способ уравновешивания штанговой глубинно-насосной установки
Классы МПК: | E21B43/00 Способы или устройства для добычи нефти, газа, воды, растворимых или плавких веществ или полезных ископаемых в виде шлама из буровых скважин E21B47/00 Исследование буровых скважин F04B47/02 с приводным устройством, расположенным на поверхности земли |
Автор(ы): | Зюзев А.М. (RU) |
Патентообладатель(и): | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет-УПИ" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2003-08-21 публикация патента:
10.04.2005 |
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для контроля качества уравновешивания станков-качалок нефтяных скважин, оборудованных штанговыми глубинными насосами. Техническим результатом изобретения является повышение производительности наладочных операций по уравновешиванию, минимизации потерь в двигателе и оптимизации энергопотребления. Способ основан на измерении действующего тока двигателя на двойном ходе штока при работающей установке, сравнении его значений на ходе штока вверх и вниз, остановке агрегата, перемещении грузов на кривошипе с повторным пуском, измерением и сравнением указанных значений тока. Дополнительно при работе агрегата измеряют время хода штока вверх и вниз. На основе измеренных значений тока определяют его среднеквадратичные значения на ходе штока вверх и на ходе штока вниз по приведенным формулам. Затем находят значение коэффициента уравновешенности Кур. При Кур=1 установку считают уравновешенной. При Кур1 останавливают агрегат и перемещают грузы относительно исходного положения пропорционально значению Кур. 1 ил.
Формула изобретения
Способ уравновешивания штанговой глубинно-насосной установки, включающий контроль хода штока и действующего тока двигателя Iэф на двойном ходе штока при работающей установке, сравнение его значений на ходе штока вверх и вниз, остановку агрегата, перемещение грузов на кривошипе с повторным пуском, измерением и сравнением указанных значений тока, отличающийся тем, что дополнительно при работе агрегата измеряют время хода штока вверх Т1 и вниз Т2, на основе измеренных значений тока определяют его среднеквадратичные значения на ходе штока вверх - Iср.кв.1 и на ходе штока вниз - Icp.кв.2, затем находят значение коэффициента уравновешенности Кур=Iср.кв.1 /Icp.кв.2, после чего при Кур=1 считают установку уравновешенной, а при Кур 1 останавливают агрегат и перемещают грузы относительно исходного положения пропорционально значению Кур.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для контроля качества уравновешивания станков-качалок нефтяных скважин, оборудованных штанговыми глубинными насосами.
Использование изобретения позволяет снизить эксплуатационные расходы для станков-качалок за счет оптимизации энергопотребления электропривода путем настройки положения противовесов на основе объективного приборного контроля качества уравновешивания станка-качалки.
Способ основан на измерении действующего тока двигателя и вычислении его среднеквадратичного значения на ходе штока вверх и вниз с последующим расчетом их отношения, величина которого служит для оценки качества уравновешивания.
Известен способ уравновешивания вращающего момента в приводе штанговых глубинных насосов, включающий контроль хода штока и действующего тока двигателя Iэф на двойном ходе штока при работающей установке, сравнение его значений на ходе штока вверх и вниз, остановку агрегата, перемещение грузов на кривошипе с повторным пуском, измерением и сравнением указанных значений тока (Привод штанговых глубинных насосов. Паспорт ПШГН.00.000.ПС. УРАЛТРАНСМАШ, Екатеринбург, 1991). Указанную последовательность операций предлагается выполнять до достижения равенства максимальных значений тока на ходе штока вверх и вниз.
Основным недостатком такого способа является выделение для контроля только максимальных значений без учета интегральной оценки текущих значений тока на двойном ходе штока, что не гарантирует минимума потерь в двигателе и оптимизацию энергопотребления.
Задачей изобретения является обеспечение объективного приборного контроля качества уравновешивания станков-качалок.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в известном способе при работе агрегата дополнительно измеряют не только действующий ток двигателя Iэф, но и время хода штока вверх Т1 и вниз Т2 и на основе измеренных значений тока определяют его среднеквадратичные значения на ходе штока вверх - Iср.кв.1 и на ходе штока вниз - I ср.кв.2 по формулам:
а затем находят значение коэффициента уравновешенности Кур=Iср.кв.1/Kcp.кв.2, после чего при Кур=1 считают установку уравновешенной, а при Кур 1 останавливают агрегат и перемещают грузы для уравновешивания относительно исходного положения пропорционально значению К ур.
Использование среднеквадратичных значений тока на ходе штока вверх и вниз позволяет получить объективный показатель качества уравновешивания, так как только при равенстве указанных величин достигается минимум потерь в двигателе и, соответственно, оптимизируется энергопотребление. Отметим, что применение способа возможно как при наладке, так и в процессе эксплуатации станков-качалок, причем на работающей установке можно оценить качество уравновешивания станка-качалки без остановки агрегата однократным измерением.
Способ поясняется чертежом, где изображена функциональная схема реализации изобретения.
Схема содержит следующие элементы: датчик тока 1 приводного двигателя 2 станка-качалки 3, датчик положения 4, контролирующий ход штока 5, счетчики времени хода штока вверх 6 и вниз 7, выполненные на интегрирующих звеньях вычислители среднеквадратичного тока на ходе штока вверх - 8 и на ходе штока вниз - 9, делитель 10, а также противовесы 11 на кривошипе станка-качалки, используемые для уравновешивания, причем уравновешивание обеспечивается изменением радиуса R путем перемещения противовесов по кривошипу. Отметим, что датчики положения и тока с блоками обработки информации 6... 10 могут быть как в стационарном исполнении и входить в состав системы управления станком-качалкой, так и в мобильном исполнении в комплекте переносных средств контроля уравновешивания станков-качалок.
Способ реализуется следующим образом.
На работающей установке датчиком тока 1 контролируется ток двигателя 2, а датчиком положения 4 измеряется ход (перемещение) штока 5, при этом счетчики времени 6 и 7 определяют время хода штока вверх и вниз и запускают на соответствующий период времени интегрирующие звенья в составе вычислителей среднеквадратичного тока на ходе штока вверх - 8 и на ходе штока вниз - 9. После выполнения полного двойного хода штока (вверх - вниз) цикл измерения завершается вычислением отношения полученных величин среднеквадратичных токов с выдачей значения коэффициента уравновешенности Кур блоком 10, величина которого определяет дальнейший порядок действий обслуживающего персонала по уравновешиванию станка-качалки. В частности, при Кур=1 установку следует считать уравновешенной, в противном случае агрегат необходимо остановить и при Кур >1 пропорционально Кур увеличить радиус вращения противовесов R (передвинуть противовесы от центра вращения), а при Кур<1 - соответственно уменьшить радиус вращения R, после чего установку запустить, повторить цикл измерения и убедиться, что уравновешивание обеспечено.
Технический результат, достигаемый от реализации способа по изобретению, состоит в повышении производительности наладочных операций по уравновешиванию, минимизации потерь в двигателе и оптимизации энергопотребления, что позволяет снизить эксплуатационные расходы и повысить надежность работы установки в целом.
Класс E21B43/00 Способы или устройства для добычи нефти, газа, воды, растворимых или плавких веществ или полезных ископаемых в виде шлама из буровых скважин
Класс E21B47/00 Исследование буровых скважин
Класс F04B47/02 с приводным устройством, расположенным на поверхности земли
кривошипно-кулисный станок-качалка - патент 2528890 (20.09.2014) | |
насосная установка для раздельной эксплуатации двух пластов - патент 2528469 (20.09.2014) | |
способ добычи нефти и устройство для его осуществления - патент 2527823 (10.09.2014) | |
канатная насосная штанга - патент 2527275 (27.08.2014) | |
привод скважинного штангового насоса - патент 2522729 (20.07.2014) | |
цепной привод скважинного штангового насоса - патент 2519152 (10.06.2014) | |
привод скважинного штангового насоса - патент 2517950 (10.06.2014) | |
станок-качалка - патент 2506457 (10.02.2014) | |
скважинная насосная установка - патент 2506456 (10.02.2014) | |
станок-качалка - патент 2506455 (10.02.2014) |