устройство защиты электроприводного погружного насосного агрегата

Формула изобретения

Устройство защиты электроприводного погружного насосного агрегата, содержащее погружной электродвигатель, соединенный с электрогидроприводным насосом, блок регулирования и устройство отключения погружного электродвигателя, отличающееся тем, что в цепи погружного электродвигателя установлен трансформатор тока, к выходу которого подключен анализатор временных интервалов для измерения последних между измерениями импульсов тока погружного электродвигателя в моменты перехода рабочего органа электрогидроприводного насоса из состояния «рабочий ход» в состояние «обратный ход» и наоборот, причем выходом анализатор временных интервалов подключен посредством исполнительной цепи к блоку регулирования и через последний к устройству отключения погружного электродвигателя с возможностью отключения погружного электродвигателя при превышении заданного значения временного интервала перехода рабочего органа электрогидроприводного насоса из состояния «рабочий ход» в состояние «обратный ход» и наоборот.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области насосостроения, в частности к способам защиты погружного насосного агрегата от работы в условиях, угрожающих работоспособности его систем, преимущественно работающих в скважинах, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Известна система защиты погружного насосного агрегата, установленного в скважине с устьевой задвижкой, включающая измерение величины потребляемого электроприводом насоса тока, формирование сигнала, управляющего его отключением, сравнение сигнала с пороговой величиной и отключение электронасоса (см. авторское свидетельство SU №802619, кл. F04D 15/00, 07.02.1981).

Однако известная система защиты не учитывает индивидуальных особенностей используемого насоса, погружного электродвигателя, блока управления с ячейками защиты от срыва подачи и субблока измерений и питания, предназначенного для измерения предварительно установленных контрольных величин измеряемых параметров защиты от перегрузки и недогрузки, что сужает возможности использования данной системы защиты электроприводного погружного насосного агрегата.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство защиты электроприводного погружного насосного агрегата, содержащее датчик температуры, датчик давления, датчик вибрации, масштабный усилитель, блок регулирования, генератор импульсов, преобразователь напряжения в постоянный ток, преобразователь давления в напряжение, преобразователь температуры в напряжение, преобразователь вибрации в напряжение, многоразрядный счетчик, выходы разрядов которого подключены к входам соответствующих схем «И-ИЛИ» для образования временных интервалов, блок регулирования, который в случае снижения давления ниже допустимого выключает питание погружного электродвигателя, а при возрастании давления при достижении им заданного значения включает его питание, в случае превышения величины температуры заданного значения отключает электродвигатель и аналогичным образом осуществляет режим контроля вибрации (см. патент RU №2146071, кл. Н02Н 7/08, 27.02.2000).

Однако данное устройство защиты, как и предыдущее, учитывает только параметры работы насоса непрерывного действия (центробежного или винтового) и не принимает во внимание параметры работы электрогидроприводного поршневого (плунжерного) или диафрагменного насоса, что делает невозможным наземный контроль работоспособности и снижает надежность работы данного насосного агрегата.

Задачей изобретения является создание устройства защиты, которое учитывало бы конкретные характеристики работы погружного электрогидроприводного насоса, в частности временную характеристику хода его рабочего органа (плунжера или диафрагмы).

Техническим результатом, достигаемым при реализации данного изобретения, является обеспечение наземного контроля функционирования и повышение надежности насосного агрегата, а также существенное удешевление оборудования устройства защиты.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что устройство защиты электроприводного погружного насосного агрегата содержит погружной электродвигатель, соединенный с электрогидроприводным насосом, блок регулирования и устройство отключения погружного электродвигателя, при этом в цепи погружного электродвигателя установлен трансформатор тока, к выходу которого подключен анализатор временных интервалов для измерения последних между измерениями импульсов тока погружного электродвигателя в моменты перехода рабочего органа электрогидроприводного насоса из состояния «рабочий ход» в состояние «обратный ход» и наоборот, причем выходом анализатор временных интервалов подключен посредством исполнительной цепи к блоку регулирования и через последний - к устройству отключения погружного электродвигателя с возможностью отключения погружного электродвигателя при превышении заданного значения временного интервала перехода рабочего органа электрогидроприводного насоса из состояния «рабочий ход» в состояние «обратный ход» и наоборот.

В ходе проведенного анализа работы различных устройств защиты электроприводного погружного насосного агрегата было выявлено, что устройство защиты может быть значительно упрощено за счет выявления наиболее характерной контролируемой величины работы электроприводного погружного насосного агрегата, причем момент перехода рабочего органа из состояния «рабочий ход» в состояние «обратный ход» и наоборот достаточно точно фиксируется по характерным импульсам тока в электрической цепи погружного электродвигателя. При этом было установлено, что заданное значение временного интервала перехода рабочего органа электрогидроприводного насоса из состояния «рабочий ход» в состояние «обратный ход» и наоборот является именно такой характерной контролируемой величиной, по которой можно сделать вывод о состоянии работы электроприводного погружного насосного агрегата, поскольку и нарушение в работе самого электрогидроприводного насоса, и нарушение в работе погружного электродвигателя приводят к изменению заданного значения временного интервала перехода рабочего органа электрогидроприводного насоса из состояния «рабочий ход» в состояние «обратный ход» и наоборот. Таким образом установка в цепи погружного электродвигателя трансформатора тока и подключение к выходу последнего анализатора временных интервалов для измерения последних между измерениями импульсов тока погружного электродвигателя в моменты перехода рабочего органа электрогидроприводного насоса из состояния «рабочий ход» в состояние «обратный ход» и наоборот позволяет посредством блока регулирования подключенного к устройству отключения погружного электродвигателя отключать питание погружного электродвигателя при превышении заданного значения временного интервала перехода рабочего органа электрогидроприводного насоса из состояния «рабочий ход» в состояние «обратный ход» и наоборот.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Устройство защиты электроприводного погружного насосного агрегата содержит погружной электродвигатель 1, соединенный с электрогидроприводным насосом 2, и устройство 3 отключения погружного электродвигателя 1 с блоком регулирования. В цепи погружного электродвигателя 1 установлен трансформатор тока 4, к выходу которого подключен анализатор временных интервалов 5 для измерения последних между измерениями импульсов тока погружного электродвигателя 1 в моменты перехода рабочего органа электрогидроприводного насоса из состояния «рабочий ход» в состояние «обратный ход» и наоборот. Выходом анализатор временных интервалов 5 подключен посредством исполнительной цепи 6 к блоку регулирования (не показан) и через последний - к устройству 3 отключения погружного электродвигателя 1 с возможностью отключения погружного электродвигателя 1 при превышении заданного значения временного интервала перехода рабочего органа электрогидроприводного насоса из состояния «рабочий ход» в состояние «обратный ход» и наоборот.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно в анализатор 5 временных интервалов вводят заданное значение временного интервала перехода рабочего органа электрогидроприводного насоса 2 из состояния «рабочий ход» в состояние «обратный ход» и наоборот. В ходе работы насосного агрегата проводится постоянный контроль указанного выше временного интервала и его сравнения с заданной его величиной. При изменении значения временного интервала перехода рабочего органа электрогидроприводного насоса 2 из состояния «рабочий ход» в состояние «обратный ход» и наоборот от заданного, вызванного, например, нарушением в работе какого-либо узла насосного агрегата, дается команда на отключение погружного электродвигателя 1 и, таким образом, остановка работы электрогидроприводного насоса 2.

Настоящее изобретение может быть использовано в нефтедобывающей промышленности там, где в качестве скважинного оборудования применяются электроприводные погружные насосные агрегаты для обеспечения наземного контроля работы последних и их защиты.