SU1472655A1

SU1472655A1 - Устройство дл контрол технологических параметров в скважине и защиты погружного электродвигател от аномальных режимов

Info

Publication number: SU1472655A1
Application number: SU874257443A
Authority: SU
Inventors: Владимир Владимирович Разуваевский; Аркадий Михайлович Фурман
Original assignee: Бакинское Производственное Объединение "Геофизприбор"
Priority date: 1987-05-18
Filing date: 1987-05-18
Publication date: 1989-04-15

Abstract

Изобретение относитс к нефтедобывающей пром. Цель - расширение функциональных возможностей за счет непрерывного контрол температуры погружного электродвигател и повышение эффективности его защиты. Устройство содержит преобразователи 1, 2 давлени и температуры, преобразователь 3 напр жение-частота, модул тор 4, генератор 5 несущей частоты, усилитель 6 мощности, погружной электродвигатель 10, кабель 25, силовой трансформатор 24, селектор 11 сигналов, формирователь 12 импульсов, фазовый детектор 13, блок 21 индикации-управлени . Дополнительно устройство имеет нуль-органы 7, 15, компараторы 8, 9, 16, 17, питающий трансформатор 14, преобразователи 18, 19 частота-напр жение, переключатель 20 режима индикации, пороговый блок 22, исполнительный орган 23. Устройство осуществл ет передачу информации о давлении и температуре электродвигател 10 по кабелю 25 с временным разделением каналов и частотной модул цией информационных сигналов. Нуль-орган 7 формирует разрешающие сигнал дл прохождени информации на преобразователь 3 от преобразователей 1, 2 соответственно в отрицательные и положительные полупериоды фазного напр жени . На поверхности селектор 11 отдел ет промышленную частоту от несущей. Последн проходит на обратные преобразователи 18, 19 через фазовый детектор 13 и компараторы 16, 17. Нуль-орган 15 работает аналогично нуль-органу 7. При превышении давлени над уставкой блок 21 выдает команду на исполнительный орган 23. Последний также включает и отключает электродвигатель 10 при температуре, выход щей за рабочий диапазон. Применение устройства позвол ет одновременно с контролем технологических параметров повысить эффективность защиты погружного электродвигател от перегрева. 5 ил.

Description

температуры погружного электродвигател и повышение эффективности его защиты. Устр-во содержит преобразователи 1 и 2 давлени и температуры, преобразователь 3 напр жение-частота модул тор 4, генератор 5 несущей частоты, усилитель 6 мощности, погружной электродвигатель 10, кабель 25, силовой трансформатор 24, селектор 11 сигналов, формирователь 12 импульсов, фазовый детектор 13, блок 21 индикации-управлени . Дополнительно устр-во имеет нуль-органы 7, 15, компараторы 8, 9, 16, 17, питающий трансформатор 14, преобразователи 18, 19 частота-напр жение, переключатель 20 режима индикации, порого- вьш блок 22, исполнительный орган 23. Устр-во осуществл ет передачу информации о давлении и температуре электродвигател 10 по кабелю 25 с временным разделением каналов и - частотной модул цией информационных

сигналов. Нуль-орган 7 формирует разрешающие сигналы дл прохождени информации на преобразователь 3 от преобразователей 1 и 2 соответственно в отрицательные и положительные полупериоды фазного напр жени . На поверхности селектор 11 отдел ет про- мьппленную частоту от несущей. Последн проходит на обратные преобразователи 18, 19. через фазовый детектор 13 и компараторы 16, 17. Нуль-орган 15 работает аналогично нуль-органу 7. При превьщ ении давлени над устав I кой блок 21 вьщает команду на испол- нителькый орган 23. Последний также включает и отключает электродвигател 10 при температуре, выход щей за рабочий диапазон. Применение устр-ва позвол ет одновременно с контролем технологических параметров повысить | эффе к:тивность защиты погружного ектродвига гел от перегрева. 5 ил.

1

Изобретение относитс к нефтедо- бывакнцей промьгошенности, в частности у. устройствам дл контрол технологических параметров в скважинах с погружным электродвигателем.

Целью изобретени вл етс расширние функциональных возможностей за счет непрерьшного контрол темпера- туры погружного электродвигател и повышени эффективности его защиты.

На фиг,1 представлена структурна схема устройства; на фиг.2 - фушсцио нальна схема нульг-органа| на фиг.Зпринципиальна схема фазового детектора; на фиг.4 - функ1щональна схема порогового блока с р1агулируеьо 1М порогом срабатывани ; на фиг.5 - временные диагра ммы работы блоков и устройства в целом

Устройство содержит измеритель- преобразователь 1 давлени , измерн- тель-преобразователь 2 температуры, преобразователь 3 напр жение-частота , модул тор 4, генератор 5 несущей частоты, усилитель 6 мощности, первый нуль-орган 7, первый и второй

компараторы В и 9, неинвертируюцие входы которых соответственно подключены к выходам измерител -преобразовател t давлеьш и измерител - преобразовател 2 температуры, инвертирующие , входы соответственно подключены к первому и второму выходам первого нуль-органа 7, а объединенные выходы компараторов 8 и 9 подключены к.последовательно включенным преобразователю 3 напр жение частота, модул тору 4, генератору 5 несущей частоты и. усилителю 6 мощности , при этом; выход усилител 6 мощности и вход первого ауль-органа 7 подключены к нулевой точке обкотки погружного электродвигател 10, селектор t1 сигналов, формирователь 12 импульсов, фазовый детектор 13, питакщий тренсфррматор t4, второй нульторган 15,. .третий и четвертый компараторы Тб, t7.,. первый и второй преобразователи Т8, 19 частота-напр жение ,, .переключатель.20 режима индикации, блок 2t индикации-управлени , пороповый блок 22 с регули

руемым порогом срабатьшани и исполнительный орган 23, причем первый вьшод питающего трансформатора 14 подключен к одной из фаз первичной обмотки силового трансформатора 24, питающего обмот.ки погружного электродвигател 10, второй вывод соеди нен с нулевой точкой вторичной об- |мотки силового трансформатора 24, а третий вьтод подключен к входу втрого нуль-органа. 15, первый и второй выходы которого подключены соответственно к инвертирунжцт м входам третьего и четвертого компараторов 16, 17, К нулевой точке вторичной обмотки силового трансформатора 24 подтспючеиы последовательно включенные селектор 11 сигналов, форг-жрова- тель 12 импульсов и фазовый детзк- тор 13j, выход которого подключен к объединенньм неинвертирующим входам третьего и четвертого компараторов 16, 17, выходы комп араторов 16, 17

через соответствующие преобразовате- ли 18, 19 частота-напр жение подключены к нормально замкнутому и нормально разомкнутому контактам переключател 20 режима индикации, а коммутирующий контакт переключател 20 подключен к входу блока 21 индикации-управлени . Выход второго преобразовател 19 частота-напр жение через пороговый блок 22 с регулируемым порогом срабатывани объединен с выходом блока 21 индикации- управлени и подключен к входу ис- полнительного органа 23. Погружной электродвигатель 10 подключен к силовому .трансформатору 24 посредством кабел 25.

тт -

первый и второй нуль-органы 7 и 15 содержат последовательно включенные нуль-компаратор 26 и инвертор 27, при этом неинвертирующий вход нуль- компаратора 26 образует вход нуль- органа, выход нуль-компаратора 26 и инвертора 27 образуют соответственно первьй и второй выходы нуль-органа.

Схема фазного детектора 13 содержит инвертирующий усилитель 28, элемент сравнени , состо щий из последовательно включенных с общим эмиттером транзисторов 29, 30 и резисзтора 31 нагрузки в цепи коллектора транзистора 29, Г-образный фильтр, состо щий из резистора 32 и конденсатора 33 и подключенный резистором 32 к коллек тору транзистора 29, при этом выход инвертирующего усилител 28 подклю

чен к базе транзистора 30, база транзистора 29 объединена с инвертирующим входом усилител 28 и образует J вход фазового детектора, а точка

соединени резистора 32 и конденсатора 33 Г-образного фильтра вл етс выходом фазового детектора.

I

10 Схема порогового блока 22 с регулируемым порогом срабатьгеани содержит регул торы по максимум и мики- . муму контролируемой вел чинь соответственно резисторы 34, 35, два ком15 паратора ,36, 37, инвертор 38, сумматор 39, причем резисторы ЗД и 35 подключены параллельно к источнику опорного напр же1ш Upn , неинверти- рующие входы компараторов 36,37 объединены и образуют вход порогового блока, инвертирующие входы компараторов 36, 37 подключены соответственно к подвилсным контактам резисторов

20

2f ЗС s

40

45

34, 35, выход компаратора 36 непосредственно и выход компаратора 37 через инвертор 38 подключены к входам сумматора 39, а выход суьматора 39 образует выход порогового блока с регулируемым порогом срабатьюани .

Блок 21 индикaции тгpaвлeшi выполнен на микроампер -гетре контактном типа М286К.

Модул тор 4 выполнен на эмкгтер- ном повторителе.

Устройство работает следующим образом .

Сетевое напр жение гштани к U. (фиг.5) поступает в нуль-орган 7, состо щий из нуль-ко. -таратора 26 и инвертора 27 нуль--ко;- паратор 26 форм1-1рует на первом выходе нуль-органа 7 пр моугольные импульсы U,,..,

О 1

(.врем O-t, } , соотиетствующие поло- жителы ым полуволнам фазного напр жени , йа выходе инвертора 27,.об- разун цем второй выход куль-органа 7, формируютс пр моугольные импульсы

и

0

5

HQ2 (врем t, - tj), соответствующие отрицательным полуволнам фазного напр жени . 11р гоугольные импульсы UHOI и и,р2 поступают соответственно на инвертирующие входы первого и второго компараторов 8 и 9, одновременно на неинвертирующий вход первого компаратора 8 поступает сигнал Up с выхода измерител -преобразовател 1 давлешг , а на неинвертирующий вход второго компаратора 9

поступает сигнал U-,- с выхода измерител -преобразовател 2 температуры . На объединенных выходах компараторов 8 и 9 формируетс сигнал U, поступающий на вход преобразова,тел 3 напр жение-частота. Таким образом, в течение отрицательного полупериода напр жени сети )врем t, - tg) осуществл етс , замер давлени в скважине и преобразование величины выходного напр жени преобразовател 1 преобразователем 3 напр жение-частота в манипулирукщую частоту f,, а в течение положительного полупериода напр жени сети (врем 0-t,) осу-- ществл етс замер температуры погружного электродвигател и преобразование величины выходного напр жени преобразовател 2 преобразователем, 3 напр жение-часлзота в манипулирующую частоту fcj Сигнал с выхода преобразовател 3 напр жение-частота

,и

вьфабатывагацего на выходе напр жение

щ

5 несущей частоты, который формирует несущую высокую частоту Up в соответствии с манипулируквдими частотами f и Несуща высока частота и при помощи усилител 6 мощности усиливаетс и согласуетс с линией св зи, состо щей из обмотки погружного электродвигател 10, кабел 25 и вторичной обмотки силового трансформатора 24.

На поверхности земли несуща частота Up- выдел етс селектором 11 сигналов из напр жени промьшшенной частоты и через-формирователь 12 пр моугольных импульсов поступает на вход фазового детектора 13, Фазовьй детектор 13 при помощи схемы сравнени на транзисторах 29 и 30 осуществл ет сравнение фаз импу ьсов несущей чайтоты Up со сдвинутыми при помощи инвертирующего усилител 28 на 180° теми же импульсами несущей частоты и. С резистора I нагрузки

жительным полуволнам фазного напр жени от питанщего трансформатора 14 и на втором выходе - пр моугольg ные импульсы U „oi (врем t;, - t) , соответствун цие отрицательным полуволнам фазного напр жени . Пр мог угольные импульсы U,,, мг поступают соответственно на инвертирующие

Ш входы компараторов 16, 17, одновременно на объединенные неинвертирующие входы компараторов 16, 17 поступает с выхода фазового детектора 13 сигнал . Таким образом, в те15 чении отрицательного полупернода напр жени сети (врем t - t) на выходе компаратора 16 форг-ируетс

сигнал с частотой fj, пропорциональной давлению в скважине, а в течение 20 положительного полупериода напр жени сети (врем 0-t,) на выходе компаратора 17 формируетс сигнал с часпоступает на вход модул тора 4, тотой f, пропорциональной температуре погружного электродвигател . и управл ющего работой генератора 25 Сигналы с частотой f j и f посту-снимаетс сигнал имаю щй пропают через соответствующие первый и второй преобразователи 18, 19 час- тота-напр жение и переключатель 20 режима индикации в блок 21 индика30 ции-управлени , производ щей визуальную индикацию величины технологического параметра и вьщагаций сигнал на вход исполнительного органа 23 в случае достижени величины давле22 ни в скважине уставок Рд,„н и

Одновременно аналоговьй сигнал, пропорциональный температуре погружного электродвигател с выхода второго преобразовател 19 частота-на40 пр жение, поступает на вход порогового блока 22 с регулируемьм порогом срабатывани , где сравниваетс компараторами 36, 37 с опорными напр жени ми , устанавливаемыми при помо45 щи резисторов 34 и 35 таким Ъбразом, что при рабочей температуре погружного электродвигател на выходе компаратора 36 сигнал отсутствует, а на выходе компаратора 37 формируетс

. ГШМсгс 1 k-3n.A fbcwji t-frtyft 5 i-ii-ji. xrвалы в моменты изменени - фазы импуль- go выходной сигнал, поступающий через

сов несущей частоты О,.. Сигнал поступает на фильтр, состо щий из резистора 32 и конденсатора 33j где происходит дополнительное подавление паразитных высокочастотных импульсов. Нуль-горган 15 работает аналогично нуль-органу 7 и формирует на первом выходе пр моугольные импульсы оЧ (врем 0-t,), соответствующие поло55

инвертор 38 на вход сумматора 39. Таким образом, при рабочей температуре погружного электродвигател на входах сумматора 39j а сладова- тельно, и на его вьжоде отсутствует сигнал управлени .-При превьшении температуры выше задаваемого р-зис- тором 34 порога на выходе компаратора 36 формируетс сигнал управпени ,

жительным полуволнам фазного напр жени от питанщего трансформатора 14 и на втором выходе - пр моугольные импульсы U „oi (врем t;, - t) , соответствун цие отрицательным полуволнам фазного напр жени . Пр мог угольные импульсы U,,, мг поступают соответственно на инвертирующие

входы компараторов 16, 17, одновременно на объединенные неинвертирующие входы компараторов 16, 17 поступает с выхода фазового детектора 13 сигнал . Таким образом, в течении отрицательного полупернода напр жени сети (врем t - t) на выходе компаратора 16 форг-ируетс

тотой f, пропорциональной температуре погружного электродвигател . Сигналы с частотой f j и f посту-пают через соответствующие первый и второй преобразователи 18, 19 час- тота-напр жение и переключатель 20 режима индикации в блок 21 индикации-управлени , производ щей визуальную индикацию величины технологического параметра и вьщагаций сигнал на вход исполнительного органа 23 в случае достижени величины давлени в скважине уставок Рд,„н и

Одновременно аналоговьй сигнал, пропорциональный температуре погружного электродвигател с выхода второго преобразовател 19 частота-напр жение , поступает на вход порогового блока 22 с регулируемьм порогом срабатывани , где сравниваетс компараторами 36, 37 с опорными напр жени ми , устанавливаемыми при помощи резисторов 34 и 35 таким Ъбразом, что при рабочей температуре погружного электродвигател на выходе компаратора 36 сигнал отсутствует, а на выходе компаратора 37 формируетс

выходной сигнал, поступающий через

поступающий через сумматор 39 на вход исполнительного органа 23, аналогично при снижении температуры ниже задаваемого резистором 35 порога на выходе компаратора 37 сигнал отсутствует, на выходе инвертора 38 формируетс сигнал управлени также поступающий через суммдтор 39 на вход исполнительного органд 23. Исполнит ел ьньй орган: 23 выдает сигналы на включение и отключение погружного электродвигател 10.

Claims

Формула изобретени

Устройство дл кон-тролд технологических параметров в скважине и .защиты погружного электродвигател от аномальных режимов, содержащее

измеритель-преобразователь давлени измеритель-преобразователь температуры , преобразователь напрджение- часто-па, выход которого соединен с первьм входом: модул тор а, второй

вход которого и выход соответственно подключ ены к генератору несущей частоты и входу усилител мощности, погружной электродвигатель,.соединенный кабелем с силовым тра,ш;фор- матором, селектор сигналов, формирователь импуль(:ов, фазовый; детектор и блок .ивднкации- управле.ни , о тли ч,,а ю щ е е с тем, что, с целью расширени функциональных возможностей за счет непрерывного контрол температуры погружного элекродвигател и повышени эффективност его защиты, оно снабжено первым и вторым нуль-органами, первым, вторым третьим и четвертым компараторами, питающим трансформатором, первым и вторым преобразовател ми частота-напр жение , .переключателем режима ин

дикации, пороговым блоком с регулирумым порогом срабатывани и исполнительным органом, причем неинверти

«

15

-jn

25

,« 5

0

5

рукнцие входы первого и второго компараторов подключены соответственно к измерителю-преобразователю давлени и измерителю-преобразователю температуры, инвертирующие входы соответственно соединены с первым и вторым выходами первого нуль-органа, вход которого подключен к выходу усилител мощности и щелевой точке погружного электродвигател , вход преобразовател напр женн:е-частота соединен с выходами первого и второго компараторов, при этом первый, второй и третий вьгаоды питающего трансфррматора подключены соответственно к одной из фаз первичной обмотки силового трансформатора, нулевой точке вторичной обмотки силового трансформатора и входу второго нуль- органа, первый и второй выходы которого соединены соответственно с инвертирукщим входом третьего комгга- ратора и инвертирующим входом четвертого компаратора, неинвертирующий вход которого подключен через последовательно включенные фазовый детектор , формирователь импульсов и селектор к нулевой точке вторичной обмотки силового трансформатора и непосредственно к неинвертирующему входу третьего компаратора, выход которого через первьй преобразователь частота-напр жение соединен -с нормально замкнутым контактом переключател режима индикации, нормально разомкнутый контакт которого подкл { - чен через второй преобразователь частота-напр жение к выходу четвертого компаратора и непосредственно к входу порогового блока с регулируемым порогом срабатывани J выход которого соединен с входом исполнительного органа и выходом блока индикации-управлени , вход которого подключен к переключагадему контакту переключател режима индикации.

дзи.2

puS3

.

(pus.Utfffer .

ffffS

ff/r

j

вЙГ.

HOI

n

fJMi/

llH

r

H.

т

t.

/f

t

™ЛПГи Г1ЛЛ|

(риг. 5