Устройство для автоматического выключения электродвигателя нефтяного станка-качалки

;О с),") 9;") 6 фЯ СТВУ ИДЕ ВТОРСК а, л а ей реги а о в Бюро последую ана при СНК С,ССР Зарегистрироаобоетенцй 1 ос ации лГс г. ЛЛ 1 1 рл"еля о выключенияанка-качалки. ется жена хем.: Класс 21 с,б, 59 аа,а ОПИСАНИЕВ. А. Устройство для автоматическог нефтяного сТакие аварии в нефтедобывающем хозяйстве, как обрыв контргруза, обрыв штанг, буксование ремня и т. д являются в эксплоатации наиболее частыми и обычно оканчиваются сгоранием электрического двига теля, длительным переооем в добыче нефти и даже пожаром станков-качалок (вследствие буксования ремня).Известные приспособления для автоматической остановки при обрыве контргруза не могут решить поставленной перед ними задачи вследствие трудности регулировки и весьма примитивной механической конструкции, не исключающей, например, срабатывания автомата при пуске, когда двигатель еще не развил обо. ротов.Предлагаемое устройство имеет целью установить путем несложной регулировки следующие предельные положения в режиме эксплоатации, переход за границы которых неизбежно вызывает автоматическую остановку станка. качалки; 1) пусковое время станка-качалки, т, е. время с момента включения двигателя по момент установления нормальных оборотов, 2) допуск в балансировада в НКТон за И 13119юля 1939 года нии качалки (балансирование, как известно, имеет целью уменьшить расход электроэнергии, сделать равномерным движение механизмов, следовательно, уменьшить динамические усилия в насосных штангах и кинематическом механизме станка- качалки, т. е. облегчить самую конструкцию их).Баланс может нарушаться в результате изменения режима эксплоатации скважины (изменения статического уровня), а также вследствие аварийных причин (обрыв контргруза или обрыв штанг, заедание штанг, запарафинирование штанг).Помимо этого предлагаемое устройство производит автоматическую остановку станка-качалки при обрыве ремая, а также при буксовании (скольжении) ремня,На работе устройства совершенно не отражаются изменения числа оборотов двигателя качалки, числа ходов качалки или изменение величины хода насоса,Сущность изобретения поясня чертежом, на котором изобра принципиальная электрическая с предлагаемого устройства.Переключатель, состоящий из двух ,герметических ртутных контактов 2,3, смонтирован на балансире 1 стан-ка-качалки поближе к оси балансираи соединен кабелем 4 с собственноавтоматом, который может быть смон.тирован в кожухе моторного ящика 12(например, магнитного пускателя).Автомат состоит из серводвигате.ля 5, направление вращения кото-рого изменяется переключателе и 2, 3на балансире, и механизма б, 7, 9,превращающего вращательное движение шкива б в поступательное дви.жение ходовой гайки 9 вдоль винта 7и направляющего стержня 8.При крайних положениях ходовойгайки 9 последняя нажимает своимупором 10 на контактную группупружин 11, которые при этом размыкаются и разрывают цепь катушки,магнитного пускателя 12, в резуль-,тате чего контактор отпадает и двигатель И станка-качалки останавли.вается.Одновременно с остановкой двигателя 18 прекращается питание серводвигателя 5,Действие устройства следующее.1. При нормальной работе балансир совершает строго периодическоеколебмгельное движение; серводвигатель включается вперед-назад наравные промежутки времени; ходо-,вая гайка 9 перемещается по ходовому винту 7 на небольшие расстояния (относительно длины винта), причем перемещения гайки происходятв средней части винта на равные расстояния от середины в гу и другуюсторону,2, При нарушении баланса балансир (верхний конец балансира) совершает путь в одну сторону (например,вверх) быстрее, чем в другую (вниз);серводвигатель включается в однусторону (например, вперед) на болеедлительные промежутки времени,чем в другую; ходовая гайка будетперемещаться в одну сторону (например, влево) на большую величину,чем в другую (вправо).Таким образом, ходовая гайка, перемешаясь влево-вправо, будет по-степенно перемещаться в одну из ,сторон (например, в левую) и за не-который промежуток времени дойдет до своего крайнего положения, произведя автоматическую остановку двигателя.Очевидно, что чем больше нарушен баланс, тем быстрее ходовая гайка дойдет до крайнего положения, произведя срочное выключение, и, наоборот, незначительное разбалансирование вызовет автоматическую остановку через длительный промежуток времени (автоматическую остановку можно предупредить, заметив сползание" гайки и ликвидировав разбаланс).3. При буксовании ремня движение балансира происходит рывками, серводвигатель же передвигает ходовую гайку все время; последняя дойдет до края тем раньше, ,чем больше буксование ремня,4. Пуск двигателя качалки при резком разбалансировании или попа. дании посторонних предметов, или поломке механизма качалки и тому подобных и ричинах, влеущих за собой чрезмерное удлинение пускового времени (время разворота двигателя до нормального числа оборотов), также вызовет автоматическое отключение, так как балансир будет медленно перемещаться, и ходовая гайка, перемещаясь в одну сторону, успеет дойти до края, пока балансир перейдет через горизонтальное по. ложение.5. При обрыве или спадании ремня балансир останавливается в каком-то одном положении, и серводвигатель о, вращаясь только. в одну сторону, доводит гайку 9 до края, осуществляя автоматическую остановку.Во всех случаях автоматической остановки необходимо устранить причину остановки, и, вращая вручнуо шкив 6, поставить гайку 9 на середиву ходового винта 7 и после этого обычным путем произвести пуск двигателя станка-качалки.При монтаже автомата следует отрегулировать серводвигатель так, чтобы число об/мин. как в одну, так и в другую сторону у него было одинаковым. У коллекторного серводвигателя такая регулировка осуще ствляется передвижением траверсы со щетками. Практически удобно проверять не число оборотов серводвигателя, а время, потребное на перемещение ходовой гайки 9 из одного крайнего положения в другое и обратно.Это время должно быть порядка30 - 50 сек. и должно быть одинаковым как при движении гайки слеванаправо, так и справа налево.Самая величина времени хода 30 в , 50 сек., а возможно и в более широ-ких пределах (в зависимости от ре-жима работы станка - качалки) мо-жет быть регулируема при помощиреостата, включаемого в общий про-, вод серводвигателя, или фрикциейна оси шкива б.Применение предлагаемого устрой. ства дает следующий технический эффект:1. Ликвидация возможности пожа-ров вследствие скольжения приводного ремня на шкивах.2. Предупреждение несчастных случаев и аварий при поломках механизма станка-качалки, заеданий его, обрыва и захлестывании ремня.3, Предупреждение возможности иережога двигателя при пуске его с разбалансированной качалкой.4. Применение устройства приве. дет к экономии электроэнергии, так как достаточно сбалансировать скважину, как понижается требуемая для работы станка мощность. Зачастуюмощные двигатели устанавливают только лишь потому, что двигатель меньшей мощности не берет с места.При этом для скважины, работающей не сбалансированной, сила тока, потребляемая двигателем, колеблется на 25 - 50 - 100 оо и более от своей номинальной величины.5. Устройство заставит поддерживать оптимальный эксплоатационный режим скважины, ибо при выходе из режима (понижении статического уровня) качалка будет автоматически останавливаться. Этим повысится коэфициент полезного действия двигателя качалки, а необходимость работы в оптимальном режиме приве. дет к увеличению добычи нефти.6, При запарафинировании штанг(отяжелении штанг) произойдет автоматическая остановка, что предупредит обрыв штанг и ликвидирует непроизводительный расход электроэнергии. Кроме того, следует учесть, что при запарафинировании штанг уменьшается кольцевое пространство в насосных трубах, снижающее дебит скважины, и автоматическая остановка в этом случае заставит очистить штанги и тем самым увеличит добычу нефти.7. Устройство во время пуска двигателя качалки в ход выполняет роль максимального реле с выдержкой времени на защите двигателя.8. Устройство производит автоматическую остановку станка прп не- симметрии фаз питающей сети (понижение напряжения в одной из фаз) и, таким образом, по своему дей. ствию заменяет диференциальное реле.При уменьшении напряжения между питающими шинами а и с серводвигатель будет с наклоном балансира вправо вращаться медленнее, чем при наклоне влево; в результате ходовая гайка, смещаясь в одну сторону больше, чем в другую, произведет автоматическое выключение тем скорее, чем больше несимметрия фазовых напряжений,Аналогичное действие устройства будет и при снижении напряжения на шинах о и с.При снижении напряжения на шинах а и О автоматическая остановка произойдет в результате отпадания контактора 12. Предмет изобретения.Устройство для автоматического выключения электродвигателя нефтяного станка. качалки при нарушении нормального режима работы с применением реверсируемого серводви. гателя, предназначенного передвигать гайку, могущую воздействовать на конечные выключатели рабочего электродвигателя, отличающееся тем, что, с целью автоматической остановки электродвигателя через промежуток времени, зависящий от степени нарушения равномерности ра. боты балансира станка, управляющиесерводвигателем ртутные контакты установлены по обе стороны центра качания балансира с тем, чтобы при равнощерных качаниях последнего серведвигатеть включался на равные прОмекутки времени и передвигаемая им гайка совершала равномер ное возвратно-поступательное движение, не доходя до конечных выключателей, а при нарушении равномерности качания постепенно сдвигалась в одну сторону и воздействовала на один из указанных выключателей,