СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОТ СРЫВА ПОДАЧИ ПОГРУЖНОГО ЦЕНТРОБЕЖНОГО ВЫСОКОНАПОРНОГО ЭЛЕКТРОНАСОСА Российский патент 1997 года по МПК F04D15/00 

Изобретение относится к области нефтедобычи и может быть использовано для защиты от недогруза в погружных высоконапорных электронасосах, применяемых для добычи нефти из скважин.

Известен погружной центробежный высоконапорный электронасос для подъема жидкости из скважин, содержащий сливной и обратный клапаны, секции насоса и погружного электродвигателя с гидрозащитой, заполненного маслом, и кабель, обеспечивающий подвод электроэнергии к электродвигателю, а также наземное оборудование, станцию управления и силовой масляный трансформатор погружного насоса (Установки погружных центробежных насосов. Рекламный каталог, М. ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1990, с. 3-31).

К недостаткам этого насоса следует отнести возможность срыва подачи из-за попадания газа в рабочие органы или откачки жидкости до уровня приема насоса, в результате чего происходит оплавление удлинителя кабеля и выход установки из строя.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ защиты от срыва подачи погружного центробежного высоконапорного электронасоса, установленного в скважине с устьевой задвижкой, включающий измерение величины потребляемого электроприводом насоса тока, формирование сигнала, управляющего его отключением, сравнение сигнала с пороговой величиной и отключение электронасоса (авт. св. СССР N 802619, кл. F 04 D 15/00, 1981).

Однако известный способ защиты не учитывает индивидуальных особенностей центробежного насоса, погружного электродвигателя, блока управления с ячейками защиты от срыва подачи (ЗСП) и субблока измерении и питания (ИП), предназначенного для измерения уставок защиты от перегрузки и недогрузки, станции управления электронасоса. Из характеристик насосов зависимость потребляемой мощности от производительности (с. 9 указанного каталога), видно, что при снижении производительности потребляемая мощность снижается не одинаково и не пропорционально, но при нулевой подаче является минимальной. Эта закономерность и использована в настоящем изобретении.

Задачей изобретения валяется повышение эксплуатационной надежности и долговечности электронасоса путем своевременного его отключения при возникновении срыва подачи.

Своевременность отключения при срыве подачи электронасоса достигается за счет того, что в качестве пороговой величины в известном способе используют искусственно полученное значение минимального тока, потребляемого электродвигателем при отсутствии подачи насоса, которое определяют путем закрытия устьевой задвижки на работающем насосе, нашедшем на режим, и фиксации минимальной величины тока при достижении максимального напора на устье скважины, а отключение электронасоса производят при достижении управляющим сигналом пороговой величины.

Способ зашиты от срыва подачи погружного центробежного высоконапорного электронасоса, установленного в скважине с устьевой задвижкой, может быть реализован, например, в случае эксплуатации указанного насоса в составе установки, оснащенной станцией управления и защиты типа ШГС 5805 (Устройства комплексные серии ШГС 5805. Техническое описание и инструкции по эксплуатации. ИНБЮ 674. 791.001 ТО, Глуховская типография Сумского облполиграфиздата, зак. 3114, 1991).

Способ осуществляют следующим образом. Переключатель на ячейке субблока ИП ставят в положение ЗСП. Потенциометром "Настройка" ячейки ЗСП на приборе субблока ИП устанавливают показание 5 мА. На работающей установке, которая нашла на режим (если установка не вышла на режим может подняться высокое давление), закрывают устьевую задвижку. По манометру, установленному на устье скважины, наблюдают за увеличением давления, а по амперметру на станции управления за снижением рабочего тока. При достижении максимального напора произойдет срыв подачи, и потребляемый установкой ток станет минимальным. Это и будет пороговое значение. Потенциометром "Настройка" ячейки ЗСП показания на приборе субблока ИП снижают до тех пор, пока не загорится светодиод "H" на ячейке ЗСП. Загорание светодиода говорит о том, что ячейкой ЗСП сформирован сигнал на отключение, и через 40 с (максимальное время задержки срабатывания защиты) станция отключит погружноЙ электродвигатель. (практика показывает, что это показание находится а пределах от 2,1 до 2,4 мА). После определения точного показания прибора субблока ИП, при котором начинается загораться светодиод "H", показания прибора увеличивают на 0,1 мА. Светодиод "H" при этом гаснет, и станция управления не отключится. Далее открывают устьевую задвижку, через 10 мин после того, как режим установки восстановится потенциометром "Настройка" ячейки ЗСП, показание на приборе субблока ИП снижают на 0,2 мА.

Таким образом отключение электронасоса произойдет за рабочей частью его характеристики, непосредственно перед срывом подачи.

Использование: при нефтедобыче для защиты от срыва подачи погружных центробежных высоконапорных электронасосов. Сущность изобретения: в способе защиты в качестве пороговой величины используют искусственно полученное значение минимального тока, потребляемого электроприводом при отсутствии подачи насоса, которое определяют путем закрытия устьевой задвижки на работающем насосе, вышедшем на режим, и фиксации минимальной величины тока при достижении максимального напора на устье скважины. Отключение электронасоса производят при достижении управляющим сигналом пороговой величины.

Способ защиты от срыва подачи погружного центробежного высоконапорного электронасоса, установленного в скважине с устьевой задвижкой, включающий измерение величины потребляемого электроприводом насоса тока, формирование сигнала, управляющего его отключением, сравнение сигнала с пороговой величиной и отключение электронасоса, отличающийся тем, что в качестве пороговой величины используют искусственно полученное значение минимального тока, потребляемого электроприводом при отсутствии подачи насоса, которое определяют путем закрытия устьевой задвижки на работающем насосе, вышедшем на режим, и фиксации минимальной величины тока при достижении максимального напора на устье скважины, а отключение электронасоса производят при достижении управляющим сигналом пороговой величины.