Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано для
эксплуатации скважин насосными установками .
Цель изобретения -- расширение диапазона регулирования и предотвращение осложнений
при запуске и нестационарном режиме работы скважины.
На чертеже представлена скважинная насосная установка для реализации способа
регулирования многосекционного электродвигателя .
Скважинная насосная установка содержит насос 1 и многосекционный асинхронный
электродвигатель 2, каждая из секций 3-5 которого через отдельный кабель соответственно
6-8 и коммутационный аппарат 9 подключена к источнику 10 питания. Установка
снабжена датчиком 11 давления на приеме насоса 1, выход которого посредством
линии 12 подсоединен к коммутационному- аппарату 9, а разные секции 3-5
электродвигателя 2 выполнены с различным числом пар полюсов.
Установка размещена в скважине 13 и подает продукцию на поверхность по подъемной
колонне 14. Коммутационный аппарат 9 имеет блоки 15-17, через которые
кабели 6-8 соответственно подключены к источнику 10 питания.
Способ регулирования многосекционного электродвигателя скважиннсй насосной
установки осуществляют следующим образом.
Перед спуском установки в скважину
определяют количество секций электродвигателя 2 и количество пар полюсов в каждой
из них, исходя из необходимого диапазона
регулирования. После монтажа установки в
скважине 13 осуществляют раздельную подачу электроэнергии к каждой из секций
3-5, измеряют управляющий параметр, в
качестве которого используют давление на
приеме насоса 1, фиксируемое датчиком 11, сравнивают текущее значение давления с
величинами уставок и изменяют подачу электроэнергии в зависимости от результатов
сравнения. При этом подачу электроэнергии к каждой из секций 3-5
электродвигателя 2 осуществляют поочередно , при переключении подачи электроэнергии
от секции к секции ступенчато
изменяют частоту вращения вала электродвигателя
2. При запуске скважины 13 вал электродвигателя 2 начинают вращать с минимальной частотой.
Кроме того, при нестационарном режиме работы скважины 13 при уменьшении
давления на приеме насоса 1 ниже минимальной уставки частоту вращения электродвигателя
2 ступенчато уменьшают, а при увеличении указанного давления выше максимальной
уставки частоту вращения вала электродвигателя 2 ступенчато увеличивают .
Скважинная насосная установка работает следующим образом.
При первоначальном запуске или после длительной остановки электроэнергию
подают от источника 10 питания через блок 17 коммутационного аппарата 9 и кабель 8
к секции 5 электродвигателя 2, которая имеет минимальную номинальную частоту вра-
. щения, например, секция выполнена в виде шестиполюсного асинхронного электродвигателя
. Это позволяет при запуске вести откачку жидкости из скважины 13 с малым дебитом
, обеспечивая минимальную депрессию низкие страгивающие усилия в столбе жидкости
в подъемной колонне 14 и предотвращение выноса мехпримесей из пласта. При необходимости
депрессию на пласт и дебит в дальнейшем увеличивают переключением подачи
электроэнергии с секции 5 на секцию 4 или 3, одна из которых может быть выполнена в виде
четырехполюсного, а другая двухполюсного асинхронного электродвигателя.
При нестационарном режиме работы скважины 13 возможен случай, когда давление,
измеряемое датчиком 11, на приеме насоса 1 снижается ниже установленной величины, т.е.
минимальной уставки, и необходимо уменьшить отбор жидкости из скважины 13 по сравнению
с текущим. Для этого с помощью блока 15 коммутационного аппарата 9 отключают
подачу электроэнергии через кабель 6 на секцию 3 электродвигателя, а затем с помощью
блоков 16 или 17 аппарата 9 подают электроэнергию по кабелям 7 или 8 соответственно к
секциям 4 или 5 с меньшими частотами вращения . В случае обратного изменения давления
производят переключение на секции с большей частотой вращения.
Если насос 1 выполнен объемного типа, например, винтовым, то мощность каждой из
секций рекомендуется выбирать исходя и з условия сохранения постоянной величины развиваемого
момента независимо от частоты вращения. В этом случае мощности секций относятся
друг к другу обратно пропорционально числам пар полюсов. Для центробежных насосов
рекомендуется выбирать мощности секций обратно пропорционально кубу числа пар полюсов .
Изобретение позволяет расширить диапазон регулирования. Выполнение электродвигателя
секционным позволяет также использовать эффект резервирования при отказе
одной из секций. Согласование производительности насоса 1 и дебита скважины 13 на
пусковых и нестационарных режимах позволяет повысить надежность и предотвратить осложнения
в работе системы пласт-скважина-насосная установка, связанные с действием высокой
вязкости продукции, наличием мехприме- .сей, свободного газа. При этом регулирование
обеспечивается технически более просто посрав-.
0
5
0
5
0
5
0
5
нению с известным методом изменения частоты питающего тока.
Формула изобретения
1.Способ регулирования многосекционного
электродвигателя скважинной насосной установки , включающий раздельную подачу
электроэнергии к каждой из секций, измерение управляющего параметра, сравнение его текущего
значения с величинами уставок и изменение подачи электроэнергии в зависимости от
результатов сравнения, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования
и предотвращения осложнений при запуске и нестационарном режиме работы
скважины, подачу электроэнергии к каждой из секций осуществляют поочередно, при переключении
подачи электроэнергии от секции к секции ступенчато изменяют частоту вращения
вала электродвигателя, при этом измеряют давление на приеме насоса и используют
его величину в качестве управляющего параметра .
2.Способ по п.1,отличающийся тем, что при запуске вал электродвигателя
начинают вращать с минимальной частоты вращения.
3.Способ по п.1,отличающийся тем, что при нестационарном режиме работы
скважины при уменьшении давления на приеме насоса ниже минимальной уставки
частоту вращения электродвигателя ступенчато снижают, а при увеличении упомянутого
давления выше максимальной уставки частоту вращения вала электродвигателя ступенчато увеличивают.
4.Сквэжинная насосная установка, содержащая насос и многосекционный асинхронный
электродвигатель, каждая из секций которого через отдельный кабель и
коммутационный аппарат подключена к источнику питания, отличающаяся
тем, что, с целью расширения диапазона регулирования и предотвращения осложнений
при запуске и нестационарном режиме работы скважины, установка снабжена датчиком
давления на приеме насоса, выход которого подсоединен к коммутационному
аппарату, а разные секции электродвигателя выполнены с различным числом пар полюсов,
