Устройство для автоматического управления электроприводом глубиннонасосной установки Советский патент 1980 года по МПК H02P5/00 

1

Изобретение предназначено для использования в электроприводе штанговых глубиннонасосных установок.

Известно устройство для автоматического плавного пуска скважин, оборудованных штанговы.мн глубиннонасосными установками 1. В этом устройстве изменение скорости откачки происходит путем поочередного срабатывания контактов двигательного реле, импульсами включающего катушку шагового искателя, который своими контактами вводит секции сопротивлений шунтового реостата в цень обмотки возбуждения двигателя постоянного тока.

Иедостатком его является то, что программа плавного пуска не зависит от длительности останова на ремонт глубинонасосной установки; не обеспечивается плавный пуск в случае аварийного исчезновения и последуюш;его восстановления напряжения в силовой сети, тем более по программе, зависящей от длительности данного перерыва. Такое решение задачи приводит к уменьшению дебита нефти, так как ири плавном пуске глубинонасосной установки скважина более длительное время работает на минимальных скоростях откачки, а также неосуществление автоматического илавного пуска прн аварийном перерыве Р лодаче электроэнергии может привести к

2

образованию песчаных пробок, а следовательно, к простою скважины и дополнительным затратам на ремонт.

Целью изобретения является повышение 5 надежности работы и производительности установки путем обеспечения автоматического плавного пуска пробкообразуюшей скважины по программе в зависимости от длительности ее останова как в случае

10 аварийного перерыва в подаче электроэнергии, так и в случае ремонта.

Цель достигается тем, что в з стройство для автоматического управления электроприводом глубиннонасосной установки, содержащее вариатор скорости и исполнительный двигатель, в цепь питания которого включены контакты реле, введены интегратор, выполненный в виде усилителя постоянного тока, в цепь обратной связи

20 которого включены параллельно резистор, конденсатор и ограничитель выходного напряжения, и релейный усилитель, вход которого соединен с выходом интегратора через введенный потенциометр, а выход - с

25 обмоткой реле, при этом замыкающий контакт дополнительно введенного реле включен последовательно с ограничителем и в цепь питания электромагнитной муфты, а размыкающий - последовательно с упо30 мянутым резистором, движок потенциометpa механически соединен с регулировочным ьаликом вариатора скорости, который через электромагнитную муфту связан с валом исполнительного двигателя.

На фиг. 1 представлена нриндипиальная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы напряжении и скорости.

стройство (см. фиг. 1) содержит реле 1, питаемое от сети, размыкающий контакт 2. которого шунтирует интегратор, в качестве которого может быть использован любой усилитель 3 постоянного тока с конденсатором 4 в цепи обратной связи, на резистор 5, а замыкающие контакты 6 реле 1 включены в цепь диода 7 ограничителя выходного напряжения интегратора и в цепь питания электромагнитной муфты 8 .(на чертеже не показано), один валик которой связан с валиком исполнительного двигателя 9, а другой - с регулировочным валиком вариатора 10 скорости, на котором установлена возвратная пружина И. Регулировочный валик вариатора скорости связан с движком потенциометра 12, на который подается компенсирующее напряжение. Ьыход интегратора соединен с одним из выводов потенциометра 12, средний вывод которого соединен со входом усилителя 13, реализующего релейную характеристику с зоной нечувствительности, на выходе которого включено реле 14 с замыкающим контактом 15 в цепи питания исполнительного двигателя 9.

На фиг. 2 соответственно обозначены временные диаграммы: 16 - управляющее напряжение на выходе интегратора; 17 - компенсирующее напряжение; 18 - напряжение на выходе усилителя 13; 19 - скорость на выходе вариатора скорости.

Устройство работает следующим образом.

Предположим, что в результате аварин в силовой сети наступил перерыв в подаче электроэиергии. В этом случае реле 1, отключившись, размыкающим контактом 2 шуптируег интегратор с конденсатором 4 на резистор 5. Замыкающий контакт 6 реле 1 отключает цепь диода 7 ограничителя выходного напряжения интегратора, и начинается разряд конденсатора 4, характеризующий рост уровня жидкости в затрубном пространстве скважины. Одновременно электромагнитная муфта 8, отключившись, нарущает механическую связь валика исполнительного двигателя 9 с регулировочным валиком вариатора 10 скорости, который под действием возвратной пружины 11 устанавливается в положение, соответствующее минимальной скорости, облегчая тем самым иоследующий после восстановления напряжения в силовой цепи самозаиуск привода. Движок потенциометра 12, связанный с регулировочным валиком вариатора скорости, устанавливается в исходное иоложение. После восстановления напряжения в силовой сети разрывается цень разряда конденсатора интегратора и восстанавливается цепь диода ограничгггеля напряжения на выходе интегратора. Начинается процесс интегрирования, конденсатор 4 начинает заряжаться. Так как нри восстановлении напряжения в силовой сети управляющее папряжение 16 больше

компенсирующего напряжения 17, то на выходе усилителя 13 появляется сигнал, который включает реле 14. Контакты реле 14 коммутируют цепь питания исполнительного двигателя, и он, включившись, начинает

вращать регулировочный валик вариатора скорости одновременно с движком потенциометра 12 до тех пор, пока не установится скорость откачки жидкости, соответствующая величине напряжения, до которого

разрядился за время перерыва в подаче электроэнергии конденсатор 4, т. е. соответствующая уровню поднявшейся в затрубном пространстве скважины жидкости. Схема находится в состоянии равновесия.

По по мере заряда конденсатора 4, т. е. роста напряжения 16, наступает разбаланс в системе, и сигнал на выходе усилителя 13 включает реле 14. Псполнительный двигатель устанавливает новую скорость вариатора скорости, а следовательно, и откачки жидкости из скважины. Одновременно вращение потенциометра 12 приводит систему в состояние равновесия. Процесс повторяется до тех нор, пока не

установится номинальная скорость откачки жидкости, т. е. пока управляющее напряжение 16 не достигнет значения напряжения ограничения.

После плавного пуска скважина будет

работать с установленной скоростью откачки. Процесс плавного пуска скважины после останова ее на ремонт аналогичен описанному. Гибкая зависимость программы плавного

пуска пробкообразующей скважииы от длительности ее останова как на ремонт, так и в случае аварийного перерыва в подаче электроэнергии, .позволит увеличить дебит нефти, уменьшить ее себестоимость, увеличить межремонтный период глубиннонасосной установки, а следовательно, получить дополнительный положительный технический эффект.

Формула изобретения

Устройство для автоматического управления электроприводом глубипнонасосной установки, содержащее вариатор скорости

и испо;1нительный двигатель, в цепи питания которого включены контакты реле, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы и производительности установки, в него введены интегратор, выполненный в виде усилителя постоянного тока, в цепь обратнор связи которого включены параллельно резистор, конденсатор и ограничитель вььходного напряжения, и релейиый усилитель, вход которого соединен с выходом интегратора через введенный иотенциометр, а выход с обмоткой упомянутого реле, при этом замыкающий контакт дополнительно введенного реле включен последовательно с ограничителем и в цепь питания электромагнитной муфты, а размыкающий - последовательно 7527 5 10 0 6. с упомянутым резистором, движок потенциометра ме ханически соединен с регулировочным валиком вариатора скорости, который через электромагнитную муфту связаи с валом исполнительного двигателя. Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе 1. Флейщман М. Я- Автоматизированный регулируемый электропривод для плавного глубиниоиасосной установки. Известия ВУЗов. - «Нефть п газ, ЛЬ 9, 1964.