Устройство для определения технического состояния насоса

Авторы патента:

F04B51/00 - Испытание машин, насосов и насосных установок

Владельцы патента RU 2612684:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к гидромашиностроению. Устройство содержит входной и выходной патрубки (2), (3) насоса (1), датчики (4), (6) давления, установленные во входном и выходном патрубках (2), (3), компаратор (10), индикатор (11), блок (12) управления, счетчик (13) времени, блок (14) запрета, вычислительное устройство (15) и блок (16) индикации. В выходном патрубке (3) насоса (1) установлены регулируемый гидравлический дроссель (8) и датчик (7) температуры, выход которого соединен с блоком (14) запрета. Использование предлагаемого устройства позволит снизить затраты на его изготовление путем упрощения конструкции устройства для определения технического состояния насоса. 1 ил.

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано при оценке технического состояния насосов в условиях эксплуатации.

Известно устройство для определения КПД насоса (SU 1101585 А1, 07.07.1984), которое содержит входной и выходной патрубки, соединенные между собой перепускным трубопроводом с дросселем, датчики давления, установленные на входном и выходном патрубках, датчики температуры, установленные на входном патрубке и перепускном трубопроводе, а также компараторы, вычислительное устройство и индикатор.

Недостатком описанного устройства является недостаточная точность диагностирования, связанная с незначительной величиной разности температур перекачиваемой жидкости, измеряемой во входном и выходном патрубках.

Наиболее близким к заявляемому устройству является устройство для определения технического состояния насоса, включающее исследуемый насос, входной и выходной патрубки, байпасную магистраль с регулируемым дросселем и резервуаром, датчики температуры и давления жидкости, установленные на входе в насос, и датчики давления и расхода на выходе из насоса, задвижки во входном и выходном патрубках, компаратор, индикатор, блок управления, счетчик времени, блок запрета, вычислительное устройство и блок индикации (RU 139008 U1, 27.03.2014). Недостатком данного устройства является сложность конструкции.

Задачей предлагаемого технического решения является снижение затрат на изготовление путем упрощения конструкции устройства для определения технического состояния насоса.

Для достижения данной задачи в выходном патрубке насоса установлены регулируемый гидравлический дроссель и датчик температуры, выход которого соединен с блоком запрета, что позволяет исключить байпасную магистраль с резервуаром и гидравлическим дросселем, датчик температуры во входном патрубке, расходомер и счетчик циклов из конструкции устройства-прототипа.

На чертеже представлена схема устройства для определения технического состояния насоса.

Устройство для диагностирования технического состояния насоса 1 имеет входной 2 и выходной 3 патрубки. Во входном патрубке 2 установлен датчик 4 давления P₁ жидкости на входе в насос 1 и входная задвижка 5, а в выходном патрубке 3 - датчик 6 давления P₂ и датчик 7 температуры Т жидкости на выходе насоса 1, гидравлический дроссель 8 и выходная задвижка 9. Выходы датчиков давления 4 и 6 подключены к компаратору 10, который в свою очередь соединен с индикатором 11 и блоком управления 12. Выходы датчика температуры 7, блока управления 12 и счетчика времени 13 соединены с блоком запрета 14. Выход с блока запрета 14 соединяется с вычислительным устройством 15, к которому в свою очередь подключен блок индикации 16. Входной 2 и выходной 3 патрубки покрыты теплоизоляционным материалом.

Устройство работает следующим образом.

В запланированные моменты времени последовательно проводят испытания насоса 1. Во всех испытаниях устанавливают одинаковым создаваемый насосом 1 перепад давления ΔP=P₂-P₁ с помощью регулируемого дросселя 8, контроль заданного перепада давления осуществляют по показаниям индикатора 11. При этом измерение давления на входе и выходе насоса осуществляется датчиками давления 4 и 6, вычисление разности давлений - с помощью компаратора 10, сигнал с которого подается на индикатор 11 и на блок управления 12. При достижении заданной величины перепада давления ΔP блок управления 12 выдает разрешающий сигнал на блок запрета 14, обеспечивая прохождение сигналов с датчика температуры 7, компаратора 10 (через блок управления 12) и счетчика времени 13 в вычислительное устройство 15. Вычислительное устройство 15 работает в режиме непрерывной регистрации сигналов с датчика температуры (T) 7, компаратора (ΔP) 10 и счетчика времени (Δτ) 13, а также измерения изменения температуры (ΔT). По истечении заданного промежутка времени (Δτ) подаются сигналы на закрытие блока запрета 14 и на блок индикации 16 (на выключение насоса). На блок индикации выводятся значения перепада давления (ΔP) и изменения температуры (ΔT) за заданный промежуток времени (Δτ).

Перепад давления (ΔP) устанавливается с помощью регулируемого дросселя 8 таким, чтобы перевести рабочую точку насоса 1 в зону с наиболее возможно низким КПД, что приводит к значительному возрастанию температуры жидкости на выходе насоса за счет увеличения гидравлических и механических (дисковых) потерь, что в свою очередь позволяет произвести измерение диагностического параметра - изменения температуры (ΔT) перекачиваемой жидкости за заданный промежуток времени (Δτ) - с достаточно высокой точностью, сопоставимой с точностью устройства-прототипа.

Таким образом, заявленная совокупность признаков при обеспечении точности измерения диагностического параметра, аналогичной точности в устройстве-прототипе, позволяет упростить конструкцию устройства, исключив байпасную магистраль с резервуаром и гидравлическим дросселем, датчик температуры во входном патрубке, расходомер и счетчик циклов из конструкции устройства-прототипа.

Измеренное значение диагностического параметра сравнивают с его предельно допустимым значением. Величины устанавливаемого при диагностировании перепада давления и предельно допустимого значения изменения диагностического параметра (изменение температуры перекачиваемой жидкости за заданный промежуток времени) определяются на основе предварительных научно-исследовательских работ или при пуско-наладочных испытаниях.

Насос эксплуатируется до достижения предельного значения диагностического параметра.

Контроль технического состояния насоса служит для своевременного установления момента проведения ремонта или иного вида технического воздействия. В свою очередь своевременное проведение технических воздействий позволит наиболее полно использовать ресурс насоса и снизить эксплуатационные затраты за счет уменьшения времени непроизводительной работы насоса.

Использование предлагаемого устройства позволит снизить затраты на его изготовление.

Устройство для определения технического состояния насоса, содержащее входной и выходной патрубки, датчики давления, установленные во входном и выходном патрубках, компаратор, индикатор, блок управления, счетчик времени, блок запрета, вычислительное устройство и блок индикации, отличающееся тем, что в выходном патрубке насоса установлены регулируемый гидравлический дроссель и датчик температуры, выход которого соединен с блоком запрета.

Изобретение относится к энергетическому машиностроению и может быть использовано при техническом диагностировании состояния центробежных насосов. Способ определения КПД насоса включает прокачивание рабочей жидкости через насос, установление режима работы насоса с номинальным напором, отбор и дросселирование части перекачиваемой рабочей жидкости до давления на входе, измерение давления жидкости на входе и выходе из насоса, измерение температуры жидкости на входе насоса и в дросселированном потоке и вычисление КПД по измеренным параметрам.

Способ диагностики технического состояния машин по косвенным признакам // 2610366

Изобретение относится к вибродиагностике машин и механизмов и может использоваться для вибродиагностики машин. Cпособ диагностики машин по косвенным признакам, преимущественно по вибрации корпуса, включает измерение вибрации в информативной точке корпуса машины, восстановление функции распределения вероятности вибрации, по параметрам которой судят о наличии и уровне неисправностей и/или дефектов машины, запоминают временную реализацию вибрации, преобразуют ее в реализацию, значения которой соответствуют оптимальному для диагностики вибропараметру, восстанавливают функцию распределения вероятности мгновенных значений оптимального для диагностики параметра вибрации в текущем измерении, определяют значение выборочного квантиля параметра вибрации при заданной величине функции распределения вероятности, по которому судят о наличии и уровне неисправностей и/или дефектов машины.

Стенд для испытаний торцовых уплотнений валов циркуляционных насосов // 2604778

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к стендам для испытаний торцовых уплотнений валов циркуляционных насосов. Стенд для испытаний торцовых уплотнений валов циркуляционных насосов содержит постамент с силовым корпусом.

Способ испытания газосепараторов погружных нефтяных насосов и стенд для осуществления такого способа // 2604463

Группа изобретений относится к испытаниям газосепараторов, обеспечивающих работу погружных нефтяных насосов в условиях повышенного газосодержания. Способ испытаний газосепараторов включает нагнетание жидкости и газа в затрубное пространство модели обсадной колонны, формирование рабочей жидкости в виде газожидкостной смеси, разделение газожидкостной смеси с помощью испытуемого газосепаратора на дегазированную жидкость и свободный газ.

Автоматизированная система динамической оценки энергоэффективности насосного оборудования // 2600202

Изобретение относится к системам автоматизированного управления и контроля процессов перекачки жидкости и может быть использовано для динамической оценки энергоэффективности работы насосного оборудования на объектах водоснабжения, водоподготовки, опреснения и водоочистки.

Стенд для испытания газосепараторов к погружным электронасосным агрегатам // 2588332

Изобретение относится к испытаниям газосепараторов, используемым при добыче нефти с высоким газосодержанием. Стенд для испытания газосепараторов содержит накопительную емкость с сопряженным с ней стендовым гравитационным газожидкостным сепаратором, подпорный насос, систему приготовления газожидкостной смеси с источником газа, блок моделирования внутрискважинных условий для размещения испытуемых машин и электродвигателей к ним.

Способ оптимизации параметров привода штангового насоса // 2577922

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для обеспечения оптимальных параметров работы скважинной штанговой насосной установки. Способ оптимизации параметров привода штангового насоса, состоящего из балансира, головки балансира, стойки, шатуна, кривошипа, редуктора, приводного двигателя, тормоза и противовесов, заключается в увеличении длины хода полированного штока, осуществляемом изменением радиуса кривошипа, путем перестановки шатуна в отверстиях кривошипа.

Способ диагностирования технического состояния насоса // 2564475

Изобретение относится к гидромашиностроению и направлено на уменьшение трудоемкости диагностирования технического состояния насоса. Осуществляют дросселирование потока жидкости на выходе из насоса до заданного значения.

Способ диагностирования работы штанговой глубинно-насосной установки // 2492357

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для диагностирования работы глубинно-насосното оборудования скважин, оборудованных установками штанговых скважинных насосов.

Способ диагностики фундамента электропривода насосного агрегата // 2485351

Изобретение относится к области диагностики, обеспечению безопасности трубопроводного транспорта, а более конкретно к способам оценки технического состояния фундаментов электроприводов насосных агрегатов в составе газокомпрессорной станции на основе компьютерной вибродиагностики, и может быть использовано при эксплуатации насосных станций для своевременного предупреждения аварий насосных агрегатов при транспортировке газа, нефти и продуктов их переработки.

Способ оценки технического состояния машин // 2614948

Изобретение относится к области диагностики, а именно к способам оценки технического состояния машин по вибрации корпуса, и может быть использовано при эксплуатации машинных комплексов для предупреждения внезапных отказов и аварий машин в нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности. Способ включает измерение параметров вибрации корпуса машины и построение трендов их изменения по времени. По трендам оценивают скорости изменения вибропараметров и используют значения последних совместно со скоростями в качестве диагностических признаков машины. При построении тренда вибропараметра выделяют верхнюю и нижнюю огибающие его максимальных и минимальных значений. По огибающим определяют скорости изменения и разброс вибропараметра и последний используют в качестве диагностического признака для оценки технического состояния машины. Изобретение направлено на повышение достоверности диагностики по трендам параметров вибрации корпуса машины. 2 ил.

Способ диагностирования гидромашины // 2614949

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано при оценке технического состояния гидромашины в условиях эксплуатации. Способ диагностирования гидромашины включает периодический вывод гидромашины на испытательный режим с непрерывным изменением угловой скорости вращения вала, например, выключением привода гидромашины. Измерение на этом режиме по крайней мере двух значений одной из характеристик работы гидромашины при заранее заданных числах оборотов вала в единицу времени. Вычисление по этим значениям диагностического параметра и сравнение его с эталонным. Дополнительно измеряют время между моментами достижения заранее заданных чисел оборотов вала в единицу времени и используют это значение для оценки механических потерь. Изобретение направлено на повышение информативности диагностирования технического состояния гидромашины и может быть использовано при оценке технического состояния гидромашины в условиях эксплуатации. 1 ил.

Способ диагностирования технического состояния насоса // 2614950

Изобретение относится к гидромашиностроению и направлено на повышение информативности диагностирования насоса. Способ включает проведение последовательных испытаний, дросселирование потока жидкости на выходе из насоса до заданного значения расхода, измерение изменения температуры жидкости на выходе из насоса за заданный промежуток времени и перепада давлений на насосе, определение величин диагностических параметров и оценку по измеренным величинам параметров при различных испытаниях технического состояния насоса. Далее дополнительно восстанавливают текущие показатели работы насоса. Осуществляют дросселирование потока жидкости на выходе из насоса до заданного значения перепада давления. Производят измерение расхода перекачиваемой жидкости и используют изменение температуры на выходе насоса за заданный промежуток времени, измеренное при дросселировании потока жидкости на выходе из насоса до заданного значения перепада давления, и расхода перекачиваемой жидкости в качестве дополнительных диагностических параметров. Позволит повысить информативность диагностирования насоса и может быть использовано при оценке технического состояния насосов в условиях эксплуатации. 1ил.

Устройство и способ определения силы для скважинного нефтяного насоса // 2615548

Изобретение относится к области эксплуатации нефтяных месторождений. Техническим результатом является увеличение эффективности перекачивания нефти из пласта. Предложен способ определения силы для скважинного нефтяного насоса, характеризующийся тем, что предусматривает: определение, при перемещении насосной штангой плунжера вверх, первого давления, оказываемого столбом жидкости на плунжер, второго давления, обусловленного воздействием интенсивности давления в выпускном отверстии скважинного нефтяного насоса на плунжер, и силы инерции, с которой столб жидкости действует на цилиндр скважинного нефтяного насоса; определение силы трения, генерируемой в процессе перемещения насосной штангой плунжера; определение сопротивления, которое возникает при прохождении жидкости через отверстие нагнетательного клапана или отверстие всасывающего клапана, и силы вдавливания, с которой столб жидкости действует на насосную штангу, в процессе перемещения насосной штангой плунжера; определение третьего давления, обусловленного воздействием интенсивности давления в скважинном нефтяном насосе на плунжер, и четвертого давления, обусловленного воздействием противодавления на устье скважины на нижнюю поверхность насосной штанги, в процессе перемещении насосной штангой плунжера; и согласно направлению, в котором насосная штанга перемещает плунжер, выбор из различных сил, которые описаны выше, силы, которая соответствует направлению перемещения, и определение результирующей силы, воздействующей на нижний конец насосной штанги, на основе выбранной силы. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

Способ определения неуравновешенности станка-качалки скважинной штанговой насосной установки // 2621435

Изобретение относится к области нефтедобычи, в частности к системам диагностики скважинных штанговых насосных установок. Сущность изобретения состоит в том, что сравнивают эталонное значение среднеквадратического отклонения полной мощности и значение среднеквадратического отклонения полной мощности, определенное из произведения действующих значений тока и напряжения, вычисленных с учетом условия минимального или максимального смещения штока от точки подвеса и условия не равенства нулю производной значения давления, вычисленных по значениям перемещения штока и давления. Уменьшается погрешность измерения потерь энергии из-за неуравновешенности станка-качалки. 1 ил.

Способ испытаний погружных центробежных насосов // 2629313

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при стендовых испытаниях погружных центробежных насосов для добычи нефти. Способ испытаний насосов включает осуществление цикла циркуляции модельной вязкой жидкости через исследуемый насос и регулирование режимов работы насоса с одновременным контролем параметров насоса. При этом предварительно измеряют плотность и вязкость модельной жидкости при различной температуре и строят зависимости последних от температуры. Производят регулирование режимов работы путем изменения частоты вращения вала. При этом одновременно непрерывно производят замеры параметров работы насоса на неустановившихся режимах при изменяющейся во времени температуре. По результатам замеров строят зависимости подачи, напора, потребляемой мощности и КПД насоса от температуры на приеме, а затем перестраивают их в зависимости подачи, напора, потребляемой мощности и КПД насоса от вязкости на различных режимах. По этим зависимостям строят напорно-расходные и энергетические характеристики насоса при различных значениях вязкости. Изобретение позволяет упростить процесс исследования, сократить время и трудоемкость испытаний, обеспечить проведение исследований при переменной температуре на входе в насос, расширить спектр исследуемых характеристик насоса. 4 ил.

Устройство для определения технического состояния гидромашины // 2642992

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано при оценке технического состояния гидромашин. Устройство содержит датчик давления 1, установленный в напорной магистрали, датчик числа оборотов 3 вращения вала гидромашины, датчик регистрации отключения гидромашины 4, блок управления 5, включающий последовательно соединенные элемент задержки и формирователь разрешающего сигнала, элемент запрета 6, дифференцирующий блок 7, блок сравнения 8 и блок индикации 9. Датчик регистрации 4 отключения гидромашины соединен с блоком управления 5. Выходы датчика давления 1, датчика числа оборотов 3 и блока управления 5 соединены с элементом запрета 6, выход которого в свою очередь через последовательно соединенные дифференцирующий блок 7 и блок сравнения 8 соединен с блоком индикации 9. Устройство снабжено датчиком расхода 2, установленным в напорной магистрали 1, выход которого соединен с элементом запрета 6 для обеспечения возможности определения объемных потерь гидромашины. Изобретение направлено на повышение информативности контроля технического состояния гидромашины. 1 ил.

Стенд для испытания газосепараторов погружных нефтяных насосов в условиях повышенного газосодержания // 2647023

Изобретение относится к испытаниям газосепараторов погружных электронасосных агрегатов для добычи из скважин нефти с высоким газосодержанием. Стенд содержит накопительную емкость с гидравлически сопряженным с ней стендовым гравитационным газожидкостным сепаратором, подпорный насос, систему приготовления газожидкостной смеси с источником газа, блок моделирования внутрискважинных условий для размещения испытуемых гидравлических машин и электродвигателей к ним. Блок моделирования включает в себя модель обсадной колонны, имеющую вход газожидкостной смеси и выходы по жидкости и по газу. Внутри модели обсадной колонны, образуя кольцевое затрубное пространство, размещены газосепаратор и насос. Выходной участок затрубного пространства модели обсадной колонны, расположенный выше газоотводящих отверстий газосепаратора, выполнен с большей площадью поперечного сечения проточной части относительно площади поперечного сечения основного участка, расположенного ниже, более чем на 10%. Изобретение направлено на создание условий испытаний, соответствующих реальным условиям в скважине, и обеспечение более достоверных результатов испытаний. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ испытания газосепараторов на газожидкостных смесях и стенд для его осуществления // 2647175

Группа изобретений относится к испытаниям гидравлических машин и предназначена для измерения рабочих характеристик погружных газосепараторов, используемых при добыче нефти. Способ испытания газосепараторов на газожидкостных смесях включает измерение расходов в линиях подвода жидкости и газа на входе в газосепаратор (1), формирование газожидкостной смеси, сепарацию в газосепараторе (1). Подачу потока газожидкостной смеси осуществляют непосредственно в основание газосепаратора (1). Поток из выкидных отверстий (3) газосепаратора (1) направляют в дополнительное устройство (10) для сепарации жидкости и газа. Отсепарированную в дополнительном устройстве (10) жидкость подают в испытуемый газосепаратор (1), а отсепарированный газ - в атмосферу, при этом обеспечивается примерное равенство давлений на входе и выходе газосепаратора (1). Затем измеряют расход потоков жидкости и газа, отсепарированных в дополнительном устройстве (10). По данным измерений расходов вычисляют коэффициент сепарации испытуемого газосепаратора. Группа изобретений направлена на повышение точности измерения сепарационной характеристики испытываемого газосепаратора за счет более полного моделирования скважинных условий, сокращение времени испытания. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.