Способ защиты центробежного насоса погружного агрегата

 

СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЦЕНТРОВР )КНОГО НАСОСА ПОГРУЖНОГО АГРЕГАТА по .авт. св. № ,отличающийся гем , что , с целью повышения надежности насоса в работе путем определений направления его вращения,электропривод вращают в прямом и обратном направлениях и за прямое направление вращения принимают, то,при котором значение сигнала отключения имеет больщую величину. СП 7ff И25 (7

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСжИХ

РЕСПУБЛИК з(я) Г 04 D 1500

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA

{61) 802619 (21) 3596738/25-06 (22) 27.05.83 (46) 07.09.84. Бюл. № 33 (72) Д. Л. Шварц,В. А. Шевелев, Н. И. Попов, Г. А. Гендельман и А. А. Кощеев (71) Специальное проектно-конструкторское и технологическое бюро по погружному лектрооборудованию для бурения скважин добычи нефти Всесоюзного научно-производственного объединения «Потенциал» (53) 621.671 (088.8) (56) l. Авторское свидетельство СССР № 879036, кл. F 04 D 15/00, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР № 802619,кл.- F 04 D 15/00,1978.

„„SU„„1112150 A (54) (57) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЦЕНТРОБР КНОГО НАСОСА ПОГРУЖНОГО АГРЕГАТА по.авт. св. № 802619,отличающийся гем, что, с целью повышения надежности часоса в работе путем определения направления его вращения,электропривод вращают в прямом и обратном направлениях и за прямое направление вращения принимают, го,при котором значение сигнала отключения имеет большую величину.

1((2!50

Изобретение отй ос!1 гс я к пасосострое ни !О, Н !ЯСТНОСТИ и СПОСЕ)Е)ЯМ ЗЯЕIЕП Ы ЦЕНТ()()Е)С>1< епых насосов погружпых агрегатов, преимущсстнсппо работающих В скважинах, и может быть НСНОЛЬЗОе3

Ef3poTpBHcif0pTffE Iх систем общсхозяйстнеиНОГО ПЯЗЕ!ЯЧЕНИЯ.

Изнсстсп способ антоматич ского упрянлспия нясоспой стапцией путем измерения давления н коллекторе,сраниепия еЕО с зя данными зпячениями и формирспзяпия сигЕ!ЯЛОВ 13КЛ!ОЧЕЕ!!If! !ЕЛИ ОТК<<(ЮЧЕНИЯ Икки 11).

Недостатком такого способа является низкая надежность.

По осповпому янт. сн. 802б(9 изнестеп способ защиты це)птробежщ)го FiBcoca погружного агрегата с электроприводом путем измерения электрических парямстрон элсктропривода, формирования сигналя. управляющего его отключением,сравнепия это го сигнала с задапной величиной и отключения электропривода,причем сигнал формируют по су!!Ме приведенных активных соста13ля!Оlцих тОКЯ, l107рсблясмОГО BJfci(Троприводом,и пяпря>кения (2).

Недостатком известного способа явля"-. ется низкая надежность работы насоса, ITÎ с)зязапо с пеог1рсделенностью папранлспе я нрящспия при запуске электропривода.

Цель изобретения — — повышепие надежности пасоса в работе путем определения направления его нрящепия.

Поставлспная цель достигается тем, !то согласно способу защиты центробежного пасоса погру>кного ягосгата с электроприводом путем измерепия электрических парямет -:. рон электропринодя, формировапия сигнала, управляющего ег0 отключе1шем, сравпепия этого сигнала с задаппой величиной и отключепин электро!!ринода, причем сигнал формируют по сумме принсдеш1ых активных составляющих тока. ПотребляемогÎ электроприводом, и иапря>кения,элсктропривод вряща <От е3 и!)еlмОм и Обрат пом нап()а езлениях и, за прямое папрявлспис вращения принимают то, при когором значение сигналя отключепия имеет большую величину.

СИОсОб защиты f)ÐHTpoác?êfloÃO п<1сг)с<1,!"< погружного агрегата реал изу)от следующим образом.

После зяполпепия жидкостью центробежного пасоса погружиого агрегата„когда оп спущен в нефтяную скважину; его Вращают ь одном из направлений путем подклк)чения 3 лектpoпре!Вoдя к трехфязной сети электроснабжепия. При этом производя! непрерывное измерение величины потребляемого электроприводом тока и величины приложениого напряжения. Затем из измеряемых величии выделяют соответствсино вели чину актив«ой составляющей потребляемого тока и величину, пропорциональную акГивной сОстанляю!цсй прило>кеннОГО HB пряжсния. Полученные величины суммируют и ерормируют единый сигнал. который сравнивают с заданной нсличиной и используют для коитроля работы насоса. При уменьшении вели 1ины суммарного cffl HBëB от задан-!

Юго зпачения,что соответствует режиму работы насocB при срыве подачи жидкости на его входе или режиму обратного вращения насоса, подают сигнал на отклк)чение электрогривода насоса. Величипу устанониншегоСЯ 3 HE!NCH И и C)<М Af B PHO10 СИГИ <3;1Я ПОИ ЭТОМ ДО-1 полнитсльно фикснру!от визуалеи1о по покязя иям измерительного прибо;)а., например

"м H л л и я и и е р м е т р я .

Зятсз измегипот Направление вращения элсктропринода, меняя !еорядок чередовя: ния фаз гюдводимого к электро!)риводу напряжения путем переключения двух фаз трехфазного токопровода. Путем повторного подключ! Пия электропривода к источнику питяпия Сиона Врящ?1ют з<3ИО, f!cí!fûEI >кидкостью цснтробежпый 1!Ясос Hnl.ð3!>êíoão агрегата уже в направлении. протизоположКОМ ПЯ Г1 (. Я !311 СИИ О НРЯЩСПИЯ F3 ПОЕДЕПССТВУЮн1ем случае. Снова выполняют все операции я:!Ялогич !о or исанчому для предыдущего

Вк)<:1е)чс11ия и снова )Еополнительпо фиксируют Величипу установпнп!егося з1-ачения сфор1ироваппе)ГÎ суммарного с>!гнала.упрявляю пего отк. 1:.оче1-!Нем электр"..привода.

СраннliнаioT F.îëó÷cíèые вели",èíû установиншег;)E H значения этих сигналов и по бе)ззь!з!ех!у зпачению сигналя определяют черсдовапие фаз, соотнетстнуюшсе нращени)о

1l!c0cB B прямом направлении.

Для дальнейшей эксплуатации погружного агрегаты оставляют порядок чередовяпия фаз Hàпряже1!Нй, поднодимых к электропрпводу,соответствующий ьращению насоса н пря:;1ом направлении. После этого уточняют зна . спис задайной величины,с которой

c )<3 å3Hè Бают тску песе зна -!cHHC нсличины суммарного сигнала, упрявлеиощего откл)очением электропринода, при его работе в данных конкретных условиях, например в данной нефтяной скважине. Эти операции выполняют н начальный период эксплуатации насоса после его спускай в скняжину. Однако если ез период продолжительной эксплуатации сиона возникает необходимость контроля

fIBf3paB, fefIHFI вращения, например после ремонта кабельной линии, то это можно выполнить, сравнив текущее установившееся значение суммарного сигнала,управляющего отключением электропрнвода, с зафиксироВаиными ранее зиачее1)зя1<)и при прямом и обратном вра1цении, Если за период длитсльиой эксплуатации существенно изменился ре>ким работы насоса, по составу откачиняемой жидкости,то все описанные операции способа выполняют в полном объеме

IIpE поочередном вращении насоса в обоих

Направлениях.

1112150 содержит измерительные трансформаторы напря>кения 3 и тока 4,преобразователи напряжения 5 и тока 6,сумматор 7, схему 8 сравнения,блок 9 задержки, блок 10 отключения электродвигателя, например промежуточное реле, измерительный прибор 11 и блок 12 реверсирования. Для отключения электродвигателя от источника 13 питания предусмотрен коммутационный аппарат 14,разрывающий трехфазную цепь 15 питания электродвигателя, в которую включены трансформаторы 3 и 4. Выход трансформатора 3 напряжения подключен к первому входу преобразователя 5 напряжения и второму входу преобразователя 6 тока. Выход трансформа- 20 тора 4 тока подключен к первому входу преобразователя 6 тока и второму входу преобразователя 5 напряжения. Выходы преобразователей 5 и 6 подключены к первому и второму входу сумматора 7 соответственно.

Вь1ход сумматора 7 подключен к входу измерительного прибора 11 и входу схемы 8 сравнения, выход которой через последовательно влюченные блок 9 задержки и блок

10 отключения электродвигателя подключен к управляющему входу коммутационного ЗО аппарата 14. Трехфазная цепь 15 электрически соединена через блок 12 реверсирования с кабелем 16,подводящим электроэнергию к электродвигателю 2.

Устройство работает следующим образом. 35

Включением коммутационного аппарата

l4 электроэнергию подают от источника 13 питания по цепи 15 через блок 12 реверсирования и кабель 16 к электродвигателю

2,который вращает насос 1 в одном из направлений. С трансформатора 4 на первый вход преобразователя 6 и второй вход преобразователя 5 при этом непрерывно постуПосле отключения электродвигателя 2 с помощью блока 12 реверсирования изменяют порядок чередования фаз напряжений, подводимых через кабель 16 к электродвигателю 2. Блок 12 реверсирования может быть выполнен в виде клеммника,на котором могут быть переключены две фазы трехжильного кабеля 16. Затем коммутационным аппаратом 14 снова от источника 13 питания подают к электродвигателю 2 напряжение с измененным порядком чередования фаз, что вызывает вращение электродвигателя 2 и насоса 1 в направлении, противоположном предыдущему включению. Снова производят все операции аналогично описанному при нервом включении и снова фиксируют с помощью измерительного прибора 11 установившееся значение суммарного сигнала.

Это значение сравнивают с зафиксированным при предыдущем включении установившемся значением суммарного сигнала и по

На чертеже представлена схема одного из возможных вариантов устройства для реализации предложенного способа. °

Устройство для реализации предложен. ного способа загциты центробежного насоса 1 погружного агрегата с используемым в качестве его привода электродвигателем 2 пает сигнал,соответствующии величине тока, потребляемого электродвигателем 2, а с тансформатора 3 на первый вход преобра зователя 5 и второй вход преобразователя 6сигнал соответствующий величине приложенного к цепи !5 напряжения его питания

B преобразователе 6 происходит преобразование величин потребляемого тока и приложенного напряжения в величину, соответствующую активной составляющей потребляемого тока. В преобразователе 5 эти же величины преобразуются в величину, соответствующую активной составляющей напряжения. Преобразователи 5 и 6 могут быть выполнены по одной из известных схем демодуляторов. С выходов преобразователей

5 и 6 преобразованные сигналы подают наиходы сумматора 7. Для получения при суммировании требуемого соотношения между преобразованными сигналайи тока и напряжения в преобразователе 5 производят допол низ ельную корректировку величины. Коррекция осуществляется с помощью величины К, численно равной отношению величин активных составляющих потребляемого тока и приложенного напряжения при первоначально установленном значении напряжения питания.

В сумматоре 7 производят суммирование выходных сигналов преобразователей в единый аналоговый сигнал. Этот сигнал практически не изменяется в широком диапазоне приложенных напряжений, но существенно изменяется при снижении нагрузки на валу электродвигателя 2, что характерно при работе насоса 1 в режиме срыва подачи и обратного вращения.

Сигнал с выхода-сумматора 7 подают на входы измерительного прибора 11 и схемы 8 сравнения,где он сравнивается с установлен. ной заранее величиной, равной значению суммарного сигнала при работе насоса 1 в режиме срыва подачи жидкости на его входе.

При уменьшении значения величины выходного сигнала сумматора 7 ниже установленной заранее величины на выходе схемы 8 сравнения возникает сигнал, который через блок 9 задержки подают на блок 10 отключения управляющий работой коммутационного аппарата 14, который отключает электродвигатель 2 от источника 13 питания. Блок 9 задержки предназначен для исключения ошибочных отключений коммутационного аппарата 14 при возможном появлении сигнала на выходе схемы 8 во вре- мя переходных процессов в работе насоса 1 и электродвигателя 2. До отключения электродвигателя 2 с помощью измерительного прибора 11 фиксируют установившееся зна. чение сигнала. большему значению сигнала определяют че редование фаз напряжений, подводимых к электродвигателю 2, соответствующее вращению насоса в прямом направлении. Этот порядок чередования фаз оставляют для дальнейшей эксплуатации погружного агрегата.

Предлагаемый способ может быть реализован для дополнительного контроля направления вращения центробежного насоса погружного агрегата одновременно с защитой

От срыва подачи с помощью приведенного устройства как в начальный,так и, в последующие периоды его эксплуатации.

Редактор В. Иванова .1акаа 6061/23

Составители В. Войнов

Техред И. Нерес Корректор Г. Решетняк

Тираж 523 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4