Способ и устройство раннего определения разрушения кривошипно-шатунной группы привода сшну

Группа изобретений относится к области ранней диагностики отказа элементов кривошипно-шатунной группы (КШГ) станка-качалки. Техническим результатом является предупреждение разрушений привода СШНУ. Способ включает возбуждение электрического стабилизированного тока в узлах КШГ при помощи источника тока, подключенного к обоим шатунам. При этом наличие аварийного разрушения КШГ фиксируется в зависимости от модуляции величины напряжения, необходимого для стабилизации постоянного тока генератора (источника стабилизированного тока) при изменении эффективного значения сопротивления электрической цепи, вызванного отказом КШГ. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

 

Предложенная группа изобретений относится к области ранней диагностики (определения) отказа элементов кривошипно-шатунной группы (КШГ) станка-качалки и может быть использована для предупреждения разрушительных последствий для привода СШНУ в целом. Техническим результатом является предупреждение лавинного разрушения редуктора, балансира, стойки и основания привода СШНУ в результате отказа КШГ (обрыв шатуна, слом пальца шатуна, сход кривошипа с вала).

Отказы узлов КШГ сопровождаются лавинным разрушением привода СШНУ, приводящим к длительным остановам работы скважины, потерям скважинной продукции и большим затратам при капитальном ремонте оборудования [1].

Как правило, обнаружение такой аварии происходит при заклинивании редуктора (останов двигателя по активной нагрузке) или обрыву приводных ремней (останов двигателя по реактивной нагрузке) после полного разрушения привода СШНУ[2]. В связи с этим возникают избыточные капитальные затраты, связанные с «реанимацией» наземного оборудования.

Известен способ предупреждения аварийных выходов узлов (опора траверсы 1, шатуны 5, пальцы шатунов 2, 3, ведомый вал 4) КШГ (фиг. 1), заключающийся в периодическом обследовании температуры валов (подшипников) и измерении так называемого «скрипа», вызываемого отсутствием смазки трущихся деталей и т.д. [2]. Однако, такое обследование не может гарантировать отсутствие отказов КШГ.

Для обнаружения отказа КШГ предлагается создать электрическую цепь левый шатун - левый кривошип - приводной вал редуктора (линия положительного потенциала), обозначив ее - «I» и вторую цепь: правый кривошип - правый шатун - приводной вал редуктора (линия отрицательного потенциала) - «II», неразрывность которой служит достаточным признаком целостности КШГ (фиг. 2).

Суть способа. На площадке станка-качалки, с помощью источника стабилизированного тока (фиг. 2), входящего в состав блока питания и слежения (за целостностью линии) 2, подключенного одним контактом (зажимом) к линии «I», а другим контактом (зажимом) - к линии «II», подают постоянный стабилизированный по величине ток Iстаб., который создает разность потенциалов Uцелое на концах «I-II», имеющий конечное известное сопротивление: Rцелое~0.

При аварийном разрушении КШГ электрическое сопротивление цепи «I - II - металл КШГ - блок питания» будет резко возрастать: Rразрушен→∞.

что вызовет синхронное возрастание Uразрушен для поддержания Iстаб., а значит: Uразрушен/Uцелое>>1.

Наблюдение за величиной напряжения Uцелое (то есть измерение эффективного значения сопротивления цепи) позволяет достоверно определять отсутствие Rцелое~0 или наличие Rразрушен →∞ аварии КШГ. Последнее служит критерием обнаружения аварии КШГ и может быть использовано блоком 2 для выработки сигнала отключения и подачи его на станцию управления двигателем станка-качалки, что предупреждает дальнейшее разрушение привода СШНУ.

Таким образом, полезным сигналом служит изменение напряжения на зажимах источника тока, который поддерживает постоянный по величине (стабилизированный) ток Iстаб., величина которого определяется условиями передачи - целостностью электрической цепи, в состав которой входит узлы КШГ.

Реализация способа может быть осуществлена представленным устройством.

Заявляется устройство для реализации способа в составе фиг. 2: блок слежения и выработки управляющих сигналов 2, содержащий генератор постоянного тока, подключенного одним контактом (зажимом) к линии «I», а другим контактом (зажимом) - к линии «II», электрические проводники «I » и «II » нулевого сопротивления, подключенные, соответственно, через изолирующие втулки 1 фиг. 2 к шатунам 5 фиг. 1).

Устройство фиг. 3 содержит источник стабилизированного тока 1, подключенный одним контактом к линии «I», а другим контактом - к линии «II». Между указанными контактами установлен блок регистрации изменения напряжения (дифференциальный вольтметр) 2, который вырабатывает управляющий сигнал «III» для отключения двигателя станка-качалки.

Источник стабилизированного тока 1 вырабатывает постоянный по величине ток, который, проходя по цепи «I - П - металл КШГ - блок регистрации», создает разность потенциалов Uцелое.

Измерительный блок отслеживает и определяет величину сопротивления цепи «I - П - металл КШГ»: при нарушении целостности узлов КШГ величина указанного сопротивления (Ом) вырастает до Rразрушен→∞.

Последнее служит критерием выработки управляющего сигнала на отключение двигателя станка-качалки «Ш».

ЛИТЕРАТУРА

1. Андреев В.В., Уразаков К.Р., Далимов В.У. Справочник по добыче нефти / Под ред. К.Р. Уразакова. - М.: Недра-Бизнесцентр, 2000. - 374 с.

2. Сыромятников И.А. Режимы работы синхронных и асинхронных двигателей. М: Энергоатомиздат, 1984. - 243 с.

1. Способ раннего определения разрушения кривошипно-шатунной группы (КШГ) при эксплуатации станка-качалки скважинных штанговых насосов, включающий возбуждение электрического стабилизированного тока в узлах КШГ при помощи источника тока, подключенного к обоим шатунам, отличающийся тем, что наличие аварийного разрушения КШГ фиксируется в зависимости от модуляции величины напряжения, необходимого для стабилизации постоянного тока генератора (источника стабилизированного тока) при изменении эффективного значения сопротивления электрической цепи, вызванного отказом КШГ.

2. Устройство для определения аварийного разрушения кривошипно-шатунной группы (КШГ) при эксплуатации станка-качалки скважинных штанговых насосов, содержащее источник стабилизированного тока, подключенный к обоим шатунам, отличающееся тем, что эффективное сопротивление цепи определяется дифференциальным вольтметром.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к двигателестроению. Способ для двигателя (10) содержит следующие шаги: выявляют событие помпажа компрессора (122, 132) двигателя, исходя из частотного спектра датчика (173) давления на входе дросселя (158), установленного ниже по потоку от компрессора (122, 132).

Группа изобретений может быть использована для проведения параметрических и кавитационных испытаний масштабных моделей проточных частей центробежных насосов с целью получения их характеристик и дальнейшего пересчета на натурный образец насоса.

Изобретение относится к области гидротехники, в частности к системе исследования гидравлических ударов в напорных трубопроводах, транспортирующих жидкости. Изобретение может быть использовано для исследования гидравлического удара в трубопроводах, возникающих при пуске и остановке насосов в различных режимах, закрытии клапанов и задвижек, аварийном отключении насосов, изменении режимов работы насосных агрегатов и ошибок обслуживающего персонала на предприятиях энергетики, нефтехимической промышленности, коммунального водо- и теплоснабжения.

Изобретение относится к гидромашиностроению, а именно к способам диагностирования регулируемых аксиально-поршневых насосов. Энергосберегающий способ диагностирования регулируемого аксиально-поршневого насоса, включает измерение подачи при минимальном и номинальном давлениях на выходе насоса, постоянных частоте вращения и температуре рабочей жидкости, вычисление коэффициента подачи и сравнение его с эталонной величиной.

Группа изобретений касается конструкции циркуляционного насоса и способа его гидравлического испытания. Насос содержит кожух (1) и по меньшей мере один корпус (5) секции, который отделяет внутреннюю камеру (9) сжатия от внешней камеры (10) сжатия.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в станциях управления штанговыми глубинно-насосными установками - ШГНУ - для определения степени уравновешенности механизма и оптимального положения противовеса на кривошипе станка-качалки.

Изобретение относится к исследованию процессов, происходящих в скважинных винтовых насосах. Стенд для испытания винтовых насосов содержит приводную часть 1, блок 2 контроля и регулирования параметров работы, станцию 7 управления, блок 3 подготовки, смешения и подачи жидкости, блок 4 подготовки газа, блок 5 подготовки рабочей жидкости, блок 6 очистки рабочей жидкости.

Изобретение относится к области механизированной добычи нефти, в частности к исследованию процессов, происходящих в скважинных штанговых насосах, непосредственно в их плунжерной паре.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к конструкции стендов для моделирования процесса отложения солей и механических частиц на деталях погружных электроцентробежных насосов (ЭЦН) и может быть использовано для проведения сравнительных испытаний ЭЦН, предназначенных для работы в скважинах, осложненных высоким содержанием неорганических солей в пластовой жидкости Устройство содержит узел подвода углекислого газа, емкость для приготовления смеси, имитирующей скважинную жидкость, содержащую механические примеси, электродвигатель и многоступенчатый электроцентробежный насос.

Изобретение относится к области ракетно-космической техники, в частности к области диагностики роторного оборудования по вибрации и оцениванию степени развития дефектов насосных агрегатов заправочного оборудования ракетно-космических комплексов.

Изобретение относится к методам оценки эффективности технологии интенсификации добычи нефти из карбонатных коллекторов способом соляно-кислотного воздействия и может быть использовано для экспресс-оценки эффективности кислотной обработки.

Изобретение относится к области нефтегазодобычи и может быть применено при проведении ремонта эксплуатационных скважин путем закачивания тампонажного состава в поры и трещины породы.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения теплофизических характеристик грунта, в том числе лунного грунта и грунта других небесных тел.
Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано при разработке газоконденсатных месторождений для обеспечения максимального текущего и потенциально возможного конечного коэффициентов конденсатоотдачи благодаря оперативной оптимизации технологического режима эксплуатации каждой скважины индивидуально.

Изобретение относится к бурению горизонтальных скважин. Техническим результатом является обеспечение точности проводки скважины.

Изобретение относится к области геодезического пространственного мониторинга инженерных сооружений и природных объектов и может быть использовано как для наблюдений за осадками и деформациями инженерных сооружений, так и природных объектов (бугров, провалов, холмов, склонов, оползней и т.п.).

Изобретение относится к области газодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке газовых и газоконденсатных месторождений для осуществления гидрохимического контроля за обводнением эксплуатационных скважин с использованием электрохимических методов анализа попутных вод.

Изобретение относится к газодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке газовых и газоконденсатных месторождений для осуществления гидрохимического контроля за обводнением эксплуатационных скважин.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к средствам контроля состояния цементного камня за обсадной колонной нефтегазовых скважин и качества цементирования.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при освоении скважин нефтяных месторождений в условиях низких пластовых давлений (близких к давлению насыщения нефти газом), а также низких пластовых температур.

Группа изобретений относится к области ранней диагностики отказа элементов кривошипно-шатунной группы станка-качалки. Техническим результатом является предупреждение разрушений привода СШНУ. Способ включает возбуждение электрического стабилизированного тока в узлах КШГ при помощи источника тока, подключенного к обоим шатунам. При этом наличие аварийного разрушения КШГ фиксируется в зависимости от модуляции величины напряжения, необходимого для стабилизации постоянного тока генератора при изменении эффективного значения сопротивления электрической цепи, вызванного отказом КШГ. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Наверх