Способ защиты электропривода при нарушении работы глубинного штангового насоса

 

Изобретение относится к способам защиты электроприводов скважин при нарушении работы глубинного штангового насоса. Цель изобретения - устранение ложных отключений электропривода при изменении дебита скважин. Статическим преобразователем 2 мощности измеряют мощность электродвигателя 1, полученный сигнал подают на блоки 3 и 4, в которых выделяют соответственно вторую и первую гармонические составляющие. В блоке 6 преобразовывают амплитуду первой гармоники в соответствии с существующей при нормальных условиях эксплуатации функциональной зависимостью между первой и второй гармониками, и в результате этого преобразования определяют величину амплитуды второй гармоники. В блоке 5 сравнивают амплитуду реальной второй составляющей и амплитуду, полученную в результате преобразования. В случае аварийного режима работы происходит изменение функциональной зависимости между гармониками, что приводит к появлению сигнала на блоке 8 и отключению электродвигателя 1. Использование в качестве сигнала сравнения постоянно преобразованного в соответствии с нормальными условиями работы эталонного сигнала устраняет ложные отключения при изменении дебита скважины. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ, СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

\

5A, °

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1146756 (21) 4409190/25-29 (22) 28.03.88 (46) 15.11.90,Бюл. М 42 (71) Азербайджанский научно-исследовательский институт энергетики им.И.Г.Есьмана (72) P.È.Móñòàôàåâ, Ю.М.Курдюков, Б.А.Листенгартен и А.M.Рагимов (53) 621.65.01.(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

l4 1146756, кл. Н 02 Н 7/08, 1985. (54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПРИ НАРУШЕНИИ РАБОТЫ ГЛУБИННОГО ШТАНГОВОГО НАСОСА (57) Изобретение относится к способам защиты электроприводов скважин при нарушении работы глубинного штангового насоса. Цель изобретения — устранение ложных отключений электропривода при изменении дебита скважин. Статическим преобразователем 2 мощности измеряют мощность электродвигателя 1, полученный,, Ы,, 1606735 А2 (я)5 F 04 В 49/00, Н 02 Н 7/08 сигнал подают на блоки 3 и 4, в которых выделяют соответственно вторую и первую гармонические составляющие, В блоке 6 преобразуют амплитуду первой гармоники в соответствии с существующей при нормальных условиях эксплуатации функциональной зависимостью между первой и второй гармониками, и в результате этого преобразования определяют величину амплитуды второй гармоники. В блоке 5 сравнивают амплитуду реальной второй составляющей и амплитуду, полученную в результате преобразования. В случае аварийного режима работы происходит изменениее фун кционал ьной зависимости между гармониками, что приводит к появлению сигнала на блоке 8 и отключению электродвигателя 1, Использование в качестве сигнала сравнения постоянно преобразованного в соответствии с нормальными условиями работы эталонного сигнала устраняет ложные отключения при изменении дебита скважины. 2 ил.

1606735

Изобретение относится к способам защиты электропривода скважин, оборудованных глубинными штанговыми насосами.

Цель изобретения — повышение надежности путем устранения ложных отключений электропривода.

На фиг.1 приведена схема реализации предлагаемого способа; на фиг.2-типичная для конкретной скважины и насоса линейная функциональная зависимость (кривая

1 относится к скважине с параметрами

Рж/Рш = 0,855, ац = 3,5 м/с, Kgy = 0,15, г. кривая 2 — P®/Рщ = 0,855, ам = 2 м/с, Кну7

0,15) между сигналами 0г и U< при изменении дебита (P®) на 20 вверх и вниз от номинального.

Согласно предлагаемому способу защиты электропривода потребляемая мощность электродвигателя 1 контролируется посредством статического преобразователя 2 мощности, выходной сигнал с которого подают на блок 3 и блок 4 выделения соответственно второй и первой гармонических составляющих потребляемой электродвигателем мощности, Амплитуду второй гармоники сравнивают в блоке 5 сравнения с величиной функционально преобразованной в блоке 6 амплитуды первой гармоники. При их несовпадении усиленный усилителем 7 сигнал через блок 8 управления подают на блок 9 отключения приводного электродвигателя 1.

В нормальных условиях эксплуатации, соответствующих постоянному или плавно изменяющемуся в определенных пределах дебиту скважины, выходной сигнал блока 3, соответствующий амплитуде второй гармоники, равен выходному сигналу блока 6, в котором сигнал, пропорциональный первой гармонике, преобразуется в сигнал сравнения. При этом сигнал на выходе блока 5 отсутствует, ° При нарушении работы глубинного штангового насоса изменяется соотношение между амплитудными значениями первой и второй гармонических составляющих, соот. ветствующее нормальным условиям эксплуатации. На выходе блока 6 появляется сигнал, который имел бы место в нормальных условиях эксплуатации при амплитуде первой гармоники, соответствующей аварийному режиму. Этот сигнал отличается от выходного сигнала блока 3, определяемого амлитудой второй гармонической составляющей в аварийном режиме. На выходе блока 5 сравнения появляется сигнал, который усиливается усилителем 7 и через блок 8 управления воздействует на блок 9, происходит отключение элкстродвигателя 1.

Функциональную зависимость между первой и второй гармоническими составляющими выводят известным путем, При роторном уравновешивании стан5 ка-качалки выражение для относительных касательных усилий на кривошипе (в относительных единицах) имеет вид

t, = tcKa — р„з1пр = асср + а1созр+ агсоз2р.+

+ (01 — ц ) strep+ Ьгз1п2у, (1)

10 где о„— вес роторного груза, о.е.

Коэффициент степени уравновешенности К

Ь1

b)

Значения коэффициентов ряда Фурье

"5 при представлении касательных усилий в абсолютных величинах имеют вид:

К а1 = — (1,333 (бг + 0,5 — "-) + О,Е33 (9 — ") — "Р„; аг = — (— 0,666 (1 — 0,5 — "-бг) + 1,8бг — "} — P®, °

Ь1 = 0,5 (1 — 0,5 — бг)К Рш (2 + Р ); (4)

25 т К„

Ьг = 0,5 (бг + 0,5 — )-К-Рш (2 + Р ); (5) где Рж — вес откачиваемой жидкости;

Pu — вес насосных штанг.

Амплитуда первой гармоники потребляемой элект о вигателем мощности

А1 = à +(b>+цк) (6)

Ампли да второй гармоники

35 Az= а +Ь (7)

Из выражений (3), (5) и (7) следует, что коэффициенты аг и Ьг ряда Фурье, а следовательно, и амплитуда Аг второй гармониче40 ской составляющей по отношению к частоте качания штангового насоса зависят от веса жидкости P®, Следовательно, в нормальных условиях эксплуатации при колебаниях притока нефти из пласта (изменение вели45 чины P®) изменяется величина амплитуды второй гармоники, несовпадение ее с эталонным значением приводит к отключению приводного двигателя штангового насоса и непроизводительному простою скважины

50 из-за ложного отключения.

При изменении веса откачиваемой жидкости Рж согласно выражениям (2), (4) и (6) изменяют коэффициенты а1 и Ül ряда

Фурье, а следовательно, и амплитуда А1 первой гармонической составляющей. Таким образ и, в нормальных условиях экс.плуатации на обэ входа блока 5 поступают равные сигналы, пропорциональные амплитуде второй гармонической составляющей.

Сигнал из блока 5 отсутствует, т.е, нет лож16Q6735 ных отключений, связанных с изменением дебита.

Формуяа изобретения

0 (ае) Составитель 3. Пимахова

Редактор А. Лежнина Техред ММоргентал Корректор Т. Палий

Заказ 3538 Тираж 504 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Способ защиты электропривода при нарушении работы глубинного штангового насоса по авт.св. М 1146756, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности путем устранения ложных отключений электропривода, дополнительно измеряют величину амплитуды первой по отношению к частоте качания штангового насоса гармонической составляющей, по ней с помощью функциональной зависимости между пер5 вой и второй гармоническими составляющими, имеющей место при нормальных условиях эксплуатации, определяют величину амплитуды второй гармонической составляющей и используют последнюю в

10 качестве эталонной.