Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Скважинные насосные установки для добычи нефти

..pdf
Скачиваний:
22
Добавлен:
19.11.2023
Размер:
26.25 Mб
Скачать

зволяют обеспечивать указанное количество свободного газа за счет увеличения глубины спуска, что требует применения газосепараторов.

Газосепараторы для штанговых насосов могут выпускаться как по ОСТ 39-177-84, выпущенному Министерством нефтяной про­ мышленности СССР, так и по технической документации от­ дельных фирм-изготовителей. Конструктивные схемы газосепараторов по ОСТ 39-177-84 представлены на рис. 2.126.

Все представленные газосепараторы имеют схожий принцип действия — при повороте потока газожидкостной смеси за счет разности плотности газа и жидкости происходит разделение по­ тока. После этого более легкий газ отводится по специальным каналам в затрубное пространство, а поток жидкости подается на прием насоса.

Практически все газосепараторы при разделении потоков жидкости и газа производят и выделение из потока жидкости механических примесей. Это выделение происходит также по причине разности плотности жидкости (р = 800—1200 кг/м3) и механических примесей (р = 2500—4300 кг/м3). Для сбора от­ делившихся механических примесей (песок, известняк и дру­ гие составляющие продуктивного пласта, а также ржавчина из скважинного оборудования) в газосепараторах предусмотрены специальные контейнеры. Контейнеры изготовлены из насос­ но-компрессорных труб и имеют заглушку в нижней части. Верхняя часть контейнера присоединена с помощью резьбы к нижней части газосепаратора. Количество насосно-компрессор­ ных труб и их объем зависит от количества механических при­ месей в откачиваемой пластовой жидкости и планируемой на­ работки на отказ скважинного оборудования.

б

е

г

Рис. 2.126. Схемы газовых сепараторов.

а - СГВД, б -

СГВК, в -

СГВЦ, г - СГНЧ, д - СГНП:

2.2.13. Станции управления работой скважинных штанговых насосных установок

Для управления работой штанговой насосной ус­ тановки, контроля и защиты электрооборудования наиболее ча­ сто применяются блоки управления БУС-ЗМ и БУС-4 девяти модификаций, станции управления СУС-01 и станции управле­ ния семейства «Омь». Станции управления типа БУС и СУС выпускает фирма «Нефтеавтоматика», Станции управления се­ мейства «Омь» — ДУП «Омский электромеханический завод».

Станции управления обеспечивают: ручной пуск и остановку электродвгателя; автоматический его пуск (самозапуск), пуск и остановку по заданной программе; защитное отключение элект­ родвигателя с задержкой в зависимости от перегрузки в устано­ вившемся режиме работы при возникновении аварийных ситуа­ ций (обрыве фаз, обрыве ремней, обрыве штанг, перегрузках по току, неисправности насоса, заклинивании редуктора, повыше­ нии или понижении давления в выкидном трубопроводе на за­

данные уставки).

Защита электродвигателя от перегрузки осуществляется теп­ ловым реле. Выбор нагревательных элементов производится в зависимости от мощности электродвигателя.

Схема станций позволяет дистанционно управлять работой станка-качалки. Работу по заданной программе обеспечивает в БУС-ЗМ реле времени типа РВ-5М, а в СУС-01 — блок управ­ ления И защиты БУЗ. Технические характеристики БУС-ЗМ и СУС-01 приведены Ниже.

 

БУС-ЗМ

 

Габаритные размеры, мм...............................

1370x940x330

Масса, кг......

••••...................................................................

140

Ср°к службы (лет), не менее

8

Параметры питающей сети:

 

напряжение, В .....................................................................

380

частота, Ги.......................................................................

50

диапазон рабочих температур, К .......

213—323(-60 +50 °С)

Мощность нагРУЗки (кВт), не более

Габаритные размеры, м м .............................

835x690x330

Масса (кг), не более....................................................................

 

56

Средний срок службы (лет), не менее

 

10

Питание станции осуществляется от сети

 

 

переменного тока с параметрами:

 

 

напряжение, В .......................................................................

 

380

частота, Гц...........................................................................

 

50+1

Диапазон рабочих температур, К ..................

213—323

Температура, поддерживаемая нагревателем

 

в станции СУС-01 (К), не ниж е...........................................

 

243

Потребляемая мощность (без нагревателя) (В А )

..............50

Мощность нагревателя (кВт), не более...............................

 

0,4

Время задержки самозапуска станка-качалки, с ....

10—150

Время работы и остановки станка-качалки,

 

управляемого по программе, ч ...........................................

 

2—30

Защитное отключение происходит по следующим причинам:

короткое замыкание, перегрузка двигателя, обрыв фаз, короткое

замыкание, от внешнего датчика.

 

 

В блок управления БУС-ЗМ входят установочный автомат с

электромагнитным расцепителем, трехполюсный контактор, теп­

ловые биметаллические реле, реле времени и универсальный

переключатель, смонтированные в металлическом пыле- и вла­

гонепроницаемом ящике. Снаружи ящика помещаются рукоят­

ки переключателя и штепсельная розетка.

 

 

Конструктивно станция управления СУС-01 выполнена в виде

шкафа навесного типа (рис. 2.127).

 

 

На стенке шкафа установлены розетки

17 для подключения

внешней нагрузки при ремонтных работах и блокировочный

рычаг 18, управляемый ручкой 75для обеспечения подключения

(отключения) внешней вилки к розетке только при отключен­

ном автоматическом выключателе 14.

 

 

На левой стенке шкафа установлен клеммник 2 для подклю­

чения станции к трансформаторной подстанции.

 

В верхней части шкафа расположены блок управления и защи­

ты БУЗ и панель управления, на которой размещены кнопки ПУСК,

СТОП, СЪЕМ АВАРИИ 7, переключатель режима работы 8,

13

14

15

16

17

18

Рис. 2.127. Станция управления СУС-01

/ — блок зажимов; 2 — клеммник; 3 — магнитный пускатель; 4 — лампа освещения; 5 — трансформатор тока; 6 — автоматический выключатель; 7 — кнопки съема аварии; 8 — переключатель режима работы; 9 — пре­ дохранитель; 10— индикатор; 11 — выключатель освещения; 12— блок управления и защиты БУЗ; 13— разрядники; 14— автоматический вык­ лючатель внешней нагрузки; 15 — ручка; 16 — устройство управления обогревом; 17— розетки; 18— блокировочный рычаг; 19, 20— сальники подвоза управляющих и силовых цепей

автоматический выключатель для коммутации цепей питания электродвигателя станка-качалки б, выключатель освещения 11, предохранитель 9, индикатор СЕТЬ 10.

На двери шкафа установлен нагреватель ТЭН.

Необходимо сказать о том, что конструктивное исполнение стан­ ций управления разных модификаций является очень схожим.

Станция СУС-01 в отличие от БУС-ЗМ дополнительно обес­ печивает-

запоминание аварийного отключения станка-качалки с зап­ ретом повторного включения без съема аварийного сигнала;

расшифровку причины аварийного отключения станка-ка­

чалки;

формирование сигналов состояния станка-качалки (работа­ ет, стоит), причины аварийного отключения, активной мощнос­ ти в аппаратуре КН системы телемеханики;

автоматическое управление отопителем для поддержания заданной температуры 243 К внутри станции в зимних условиях

сзапретом включения электродвигателя СК при температуре ок­ ружающей среды ниже 243 К.

Блок управления и защиты БУЗ состоит из устройства управ­ ления, устройства защиты, устройства питания, устройства ин­ формирования токового сигнала, пропорционального активной мощности и аналогового сигнала индикатора активной мощно­ сти, потребляемой электродвигателем.

Станция СУС-01 позволяет снимать ваттметрограмму и про­ водить телединамометрирование при помощи системы телеме­ ханики.

СУС-01 выпускается по техническим условиям ТУ 39-1109-86, а БУС-ЗМ - по ТУ 39-01-46-675-81.

Для включения приводного электродвигателя станка-качал­ ки необходимо включить рубильник и установить ручку универ­ сального рукоятку из указанного положения без выдержки вре­ мени следует перевести в положение СТОП.

Дверца станции управления должна быть закрыта на запор. По заказу потребителя станция СУС-1 может обеспечить сле­

дующие дополнительные функции:

энергосберегающий пуск;

программируемое время работы и паузы;

контроль обрыва ремней, штанг, аварийной разбалансировки;

контроль перегрева двигателя;

катодная защита;

стыковку с телеметрией АСУ ТП;

регулировку частоты вращения оборотов электродвигателя

от0>75 «„ом д° ь00 «„оМ;

• контроллер.

Станция управления СУС «Омь» (табл. 2.45) предназначена для управления приводом станка-качалки при добыче нефти скважинными штанговыми насосами.

 

Таблица 2.45

Основные технические характеристики СУС «Омь»

 

Напряжение питания станции, трехфазное,

380 ± 15%

с заземленной нейтралью, В

 

Частота переменного тока, Гц

50 ± 1

Диапазон мощностей управляемых станций

8-55

электроприводов, кВт

 

Потребляемая мощность

не более 80

(без мощности электронагревателя), Вт

 

Регулируемый автозапуск при пропадании и повторном

10-150

появлении напряжения в сети с временем задержки

 

включения, с

 

Имеется возможность работать в циклическом режиме («Работа» — «Пауза»), по круглосуточной программе в автоматическом режиме от 2 до 30 ч с дискретностью в 2 часа

Габаритные размеры, мм

710x750x328

Масса станции (без комплектов монтажных и запасных частей,

не более 55

инструмента и принадлежностей), кг

 

Диапазон рабочих температур, °С

от -60

 

до +50

Защиты и установки станции управления:

— максимальная токовая защита (защита от к.з.) с током ус-

тановки, -12-1номдв;

— электронная токовая зашита от превышения максималь­ ного рабочего тока (установка выставляется на месте по макси­ мальному рабочему току), (1,1 + 1,3)'1ра6макс;

тепловая зашита от перегрузки с током установки,

121

защита от аварийного режима работы привода при сниже­

нии напряжения в сети, UH0M— ниже 0,7;

— защита от обрыва фаз.

Параметры сигналов для телеметрии:

токовые сигналы, пропорциональные напряжению в сети

ирабочему току электропривода, в стандартах, 0—5 и 4—20 мА;

сигнал о работе привода — замыканием контакта пускателя. Станция управления СУС «Омь-2КС» (табл. 2.46) является

модификацией с бесконтактной (симисторной) коммутацией элек­ тропривода предназначена для управления и защиты асинхрон­ ного привода штангового глубинного насоса при добыче нефти.

Таблица 2.46

Основные технические данные и характеристики СУС «Омь-2КС».

Параметр

1

Источник питания — 3-х фазная 4-х проводная сеть переменного тока

Номинальное напряжение питающей сети, В

Частота питающей сети, Гц

Тип управляемого двигателя

Мощность управляемого двигателя, кВт, не более

Режимы запуска двигателя

Программируемое время задержки самозапуска, с

Программируемая продолжительность режима «Работа», час

Программируемая продолжительность режима «Пауза», час

Электронная токовая защита

Температура окружающей среды, °С

Исполнение

Габаритные размеры, не более, мм

Масса, не более, кг

1

1

 

380

1

 

 

I

Асинхронный

|

 

40

 

Ручной/

 

Автоматический

 

о

о

 

2...30

 

2...30

I

(1,1...1,3)*1раб

I

-60...+40

 

 

1Р54

I

710x750x328

1

Мощность управляемых приводов — до 40 кВт. Коммутация привода осуществляется симисторами. Шкаф станции СУС «Омь-2КС» выполнен в вандалоустойчивом исполнении, дверь закрывается двумя спецзамками.

Всостав станции входит розетка ПРС, которая имеет меха­ ническую блокировку и подключена через отдельный автомати­ ческий выключатель.

По сравнению с «классическим» вариантом (с магнитным пускателем) в этой модели реализован ряд новых и эффектив­ ных функций:

плавный пуск электропривода что, по исследованиям, по­ вышает срок службы электропривода в 1,5...2 раза, межремонт­ ный период качалки — в 2...2,5 раза и полностью исключает обрывы штанг, ремней, значительно облегчает работу насоса в холодный период времени;

измерение потребляемой электроприводом активной мощ­ ности, что позволяет производить по ней точную балансировку станка, увеличить межремонтный период и экономить до 20...25% электроэнергии;

контроль асимметрии питающего напряжения и времен­ ное отключение электропривода при опасной для него асиммет­ рии свыше 10%;

контроль за количеством отключений электропривода по перегрузке (допускается до девяти отключений, после чего даль­ нейшие попытки прекращаются и выдается сигнал аварии);

возможность работы от технологических датчиков;

возможность контроля работы электропривода по темпе­ ратуре, вибрациям, сопротивлению изоляции двигателя (по осо­ бому заказу);

наличие счетчика моточасов.

Всхеме станции использованы новые решения по обеспече­ нию надежной и устойчивой работы симисторов при различных

эксплуатационных воздействиях со стороны питающей сети. Стоимость станций окупается в течение полутора-двух лет за

счет экономии, полученной от снижения эксплутационных из­ держек агрегата ЩГН.

Станция «Омь-2КС» обеспечивает:

• защиту электродвигателя от работы с неполнофазным вклю­ чением;

защиту электродвигателя от работы при пониженном пи­ тании;

защитное отключение электродвигателя при токовых пе­ регрузках;

самозапуск электродвигателя при восстановлении напря­ жения сети после перерыва;

автоматический циклический режим работы с программи­ руемым временем работы и паузы;

индикацию тока потребления для облегчения балансиров­ ки станка-качалки;

индикацию режима работы устройства;

формирование токового сигнала, пропорционального ра­ бочему току электродвигателя, в стандарте 4—20 мА.

Внастоящее время в ДУП «Омский электромеханический за­ вод» ведется работа над станцией управления «Ангара» с частот­ но-регулируемым управлением асинхронным электродвигателем станка-качалки. Это станции принципиально нового, так назы­ ваемого «интеллектуального» поколения, созданная с использо­ ванием микропроцессорной техники и силового преобразовате­ ля частоты.

Благодаря этим решениям, СУС представляет ряд принципи­ ально новых и важных возможностей:

плавный пуск механизма станка-качалки;

плавное регулирование скорости электропривода в диапа­ зоне 1:8;

экономию электроэнергии (до 30%);

обеспечение работы электродвигателя в оптимальных ре­

жимах, с высоким КПД и cos ф не менее 0,95);

возможность точной балансировки механизма станка;

возможность построения оптимальной системы нефтедо­ бычи на каждой скважине;

возможность использования в электроприводе двигателя с меньшей в 2—3 раза номинальной мощностью и с номинальной скоростью 1450 об/мин;

возможность построения автоматизированных систем до­ бычи и учета добытой нефти;

возможность дистанционного управления по интерфейсу RS-485.