Способ защиты двигателя электропривода глубинного поршневого насоса от аварийного режима

Способ защиты двигателя электропривода глубинного поршневого насоса от аварийного режима

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение-относится к электротехнике и может быть использовано для защиты двигателя электропривода глубинного поршневого насоса от аварий. Цель изобретения - повышение надежности путем устранения, ложных отключений и повьичение достоверности контроля . Б способе защиты двигателя электропривода глубинного поршневого насоса операции сравнения дискретных значений мощности с значениями, полученными на предьщущем цикле контроля , производят двумя сериями, начиная одну из них с первого минимального (максимального) дискретного значения мощности (ход вверх или ход вниз) данного цикла контроля, а другую серию начинают со второго минимального (максимального) дискретного значения (ход вниз или ход вверх), при этом количество операций сравнений в каждой серии соответствует количеству дискретных значений мощно сти в одном цикле качения (ход вверх и хОд вниз или наоборот), отключение электродвигателя производят только при обнаружении выхода заданного количества измеренных значений из зоны допустимых отклонений, полученных на предьщущем цикле контроля в обеих сериях, 2 ил. с сл со 4:

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК...Я0„„1341701

t5g 4 Н 02 К 7/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3961932/24-07 (22 ) 09.10.85 (46) 30.09.87. Бюл. № 36 (71) Специальное проектно-конструкторское бюро Всесоюзного объединения

"Союзнефтеавтоматика" (72) Ю.M.Ïîñêðÿêoâ, Н.С.Максимов и M.À.Ðoìàíîâ (53) 621.316.925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 754554, кл. H 02 Н 7/08, 1980.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1120442, кл. Н 02 Н 7/08, 1983. (54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ДВИГАТЕЛЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ГЛУБИННОГО ПОРШНЕВОГО НАСОСА ОТ АВАРИЙНОГО РЕЖИМА (57) Изобретение-относится к электротехнике и может быть использовано для защиты двигателя электропривода глубинного поршневого насоса от аварий.

Цель изобретения — повышение надежности путем устранения ложных отключений и повышение достоверности контроля. В способе защиты двигателя электропривода глубинного поршневого насоса операции сравнения дискретных значений мощности с значениями, полученными на предыдущем цикле контроля, производят двумя сериями, начиная одну из них с первого минимального (максимального) дискретного значения мощности (ход вверх или ход вниз) данного цикла контроля, а другую серию начинают со второго минимального (максимального) дискретного значения (ход вниз или ход вверх), при этом количество операций сравнений в каждой серии соответствует количеству дискретных значений мощности в одном цикле качения (ход вверх и ход вниз или наоборот), отключение электродвигателя производят только при обнаружении выхода заданного количества измеренных значений из эоны допустимых отклонений, полученных на предыдущем цикле контроля в обеих сериях. 2 ил.

13ч1701 нимального значения мощности (либо за ход вверх, либо за ход вниз), которое и принимается для дальнейше5 го за начало ряда P„ р2,P„ P„„. ...,Р дискретных значений кривой, потребляемой электроприводом мощности. Эти значения сравниваются с соответствующими значениями, представ10 ляющими кривую потребляемой мощности в предыдущем, (i-1)-и цикле контроля и заданными предельными значениями

P и P„„„, т.е. проверяется соблюдеМаКС ние соотношения

15 (1) (2) IP;„-P;,)„1 - К

Рмин(Pin (PMdKcs где P.

lA

25 макс

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам защиты двигателя электропривода от аварийных режимов, и может быть использовано для защиты двигателя электропривода скважин, оборудованных глубинными поршневыми насосами.

Целью изобретения является повышение надежности путем устранения .ложных отключений и повышение достоверноыи контроля.

На фиг. 1 приведены кривые, поясняющие сущность предлагаемого способа; на фиг. 2 — схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

На фиг. 1а изображено изменение потребляемой мощности Р(т,) и графическая интерпретация операций сравнения измеренных значений со значениями, полученными на предыдущем цикле контроля при нормальной работе электропривода; фиг. 16 соответствует аварийной ситуации. На обеих фигурах условно изображен только i-й цикл контроля, пауза фиксированной длительности и предыдущий цикл контроля (i-1)-й не показаны. Предельные уставки обозначены через Р„ „, и Р„„„, интервал дискретизации через 1=

=const. Период качания насоса состоит из.хода поршня вверх (Обозначено

ХВ) и хода вниз (обозначено ХН) и соответствует интервалам дискретизации.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

В процессе работы насоса после истечения паузы фиксированной длительности, во время которой контроль не производится, в i-м цикле контроля через время dt производят ряд последовательных измерений мощности потребляемой электроприводом насоса, и кривая мощности Р(т.) за i-й цикл контроля представляется рядом дискретных значен и Р1 Р2, Рп Р„„,. ° .,П

Р . Причем, данный ряд дискретных значений формируется после того, как найдено первое, например минимальное, значение мощности, соответствующее либо ходу вниз, либо ходу вверх.Это соответствует фазе поиска минимума, в течение которой каждое измеренное значение (Р ) сравнивается с предыдущим (Р,) и, если Р (P.,, то счита3 ется, что Р.=Р,. Эта операция произ" водится подряд m/2 раэ (половину периода качания), гарантируя поиск миР, — .дискретные значения мощ-, (е-11 tl ности В 1 м и (1+1 )-м цйклах контроля, соответствующие замеру и; (бР) — заданная ширина зоны допустимых отклонений

i-, го и (i-1)-го циклов контроля;

Р „ — заданные предельные уставки мощности.

При нарушении соотношений 11) и

ЗР (2) подсчитывается количество этих нарушений и сравнивается с допустимым.

Если количество нарушений за цикл контроля не превышает допустимое, работа электропривода считается нормальной, если превышает, то ситуация считается аварийной. Поскольку по найденному начальному значению ряда дискретных значений мощности Р, невозможно однозначно определить соот4р ветствует оно ходу вверх или ходу вниз, для окончательного выявления аварийной ситуации операции сравнения по соотношению (1) производят двумя сериями — первую серию сравнения производят сразу, начиная с дискретного значения Р„.„, а вторую серию — со значения Р,, где n /2, т.е. через половину периода качания насоса, где ожидается второй локальный минимум (максимум), что гарантирует полностью синхронное проведение операций сравнения по соотношению (1), при этом совпадает.ход вверх и ход вниз у ряда дискретных значений Р., 1

Р1,,. ° °,P„ H xpaHHMbIx значений, полученных на предыдущем цикле контроля.

Поэтому отключение электропривода производят только в том случае, если соотношение (1 ) не соблюдается боль!

341701 ше допустимого числа раз в обоих периодах операций сравнения, что сви-. детельствует об аварийной ситуации, -приведшей к искажению формы кривой мощности за время между двумя циклами контроля.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит измеритель 1 мощности, подключенный к силовой 0 цепи электропривода 2 глубинного поршневого насоса, измеритель 1 подключен на вход дискретизатора 3 преоб1 разующего непрерывный сигнал, пропорциональный мощности Р(1), в ряд 15 дискретных значений мощности P э

Р2 Рь„ К в rxopy дискретизатара 3 подключен блок 4 анализа кривой для выявления начальной точки отсчета (Р ), блок 5 памяти, где хранятся ZO дискретные значения мощности за предыдущий цикл контроля, блок 6 сравнения и счетчик 7 для отсчета m/2 половины периода качания насоса, другой вход блока 6 сравнения связан с р5 выходом блока 5 памяти. На выходе блока 6 сравнения подключен счетчик .

8, контролирующий количество нарушений соотношений (1) и (2). Выходы счетчиков 7 и 8, выходы блока 4 анализа связаны с блоком 9 управления, работающим па командам, поступающим от блока 10 счета времени (пауза, цикл контроля, интервал дискретизации)

Блок 9 управления связан с дискрети- 35 затором 3, блоком 5 памяти, блоком

6 сравнения и релейным отключающим блоком 11 с контактом 12 в силовой цепи электропривода 2.

Устройство .работает следующим аб- 40 разом.

Измеритель 1 преобразует сигналы тока (Х)и напряжения (0)на входе в непрерывный сигнал, пропорциональный мощности P,(t). Блок 10 счета времени 45 выдает сигналы, соответствующие циклу контроля и интервалу дискретизации 3t, передаваемые блоком 9 управления в дискретизатор 3. На его выходе формируется ряд дискретных значений мощности P Р,в ° °,Р, ° °,Р °

Блок 4 анализа анализирует этот ряд, выявляя начальную точку P (например, 1 минимум мощности), после чего блок

9 управления разрешает запись этих значений в блок 5 памяти и первую серию сравнений их со значениями, полученными на предыдущем цикле контроля и хранимыми в блоке 5 памяти, а также с предельными уставками Р„„„, и Р „, записанными в том же блоке 5 мин памяти. Сравнение производится блоком 6 сравнения. Все наблюдения соотношений (1) и (2) подсчитываются счетчиком 8. После сравнений первой серии нарушений, подсчитываемых счетчиком 7, одновременно производится второй период сравнения и при обнаружении в обеих периодах количества нарушений соотношения (1), превьппающего допустимое, блок 9 управления отключает электропривод 2 через релейный блок 11 с контактам 12.

Двигатель так же отключается и при превьппении допустимого числа нарушений соотношения (2) за цикл контроля.

Имея все преимущества прототипа (упрощение настройки, уменьшение числа ложных отключений за счет плавных изменений нагрузки на насос в нормальных условиях эксплуатации по причине колебаний притока нефти из пласта), предлагаемый способ повышает надежность защиты, исключая ложные отключения за счет возможности несинхронного проведения операций сравнения, когда начало ряда дискретных значений мощности соответствует ходу вверх, а хранятся значения предыдущего цикла контроля, начинающиеся с хода вниз или наоборот ° Устранение этого недостатка у прототипа возможно введением датчика положения, что удорожает установку и снижает потенциальную надежность способа.

Предлагаемый способ устраняет необходимость в датчике положения, полностью реализуя потенциальную надежность способа.

Возможные ложные отключения ведут к непроизводительным простоям скважин и ощутимым потерям в добыче нефти ввиду того, что большинство скважин сегодня не имеет возможности оперативной передачи сигнала об остановке. Факт простоя скважины может быть обнаружен с задержкой в несколько суток, что ведет к невосполнимым потерям нефти. Кроме того, негативные последствия частых ложных отключений проявляются и в том, что обслуживающий персонал иногда искусственно загрубляет либо вообще отключает защитные устройства, чта в свою очередь влечет серьезные поломки оборудования и возрастание затрат на ремонтные работы и удлиняет сроки ремонтов.

Пориоо кача//ия //аоога е"- оео иин//а ко//троя// анин

Поиск минин а //орнапьная раооп и

Р нано

m// нин

5 134

Предлагаемый способ обеспечивает защиту or всех неисправностей что и

/ прототип, не чувствителен к плавным колебаниям нагрузки, аварийное отключение производится только, если превышена допустимое количество нарушений соотношений (1) и (2) в цикле контроля, и дополнительно обеспечивает повышенную надежность, устраняя ложные отключения за счет несинхронного проведения операций сравнения значений мощности в данном цикле контроля с результатами предыдущего.

Формула изобретения

Способ защиты двигателя электропривода глубинного поршневого насоса

ot аварийного режима, основанный на измерении в течение цикла контроля потребляемой электроприводом мощности, дискретизации кривой потребляемой мощности во времени в течение циклов контроля, разделении циклов паузой отсутствия контроля фиксированной длительности, осуществлении операции сравнений каждого дискретного значения с соответствующими аналогичными значениями, полученными на. предыдущем цикле контроля, и формировании сигнала отключения электро1701

6 привода насоса при обнаружении выхода заданного количества измеренных значений из зоны допустимых отклонений, 5 полученных на предыдущем цикле контроля, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем устранения ложных отключений и повышения достоверности контроля, операции сравнения дискретных значений мощности с значениями, полученными На предыдущем цикле контроля, производят двумя сериями, начиная одну иэ них с первого минимального (максимального) дискретноro значения мощности (ход вверх или ход вниз) данного цикла контроля, а другую серию начинают со следующего минимального (максимального ) дискретного значения (ход вниз или вверх ) по истечении промежутка времени, равного половине цикла качания насоса, количество операций сравнения в каждой серии соответствует количеству диср5 кретных значений мощности в одном цикле качания (ход вверх и ход вниз или наоборот), и отключение электродвигателя производят только при обнаружении выхода заданного количества измеренных значений из зоны допустимых отклонений, полученных на предыдущем цикле контроля в обеих сериях.

1341701

Составитель В.Орлов

Редактор Т.Парфенова Техред М.Ходанич Корректор С. Шекмар

Тираж 659 Под пи сно е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/S

Заказ 4443/56

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4