Способ защиты электропривода при нарушении работы глубинного штангового насоса

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСК 160673 РЕСПУБЛ Я)5 Е 04 В 49/ ОБРЕТЕНИЯ САНИ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССР Ь 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, полученныйШ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ, СССР 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 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.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 реализациипредлагаемого способа; на фиг.2-типичнаядля конкретной скважины и насоса линейная функциональная зависимость (кривая 101 относится к скважине с параметрамиРж/Рш = 0,855, ам = 3,5 м/сКну = 0,15,гкривая 2 - Рж/Рш = 0,855, ам = 2 м/с, Кну 0,15) междусигналами Ог и 01 при изменении дебита (Рж) на 200 вверх и вниз отноминального.Согласно предлагаемому способу защиты электропривода потребляемая мощностьэлектродвигателя 1 контролируется посредством статического преобразователя 2 мощности, выходной сигнал с которого подаютна блок 3 и блок 4 выделения соответственно второй и первой гармонических составляющих потребляемой электродвигателеммощности, Амплитуду второй гармоникисравнивают в блоке 5 сравнения с величиной функционально преобразованной вблоке 6 амплитуды первой гармоники. Приих несовпадении усиленный усилителем 7сигнал через блок 8 управления подают наблок 9 отключения приводного электродвигателя 1.В нормальных условиях эксплуатации,соответствующих постоянному или плавноизменяющемуся в определенных пределахдебиту скважины, выходной сигнал блока 3,соответствующий амплитуде второй гармоники, равен выходному сигналу блока 6, вкотором сигнал, пропорциональный первой 40гармонике, преобразуется в сигнал сравнения, При этом сигнал на выходе блока 5отсутствует,При нарушении работы глубинного штангового насоса изменяется соотношение между амплитудными значениями первой ивторой 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 аварийномурежиму. Этот сигнал отличается от выходногосигнала блока 3, определяемого амлитудойвторой гармонической составляющей в аварийном режиме, На выходе блока 5 сравнения появляется сигнал, которыйусиливается усилителем 7 и через блок 8управления воздействует на блок 9, происходит отключение элкстродвигателя 1, Функциональную зависимость междупервой и второй гармоническими составляющими выводят известным путем,При роторном уравновешивании станка-качалки выражение для относительныхкасательных усилий на кривошипе (в относительных единицах) имеет видс = тстав - рк з 1 и р = сср + а 1 созр + агсоз 2 р ++ ( Ь 1 - ц ) 3 пр + Ьгзп 2 р, (1)где ок - вес роторного груза, о.е,Коэффициент степени уравновешенности КЬ 1ЬЗначения коэффициентов ряда Фурьепри представлении касательных усилий вабсолютных величинах имеют вид; где Рж - вес откачиваемой жидкости;Рш - вес насосных штанг.Амплитуда первой гармоники потребляемой элект о вигателем мощностиА 1= а + Ь 1+оАмпли(7) Из выражений 3), (5) и (7) следует, что коэффициенты аг и Ьг ряда Фурье, а следовательно, и амплитуда Аг второй гармонической составляющей по отношению к частоте качания штангового насоса зависят от веса жидкости Рж, Следовательно, в нормальных условиях эксплуатации при колебаниях притока нефти из пласта (изменение величины Рж) изменяется величина амплитуды второй гармоники, несовпадение ее с эталонным значением приводит к отключению приводного двигателя штангового насоса и непроизводительному простою скважины из-за ложного отключения.При изменении веса откачиваемой жидкости Рж согласно выражениям (2), (4) и (6) изменяют коэффициенты а 1 и Ь 1 ряда Фурье, а следовательно, и амплитуда А 1 первой гармонической составляющей. Таким образом, 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 ложх К а 1 = - 1,333 (бг + 0,5 - ) + О,Е 33 С 6 -- 1 Рж; аг = -- 0,666 (1 - 0,5 - "бг) + 1,8 бг - " - Рж,Ь 1 = 0,5 (1 - 0,5 - бг) - К-Рш (2 + Р )1 (4) т К Ьг =0,5(бг+0,5 - -Рш(2+ Р ); (5)1606735 О(ае) Составитель 3, Пимахов ММо гентал едактор А. Лежнина Техред р Корректор Т. Палий аказ 3538 Тираж 504 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 ных отключений, связанных с изменениемдебита.Формуяа изобретения Способ защиты электропривода при нарушении работы глубинного штангового насоса по авт.св. ЬЬ 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 пер вой и второй гармоническими составляющими, имеющей место при нормальных условиях эксплуатации, определяют величину амплитуды второй гармонической составляющей и используют последнюю в 10 качестве эталонной.