Способ регулирования многосекционного электродвигателя скважинной насосной установки и скважинная насосная установка

 

Изобретение относится к гидромашиностроению , обеспечивает расширение диапазона регулирования, а также предотвращает осложнения при запуске и нестационарном режиме работы скважины, эксплуатируемой насосной установкой с многосекционным электродвигателем (МЭ). Способ регулирования МЭ включает раз

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4430852/29 (22) 25,05.88 (46) 23 04.91. Бюл. ЛЬ 15 (71) Особое конструкторское бюро по конструированию, исследованию и внедрению глубинных бесштанговых насосов (72) Г.А.Гендельман и Д.Л,Шварц (53) 621.671 (088.8) (56) Патент США М 2646204, кл. 417-16, опублик. 1953.

Авторское свидетельство СССР

М 1370703, кл, F 04 D 13/12, 1986.... Ж, Ä 1643794 А1 (я)з F04 015/00, 13/12, Е 21 В 43/00//

Н 02 К 5/12 (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ МНОГОСЕКЦИОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

СКВАЖИННОЙ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ И

СКВАЖИННАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА (57) Изобретение относится к гидромашиностроению, обеспечивает расширение диапазона регулирования, а также предотвращает осложнения при запуске и нестационарном режиме работы скважины, эксплуатируемой насосной установкой с многосекционным электродвигателем (МЭ).

Способ регулирования МЭ включает раз1643794 дельную подачу электроэнергии (Э) к каждой секции (С), измерение управляющего параметра, в качестве к-ro используют измеряемое давление (Д) на приеме насоса (Н)

1, сравнение текущего значения давления с величинами уставок, причем подачу Э к каждЬй из С осуществляют поочередно, при переключении подачи Э от С к С ступенчато изменяют частоту вращения вала электродвигателя. При запуске скважины вал электродвигателя начинают вращать с минимальной частоты вращения, При нестационарном режиме при уменьшении Д на приеме Н 1 ниже минимальной уставки частоту вращения электродвигателя ступенчато снижают, а при увеличении Д выше максимальной уставки указанную частоту

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано для эксплуатации скважин насосными установKBMH.

Цель изобретения — расширение диапазона регулирования и предотвращение ослож«ений при запуске и нестационарном режиме работы скважины.

На чертеже представлена скважинная насосная установка для реализации способа регулирования многосекцион ного электродвигателя.

Скважинная насосная установка содержит насос 1 и многосекционный асинхронный электродвигатель 2, каждая из секций

3 — 5 которого через отдельный кабель соответственно 6-8 и коммутационный аппарат

9 подключена к источнику 10 питания. Установка снабжена датчиком 11 давления на приеме насоса 1, выход которого посредством линии 12 подсоединен к коммутационному аппарату 9, а разные секции 3-5 электродвигателя 2 выполнены с различным числом пар полюсов.

Установка размещена в скважине 13 и подает продукцию на поверхность по подьемной колонне 14. Коммутационный аппарат 9 имеет блоки 15-17, через которые кабели 6 — 8 соответственно подключены к источнику 10 питания, Способ регулирования многосекционного электродвигателя скважинной насосной установки осуществляют следующим образом.

Перед спуском установки в скважину определяют количество секций электродвигателя 2 и количество пар полюсов в каждой из них, исходя из необходимого диапазона

35 ступенчато увеличивают. Скважинная насосная установка для осуществления сйособа регулирования содержит Н 1 и МЭ 2, каждая из С 3-5 к-ro через отдельный кабель

6-8 и коммутационный аппарат 9 подключена к источнику 10 питания, датчик 11 давления на приеме Н 1, выход датчика 11 подсоединен к аппарату 9, а разные секции

3 — 5 электродвигателя 2 выполнены с различным числом пар полюсов. Применение способа и установки позволяет предотвратить осложнения в работе системы пластскважина — насосная установка, связанные с воздействием высокой вязкости продукции, мехпримесями и наличием свободного газа. Кроме того, требуется изменение частоты питающего тока. 2 з,и 2 с.п.ф-лы, 1 ил. регулирования, После монтажа установки в скважине 13 осуществляют раздельную подачу электроэнергии к каждой из секций

3 — 5, измеряют управляющий параметр, в качестве которого используют давление на приеме насоса 1, фиксируемое датчиком 11, сравнивают текущее значение давления с величинами уставок и изменяют подачу электроэнергии в зависимости от результатов сравнения. При этом подачу электроэнергии к каждой из секций 3 — 5 электродвигателя 2 осуществляют nooseредно, при переключении подачи электроэнергии от секции к секции ступенчато изменяют частоту вращения вала электродвигателя 2, При запуске скважины 13 вал электродвигателя 2 начинают вращать с минимальной частотой.

Кроме того, при нестационарном режиме работы скважины 13 при уменьшении давления на приеме насоса 1 ниже минимальной уставки частоту вращения электродвигателя 2 ступенчато уменьшают, а при увеличении указанного давления выше максимальной уставки частоту вращения вала электродвигателя 2 ступенчато увеличивают.

Скважинная насосная установка работает следующим образом.

При первоначальном запуске или после длительной остановки электроэнергию подают от источника 10 питания через блок

17 коммутационного аппарата 9 и кабель 8 к секции 5 электродвигателя 2, которая имеет минимальную номинальную частоту вращения, например, секция выполнена в виде шестиполюсного асинхронного электродвигателя. Это позволяет при запуске вести от1643794 качку жидкости из скважины 13 с малым дебитом, обеспечивая минимальную депрессию, низкие страгивающие усилия в столбе жидкости в подьемной колонне 14 и предотвращение выноса мехпримесей из пласта. При необходи-. мости депрессию на пласт и дебит в дальнейшем увеличивают переключением подачи электроэнергии с секции 5 на секцию 4 или 3, одна из которых может быть выполнена в виде четырехполюсного, а другая двухполюсного асинхронного электродвигателя.

При нестационарном режиме работы скважины 13 возможен случай, когда давление, измеряемое датчиком 11, на приеме насоса 1 снижается ниже устачовленной величины, т.е. минимальной уставки, и необходимо уменьшить отбор жидкости из скважины 13 по сравнению с текущим. Для этого с помощью блока

15 коммутационного аппарата 9 отключают подачу электроэнергии через кабель 6 на секцию 3 электродвигателя, а затем с помощью блоков 16 или 17 аппарата 9 подают электроэнергию по кабелям 7 или 8 соответственно к секциям 4 или 5 с меньшими частотами вращения. В случае обратного изменения давления производят переключение на секции с большей частотой вращения, Если насос 1 выполнен объемного типа, например, винтовым, то мощность каждой из секций рекомендуется выбирать исходя из условия сохранения постоянной величины развиваемого момента независимо от частоты вращения. В этом случае мощности секций относятся друг к другу обратно пропорционально числам пар полюсов. Для центробежных насосов рекомендуется выбирать мощности секций обратно пропорционально кубу числа пар полюсов.

Изобретение позволяет расширить диапазон регулирования. Выполнение электродвигателя секционным позволяет также использовать эффект резервирования при отказе одной из секций, Согласование производительности насоса 1 и дебита скважины 13 на пусковых и нестационарных режимах позволяет повысить надежность и предотвратить осложнения в работе системы пласт-скважина — насосная установка, связанные с действием высокой вязкости продукции, наличием мехприме. сей, свободного газа. При этом регулирование обеспечиваетсятехническиболеепростопосравнению с известным мегодом изменения частоты питающего тока, Формула изобретения

1. Способ регулирования многосекционного электродвигателя скважинной насосной установки, включающий раздельную подачу электроэнерии к каждой из секций, измерение управляющего йараметра, сравнение его текущего значения с величинами уставок и изменение подачи электроэнергии в зависимости от результатов сравнения, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования и предотвращения осложнений при запуске и нестационарном режиме работы скважины, подачу электроэнергии к каждой из секций осуществляют поочередно, при переключении подачи электроэнергии от секции к секции ступенчато изменяют частоту вращения вала электродвигателя, при этом измеряют давление на приеме насоса и используют его величину в качестве управляющего параметра.

2, Способ поп.1,отличающийся

20 тем, что при запуске вал электродвигателя начинают вращать с минимальной частоты вращения.

3. Способ по п1, отлича ющийся

25 тем, что при нестационарном режиме работы скважины при уменьшении давления на приеме насоса ниже минимальной уставки частоту вращения электродвигателя ступенчато снижают, а при увеличении упомянутого давления выше максимальной уставки частоту вращения вала электродвигателя ступенчато увеличивают, 4. Скважинная насосная установка, со30

35 держащая насос и многосекционный асинхронный электродвигатель, каждая из секций которого через отдельный кабель и коммутационный аппарат подключена к источнику питания, отличающаяся

40 тем, что, с целью расширения диапазона регулирования и предотвращения осложнений при запуске и нестационарном режиме работы скважины, установка снабжена датчиком давления на приеме насоса, выход которого подсоединен к коммутационному аппарату, а разные секции электродвигателя выполнены с различным числом пар полюсов.

Составитель Г. Богомольный

Техред М.Моргентал Корректор Л. Пилипенко

Редактор О. Головач

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

Заказ 1227 Тираж 386 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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