9. Основные элементы и схема автоматизации нефтяной скважины оборудованной электроцентробежным насосом. Целесообразность использования преобразователя частоты для электроцентробежного насоса

Автоматизация нефтяной скважины с ЭЦН

Скважина с ЭЦН (рисунок 2.9) состоит из: 1 - электродвигатель;2 - гидрозащита (протектор);3 - центробежный насос;4 - обратный клапан;5 - питающий кабель;6 - спускной клапан;7 - барабан для кабеля;8 - трансформатор;9 - станция управления.

На схеме автоматизации УЭЦН (рисунок 2.10) показаны:

1 – электропогружной насос;

2 – погружной электродвигатель;

3 – станция управления типа ПГХ-5071 (ПГФ-5072) или ШГС-5802, (ШГС-5803, ШГС-5804) поз. 3а  д;

4, 5, 6, 7 - показывающие манометры;

8 - электроконтактный манометр;

9 - отсекатель.

С помощью манометров 4,5,6,7 производится контроль давления на скважине.

Схема автоматизации обеспечивает:

1) автоматическое отключение ЭД при аварийных режимах;

2) пуск и остановку по команде с ГЗУ;

3) индивидуальный самозапуск при перерывах подачи электроэнергии;

4) защиту выкидного коллектора при временном фонтанировании;

5) перекрытие выкидного коллектора отсекателем 9 при повышении или резком понижении давления (из-за порыва трубопровода).

Использование ПЧ

Использование частотного преобразователя позволяет:

1) в большинстве случаев отказаться от использования редукторов, вариаторов, дросселей и другой регулирующей аппаратуры. Это значительно упрощает механическую систему, повышает ее надежность и снижает эксплуатационные расходы.

2) обеспечивать работу механизмов большую часть времени на пониженных частотах вращения с уменьшением циклических динамических и вибрационных нагрузок на подшипники, уплотнения, крепления, фундаменты механизмов и электродвигателей и соответствующим увеличением их ресурса и межремонтного пробега.

3) снизить нагрузку на двигатель и механизмы, увеличить срок их службы за счет плавного пуска двигателя , без пусковых токов и ударов.

Использование ПЧ обеспечивет:

1) Регулирование выходной частоты, плавный разгон и торможение двигателя (по линейному или s-образному закону), выбор оптимальной зависимости U/f или векторного режима управления.

2) Защиту преобразователя и двигателя от перегрузок по току, перегрева, защиту от короткого замыкания фаз на землю, обрыва обратной связи, «сухого хода» и т.п.

3) Предотвращение резонанса. Преобразователь может пропускать область частот вокруг резонансной частоты.

4) Предотвращение опрокидывания. При разгоне и торможении, если задано слишком большое ускорение и не хватает мощности, преобразователь автоматически продлевает время разгона или торможения. При работе ЭД эта функция позволяет в случае перегрузки вместо аварийной остановки продолжать работу на меньшей скорости.

5) Определение скорости. В случае, когда пуск преобразователя происходит при вращающемся роторе двигателя, для предотвращения опрокидывания применяется функция поиска скорости. ПЧ при пуске определяет скорость вращения нагрузки и начинает регулирование не с нуля, а с этой скорости.

6) Возможность управления, контроля и параметрирования через последовательный интерфейс RS-485.