ВНУТРИСКВАЖИННОЕ УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ

Полезная модель относится к области электротехники и внутрискважинного оборудования, а именно может быть использована для защиты от перенапряжений, оказываемых влияние на изоляцию погружного электрооборудования и питающего кабеля установки электрического центробежного насоса (УЭЦН) внутри скважины с применением погружных насосов с вентильными или асинхронными погружными электродвигателями (ПЭД).
Существующие на данный момент технические решения, направленные на защиту изоляции погружного электрооборудования нефтедобывающих скважин представлены только в виде ограничителей перенапряжений, содержащих нелинейные варисторы. Такое решение не позволяет существенно сгладить крутизну импульса на начальной стадии процесса развития импульса, а следовательно, и возможные значительные перенапряжения на витковой изоляции двигателя и изоляции питающего кабеля УЭЦН. Таким образом, необходимы внутрискважинные устройства защиты от перенапряжений (УЗоП), которые позволят сгладить крутизну импульса, снизить кратность перенапряжений и количество отказов, связанных с электропробоем и со снижением сопротивления изоляции погружного электрооборудования в составе УЭЦН, тем самым повысить надежность работы УЭЦН на величину порядка 13%.
Известен внутрискважинный ограничитель перенапряжений [RU 159922 U1 МПК H02H 7/09, F04C 14/00 опубликован 20.02.2016], содержащий корпус с расположенными в нем нелинейными варисторами, отличающийся тем, что указанный корпус выполнен с возможностью соединения с погружным электродвигателем, а выходы нелинейных варисторов соединены с шинопроводами и заземляющим проводником.
Недостатком данного изобретения является невозможность сглаживания крутизны импульса перенапряжений внутри скважины.
Задачей полезной модели является создание внутрискважинного устройства защиты от перенапряжений, при осуществлении которой достигается технический результат, заключающийся в возможности сглаживания крутизны импульса перенапряжений в изоляции электрооборудования и питающего кабеля УЭЦН, тем самым происходит под держание изоляционных свойств оборудования на допустимом уровне.
Указанный технический результат достигается тем, что внутрискважинное устройство защиты от перенапряжений содержит корпус, с расположенными в нем нелинейными варисторами, при этом указанный корпус выполнен с возможностью соединения с погружным электродвигателем, отличающееся тем что, устройство защиты дополнительно содержит установленные в корпусе конденсаторы и резисторы, причем резисторы параллельно соединены с нелинейными варисторами, выходы резисторов и нелинейных варисторов последовательно соединены с конденсаторами, а выходы конденсаторов соединены с шинопроводами и заземляющим проводником.
На фиг. 1 - изображена электрическая схема соединения внутрискважинного устройства защиты от перенапряжений с погружным электродвигателем.
На фиг. 2 - изображено внутрискважинное устройство защиты от перенапряжений (вид с боку, сверху).
На фиг. 3 - изображено внутрискважинное устройство защиты от перенапряжений соединенный с погружным электродвигателем, разрез по А-А.
Внутрискважинное устройство 1 защиты от перенапряжений содержит герметичный цилиндрический корпус 2, выполненный из прочного материала, например сталь. Корпус 2 жестко присоединен к погружному электродвигателю 3 (фиг. 3), например, при помощи муфты. Питание электрическим током погружного электродвигателя 3 и внутрискважинного устройства 1 защиты от перенапряжений происходит по питающим кабелям, которые выходят из корпуса 2. Внутри корпуса 2 колонками установлены соединенные между собой нелинейные варисторы 4, резисторы 5 и конденсаторы 6 (фиг. 2), количество которых зависит от технических параметров защитного устройства, например величины ограничиваемого напряжения. Для возможности электрических соединений внутри корпуса 2 установлены шинопроводы 7 (фиг. 2) для соединения с фазными проводниками А, В, С (фиг. 1), а также шинопроводы 8 (фиг. 2) для соединения с заземляющим проводником РЕ (фиг. 1).
Внутрискважинное устройство 1 защиты от перенапряжений работает следующим образом.
Внутрискважинное устройство 1 защиты от перенапряжений соединяется с погружным электродвигателем 3, например, при помощи муфты. Шинопроводы 5 параллельно соединяются с фазными проводниками А, В, С кабеля питающего электродвигатель 3. При погружении электродвигателя 3 в забой скважины и включении его в работу, при появлении опасного напряжения для его изоляции и изоляции фазных проводников А, В, С, резисторы 5 и конденсаторы 6 начинают сглаживать нарастающий фронт импульса перенапряжений варисторы 4 переходят в проводящее состояние и ограничивают дальнейшее нарастание перенапряжений до уровня, безопасного для изоляции погружного электродвигателя 3. Отвод перенапряжений осуществляется через шинопроводы 8, соединенные с заземляющим проводником РЕ. Когда перенапряжение снижается, варисторы 4 снова возвращаются в непроводящее состояние.