СИСТЕМА ТЕЛЕМЕТРИИ ЭЛЕКТРОПОГРУЖНОЙ УСТАНОВКИ (СТЭПУ) ОНИКС-01

Система телеметрии электропогружной установки (ОНИКС-01) применяется в комплекте с установкой погружного электроцентробежного насоса (УЭЦН) при откачивании пластовой жидкости из нефтяных скважин. Система ОНИКС-01 обеспечивает получение на станции управления текущих параметров работы УЭЦН, а именно температуры, давления, вибрации и их постоянный контроль в процессе эксплуатации, а также защиту погружного электродвигателя (ПЭД) от перегрева. Использование УЭЦН для эксплуатации скважин, имеющих высокие забойные давления (до 30 МПа.) и температуру пластовой жидкости до 120 °С требует применение систем телеметрии, удовлетворяющих таким требованиям. Оригинальная конструкция ОНИКС-01 позволяет эксплуатировать систему при повышении температура лобовых частей ПЭД до 150°С.
Система телеметрии электропогружной установки «ОНИКС-01», рассчитанная на работу в условиях высокого давления (до 30 МПа.) и температуры окружающей среды (до 120°С), обеспечивающая техническим характеристикам
2. Уровень техники
На Российском рынке известны аналоги предлагаемой полезной модели:
а) Термоманометрическая система «СКАД -2И» продукция НАУЧНО-ВНЕДРЕНЧЕСКОГО ПРЕДПРИЯТИЯ «СКАД - Нефть» г.Гомель. Техническое решение по размещению преобразователя давления и температуры «СКАД - 2И» внутри погружного электродвигателя не позволяет использование последнего на предельно допустимой рабочей температуре. Такое расположение преобразователя давления и температуры предполагает внесение серьёзных изменений в конструкцию серийных погружных электродвигателей.
Кроме того, датчик температуры расположен в нижней полости электродвигателя на некотором расстоянии от обмотки и его показания не соответствуют истинной температуре обмотки двигателя. Элементная база преобразователя давления и температуры «СКАД - 2И» в процессе работы находится в постоянной готовности, то есть всегда под напряжением, что приводит её к дополнительному нагреву и снижению ресурса.
3. Раскрытие полезной модели
СТЭПУ состоит из погружного и наземного блоков.
Погружной блок (ПБ) представляет собой металлический, герметичный отсек, присоединяемый с помощью фланца к основанию ПЭД.
Наземный блок (НБ) представляет собой контейнер, размещаемый в корпусе станции управления любого типа.
Погружной блок предназначен для:
- измерения давления масла внутри ПЭД
- измерения температуры лобовой части обмотки ПЭД
- измерения уровня вибрации в месте установки датчика Условия эксплуатации.
Диапазон рабочих давлений (0...30) МПа. Диапазон рабочей температуры окружающей среды:
- для элементной базы ПБ (0...+120)°С.
- для выносного датчика температуры (+75...+160)°С. Наземный блок предназначен для:
- подачи напряжения питания на ПБ.
- обработки и отображения данных, полученных от ПБ.
формирования сигнала на включение/отключение ПЭД по давлению и температуре.
хранения градуировочных данных, уставок, измеренных данных и протокола событий с выдачей информации на дисплей и во внешние устройства.
Для элементной базы погружного блока, которая находится в наиболее тяжёлых условиях в процессе работы, применена идеология спящего режима, т.е. напряжение на погружной блок подаётся только на время измерения параметров давления и температуры и передачи информации в наземный блок, что составляет, порядка 5-6 сек.
Погружной блок устанавливается между электродвигателем и компенсатором гидрозащиты.
Выносной датчик температуры устанавливается непосредственно на обмотку двигателя.
Связь между наземным и погружным блоком осуществляется по цифровому каналу.
4. Краткое описание чертежей
Конструктивные особенности погружного блока СТЭПУ показаны на чертеже общего вида приложение 1.
1. Герметичный отсек погружного блока
2. Корпус погружного блока
Осуществление полезной модели
1 .Применение идеологии спящего режима для погружного блока позволяет существенно снизить собственно разогрев элементной базы и повысить ресурс изделия.
2. Расположение погружного блока между двигателем и компенсатором гидрозащиты позволяет избежать разогрев блока за счёт высокой рабочей температуры двигателя.
3. Воплощение идей, отраженных в п.п.1,2. обеспечивает работу погружного блока при температуре окружающей среды до 120°С.
4. Повысив надёжность герметичности погружного блока за счёт применения нового типа гермовводов, его рабочее давление увеличено до 300 атм.
5. Установка выносного датчика температуры непосредственно на лобовую часть обмотки двигателя, позволяет наиболее достоверно проводить измерение её температуры.
6. Погружной блок имеет стандартный узел стыковки с электродвигателем, т.е. может соединяться со всеми типами ПЭД отечественных заводов изготовителей, без существенной их реконструкции, и всеми типами гидрозащиты.