Насосно-аккумуляторная станция системы управления преимущественно противовыбросовым оборудованием Советский патент 1983 года по МПК F04D15/00 

Изобретение относится к источникам гидропитания, в частности к насосно-аккумуляторным станциям, и может быть использовано в системах управления противовыбросовым оборудованием при бурении подводных и назем ных нефтяных и газовых скважин. Известна насосно-аккумуляторная станция системы управления преимущес венно противовыбросовым оборудованием, содержащая параллельно включен ные гидроаккумуляторы, насосы с пнев моприводом, включс1Ю цим электроуправляемые пневмораспределители, обмотки и цепи их питания, насосы с электроприводом, имеющим трехфазную цепь пи тания и электромагнитные пускатели, также установленные в цепи питания последних реле высокого и низкого да лений с нормально замкнутыми и нор мально разомкнутыми контактами t jНедостатками известной станции являются низкие надежность и безопас ность, поскольку в ней не обеспечивается автоматическое переключение системы управления с электропривода на пневмопривод и аварийных ситуациях, когда нагрузка на противовыбро совое оборудование наибольшая. Цель изобретения - повышение надежности и безопасности. Указанная цель достигается тем, что насосно-аккумуляторная станция системы управления преимущественно противовыбросовым оборудованием, содержащая параллельно включенные гидроаккумуляторы, насосы с пн моприводом, включающим электроуправляемые пневмораспределители, обмотки и цепи их питания, насосы с электроприводом, имеющим трехфазную цепь питания и электромагнитные пускатели, а также установленнь е в цепи питания послед.них реле высокого и низкого давлений с нормально замкнутыми и нормально разомкнутыми контактами, снабжена реле включения и отключения электрюпривода, реле включения пневмопривода, реле питания и реле времени, имек 1ими обмотки и цепи питания, нормально замкнутые и нормально разомкнутые контакты и цепи самоблокировки, при этом обмотка реле питания включена в цепь нормально разомкнутых контактов реле низкого давления, а нормально разомкнутые контакты - в цепь питания реле времени и в цепь питания реле, включения электропривода, нормально разомкнутые контакты которого включены в цепи самоблокировки, питания пускателей, реле времени и реле включения пневмоприво да, нормально разомкнутые контакты . последнего включены в цепи самоблокировки и питания пневмораспределителей, а нормально замкнутые контакты - в цепи питания пускателей, обмотка реле отключения электропривода включена в цепь нормально разомкнутых контактов реле высокого давления а его нормально замкнутые контакты в цепь питания реле включения электропривода, а ноЕялально замкнутые контакты реле времени включены в цепь питания реле включения пневмопривода. Кроме того, станция снабжена блоком сигнализации с реле сигнализации и дополнительньм реле времени с обмотками и цепями питания и нормально замкнутыми и нормальноразомкнутыми контактами, при этом обмотка дополнительного реле времени включена в цепь нормально разомкнуты контактов реле питания и реле включ ния пневмопривода, а его нормально разомкнутые контакты - в цепь питания реле Сигнализации, нормально ра зомкнутые контакты последнего - в цепь питания блока сигнализации, а нормально замкнутые контакты - в цепь питания реле включения пневмопривода. . Кроме того, станция снабжена дву реле защиты от исчезновения напряже ния и дополнительным реле включени пневмопривода с обмотками и цепями питания и нормально замкнутыми и но мально разомкнутыми контактами, при этом обмотка первого реле защиты св зана с двумя фазами цепи питания электропривода, а его нормально разомкнутый контакт включен в цепь пи второго реле защиты, обмотка которого соединена с третьей фазой и с одной из двух других фаз цепи п тания электропривода, а нормально разомкнутые контакты включены в цепи питания пускателей и дополнитель ного реле включения пневмопривода, причем нормально замкнутый контакт последнего включен в цепь питания реле включения пневмопривода. На фиг. 1 изображена пневмогидравлическая схема насосно-аккумуляторной станции; на фиг. 2 - электри ческая схема питания электропривода насосов/ на фиг. 3 - электрическая схема управления электропривода насосов. Насосно-аккумуляторная станция с держит гидроаккумуляторы 1-4, насосы 5 и 6 с пневмоприводом, выполнен ным в виде двух пневмоприводных уст ройств 7 и 8, имеющих электроуправляе№:1е пневмораспределители 9 и 10 с электромагнитами 11 и 12 и обмотками 13 и 14 питания, насосы 15 и 16 с электроприводом в виде электродвигателей 17 и 18, имеющих трехфазную цепь питания с фазами 19-21 и электромагнитные пускатели 22 и 23, а также установленные в цепи питания последних реле 24 высокого давления, подключенное к гидролинии 25, имеющее нормально разомкнутые контакты 26 и реле 27 низкого давления, подключенное к гидролинии 25, имекицее нормально замкнутые контакты 28. В электрических схемах насосноаккумуляторной станции установлены переключатели 29-32 режимов работы, два реле защиты от исчезновения напряжения с обмотками 33 и 34 и нормально разомкнутыми контактами 3538, тепловые реле с контактами 39 и 40, реле питания с обмоткой 41 и нормально разомкнутыми контактами 42-44, реле отключения электропривода с обмоткой 45 и нормально замкнутыми контактами 46 реле включения электропривода с обмоткой 47 и нор- . мально разомкнутыми контактами 48-52, реле включения пневмопривода с обмоткой 53, нормально замкнутыми контактами 54 и 55 и нормально разс 1кнутыми 56-59, реле времени с обмоткой 60 и нормально разомкнутыми контактами 61, дополнительное реле времени с обмоткой 62 и нормально разомкнутыми контактами 63, блок сигнализации с лампой 64, звонком 65 и рюле сигнализации с обмоткой 66, нормально разомкнутыми койтактами 67 и 68 и нормально замкнутыми контактами 69. Кроме того, станция снабжена дополнитель ным реле включения пневмопривода с обмоткой 70 и нормально замкнутым контактом 71. Электро 1агнитные пускатели 22 и 23 имеют обмотки 72 и 73, соответственно. Обмотки всех реле с последовательно связанными с ними контактами образуют цепи питания, параллельно связанные контакты образуют цепи самоблокировки. Цепи питания и самоблокировки не обозначены. При этом обмотка 41 реле питания включена в цепь нормально замкнутых контактов 28 реле низкого давления, а его нормально разомкнутые контакты 42 и 44 установлены в цели питания реле времени (обмотка 60) и в цепи питания реле включения электропривода {обмотка 47), нормально разомкнутые контакты 50 которого включены в цепь (Самоблокировки параллельно контактам 44, контакты 51 и 52 установлены в цепях питания пускателей 22 и 23 (обмотки 12,13), контакты 48 - в цепи питания реле времени (обмотка 60), а контакты 49 - в цепи питания реле включения пневмопривода (обмотка 53). Нормально разомкнутые контакты 58 последнего включены в цепь самоблокировки параллельно контактам 61 и 71, контакты 57и 59 в цепи питания пневмораспределителей 9 и .10 (обмотки 13 и 14) ; а нормально замкнутые контакты 54 и 55 - в цепи питания пускателей 22 и 23 (обмотки 72 и 73)..

Обмотки 45 реле отключения электропривода включена в цепь нормаль- но разомкнутых контактов 26 реле 24 высокого давления, а его нормально замкнутые контакты 46 - в цепь питания реле включения электропривода (обмотка 47), при этом контакты 61 15 реле времени включены в цепь питания реле включения пневмопривода (обмотка 53).

Обмотка 62 дополнительного реле времени включена в цепь нор 1ально 20 разомкнутых контактов 43 реле питайия и контактов 59 реле включения пневмопривода, а контакты 63 дополнительного реле времени - в цепь питания реле сигнализации (обмот- 25 ка: 66) , нормально разомкнутые контакты 68 последнего включены в цепь питания звонка 65 и лампы 64, а нормально замкнутые контакты 69 в цепь питания реле включения пнев- ЗО мопривода (обмотка 53). Обмотка 33 реле защиты установлена в цепи, свя&ывак)щей фазы 19 и 20 питания электропривода, а его нормально разомкнутый контакт 37 - в цепь питания дру- 35 гого реле защиты (обмотка 34), нормально разомкнутые контакты 35, 36 и 38 последнего включены в цепи питания пускателей 22 и 23 и в цепь питания дополнительного реле включения л пневмопривода (обмотка 70). Обмотка 34 реле защиты установлена в цепи, связывающей фазы 19 и 21, обмотка

70дополнительного реле включения пневмопривода - в цепи нормально ., разомкнутых контактов 38 реле защиты, а нормально замкнутые контакты

71- в цепи питания реле включения пневмопривода (обмотка 53).

Насосно-аккумуляторная станция системы управления работает следую- . щим образом.

При первоначальном заполнении системы все насосы 5,6, 15 и 16 работают в ручном режиме, обеспечиваемом переключателями 29-32. Основньм ре- 55 жиме работы насосов является автоматическая подпитка системы управле.ния. При этом два насоса (один с пневмо-, а другой с электроприводом) включены в автоматический режшл, а 60 два других насоса отключены.

Для включения насосов 6 и 15 переключатели 29 и 31 устанавливают в положение Авт, а переключатели

30 и 32 - в положение Откл. В этом 65

случае пневмопривод ной насос 6 является резервным по отношению к электроприводному насосу 15.

При падении давления в гидролиНИИ 25 ниже настройки реле 27, его контакты 28 замыкаются и- подается напряжение на обмотку 41 реле питания, обеспечивающего питание обмоток 47, и 60 реле включения электропривода и времени, подается питание пускателю 22, который включает электродвигатель 17 насоса 15. Одновременно реле включения электропривода самоблокируется, замыкая контакты 48 в цепи обмотки 60 реле времени, которое начинает отсчет времени.

Если в течение задг-иного времени, например,трех секунд после включения электродвигателя 17 насоса 15 давление достигнет нижнего контролируемого уровня, контакты 28 реле 27 низкого давления размыкаются и обеспечиведат питание -обмотки 41 реле питания, которое отключает реле времени. Электродвигатель 17 при этом продолжает работать. При достижении давлением верхнего контролируемого уровня, контакты 26 реле 24 высокого замыкаются и включают реле отключения электропривода (обмотка 45), которое своими контактами 46 обесп.ечиваеТ питание обмотки 47 реле включения электропривода. Таким образом в системе поддерживается необходимое давление.

Если в течение трех секунд после включения насоса 15 давление не поднимается до нижнего уровМя, реле времени контактами 61 aaNWKaeT цепь питания обмотки 53 реле включения пневмопривода, которое отключает электродвигатель 17 от сети. Одновременно реле включения пневмопривода самоблокируется и обеспечивает питание обмотки 62 дополнительного реле времени и обмотки13 пневмораспределителя 10, включающего пневмопривод .насоса 6.

Если в течение следующих трех се-т кунд давление достигнет нижнего уровня, контакты 28 реле 27 низкого давления размыкаются и обеспечивают питание обмотки 41 реле питания, которое отключает дополнительное реле времени.Пневмопривод насосаб продолжает работать.Придостижении верхнего уровня давления зги ыкаются контакты 26 реле 24 высокого давления и включают реле отключения электропривода, которое отключает реле включения электропривода и его контакты 49 в цепи реле включения пневмопривода, которое обесточивает обмотку 13 пневмораспределителя 10. Пневмопривод насоса 6 отключается.

Если в течение трех секунд после включения насоса 6 давление не поднимется до нижнего уровня, дополнительное реле времени замыкает цепь питания обмотки 66 реле сигнализации которое самоблокируется и обесточивает обмотку 53 реле включения пневмопривода, пневмопривод насоса 6 отключается. Одновременно замыкается цепь питания лампы 64 и звонка 65, что свидетельствует об аварийной ситуации и необходимости включения других насосов 5 и 16, Кроме того, пневмопривод автоматически включается в работу в случае прекращения электропитания или исчезновения напряжения хотя бы в одной из фаз 19-21 цепи питания. Для этого служат реле защиты, которые обеспечивают питание обмотки 70 дополнительного реле включения пневмопривода, которое включает реле включения пневмопривода, которое обесточивает электропривод насосов 15 и 16 и включает, обеспечивает питание пневмораспределителей 9 или 10 насосов 5 и 6, один из которых включается в работу о . Использование данного изобретения обеспечивает повышение безопасности и надежности работы противовыбросового оборудования благодаря автоматизации управления переключением приводов насосов в случае выхода из строя электропривода, при отключеНИИ электроэнергии или при изчезновении напряжения хотя бы в одной из фаз питания, а также при подаче аварИйной сигнализации в случае выхода из строя двух разнотипных приводов. Формула изобретения 1. Насосно-аккумуляторная станция системы управления преимуществен но противовыбросовым оборудованием, содержащая параллельно включенные гидроаккумуляторы, насосы с пневмоприводом, включающим электроуправля емые пневмораопределители, обмотки и Цепи их питания, насосы с электро приводом, имеющим трехфазную цепь питания и электромагнитные пускател Э: также установленные в цепи питани последних реле высокого и низкого давл НИИ с нормально замкнутыми и нормаль но разомкнутыми контактаг и, о т л и чающаяся тем, что, с целью повышения надежности и безопасности она снабжена реле включения и отклю чения электропривода, реле включени пневмопривода, реле питания и реле времени, имеющими обмотки и цепи пи тания, нормально замкнутые и нормал но разомкнутые контакты и цепи caiMO блокировки, при этом обмотка реле п тания включена в цепь нормально зам нутых контактов реле низкого давления, а нормально разомкнутые контак ты - в цепь питания реле времени и в цепь питания реле включения электропривода, нормально разомкнутые контакты которого включены в цепи самоблокировки, питания пускателей, реле времени и реле включения пневмопривода, нормально разомкнутые контакты последнего включены цепи самоблокировки и питания пневмораспределителей, а нормально замкнутые контакты - в цепи питания пускателей, обмотка реле отключения электропривода включена в цепь нормально разомкнутых контактов реле высокого давления, а его нормально замкнутые контакты - в цепь питания реле включения электропривода, нормально разомкнутые контакты реле времени включены в цепь питания реле включения пневмопривода. 2.Станция по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена блоком сигнализации с. реле сигнализации и дополнительным реле времени с обмотками и цепями питания и нормально замкнутыми и нормально разомкнутыми контактами, при этом обмотка дополнительного реле времени включена в цепь нормально разомкнутых контактов реле питания и реле включения пневмопривода, а его нормально разомкнутые контакты - в цепь питания реле сигнализации, нормально разомкнутые контакты последнего - в цепь питания блока сигнализации, а нормально замкнутые контакты - в цепь питания реле включения пневмопривода. 3.Станция по пп. 1и2, отлиуалощаяся тем, что, она снабжена двумя реле защиты от исчезновения напряжения и дополнительным реле включения пневмопривода с обмотками и цепями питания и нормально замкнутыми и нормально разомкнутыми контактами, при этом обмотка первого реле защиты связана с двумя фазами цепи питания электропривода, а его нормально разомкнутый контакт включен в цепь питания второго реле защиты, обмотка которого соединена с третьей фазой и с одной из двух других фаз цепи питания электропривода, а нормальйо разомкнутые контакты включены в цепи питания пускателей и дополнительного реле включения пневмопривода, причем нормально замкнутый контакт последнего включен в цепь питания реле включения пневмопривода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Комплекс подводного устьевого оборудования по контракту . № 34-05/70615-422, от 26.01.1977, чертеж Pump unit electrical hull RR , Д-101-04-0005 фирмы NL Control systems, США, 1977. Г So3ffyjr I

фиг. C-VC/r7f/fJf y/7/fff /rf/ Kf

fcr.//« / i

/г f/r mi ff/}ffi ff ff . f / - V Wj 1 Жл «« , , /-j- tift/i.j ев У ff 4 fff fff // Jff Л ff7 ffg /. / /,/-/- X. X, /./././-/ Y mp n j //r «/1 / / / / г // Vif rrn MV pq-TirTi 7ff fj ег ffff Л /«7