Способ защиты центробежного насоса погружного агрегата Советский патент 1984 года по МПК F04D15/00 

Изрбретерше относится к масосостроению, D част} ости к способам заииггы цент|эобей йых насосов погружных агрегатов,преимуiJiecTBeiiiio работающих в скважинах, и может быть использовпно при проектированшг гядротранснортных систем общехозяйстве};ного 1 азначения. Мзвестеи способ автоматического управления насосной станцией путем измерения давления в коллекторе,сравнения его с заданр1ыми значениями и формировання сигналов вг лючення или откл Очения насоса с учетом необходимой временрюй вьмержки 1., Недостатком такого способа является низкая надежность. По основному авт. св. 802619 известен способ защиты центробежного насЬса погружного агрегата с электроприводом путем из.мерепия электрических параметров электропривода, формировання сигнала,управля1ОН1его его отключение.МгСравнения это го сигнала с заданной зеличипой и OTRJUOчепия электро1фивода,причем сигнал формируют но сумме приведенных активных соетавл5 1О11а х тока, потребляемого электроприводом,и напряжения 2., Недостатком известного способа явля-. ется низкая надежность работы насоса, что связано с неопределенностью нанравлеияя вращения при запуске электропривода. Цель изобретения -- повышение надежности пасоса в работе путем определен1 я панравлепия его вращения. Поставленная цель достигается тем,что согласно способу защиты центробежного насоса погружного агрегата с электроприводом путем измере и-1я электрических nap iMefe ров электропривода, формирования еигнала. управляющего его отключением, сравнения этого сигнала с заданной велнчиной и отключери1я электропривода, причем сигнал формируют но сумме приведе И ых активных составляющих тока, потребляемого электроприводом, и напряжения,электропривод вращарот в прямом и обратном направлениях и.за прямое направление вращепия принимают тОр п)и котором значение сигнала отключения имеет больщую величину. Способ зашиты центробежного насоса погружного агрегата реализуют следующим образом. После занолиения жидкостью центробежного насоса погружного агрегата, когда ои спунден в нефтяную скважину, его вращают в одном из направлений путем нод лючепия электропривода к трехфазной сети электроснабжения. При этом производят 1 епрерыпное измерение величины потребляемого электроприводом тока и величины приложенного напряжения. Затем из измеряемых величии выделяют соответственно вели чину активной составляющей потребляе,50го тока и величину., пропорциональпую акгивной составляющей приложенного на пряжери1я. Полученные величины суммируют и формируют единый сигнал, который сравнивают с заданной величиной и используют для контроля работы насоса. При у.меньшепии величины суммарного снгна.ла от задан1ЮГО значения,что соответствует режиму работы насоса при срыве нодачи жидкости на его входе или режиму обратного вращения насоса, подают сигнал на отключение электропривода насоса. Величину установивщегося значения суммарного сигнала при этом дсн полнительно фиксиру от визуально по пока заниям измерительного прибора., например миллиамперметра. Затем изменяют направление вращения электропривода, меняя порядок чередования фаз подводимого к электроприводу . пряжения путем переключения двух фаз трехфазного токопровода. Путем повторного подключения электропривода к источнику питания снова вращают заполненный жидкостью центробежный насос по1ружиого агрегата уже в- направлении,, противоположном ианравлепию вран,епия в предсиествуюuj,eM случае. Сиова выполняют все операции апалогично описанно.му для предыдущего включения и снова дополнительно фиксируют величину устаповив1негося значения сформирова ного суммарного сигнала.унравляю°щего отключением электропривода. Сравнивают полученные величины установивщегося значения этих сигналов и по большему значе-нию сигнала определяют чередова-же фаз, соответствующее вращению иасоса в прямом направлении. Для дaльнeйнJeй эксплуатации погружного агрегата остав; яют порядок чередования фаз напряжений, подводи.мых к электроприводу,соответствующий вращению пасоса в пря.мом направлении. После этого уточ1 яют значение заданной величипы.,с которой сравнивают текущее значение величины суммарного сигнала, управляющего отключением электропривода, при его работе в данных конкретных условиях, например в данной нефтяной скважине. Эти операции выполняют в начальный период эксплуатации насоса после его-спуская в скважину. Однако если в период продолжительной эксплуатации снова возникает необходимость контроля направления вращения., например после ремонта кабельной линии, то это можно выполнить, сравнив текущее установивщееся значение суммарного сигиала,управляющего от(лючеиием элеетропривода, с зафиксированными ранее значениями при прямом и обратном вращении. 11сли за период длительной эксплуатации существенно изменился режим работы иасоса,по составу откачиваемой жидкости.,то все описанные операции способа выполняют в полном объеме при поочередном вращгении насоса в обоих напоавлениях. На чертеже представлена схема одного из возможных вариантов устройства для реализации предложенного способа. Устройство для реализации предложенного способа защиты центробежного насоса 1 погружного агрегата с используел ым в качестве его привода электродвигателем 2 содержит измерительные трансформаторы напряжения 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 И.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 трансформатора 4 тока подключен к первому входу преобразователя 6 тока и второму входу преобразова.теля 5 напряжения. Выходы преобразователей 5 и 6 подключены к первому и второму входу сумматора 7 соответственно. Выход сумматора 7 подключен к входу измерительного прибора 11 и входу схемы 8 сравнения, выход которой через последовательно влючеиные блок 9 задержки и блок 10 отключения электродвигателя подключенк управляющему входу коммутационного аппарата 14. Трехфазная цепь 5 электрически соединена через блок 12 реверсирования с кабелем 16, подводящим электроэнергию к электродвигателю 2. Устройство работает следующим образом. Включением коммутационного аппарата 14 электроэнергию подают от источника 13 питания по цепи 15 через блок 12 реверсирования и кабель 16 к электродвигателю 2,который вращает насос I в одном из направлений. С трансформатора 4 на первый вход преобразователя 6 и второй вход преобразователя 5 при этом непрерывно поступает сигнал,соответствующий 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 15 напряжения его питания. В 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 на нходы сумматора 7. Для получения при суммировании требуемого соотношения между преобразованными сигналами тока и напряжения в преобразователе 5 производят доподв ничельную 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 щироком 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 установленной 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 вы:ходе 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 время переходных процессов в работе насоса 1 и электродвигателя 2. До отключения электродвигателя 2 с помощью измерительного прибора И фиксируют установившееся значение сигнала. После 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 первом 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

51112150.4

большему значению сигнала определяют чеПредлагаемый способ может быть реалиредование фаз напряжений, подводимых кзован для дополнительного контроля направэлектродвигателю 2, соответствующее вра-лёния вращения центробежного насоса пощению насоса в прямом направлении. Этотгружиого агрегата одновременно с защитой

порядок чередования фаз оставляют щ}яот срыва подачи с помощью приведенного

дальнейшей эксплуатации погружного аг-устройства как в начальный,так и, в послерегата.дующие периоды его эксплуатации. .

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