Станция управления вентильным электроприводом погружного насоса

 

Устройство относится к электротехнике и предназначено для работы с электроприводами погружных насосов на основе вентильных электродвигателей (бесконтактных синхронных электродвигателей с постоянными магнитами) и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности для подъема пластовых жидкостей из скважин. Задачей полезной модели является обеспечение безопасности работы установки погружного насоса с вентильным электроприводом и повышение надежности станции управления приводом погружного насоса. Станция управления вентильным электроприводом погружного насоса, содержит шкаф с установленной в нем аппаратурой управления, защиты, отображения и передачи информации. Новым в устройстве является то, что станция дополнительно снабжена устройством торможения, состоящим из одного или нескольких параллельно, последовательно или комбинированно соединенных балластных резисторов, устройства коммутации, имеющего два входа и два выхода, соединенного с одной стороны с преобразователем частоты, а с другой стороны с балластными резисторами, логического устройства управления, имеющего шесть входов, три из которых соединены с преобразователем частоты, один соединен со светодиодным индикатором, один соединен с фазой сети питания, один соединен с корпусом и два выхода, соединенные с устройством коммутации.

Заявляемое устройство относится к электротехнике и предназначено для работы с электроприводами погружных насосов на основе вентильных электродвигателей (бесконтактных синхронных электродвигателей с постоянными магнитами) и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности для подъема пластовых жидкостей из скважин.

Известны устройства, станция управления погружными электронасосами /патент на полезную модель 22964/ и станция управления асинхронными двигателями /патент на полезную модель 29335/, размещенные в металлических шкафах, имеющих сложную форму. Эти шкафы имеют секции ввода кабелей, силовые отсеки и отсеки для размещения аппаратуры управления. Станции содержат устройства, обеспечивающие работу электронасосов, управление ими и индикацию параметров работы электродвигателей, а также их защиту. Однако эти станции предназначены для управления асинхронными двигателями и не могут быть использованы для управления вентильными в силу принципиальных отличий конструкции этих электрических машин от асинхронных.

Близким по технической сущности к заявляемому устройству, является станция управления электронасосами /патент на изобретение 2219650/, выполненная в виде шкафа, в котором на передней панели размещены органы управления и индикации, а силовая аппаратура, работающая с высокими напряжениями, размещена внутри. Шкаф имеет составную форму в виде двух параллелепипедов и выполнен трехсекционным. В меньшем верхнем отсеке (отсеке управления) на передней панели размещены органы управления и индикации, а в нижнем большем отсеке (силовом отсеке) размещена силовая аппаратура. На задней панели корпуса дополнительно установлена секция ввода кабелей, корпус которой выполнен в виде прямоугольного параллелепипеда, передняя панель которого выполнена открывающейся, а нижняя панель имеет кабельные люки.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству, является станция управления электроприводом погружного насоса /патент на полезную модель 64275/, выполненная в виде шкафа, представляющего собой моноблок с четырьмя отсеками, закрываемыми металлическими дверями с поворотными замками.

Недостатками данного устройства является низкая надежность станции при управлении электроприводом насоса в случае обесточивания оборудования. При плановом или внезапном нештатном обесточивании станции в насосных установках в случае отсутствия или пропуска обратного клапана под действием давления откаченной пластовой жидкости, находящейся в насосно-компрессорных трубах, возникает обратное турбинное вращение, передающееся вентильному электроприводу, который в режиме генератора вырабатывает и подает на станцию управления высокое напряжение, вызывающее выход из строя элементов станции управления. При этом возникает опасность поражения персонала электрическим током.

Задачей полезной модели является обеспечение безопасности работы установки погружного насоса с вентильным электроприводом и повышение надежности станции управления приводом погружного насоса.

Требуемый результат достигается тем, что станция управления вентильным электроприводом погружного насоса, содержащая шкаф с установленной в нем аппаратурой управления, защиты, отображения и передачи информации, согласно изобретению, дополнительно снабжена устройством торможения, состоящим из одного или нескольких параллельно, последовательно или комбинированно соединенных балластных резисторов, устройства коммутации, имеющего два входа и две группы нормально замкнутых контактов, соединенного с одной стороны с преобразователем частоты, а с другой стороны с балластными резисторами, логического устройства управления, имеющего шесть входов, три из которых соединены с преобразователем частоты, один соединен со светодиодным индикатором, один соединен с фазой сети питания, один соединен с корпусом и два выхода, соединенные с устройством коммутации.

В станции управления электроприводом погружного насоса изменен функциональный набор элементов, а также их связи между собой. Это позволило повысить надежность и безопасность станции.

Сущность полезной модели поясняется фигурами.

Фиг.1. Станция управления электроприводом погружного насоса. Вид сзади при открытых дверях отсеков.

Фиг.2. Станция управления электроприводом погружного насоса. Вид спереди приоткрытых дверях отсеков.

Фиг.3. Станция управления электроприводом погружного насоса. Функциональная схема.

Станция управления 1 вентильным электроприводом погружного насоса отличается от прототипа /патент на полезную модель 64275/ наличием устройства торможения электропривода при возникновении турбинного вращения.

Устройство торможения состоит из логического устройства управления 2 устройством коммутации 3, устройства коммутации 3 и балластных резисторов 4.

Логическое устройство управления 2 устройством коммутации 3 имеет шесть входов (5, 6, 7, 8, 9, 10), три из которых соединены с преобразователем частоты 11, один соединен со светодиодным индикатором 12, один соединен с фазой сети питания, один соединен с корпусом и два выхода (13, 14), соединенных с устройством коммутации 3.

Устройство коммутации 3, имеет два входа и два выхода, с одной стороны соединено с преобразователем частоты 11, а с другой стороны соединено с балластными резисторами 4.

Балластные резисторы 4 представляют собой один или несколько параллельно, последовательно или комбинированно соединенных резисторов, состоящих из проволоки с большим удельным сопротивлением, намотанной на керамические изоляторы.

Из соображения техники безопасности устройство торможения расположено внутри станции и защищено от прикосновения закрытыми на замки дверьми.

Логическое устройство управления 2 с устройством коммутации 3 установлены в отсеке преобразования в передней части станции 1. Балластные резисторы 4 установлены в отсеке охлаждения в задней части станции для обеспечения отвода тепла.

Для обеспечения техники безопасности введен индикатор 15 наличия опасного напряжения на выводных клеммах станции 1. Индикатор 15 выполнен в виде светодиода красного цвета и установлен в отсеке подключения в задней части станции 1 или на двери отсека подключения.

В исходном состоянии станция 1 обесточена и устройство коммутации 3 коммутирует балластные резисторы 4 с вентильным электродвигателем погружной одновинтовой насосной установки.

При запуске станции 1 логическое устройство управления 2 устройством коммутации 3 фиксирует наличие команды на запуск, начало работы вентильного электродвигателя и включает устройство коммутации 3. При этом устройство коммутации отключает балластные резисторы 4 от вентильного электродвигателя.

При выключении штатным образом, аварийном останове, плановом или внезапном обесточивании станции 1 столб пластовой жидкости, находящейся в насосно-компрессорных трубах выше насоса, воздействуя на насос, приводит его в турбинное вращение. Турбинное вращение передается вентильному электродвигателю, который, при этом, начинает работать в генераторном режиме. Логическое устройство управления 2 устройством коммутации 3 фиксирует отсутствие команды на запуск вентильного электродвигателя и обесточивает устройство коммутации 3. Устройство коммутации 3 подключает балластные резисторы 4 в нагрузку вентильному электродвигателю, работающему в режиме генератора, и, таким образом, тормозят электропривод. Электроэнергия, генерируемая вентильным электродвигателем, работающим в генераторном режиме, выделяется в балластных резисторах 4 в виде тепла и рассеивается в окружающую среду.

Устройство торможения защищает станцию управления от выхода из строя при штатном или аварийном останове, при плановом или внезапном обесточивании станции. Индикатор наличия опасного напряжения в результате турбинного вращения обеспечивает индикацию и на обесточенной станции.

Станция управления вентильным электроприводом погружного насоса, содержащая шкаф с установленной в нем аппаратурой управления, защиты, отображения и передачи информации, отличающаяся тем, что для обеспечения безопасности работы станция дополнительно снабжена устройством торможения, состоящим из одного или нескольких параллельно, последовательно или комбинированно соединенных балластных резисторов, устройства коммутации, имеющего два входа и два выхода, соединенного с одной стороны с преобразователем частоты, с другой стороны - с балластными резисторами, логического устройства управления, имеющего шесть входов, три из которых соединены с преобразователем частоты, один соединен со светодиодным индикатором, один соединен с фазой сети питания, один соединен с корпусом и два выхода, соединенные с устройством коммутации.



 

Похожие патенты:

Погружной глубинный насос для скважины относится к нефтяной промышленности, а именно к оборудованию для закачки жидкости из водоносного пласта в нефтеносный пласт с целью поддержания пластового давления.

Насосная установка относится к установкам для добычи жидкости из скважин промышленными электрическими погружными насосами и может быть применена для добычи нефти одновременно из нескольких продуктивных пластов, или из боковых стволов малого диаметра.

Полезная модель относится к нефтяной промышленности, в частности, к насосным станциям стационарного или блочного исполнения для закачки воды в продуктивный нефтяной пласт и к установкам предварительного сброса воды

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к устройствам предназначенным для электрических испытаний и может быть использована для экспериментальных исследований режимов работы вентильно-индукторного электропривода
Наверх