Внутрискважинное компенсирующее устройство

Полезная модель относится к области электротехники и внутрискважинному оборудованию и может быть использована для компенсаций реактивной мощности погружных электродвигателей установок электроцентробежных насосов.
Известен погружной компенсатор реактивной мощности [RU 159860 U1 МПК H02J 3/18, опубликованная 20.02.2016, бюл. №5], содержащий герметичный корпус, с расположенными внутри катушками индуктивности, конденсатором, трансформаторами тока и блоком системы автоматического управления, при этом корпус выполнен с возможностью соединения с корпусом погружного электродвигателя, отличающийся тем, что внутри корпуса установлен трехфазный инвертор напряжения, состоящий из шести пар силовых вентилей, блока системы автоматического управления и драйвера, причем входы катушек индуктивности электрически соединены с питающим кабелем, а выходы с входом и выходом двух пар силовых вентилей каждая, противоположные входы и выходы силовых вентилей соединены с входом и выходом конденсатора, блок системы автоматического управления, включает в себя трансформаторы тока, датчики напряжения, систему автоматического управления с функцией широтно-импульсной модуляции.
Известен внутрискважинный компенсатор реактивной мощности, взятый за аналог, [RU 145053 U1 МПК H02J 3/18, опубл. 10.09.2014], содержащий корпус, с расположенными в нем косинусными конденсаторами, при этом указанный корпус выполнен с возможностью соединения с электродвигателем, где компенсатор дополнительно содержит, установленный в корпусе блок системы управления и шинопроводы, причем входы косинусных конденсаторов соединены с выходами силовых модулей блока системы управления, а выходы косинусных конденсаторов соединены с шинопроводами.
Недостатком данных устройств является высокая их стоимость за счет наличия системы управления.
Задачей заявленной полезной модели является модернизация и усовершенствование известных технических решений в данной области техники.
Технический результат заключается в удобстве присоединения технологического оборудования к внутрискважинному компенсирующему устройству без потери герметичности конструкции.
Указанный технический результат достигается тем, что внутрискважинное компенсирующее устройство содержит герметичный корпус, с расположенными в нем косинусными конденсаторами, корпус выполнен с возможностью присоединения к погружному электродвигателю при помощи соединительной муфты, при этом в верхней части корпуса при помощи резьбового соединения установлен узел токоввода, в нижней части корпуса при помощи резьбового соединения установлено основание для присоединения технологического оборудования, косинусные конденсаторы жестко соединены с узлом токоввода при помощи проставка и подключены к герметичным вводам, установленным на узле токоввода, для обеспечения герметичности в конце резьбовых соединений установлены уплотнительные кольца. Во внутрискважинном компенсирующем устройстве используются нескольких косинусных конденсаторов, каждый косинусный конденсатор установлен в отдельном корпусе, которые соединены между собой при помощи ниппеля. На основании установлены герметичные ввода.
На фиг. 1 - изображено внутрискважинное компенсирующее устройство.
На фиг. 2 - изображено соединение двух корпусов внутрискважинного компенсирующего устройства при помощи ниппеля.
Внутрискважинное компенсирующее устройство содержит герметичный корпус 1, выполненный из прочного материала, например стали. В верхней части корпуса 1 при помощи резьбового соединения
установлен узел токоввода 2, в нижней части корпуса 1 при помощи резьбового соединения установлено основание 3 для присоединения технологического оборудования, например телеметрии, дозатора химических реагентов и т.д. Соединение внутрискважинного компенсирующего устройства с погружным электродвигателем осуществляется посредством соединительной муфты 4, которая соединена с узлом токоввода 2 при помощи резьбы. Внутри корпуса 1 расположен косинусный конденсатор 5, который жестко соединен с узлом токоввода 2 при помощи проставка 6, и подключен к герметичным вводам 7, установленным на узле токоввода 2. При невозможности обеспечения достаточной реактивной мощности косинусным конденсатором 5 устанавливается дополнительный косинусный конденсатор, который размещен в отдельном корпусе. Корпус 1 и дополнительный корпус соединены между собой при помощи ниппеля 8. При установке дополнительных корпусов соединение повторяется. Для обеспечения герметичности в конце резьбовых соединений установлены уплотнительные кольца 9. Для возможности подачи напряжения на технологическое оборудование на основании 3 могут быть установлены герметичные ввода.
Внутрискважинное компенсирующее устройство работает следующим образом.
В процессе работы установки для добычи нефти погружной электродвигатель потребляет полную мощность, которая складывается из активной и индуктивной реактивной мощностей. Внутрискважинное компенсирующее устройство с косинусным конденсатором 5, подключенным к погружному электродвигателю по средством узла токоввода 2, вырабатывает емкостную реактивную мощность, которая находится в противофазе индуктивной реактивной мощности, происходит ее компенсация. Компенсация реактивной мощности приводит к снижению потребляемого тока и потерям активной мощности в питающем кабеле погружного электродвигателя.
Как правило, установки для добычи нефти работают в постоянном технологическом режиме, а мощность, потребляемая погружным электродвигателем, практически не изменяется во времени. В связи с этим отсутствует необходимость в регулировании вырабатываемой емкостной мощности. Для таких скважин, с постоянным режимом работы, система управления внутрискважинным компенсирующим устройством не требуется, что существенно удешевляет конструкцию.
Промышленная применимость.
В настоящее время опытные образцы внутрискважинных компенсирующих устройств изготовлены и успешно прошли стендовые испытания, по результатам которых зафиксировано повышение коэффициента мощности погружного электродвигателя с 0,8 до 0,95.
Опытно-промышленные испытания внутрискважинных компенсирующих устройств на действующей нефтяной скважине глубиной 1800 м, подтвердили работоспособность предложенных технических решений в полезной модели (герметичность, присоединение дополнительного корпуса, способ присоединения технологического оборудования). Исключение системы управления внутрискважинным компенсирующим устройством для скважин с постоянным режимом работы, позволили снизить стоимость устройства на 46%.