МОДУЛЬ УПРАВЛЕНИЯ ПОГРУЖНЫМ ДВУХСЕКЦИОННЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ

Полезная модель относится к нефтедобывающей отрасли и может быть использована в погружных установках для автоматизированного управления погружными насосами при одновременно-раздельной эксплуатации многопластовой скважины, обеспечивая замер дебита каждого продуктивного пласта.
Известно скважинное устройство для регулирования расхода потока из пласта в ствол скважины, содержащее клапанный элемент, выполненный с возможностью перемещения для регулирования потока при нахождении в стволе скважины, линию подачи рабочей текучей среды под давлением для перемещения клапанного элемента, скважинный датчик, связанный с линией подачи рабочей текучей среды, и контроллер, способный получать сигналы от датчика и включающий предварительно запрограммированные команды для регистрации результатов измерений датчика и соответствующего промежутка времени перемещения клапанного элемента (пат. РФ №2383729, приор. 30.05.2005, опубл. 10.03.2010 г.).
Известна также система клапанов, управляемых давлением, передаваемым с поверхности по гидравлическим трубкам, протянутым снаружи колонны труб, в которых установлены клапаны (каталог «Baker pakers» ф. Baker Oil Tools, США, 1984-1985 г., стр. 632-633).
Недостаток известных установок заключается в том, что:
1. Предусматривают размещение регулирующих клапанов только напротив перфорации.
2. Использование дополнительной жидкости для управления.
3. Увеличение эксплуатационных затрат.
Данные недостатки частично устранены в известных устройствах, состоящих из одной или нескольких колонн НКТ и пакеров для пластов, которые необходимо разобщить либо из-за разности давления, либо из-за того, что нельзя смешивать их продукцию.
Недостатком таких устройств является их узкая специализированность и не универсальность.
Частично, указанные недостатки устранены в насосной установке для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов в скважине, содержащей колонну лифтовых труб, колонну штанг, основной пакер, хвостовик с основным каналом, вход которого сообщен с подпакерным пространством, и два насоса, верхний из которых выполнен штанговым, а нижний - электропогружным. Технический результат заключается в возможности эксплуатировать верхний пласт электропогружным насосом, а нижний - штанговым - (аналог) - патент РФ №2405924, МПК E21B 43/14.
Недостатком данного устройства является значительная металлоемкость установки.
Указанные недостатки устранены в наиболее близком аналоге, принятом за прототип (заявка на полезную модель №2013135537), в котором устройство насосной установки для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов в скважине содержащее колону лифтовых труб, кабель, кожух с хвостовиком, пакер и электропогружной двухсторонний двигатель, расположенный между электроцентробежными насосами с верхним и нижним входами и общим выходом, сообщенным с колонной лифтовых труб, между двигателем и нижним насосом размещается модуль отключения нижнего насоса, управляемый с использованием источника тока, расположенного на земной поверхности и дополнительной линии связи -кабель.
Недостатком данного устройства является то, что модуль отключения нижнего насоса выполнен с применением электромагнитной муфты сцепления, которая работает в условиях высоких температур и возможности попадания
механических примесей в зацепление муфты из-за возможной потери герметичности уплотнений валов электромагнитной муфты в корпусе модуля. Эти факторы могут приводить к преждевременным отказам и не стабильной работе системы отключения. Использование механической системы сцепления для передачи крутящего момента от электродвигателя к насосу приводит к значительному удорожанию установки. Кроме того существенным недостатком управления насосом с помощью электромагнитной муфты является то, что при отключении муфты электродвигатель продолжает работать в режиме снижения КПД из-за недогруза установленной мощности, что приводит к энергетическим потерям.
Целью полезной модели является обеспечение повышения качества учета добываемой продукции из каждого пласта, интенсифицирования процесса регулирования отбора жидкости из каждого продуктивного пласта скважины, снижения эксплуатационных затрат, экономии электроэнергии, увеличения рентабельного срока разработки месторождения, сокращения капитальных вложений на ремонт скважин.
Данные цели достигаются тем, что к контактам нижней секции погружного электродвигателя присоединяют модуль управления нижним ПЭД. Модуль управляется по кабелю от шкафа управления, расположенного на поверхности земли, за счет того, что позволяет дистанционно размыкать подачу тока на нижнюю секцию двухстроннего двигателя, при этом за счет того, что нижний насос приводится в действие нижней секцией электродвигателя и происходит остановка насоса. Такое решение обеспечивает, при подаче электроэнергии на двигатель одним кабелем, раздельную работу нижней и верхней секции погружного электродвигателя ПЭД. За счет этого достигается надежная и долговечная работа системы управления нижним насосом.
На фиг. 1 представлен Комплекс управления нижним насосом при одновременно-раздельной эксплуатации многопластового объекта с применением двухстороннего электродвигателя с двумя секциями.
Комплекс управления нижним насосом включает следующие основные элементы:
1). Станция управления - 1
2). Трансформатор повышающий - 2
3). Насос ЭЦН - 3
4). Насос ЭЦН - 4
5). Модуль управления ДЭДОС 5, который представляет собой блок 6 контакторов, встраиваемых между секциями ПЭД (верхняя секция ПЭД - 7, нижняя секция ПЭД - 8). Контакторы подключаются параллельно. Управление контакторами осуществляется одним кабелем 9 от блока управления 10.
6). Блок управления 10 расположен в шкафу И, на дисплее которого, отображается текущее состояние модуля (вкл/выкл), снятие напряжения при возникновении КЗ и др.
Модуль управления нижней секцией ПЭД работает следующим образом.
Блок контакторов, встроен между секциями ПЭД, контакторы которого подключены параллельно и закреплены с кабелем подачи электроэнергии питания, подключенного к блоку управления, расположенного на поверхности земли. Двухсекционный ПЭД в сборе с модулем опускают в скважину. Кабель управления модулем защищается и закрепляется к колонне НКТ. В результате данной компоновки оборудования, при подаче электроэнергии на двигатель одним кабелем, обеспечивается раздельная работа нижней и верхней секции погружного электродвигателя ПЭД.
Положительный технико-экономический эффект, получаемый при осуществлении заявляемого технического решения достигается в результате обеспечения повышения качества учета добываемой продукции из каждого пласта при одновременно-раздельной эксплуатации многопластовой скважины, процесса регулирования отбора жидкости из пластов скважины, снижения эксплуатационных затрат, экономии электроэнергии, увеличения рентабельного срока разработки месторождения, сокращения капитальных вложений на ремонт скважин.