статора электродвигател , стабилитрон соединен параллельно с электронным ключом и выходом диодного моста , термоэлемент соединен одним выводом с входом электронного ключа, а вторым - с минусом диодного моста, первый диод анодом, а второй катодом соединены с вторым выводом диодного моста по переменному току, катод первого диода соединен с первым выводом первого резистора и первым вьгеодом датчика влажности верхнего уровн , анод второго диода соединен с первым выводом второго резистора и первым

выводом датчика влажности нижнего уровн , вторые выводы первого и второго резисторов и вторые вьгаоды датчиков влажности соединены с клеммой дл заземлени , третий диод катодом, четвертый диод анодом соединены с вторым выводом генератора высокой частоты, при этом анод третьего диода соединен с первым выводом третьего резистора и первым входом измерительно-исполнительного блока, катод

четвертого диода соединен с первым вьшодом четвертого резистора и вторым входом измерительно-исполнительного блока, вторые выводы третьего и четвертого резисторов соединены с клеимой дл заземлени , а второй вывод первого разделительного конденсатора соединен с клеммой дл соединени с нейтралью вторичных обмоток силового трансформатора, питающего электродвигатель .

Фиг.2

кю

Фие.З