Устройство для автоматического выключения электродвигателя нефтяного станка-качалки

Устройство для автоматического выключения электродвигателя нефтяного станка-качалки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 21 с, 46, 59с„уй. г, о;);) 7;) 6

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегистрировало в Бюро последующе и регистрации изобаетений 1осплана при СНК СССР

\ а 1

11

) t ) ) ) I

) ! Г „)а

) В. А. Рощин. 1 еля

Устройство для автоматического выключения эле нефтяного станка-качалки.

Заявлено 16 декабря 1937 года в НКТон за K 13119.

Опубликовано 31 июля 1939 года.

Такие аварии в нефтедобывающем нии качалки (балансирование, как зяйстве как об ыв к ся сгоранием электрического двига- ческие усилия в насосных штангах теля, длительным переооем в добыче и кинематичеcRoM механизме станкатрудности регулировки и весьма,аварийных причин (обрыв контргруза примитивной механической конструк- или обрыв штанг, заедание штанг, ции, не исключающей, нап имер, запарафинирование штанг).

Помимо этого предлагаемое устройство производит автоматическую остановку станка-качалки при обрыве ремня, а также при буксовании (скольцелью установить путем несложной, женин) ремня. хо

1 р онтргруза, обрыв штанг, буксование ремня и т. д., являются в эксплоатации наиболее частыми и обычно оканчиваютнефти и даже пожаром станков-качалок (вследствие буксования ремня).

Известные приспособления для автоматической остановки при обрыве контргруза не могут решить поставленной перед ними задачи вследствие

P срабатывания автомата при пуске, когда двигатель еще не развил оборотов.

Предлагаемое устройство имеет 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 балансироваизвестно, имеет целью уменьшить расход электроэнергии, сделать равномерным движение механизмов, следовательно, уменьшить динамикачалки, т. е. облегчить самую конструкцию их).

Баланс может нарушаться в результате изменения режима эксплоатации скважины (изменения статического уровня), а также вследствие

На работе устройства совершенно не отражаются изменения числа оборотов двигателя качалки, числа ходов качалки или изменение величины хода насоса.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная электрическая схем.-. предлагаемого устройства.

Переключатель, состоящий из двух, герметических ртутных контактов 2, 3, смонтирован на балансире 1 стан- ка-качалки поближе к оси балансира и соединен кабелем 4 с собственно автоматом, который может быть смон- тирован в кожухе моторного ящика 12 (например, магнитного пускателя).

Автомат состоит из серводвигателя 5, направление вращения кото- рого изменяется переключателем 2, 3 на балансире, и механизма б, 7, 9, превращающего вращательное движение шкива б в поступательное движение ходовой гайки 9 вдоль винта 7 и направляющего стержня 8.

При крайних положениях ходовой гайки 9 последняя нажимает своим упором 10 на контактную группу пружин 11, которые при этом размыкаются и разрывают цепь катушки, магнитного пускателя 12, в резуль-, тате чего контактор отпадает и двигатель И станка-качалки останавливается.

Одновременно с остановкой двигателя 18 прекращается питание серводвигателя 5.

Действие устройства следующее.

1. При нормальной работе балан-,, сир совершает строго периодическое колебмгельное движение; серводвигатель включается вперед-назад на равные промежутки времени; ходо-, вая гайка 9 перемещается по ходовому винту 7 на небольшие расстояния (относительно длины винта), причем перемещения гайки происходят в средней части винта на равные рас- i стояния от середины в ry и другую сторону.

2. При нарушении баланса балансир (верхний конец балансира) совершает путь в одну сторону (например, вверх) быстрее, чем в другую (вниз); серводвигатель включается в одну сторону (например, вперед) на более длительные промежутки времени, чем в другую; ходовая гайка будет перемещаться в одну сторону (например, влево) на большую величину, чем и другую (вправо).

Таким образом, ходовая гайка, перемешаясь влево-вправо, будет по- . степенно перемещаться в одну из, сторгн (например, в левую) и за не- . который промежуток времени дойдет до своего крайнего положения, произведя автоматическую остановку двигач еля.

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 попадании посторонних предметов, или поломке механизма качалки и тому подобных и ричинах, вле ущих за собой черезмерное 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 положение.

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 вручную шкив 6, пос "àâèòü гайку 9 на середину ходового винта 7 и после этого обычным путем произвести пуск дEèãàòåëÿ 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 осуществляется 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 порядка

30 — 50 сек. и должно быть одинаковым как при движении гайки слева направо, так и справа налево.

Самая величина времени хода 30 †;

50 сек., а возможно и в более широ- ких пределах (в зависимости от ре- жима работы станка - качалки) мо- жет быть регулируема при помощи реостата, включаемого в общий про-, вод серводвигателя, или фрикцией l на оси шкива б.

Применение предлагаемого устройства дает следующий технический эффект:

1. Ликвидация возможности пожа- ров вследствие скольжения привод-! ного 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 приведет к экономии электроэнергии, так как достаточно сбалансировать скважину, как понижается требуемая для работы станка мощность. Зачастую мощные двигатели устанавливают только лишь потому, что двигатель меньшей мощности не берет с места.

При этом для скважины, работающей не сбалансированной, сила тока, потребляемая двигателем, ко.чеблется на 25 †50 †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 приведет 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 пространства 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 несимметрии фаз питающей сети (понижение напряжения в одной из фаз) и, таким образом, по своему действию 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 b и с.

При снижении напряжения на шинах а и b автоматическая остановка произойдет в результате отпадания контактора 12.

Предмет изобретени я.

Устройство для автоматического выключения электродвигателя нефтяного станка-качалки при нарушении нормального режима работы с применением реверсируемого серводвигателя, 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 работы балансира станка, управляющие серводвигателем ртутные контакты установлены по обе стороны центра качания балансира с тем, чтобы при равнощерных качаниях последнего серведвигатель включался на равные промежутки 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.

Тип. арт. «<:ов. Печ.я. Зак. М 6010 — 5R