×
09.06.2018
218.016.5c63

Результат интеллектуальной деятельности: Устройство регистрации, идентификации перенапряжений и оценки остаточного ресурса изоляции погружных электродвигателей

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002655948
Дата охранного документа
30.05.2018
Аннотация: Изобретение относится к области электротехники и внутрискважинного оборудования, а именно может быть использовано для регистрации, идентификации перенапряжений и оценки остаточного ресурса изоляции погружных электродвигателей (ПЭД) в составе установки электрического центробежного насоса (УЭЦН). Устройство содержит герметичный корпус с расположенными в нем датчиками тока и напряжения, устанавливаемыми на каждую фазу питающего кабеля, которые регистрируют количество разрядов, продолжительность, амплитуду, дату и время возникновения перенапряжений. При этом корпус выполнен с возможностью соединения с погружным электродвигателем, при этом устройство регистрации, идентификации перенапряжений и оценки остаточного ресурса изоляции погружных электродвигателей дополнительно содержит аналого-цифровой преобразователь, микроконтроллер, модем с функцией широкополосной передачи измерений через питающий кабель на станцию управления погружным электродвигателем для хранения и обработки данных. 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники и внутрискважинного оборудования, а именно может быть использовано для регистрации, идентификации перенапряжений и оценки остаточного ресурса изоляции погружных электродвигателей (ПЭД) в составе установки электрического центробежного насоса (УЭЦН).

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. Он не только подвержен термобарической, газовой и химической агрессии скважинной среды, но и страдает при внутренних (коммутационных) и внешних (атмосферных) перенапряжениях в изоляции погружного электродвигателя. Под выходом из строя ресурса изоляции ПЭД считается электропробой обмоток электродвигателя, а также недопустимое снижение уровня изоляции обмоток.

Известен способ определения технического состояния электропогружных установок для добычи нефти [RU 2213270 С2, МПК F04D 13/10, F04D 15/00, опубл. 27.09.2003], способ определения технического состояния электропогружных установок для добычи нефти, в котором регистрируют и анализируют сигнал, порождаемый вибрацией элементов конструкции установки, отличающийся тем, что регистрируют сигнал от переменной составляющей суммы фазных токов питания путем установки датчика напряжения одновременно на три фазы питающего кабеля, анализируют форму и амплитуду полученного сигнала и, сравнивая со значениями предыдущих измерений, оценивают возможность ее дальнейшей эксплуатации.

Недостатком данного изобретения является невозможность регистрации, идентификации перенапряжений и оценки остаточного ресурса изоляции погружного электродвигателя в результате воздействия перенапряжений внутри скважины.

Известен способ диагностики и оценки остаточного ресурса электроприводов переменного тока [RU 2532762 С1, МПК G01R 31/34, опубл. 10.11.2014], способ диагностики технического состояния силового электрооборудования, включающий запись зависимостей от времени напряжения и тока, потребляемых электродвигателем, выполняемую с помощью датчиков напряжения, обработку сигналов фильтром низких частот с последующей программной обработкой полученных сигналов для диагностики и оценки остаточного ресурса, отличающийся тем, что определяют расхождение амплитуд сигналов токов, напряжений и мощности каждой фазы, рассчитывают коэффициенты несимметрии тока, напряжений, мощности и коэффициенты гармонических колебаний, используя программный фильтр низких частот, отфильтровывают спектр исследуемых частот от общего сигнала, затем определяют уровень влияния качества питающего напряжения в части наличия несимметрии, импульсов перенапряжения и высших гармонических составляющих и при помощи программного обеспечения на основе получаемых данных с учетом текущего задания выходной координаты определяют техническое состояние электропривода и оценивают остаточный ресурс.

Недостатком данного изобретения является невозможность регистрации, идентификации перенапряжений в изоляции погружного электродвигателя внутри скважины.

Также, в настоящее время контроль состояния изоляции питающего кабеля и ПЭД осуществляется измерением ее сопротивления с помощью погружной телеметрии.

Недостатком данного способа контроля является сложность регистрации кратности, повторяемости и формы кривой перенапряжений и невозможность оценить степень влияния отдельного вида перенапряжения на расход ресурса изоляции.

Задачей изобретения является создание устройства регистрации, идентификации перенапряжений и оценки остаточного ресурса изоляции погружных электродвигателей, при осуществлении которого достигается технический результат, заключающийся в возможности регистрации, идентификации перенапряжений и оценки остаточного ресурса изоляции погружных электродвигателей УЭЦН, тем самым контролируя чрезмерное количество внешних (атмосферных) или внутренних (коммутационных) перенапряжений, оказываемых влияние на конкретный электродвигатель, для возможного принятия оправданных предупредительных мероприятий по ограничению количества определенных видов (внешних или внутренних) перенапряжений, а также оценивая ресурс изоляции ПЭД, принимать решение о продолжении использования в работе, проведении мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту для поддержания работоспособности или замене погружного электродвигателя.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство регистрации, идентификации перенапряжений и оценки остаточного ресурса изоляции погружных электродвигателей содержит герметичный корпус с расположенными в нем датчиками, устанавливаемыми на каждую фазу питающего кабеля, которые регистрируют количество разрядов, продолжительность, амплитуду, дату и время возникновения перенапряжений, отличающееся тем, что указанный корпус выполнен с возможностью соединения с погружным электродвигателем, при этом устройство регистрации, идентификации перенапряжений и оценки остаточного ресурса изоляции погружных электродвигателей дополнительно содержит аналого-цифровой преобразователь, микроконтроллер, модем с функцией широкополосной передачи измерений через питающий кабель на станцию управления погружным электродвигателем для хранения и обработки данных.

На фиг. 1 схематично изображен блок системы регистрации, идентификации перенапряжений и оценки остаточного ресурса изоляции погружных электродвигателей.

На фиг. 2 изображено устройство регистрации, идентификации перенапряжений и оценки остаточного ресурса изоляции погружных электродвигателей, соединенное с погружным электродвигателем, разрез по А-А.

Устройство 1 регистрации, идентификации перенапряжений и оценки остаточного ресурса изоляции погружных электродвигателей содержит герметичный цилиндрический корпус 2, выполненный из прочного материала, например сталь. Корпус 2 жестко присоединен к погружному электродвигателю 3 (фиг. 2), например, при помощи муфты. Регистрация количества разрядов, амплитуды, даты и время возникновения перенапряжений осуществляется датчиками 4, имеющими возможность соединения с каждой фазой 8 (А, В, С) питающего кабеля (фиг. 1). Сигнал, поступающий с датчиков 4, преобразуется аналого-цифровым преобразователем 5 и передается на микроконтроллер 6 для подсчета остаточного ресурса изоляции погружного электродвигателя, например, с помощью алгоритма, описанного в работах [1, 2]. Передача результатов измерений через питающий кабель на станцию управления погружным электродвигателем для хранения и обработки данных происходит через модем 7, установленный в герметичном цилиндрическом корпусе 2.

Устройство 1 регистрации, идентификации перенапряжений и оценки остаточного ресурса изоляции погружных электродвигателей работает следующим образом.

Устройство 1 регистрации, идентификации перенапряжений и оценки остаточного ресурса изоляции погружных электродвигателей соединяется с погружным электродвигателем 3, например, при помощи муфты. При погружении электродвигателя 3 в забой скважины и включении его в работу, при появлении опасного напряжения для его изоляции и изоляции фазных проводников 8 (А, В, С), датчики 4 тока и напряжения регистрируют количество разрядов, амплитуду, дату и время возникновения перенапряжений. Сигнал, поступающий с датчиков 4 тока и напряжения, преобразуется аналого-цифровым преобразователем 5 и передается на микроконтроллер 6, где через встроенный алгоритм, например, описанный в работах [1, 2], идентифицируется вид перенапряжения (внутреннее или внешнее), оказываемого влияние на изоляцию электродвигателя, и оценивается остаточный ресурса изоляции погружного электродвигателя. Идентификация перенапряжений заключается в оценке характеристик перенапряжения: кратность и формы кривой волны перенапряжения. Передача измерений через питающий кабель на станцию управления погружным электродвигателем для хранения и обработки данных происходит через модем 7.

Полученные значения позволяют оценивать состояние ресурса изоляции ПЭД, выявлять неисправности на ранней стадии возникновения, планировать рациональные сроки проведения ремонтов.

Список использованных источников

1. Сухачев И.С., Сушков В.В., Гладких Т.Д. Алгоритм оценки риска потерь в нефтедобыче при отказе погружного электродвигателя // Динамика систем, механизмов и машин. - 2016. - Т. 3, №1. С. 163-166.

2. 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.

Устройство регистрации, идентификации перенапряжений и оценки остаточного ресурса изоляции погружных электродвигателей, содержащее герметичный корпус с расположенными в нем датчиками тока и напряжения, устанавливаемыми на каждую фазу питающего кабеля, которые регистрируют количество разрядов, продолжительность, амплитуду, дату и время возникновения перенапряжений, отличающееся тем, что указанный корпус выполнен с возможностью соединения с погружным электродвигателем, при этом устройство регистрации, идентификации перенапряжений и оценки остаточного ресурса изоляции погружных электродвигателей дополнительно содержит аналого-цифровой преобразователь, микроконтроллер, модем с функцией широкополосной передачи измерений через питающий кабель на станцию управления погружным электродвигателем для хранения и обработки данных.
Устройство регистрации, идентификации перенапряжений и оценки остаточного ресурса изоляции погружных электродвигателей
Устройство регистрации, идентификации перенапряжений и оценки остаточного ресурса изоляции погружных электродвигателей
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 121-130 of 184 items.
05.09.2018
№218.016.82e4

Стружколомающая сменная режущая пластина с переменным передним углом

Режущая пластина имеет переменный передний угол, главную и вспомогательную режущие кромки, вершину и стружкозавивающую канавку, расположенную на передней поверхности вдоль вспомогательной режущей кромки, при этом взаимосвязанные поверхности канавки и передней поверхности пересекаются на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002665858
Дата охранного документа: 04.09.2018
05.09.2018
№218.016.8336

Способ предотвращения притока пластовых вод в скважине, вскрывшей водонефтяную залежь

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может найти применение при проведении ремонтно-изоляционных работ в обсаженных вертикальных или наклонно-направленных добывающих скважинах. Техническим результатом является повышение эффективности водоизоляционных работ. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002665769
Дата охранного документа: 04.09.2018
19.09.2018
№218.016.8892

Многоярусная система песчаных подушек с замкнутым армированием

Изобретение относится к области строительства, в частности к фундаментостроению, и может быть использовано при возведении малоэтажных зданий и сооружений на слабых глинистых основаниях. Многоярусная система песчаных подушек с замкнутым армированием состоит из укрепленного песчаного грунта с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002667169
Дата охранного документа: 17.09.2018
19.09.2018
№218.016.8899

Способ добычи нефти с повышенным содержанием газа из скважин и устройство для его осуществления

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при добыче нефти с большим содержанием газа. Технический результат – обеспечение возможности вывода малодебитных скважин с большим содержанием газа на длительный стационарный режим работы скважин с минимальными рисками...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002667182
Дата охранного документа: 17.09.2018
25.09.2018
№218.016.8b22

Способ опреснения морской воды

Изобретение относится к способам автономного получения пресной воды путем испарения морской воды и конденсации паровоздушной смеси и может быть использовано для питьевого водоснабжения, а также для бытовых и хозяйственных нужд. Способ опреснения морской воды включает размещение генераторов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002667766
Дата охранного документа: 24.09.2018
19.10.2018
№218.016.93d1

Способ разработки залежи с высоковязкой нефтью

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Технический результат - повышение эффективности разработки залежей, содержащих нефть с высокой вязкостью. Способ разработки залежи с высоковязкой нефтью включает проектирование сетки эксплуатационных скважин с наклонно-направленными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002669950
Дата охранного документа: 17.10.2018
20.12.2018
№218.016.a9cd

Способ получения воды из воздуха

Изобретение относится к способам автономного получения чистой пресной воды из воздуха, путем испарения воды и конденсации паровоздушной смеси. Осуществляют формирование потока паровоздушной смеси и осаждение водяных паров в конденсаторах с отбором пресной воды. Для формирования потока...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002675486
Дата охранного документа: 19.12.2018
22.01.2019
№219.016.b283

Бесступенчатая передача с планетарным механизмом "a+h"

Изобретение относится к бесступенчатым передачам. Бесступенчатая передача содержит лобовой вариатор и планетарную передачу. В опорах корпуса (1) бесступенчатой передачи расположен входной вал (2), на котором закреплен зубчатый венец (3) и свободно установлена ведущая шестерня (4), на зубчатом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002677744
Дата охранного документа: 21.01.2019
24.01.2019
№219.016.b318

Бесступенчатая передача с планетарным механизмом "a+b"

Изобретение относится к бесступенчатым передачам с делением мощности. Бесступенчатая передача содержит вариатор и планетарную передачу (ПМ). В опорах корпуса (1) бесступенчатой передачи расположен входной вал (2), на котором закреплен зубчатый венец (3) и свободно установлена ведущая коническая...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002677813
Дата охранного документа: 21.01.2019
24.01.2019
№219.016.b383

Устройство защиты преобразовательной установки с трансформатором с 2n вторичными обмотками и 2n выпрямителями

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - повышение чувствительности устройства. Устройство защиты преобразовательной установки с трансформатором с 2n вторичными обмотками и 2n выпрямителями содержит блок выпрямления переменного напряжения, геркон с обмоткой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002677857
Дата охранного документа: 22.01.2019
Showing 1-3 of 3 items.
20.09.2013
№216.012.6c3e

Способ управления многомашинным комплексом системы поддержания пластового давления

Изобретение относится к области добычи нефти и может быть использовано для управления технологической системой поддержания пластового давления - ППД. Обеспечивает повышение уровня управляемости технологической системы ППД, расширение диапазона регулирования насосами и более маневренные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493361
Дата охранного документа: 20.09.2013
07.06.2019
№219.017.7550

Установка для исследования влияния эффекта морозного пучения грунта на заземляющий электрод

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для исследования влияния эффекта морозного пучения грунта на заземляющий электрод. Предложенная установка для исследования влияния эффекта морозного пучения грунта на заземляющий электрод содержит полый корпус. Внутри...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690731
Дата охранного документа: 05.06.2019
17.06.2023
№223.018.7e8f

Способ синхронизации возбуждённой синхронной машины с сетью

Изобретение относится к области электротехники. Техническим результатом является повышение точности и быстродействия синхронизации синхронной машины с сетью. При осуществлении способа оказывают тестовое воздействие на синхронную машину и фиксируют угол, на который повернётся вектор напряжения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002770910
Дата охранного документа: 25.04.2022
+ добавить свой РИД