УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ РАБОТЫ Российский патент 1999 года по МПК E21B43/00 

Изобретение относится к области автоматизации процессов управления режимами работы погружных электроприводных насосных агрегатов, установленных в группе скважин (кустовое расположение).

Известно устройство, содержащее установленные в скважинах погружные центробежные насосные агрегаты с кабелями питания их электродвигателей, преобразователь частоты напряжения, датчики состояния скважин и насосов, подключенные к системе измерения и формирования сигналов управления электродвигателями, блок определения последовательности воздействий сигналами управления и коммутаторы поочередного индивидуального автоматического подключения электродвигателей к преобразователю частоты напряжения [1].

Состояние скважин оценивается по показаниям датчиков давления на приеме насосов. Датчики встроены в погружные насосы и связаны кабелем с наземным оборудованием. В случае выхода их из строя необходимо извлекать из скважины все насосное оборудование.

Технической задачей, решаемой изобретением, является повышение надежности устройства за счет исключения необходимости использования глубинных датчиков состояния скважин.

Для решения этой задачи устройство для оперативного управления режимами работы электроприводных насосных агрегатов в группе скважин, содержащее регулятор частоты вращения вала электродвигателя, датчики параметров состояния скважин, подключенные к системе измерения и формирования сигналов управления электроприводами насосов, и коммутирующие устройства для подключения электроприводов к промысловой сети или регулятору частоты вращения вала электродвигатели, дополнительно снабжено установленными на устье каждой скважины блоками генерации и приема акустических сигналов, при этом блок генерации подключен на выход системы измерения, а блок приема - на ее вход.

В качестве регулятора частоты вращения вала электродвигателя могут быть использованы преобразователь частоты напряжения, как это сделано в прототипе, или преобразователь угла псевдоповорота статора [2].

На чертеже дана схема устройства для оперативного управления режимами работы, в котором использован преобразователь частоты напряжения.

Устройство содержит питающуюся от промысловой электросети систему 1 формирования сигналов управления электроприводами насосных агрегатов 2, установленных в скважинах 3 на насосно-компрессорных трубах 4. На устье каждой скважины установлены питающие электропривод трансформаторы 5, комплектные устройства управления 6 типа ШГС для управления электроприводами, коммутирующие устройства 7, служащие для подключения электропривода к промысловой сети через устройство 6 или к преобразователю частоты напряжения 8, и блоки 9 и 10 генерации и приема акустических сигналов. Электроприводы насосных агрегатов через трансформатор подключены к выходным клеммам управляющих устройств 6 и коммутирующих устройств 7, выходные клеммы которых подключены к выходным клеммам преобразователя 8, к которому подводится питающее напряжение промысловой (промышленной) сети.

Управляющие сигналы с системы 1 подаются на преобразователь частоты 8, на коммутирующие устройства 7 и блоки генерации акустических сигналов 9, а информационные сигналы поступают с преобразователя частоты 3 и блоков приема акустических сигналов 10.

При пуске скважины в эксплуатацию после команды "ПУСК", поступающей с системы 1 на заданное программой коммутирующее устройство 7, соответствующий насосный агрегат 2 подключается к преобразователю 8 и по программе производится частотный запуск электропривода. В процессе пуска скважины система контролирует уровень жидкости в межтрубном пространстве, подавая в него акустические сигнала блоком генерации 9 и принимая их блоком 10. Когда уровень жидкости установится в пределах заданных значений, система подаст сигнал на размыкание контактора коммутирующего устройства 7. При размыкании контактора вырабатывается команда на включение контактора ШГС 6, после чего аналогично осуществляется частотный пуск очередного насосного агрегата.

Система 1 формирования сигналов управления осуществляет контроль за параметрами каждой скважины и ее насосного агрегата. Выход скважины из номинального рабочего режима устанавливается по данным определения уровня жидкости и электрических параметров насосного агрегата, которые сравниваются с заданными критериями и являются исходными данными для определения оптимальной последовательности воздействия сигналами управления на электроприводы.

В процессе работы система 1 производит последовательный опрос скважин 3 и при отклонении в какой-либо из скважин уровня жидкости от заданных значений система отключает соответствующий электропривод от ШГС 6 и переключает его на преобразователь 8 частоты напряжения. Изменение частоты напряжения соответственно изменяет число оборотов электропривода, например, увеличение числа оборотов повышает скорость движения перекачиваемой среды, снижает противодавление на пласт и способствует очистке забоя скважины и призабойной зоны продуктивного пласта от примесей и возврату скважины в рабочий режим, после чего электропривод вновь переключается на работу от промышленной сети.

Источники информации
1. Патент РФ N 2050472, МКИ 6 F 04 D 15/00, 1991.

2. Журнал "ИР". N 1, 1996, с. 20.

Устройство предназначено для управления режимами работы электроприводных насосных агрегатов в группе скважин. Устройство поочередно по заданной программе контролирует работу скважин по соответствию уровня жидкости в межтрубном пространстве заданым значениям. Уровень определяется с применением блоков генерации и приема акустических сигналов в скважине. При отклонении уровня жидкости от заданных значений система формирования сигналов управления отключает электропривод насосного агрегата от сети и подключает его к преобразователю частоты напряжения. По заданной программе скважина возвращается на рабочий режим, после чего электропривод вновь подключается к промысловой электросети, а опрос скважин системой продолжается. Изобретение обеспечивает повышение надежности устройства за счет исключения необходимости использования глубинных датчиков состояния скважин. 1 ил.

Устройство для оперативного управления режимами работы электроприводных насосных агрегатов, содержащее систему измерения и формирования сигналов управления электроприводами насосов, выполненную с возможностью последовательного опроса скважин, подключенные к системе датчики параметров состояния скважин, регулятор частоты вращения вала электродвигателя и коммутирующие устройства, выполненные с возможностью поступления команды от упомянутой системы и предназначенные для подключения электроприводов к промысловой сети или к регулятору частоты вращения вала электродвигателя, отличающееся тем, что на устье каждой скважины установлены блоки генерации и приема акустических сигналов, при этом блок генерации подключен на выход системы измерения и формирования сигналов управления электроприводами насосов, а блок приема - на ее вход.