Устройство для защиты электропривода глубинных штанговых насосов от анормальных режимов

Устройство для защиты электропривода глубинных штанговых насосов от анормальных режимов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

иатентно-тенннчеснетв н4лимечм МЬА

1!i! 600657

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.03.76 (21) 2340833/07 с присоединением заявки № (51) М. Кл."- Н 02Н 7/08

Совета Министров СССР

<о лелам изобретений н открытий (53) УДК 621.316.925 (088.8) (43) Опубликовано 30.03.78. Бюллетень № 12 (45) Дата опубликования описания 27.04.78 (72) Авторы изобретения

В. П. Шадрин, Ф. Н. Сихиди, Ю. М. Поскряков, Ф. P. Сейль и Г. И. Поляков (71) Заявитель

Специальное проектно-конструкторское бюро

«Нефтеавтоматика» (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА

ГЛУБИННЫХ ШТАНГОВЫХ НАСОСОВ ОТ АНОРМАЛЬНЫХ

РЕЖИМОВ

ГосУйаРственный комитет (23) Г1р нор и ге г

Изобретение относится к области автоматики и может найти применение при создании систем управления и защиты электропрпвода, а также для контроля скважин, оборудованных глубинными штанговыми насосамп.

Известны устройства для защиты электропривода насосных агрегатов, содержащие преобразователь мощности, пороговые элементы мгновенного или среднего значения потребляемой электродвигателем мощности и логические элементы (1).

Однако такие устройства не позволяют эффективно защищать электропривод и производить контроль по каким параметрам сработала защита.

Известно также устройство для защиты электропривода глубинных штанговых насосов от анормальных режимов, содержащес преобразователь мощности, подключенный через пороговые элементы и элемент ИЛИ к входу блока управления электропривода (2j.

Данное устройство является наиболес близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату.

Но это устройство не позволяет защищать электропривод при недопустимом изменении периода колебаний мощности (например, при проскальзывании шкива клиноременной передачи), при возникновении дополнительных пиков мощности (например, при заедании плунжера насоса или штока); осуществлять местный и дистанционный контроль работы насоса. Кроме того, устройство может произвести ложное отключение привода при слу5 чайном измене ни мощности (например, при кратковременном изменении напряжения сети, или кратковременном изменении нагрузки насоса, так как оно выдает сигнал отключения при единичном отклонении режима.

10 Целью изобретения является устранение указанных недостатков, расширение функциональных возможностей и повышение надежности устройства.

Для этого в предлагаемое устройство, со15 держащее преобразователь мощности, подключенный через пороговые элементы и элемент ИЛИ к входу блока управления электроприводом, дополнительно введены формирователи импульсов, триггеры формирования

20 временных интервалов, триггер пуска, распределитель ИMïу;!псов, генc1)атор 1астоты, элементы И, счетч!1ки импульсов, элементы памяти, элементы индикации, причем выходы пороговых элементов подключены через

25 формирователи импульсов к входам установки в единицу триггеров формирования временных интервалов, прямые и инверсные выходы которых подключены к соответствующим входам элементов И, вторые входы коÇ0 торых подключсны к соответствующим вы600657 ходам распределителя, выходы элементов И подключены через элемент ИЛИ ко входу счетчика, выход которого соединен со входом блока управления электроприводом и входом установки в нуль триггера пуска, а установочный вход счетчика соединен с выходом другого счетчика, вход которого подключен к одному нз выходов распределителя, входы установки в нуль триггеров формирования временных HHTcpnaJI08 соединены с выходами распределителя, вход которого соединен с выходом элемента И, один из входов которого подключен к генератору частоты, а другой — к прямому выходу триггера пуска, вход установки в единицу которого соединен с выходом одного из формирователей импульсов, вход установки в нуль соединен с выходом второго счетчика, а выходы элементов

И соединены со входами элементов памяти, к выходам которых подключены элементы индикации и телссигнализапии.

На фиг. 1 показана принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 (a — в)— графики, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит преобразователь 1 мощности, включенный в силовую цепь питания электропривода 2; пороговые элементы

3, 4, подключенные через формирователи 5, 6 импульсов ко входам установки в единицу триггеров 7, 8 формирования временных интервалов; прямые и инверсные выходы триггеров 7 и 8 подключены ко входам логических элементов И 9 — 12, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами распределителя 13, а выходы элементов

И через элемент ИЛИ 14 подключены ко входу счетчика 15 и дополнительно каждый — ко входу элементов 16 — 19 памяти (триггеров); на выходе элементов памяти подключены элементы 20 — 23 индикации и элемент 24 телесигнализации. Выход счетчика 15 соединен со входом блока 25 управления электроприводом. Выходы установки в нуль триггера 26 пуска и элементов 16 — 19 памяти н установочный вход счетчика 15 соединены с выходом второго счетчика 27, соединенного по входу с одним из выходов распределителя

13. Вход распределителя соединен с выходом логического элемента И 28, один из входов которого соединен с прямым выходом триггера 26 пуска. Выход установки в единицу триггера 26 пуска соединен с выходом одного из формирователей 5 импульсов. Второй вход элемента 28 соединен с выходом генератора 29 частоты. Входы установки в нуль триггеров 7 и 8 соединены с выходами распределителей 13. Пороговый элемент 30 через формирователь 31 соединен непосредственно с одним из входов элемента ИЛИ 14 (или непосредственно с входом блока 25 управления).

Устройство работает следующим образом.

При нормальном режиме работы устанавливаются пороги срабатывания точки Р, и Р, и соответствующие этим порогам допустимые

4 отклонения точек срабатывания (временные интервалы) а, а" и b, b", отклонение за пределы которых при изменении кривой мощности считается недопустимым. В соответствии с точками а, а" и b, b" на распределителе устанавливают выходы II, IV, Л1 и IX (номера указаны условно) таким образом, чтобы они располагались во времени как показано на фиг. 2в, т. е. зоны а — а" и b — b находились во времени между импульсами

II — IV u VII — IX при начале хода распределителя в точке В.

Схема в исходное состояние устанавливается при пуске устройства по шине «Уст. О», при этом все триггеры, счетчики 15, 27 и распределитель 13 устанавливаются в исходное состояние. I Ia счетчике 15 установлено число недопустимых отклонений кривой мощности за количество периодов, установленное на счетчике 27. При превышении установленного числа отклонений кривой мощности за время, меньшее заданного числа периодов, установленного на счетчике 27, происходит отключение привода.

После запуска, прн ходе подвески вверх, срабатывает пороговый элемент 3 в точке Рь через формирователь 5 опрокидываются триггеры 7 и 26, через логический элемент И 28 запускается распределитель 13. Если режим работы насоса нормальный, то на выходе II распределителя возникает импульс раньше, чем срабатывает пороговое устройство, а на выходе IV — позже, т. е. точка срабатывания

P находится в зоне а — а", на логических элементах И 11 и 12 импульсы не совпадают во времени и не проходят через них.

При срабатывании порогового устройства 4 (Р,) раньше, чем пришел импульс на выход

II распределителя (отклонение точки срабатывания из зоны а — a" от установленного значения), на прямом выходе триггера 8 уже имеется сигнал к моменту прихода импульса с выхода II, при этом через элемент И 11 проходит импульс, который записывается на счетчик 15 через элемент ИЛИ 14 и запоминается на триггере 18, в результате чего загорается индикатор элемента 22, и импульс проходит в элемент 24 телесигнализации.

Если пороговое устройство 4 срабатывает за пределами уставки tg max, триггер 8 на время прихода импульса с выхода IV распределителя 13 находится в исходном состоянии и на его инверсном выходе имеется сигнал, разрешающий прохождение через логический элемент И 12 сигнала, который записывается на счетчике 15 через элемент 14 и запоминается на триггере 19, в результате чего загорается индикатор элемента 23, и импульс приходит в элемент 24 телесигнализации.

При дальнейшем ходе распределителя 13 (выход VI) триггер 7 сбрасывается в исходное состояние, т. е. приходит в состояние готовности к приему сигнала по порогу Р1 в зоне Ь вЂ” b".

Контроль изменения мощности по устав600657 кам tg гп!и и /, пгах в зоне b — 6" осуществляется аналоп!чно. При срабатывании порогового элемента 3 вне зоны г! --6" запись сигналов в счетчик 15, их запоминание триггерами 16 или 17 с индикацией и выдачей сигналов в э.!!смс!!т 24 телесигнализации происходят через элсмс!!т ИЛИ 9 (при выходе мощности за уставку 4 mill), или через элемент

ИЛИ 10 (при выходе за уставку 4 гпах).

В положении Х распределителя 13 триггер

8 сбрасывается, и он готов к приему сигналов по порогу Р в зоне а — а".

Цикл продолжается до заполнения одного из счетчиков 15 или 27. В нормальном режиме счетчик 27 заполняется раньше, чем счетчик 15. Выходной сигнал счетчика 27 обнуляет счетчик 15, сбрасывает триггеры

26, 7, 8, 16 †-19, и цикл контроля начинается сначала.

Если режим ненормальный (недопустимый), то счетчик 15 заполняется раньше, чем счстчик 27, и выдает сигнал на вход блока

25 управления электроприводом. Привод отключается, схема останавливается, а триггеры 16 — 19 остаются в возбужденном положении, и по элементам 20 — 23 индикации можно определить причину отключения.

Предлагаемое устройство позволяет гибко настраивать защиту электропривода при различных недопустимых режимах работы насоса и производить местный и дистанционный контроль работы насоса с запом!!нанием причины отклонения от нормы, что расширяет функциональные возможности устройства.

Схему его можно выполнить на цифровых интегральных микросхемах, что значительно повышает надежность устройства.

Формула изобретения

Устройство для защиты электропривода глубинных штанговых насосов от анормальных режимов, содержащее преобразователь мощности, подключенный через пороговые элементы и элемент ИЛИ ко входу блока управл(ни5! -)л(ктропр!!ВО;!Ом, о .! !! ! Io !!! (г-ся гем, !то. с целью pacuIIIpel!!!II функциональных возможностей и повышения надежности, в него дополнительно введены формирователи импульсов, триггеры формирования временных интервалов, триггер пуска, распределитель импульсов, еператор частоты, элементы И, счетчики импульсов, элементы памят!I, элемcl!ты !!!!д!!капll!!, прнчеM вы. ;Одь! пороговых элементов подключены через формирователи импульсов ко входам установки в единицу триггеров формирования временных интервалов, прямые и инверсные выходы которых подключены к соответствующим

15 входам элементов И, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам распределителя, выходы элементов И подключены через элемент ИЛИ ко входу счетчика, выход которого соединен со входом

2О блока управлен!.я электроприводом и входом установки в нуль триггера пуска, а установочный вход счетчика соед!шеп с выходом другогG счетчика. вход которого подключен и одному из выходo13 распределителя, входы

25 установки в нуль триггеров формирования

Bpc ìoII:Ibl. . интервалов соединены с выходами распределителя, вход которого соединен с III.Iкодом элемента 11.,,олин из входов которого подключен к генератору частоты, а другой—

30 к прямому выходу триггера пуска, вход установки в ед!!!!!!!!у «оторогo coe lIHc!I o Bblxoдом одного из формирователей импульсов, вход установки в нуль соединен с выходом второго счетчика, а выходы элементов И сос35 динены со входами элементов памяти, к выходам которых подкл!очеHbl элементы индикации и тслесигнализации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

40 1. Иванков П, А. Автоматизация глубиннонасосных установок. Ч. Гостоптех!!эдак, 1960, с. 27 — 34.

2. Авторское свидетельство СССР № 148556, кл. Е 21В 47/06, 1961.

600657

r r

Рог.2

Составитель Т. Щеголькова

Редактор 3. Старикова Техред И. Михайлова

Корректор 3. Тарасова

Закан I86/4 1!ад. X- 400 Тирани 892

1-1ПО Государе-псиного комитета Совета Министров СССР по делам паобрстений и открытий

113035, Москва, уК-35, Pllylllcl наб., д, 4/5

Подписное

1 ииография, пр. Сапунова, 2

1: 1