一种实时监控潜油电泵机组的泄漏电流的系统技术方案

本实用新型专利技术实施例公开了一种实时监控潜油电泵机组的泄漏电流的系统；所述系统包括：闭环霍尔电流传感器，为潜油电泵供电的三相电缆的电缆铠皮穿过所述闭环霍尔电流传感器的内孔，以使得所述闭环霍尔电流传感器从流经所述电缆铠皮的电流中测量出交流形式的所述泄漏电流的大小并将所述泄漏电流的大小转换成直流模拟值，其中，流经所述电缆铠皮的电流包括交流形式的所述泄漏电流和用于测量所述潜油电泵的多个井下参数的井下测量单元产生的直流形式的参数电流信号；微控制单元，配置为接收所述直流模拟值并将所述直流模拟值与泄漏电流阈值进行比较；报警模块，配置为当所述直流模拟值大于所述泄漏电流阈值时报警并使所述潜油电泵机组停止工作。

A real-time monitoring system for leakage current of electric submersible pump unit

【技术实现步骤摘要】
一种实时监控潜油电泵机组的泄漏电流的系统
本技术涉及石油开采设备潜油电泵监控
，尤其涉及一种实时监控潜油电泵机组的泄漏电流的系统。
技术介绍
通常认为绝缘体是不导电的，但实际上，几乎没有一种绝缘材料是绝对不导电的。任何一种绝缘材料，在其两端施加电压，总会有一定电流通过，这种电流的有功分量叫做泄漏电流，而这种现象也叫做绝缘体的泄漏。实际上，泄漏电流是电气线路或设备在没有故障而施加电压的情况下，流经绝缘部分的电流。因此，泄漏电流的大小是衡量电器绝缘性能好坏的重要标志之一，是产品安全性能的主要指标。将泄漏电流限制在一个很小值，这对提高产品安全性能具有重要作用。在石油开采领域，潜油电泵机组在没有故障而施加电压的作用下，在三相电缆的绝缘层的绝缘性能老化处，三相导线与电缆铠皮之间形成回路，从而会产生泄露电流。采油井井下的环境十分复杂，比如井下的高温高压环境以及硫化氢、二氧化碳等一些油井化学剂会造成潜油电泵机组的输电电缆绝缘损坏，造成系统破坏性故障。所以潜油电泵机组的泄漏电流的测量是非常重要的。在现有技术中，为了保证潜油电泵的安全使用，在下井前对潜油电泵机组进行绝缘测试，也就是测量潜油电泵机组的泄漏电流。测量过程中使用的是2.5KV-10KV的兆欧表。测量时将表笔负极接待测相线，表笔正极接地。尽管兆欧表的输出电流很小，但是如果不采取保护措施，兆欧表产生的瞬间高压将会击穿使井下设备损坏。因此还在通路的电机星点位置接一个高压二极管，以在绝缘测试时保护井下设备，除非高压二极管击穿，否则井下设备不会有瞬时高压电流流过。此方法的缺点是，只能保证潜油电泵机组下井前绝缘性能的可靠性，无法实时测量潜油电泵机组工作时的绝缘性能，一旦绝缘出现故障，没有相应的数据支持，工作人员无法对潜油电泵机组的工况进行预估，没有办法采取相应的解决措施。要想知道潜油电泵机组长期工作下绝缘性能的好坏，潜油电泵必须停止工作，起出全部油管，既浪费时间又花费资金。另一种检测潜油电泵机组的泄漏电流的方法为，在井下参数单元供电两极之间反并联一个二极管，当井上二次仪表提供正电压时，二极管不导通，井下电路部分能正常工作，能够检测除机组泄露电流值外的参数。当井上二次仪表向下提供反压时，反并联二级管导通，井下电路部分被旁路掉，此时其他部件不能工作。此时的系统电流就是潜油电泵机组的泄漏电流。通过检测回路中的电流值便完成中性点泄漏电流的测量。此方法的缺点是，只有给井下提供反向电压时，才可以测得泄漏电流，不能实时监测。现阶段国内家用电器泄漏电流的测量有一套非常成熟的测量规范，但这种测量方法必须是具有一定资质的检测机构才能对电器进行测量。用户自身在没有专业技术支持的情况下无法实现泄漏电流的测量。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术实施例期望提供一种实时监控潜油电泵机组的泄漏电流的系统；在潜油电泵处于井下并处于工作状态的情况下也能够实现泄漏电流的监控；不需要给井下提供反压，能够实现实时监控；监控技术简单，不需要为用户提供专业技术支持。本技术的技术方案是这样实现的：本技术实施例提供了一种实时监控潜油电泵机组的泄漏电流的系统，所述系统包括：闭环霍尔电流传感器，为潜油电泵供电的三相电缆的电缆铠皮穿过所述闭环霍尔电流传感器的内孔，以使得所述闭环霍尔电流传感器从流经所述电缆铠皮的电流中测量出交流形式的所述泄漏电流的大小并将所述泄漏电流的大小转换成直流模拟值，其中，流经所述电缆铠皮的电流包括交流形式的所述泄漏电流和用于测量所述潜油电泵的多个井下参数的井下测量单元产生的直流形式的参数电流信号；微控制单元，配置为接收所述直流模拟值并将所述直流模拟值与泄漏电流阈值进行比较；报警模块，配置为当所述直流模拟值大于所述泄漏电流阈值时报警并使所述潜油电泵机组停止工作。本技术实施例提供了一种实时监控潜油电泵机组的泄漏电流的系统；通过在地面使用闭环霍尔电流传感器测量泄漏电流，不用将潜油电泵机组全部起出井口；闭环霍尔电流传感器只能测得交流电流值，不会被同样流经电缆铠皮的直流参数电流信号所影响，可以实时监测潜油电泵机组的电流泄漏情况；闭环霍尔电流传感器与被测电流流经的回路之间没有直接的电气连接，不会消耗被测电流流经的回路的能量，对回路的影响较小，测量值比较准确；测量方法简单，不需要用户具备专业技能。附图说明图1为本技术实施例提供的一种实时监控潜油电泵机组的泄漏电流的系统的示意图；图2为本技术实施例提供的一种潜油电泵机组以及实时监控该潜油电泵机组的泄漏电流的系统的结构示意图；图3为本技术实施例提供的一种闭环霍尔电流传感器的结构示意图；图4为本技术实施例提供的一种实时监控潜油电泵机组的泄漏电流的方法的示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。参见图1，其示出了本技术实施例提供的一种实时监控潜油电泵机组200的泄漏电流LC的系统100。所述潜油电泵机组200包括由三相交流电源210供电的潜油电泵230(参见图2)，其中，三相交流电源210经由变频控制器220通过三相电缆240为潜油电泵230供电，所述三相电缆240包括三相导线241、电缆铠皮242以及所述三相导线241与所述电缆铠皮242之间的绝缘层243。所述泄漏电流LC(在图2中以实线箭头示出)是在潜油电泵230通过三相电缆240供电时，在所述绝缘层243的绝缘性能老化处(例如图2中所示的绝缘老化点244处)由所述三相导线241与所述电缆铠皮242形成回路而产生的流经所述电缆铠皮242的交流电流。所述潜油电泵机组200还包括用于测量所述潜油电泵230的多个井下参数(比如温度、振动、所承受的压力)的井下测量单元250(参见图2)，井下测量单元250产生的直流形式的参数电流信号PC(在图2中以虚线箭头示出)通过所述电缆铠皮242传输到地面，井下测量单元250依据井上星点O1与井下星点O2之间的星点等势原理被供电。所述系统100包括：闭环霍尔电流传感器110，为潜油电泵230供电的三相电缆240的电缆铠皮242穿过所述闭环霍尔电流传感器110的内孔H(参见图2)，以使得所述闭环霍尔电流传感器110从流经所述电缆铠皮242的电流中测量出交流形式的所述泄漏电流LC的大小并将所述泄漏电流LC的大小转换成直流模拟值，其中，流经所述电缆铠皮242的电流包括交流形式的所述泄漏电流LC和用于测量所述潜油电泵230的多个井下参数的井下测量单元250产生的直流形式的参数电流信号PC；微控制单元120，配置为接收所述直流模拟值并将所述直流模拟值与泄漏电流阈值进行比较；报警模块130，配置为当所述直流模拟值大于所述泄漏电流阈值时报警并使所述潜油电泵机组200停止工作。闭环霍尔电流传感器110的工作原理如下：被测电流产生的磁场被闭环霍尔电流传感器110的霍尔元件111(参见图4)所感应，所产生的输出信号驱动相应的功本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实时监控潜油电泵机组的泄漏电流的系统，其特征在于，包括：/n闭环霍尔电流传感器，为潜油电泵供电的三相电缆的电缆铠皮穿过所述闭环霍尔电流传感器的内孔，以使得所述闭环霍尔电流传感器从流经所述电缆铠皮的电流中测量出交流形式的所述泄漏电流的大小并将所述泄漏电流的大小转换成直流模拟值，其中，流经所述电缆铠皮的电流包括交流形式的所述泄漏电流和用于测量所述潜油电泵的多个井下参数的井下测量单元产生的直流形式的参数电流信号；/n微控制单元，配置为接收所述直流模拟值并将所述直流模拟值与泄漏电流阈值进行比较；/n报警模块，配置为当所述直流模拟值大于所述泄漏电流阈值时报警并使所述潜油电泵机组停止工作。/n

【技术特征摘要】
1.一种实时监控潜油电泵机组的泄漏电流的系统，其特征在于，包括：
闭环霍尔电流传感器，为潜油电泵供电的三相电缆的电缆铠皮穿过所述闭环霍尔电流传感器的内孔，以使得所述闭环霍尔电流传感器从流经所述电缆铠皮的电流中测量出交流形式的所述泄漏电流的大小并将所述泄漏电流的大小转换成直流模拟值，其中，流经所述电缆铠皮的电流包括交流形式的所述泄漏电流和用于测量所述潜油电泵的多个井下参数的井下测量单元产生的直流形式的参数电流信号；
微控制单元，配置为接收所述直流模拟值并将所述直流模拟值与泄漏电流阈值进行比较；
报警模块，配置为当所述直流模拟值大于所述泄漏电流阈值时报警并使所述潜油电泵机组停止工作。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括显示屏，所述显示屏配置为实时显示所述微控制单元接收到的直流模拟值。


3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括上位机，所述上位机配置为实时绘制与所述微控制单元接收到的直流模拟值对应的绝缘性能曲线。


4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括多通道模拟量采集模块，所述多通道模拟量采集模块配置为通过第一通道采集所...

【专利技术属性】
技术研发人员：党博，王敏，宋楠，刘升虎，岳烈红，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61