RU2050472C1 - Method for operating immersed centrifugal pump plant in a group of wells and a device to implement the same - Google Patents
Method for operating immersed centrifugal pump plant in a group of wells and a device to implement the same Download PDFInfo
- Publication number
- RU2050472C1 RU2050472C1 SU5023311A RU2050472C1 RU 2050472 C1 RU2050472 C1 RU 2050472C1 SU 5023311 A SU5023311 A SU 5023311A RU 2050472 C1 RU2050472 C1 RU 2050472C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wells
- nominal mode
- pump
- electric motors
- well
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области управления и регулирования насосных систем преимущественно для нефтегазовых промыслов, а также в горнодобывающей промышленности и сельском хозяйстве при подъеме воды из шахт, скважин, карьеров. The invention relates to the field of control and regulation of pumping systems mainly for oil and gas fields, as well as in the mining industry and agriculture when lifting water from mines, wells, quarries.
Известен способ эксплуатации центробежных насосных агрегатов, включающий пуск электродвигателей насосных агрегатов и контроль параметров состояния каждой скважины и ее насосного агрегата, а также устройство для осуществления этого способа, содержащее установленные в скважинах погружные центробежные насосные агрегаты с кабелями питания их электродвигателей, датчики параметров состояния каждой скважины и ее насосного агрегата, а также коммутирующие устройства [1]
Недостатками данных способа и устройства являются невозможность автоматического восстановления номинального режима отбора перекачиваемой среды из скважины и сложность конструкции устройства, обусловленная большим количеством регулирующих устройств с ручным управлением.A known method of operating centrifugal pumping units, including starting the electric motors of pumping units and monitoring the state parameters of each well and its pumping unit, as well as a device for implementing this method, comprising submersible centrifugal pumping units installed in the wells with power cables for their electric motors, sensors for the state parameters of each well and its pumping unit, as well as switching devices [1]
The disadvantages of the data of the method and device are the inability to automatically restore the nominal mode of selection of the pumped medium from the well and the complexity of the design of the device due to the large number of control devices with manual control.
Известен также наиболее близкий к заявленному способу эксплуатации погружных центробежных насосов в группе скважин преимущественно для нефтегазовых промыслов, включающий пуск с частотным регулированием электродвигателей наcоcных агрегатов c последующим питанием их непосредственно от промысловой электросети при стабилизации номинального режима работы отбора перекачиваемой среды из скважин и контроль параметров состояния каждой скважины и ее насосного агрегата с выявлением скважин, не обеспечивающих указанный номинальный режим, и с последующим формированием сигналов управления для восстановления номинального режима за счет изменения параметров работы соответствующих насосных агрегатов, а также устройство для реализации этого способа, содержащее установленные в скважинах погружные центробежные насосные агрегаты с кабелями питания их электродвигателей, преобразователь частоты напряжения, датчики параметров состояния каждой скважины и ее насосного агрегата, подключенные к системе измерения и формирования сигналов управления электродвигателями, а также коммутирующие устройства для связи кабелей питания электродвигателей с промысловой электросетью и преобразователем частоты напряжения [2]
Недостатками этих способа и устройства являются узость диапазона управления режимами работы скважин, увеличенное время восстановления номинального режима работы скважин, большие потери энергии в процессе эксплуатации и восстановления режима отбора перекачиваемой среды из скважин, недостаточная надежность при поочередном контроле параметров среды в скважинах.Also known is the closest to the claimed method of operating submersible centrifugal pumps in a group of wells primarily for oil and gas fields, including starting with frequency regulation of electric motors of pumping units followed by powering them directly from the field network while stabilizing the nominal operating mode of the selection of the pumped medium from the wells and monitoring the state parameters of each wells and its pumping unit with the identification of wells that do not provide the specified nominal mode, and the subsequent formation of control signals to restore the nominal mode by changing the operating parameters of the respective pump units, as well as a device for implementing this method, containing submersible centrifugal pump units installed in the wells with power cables for their electric motors, a voltage frequency converter, state parameters sensors for each well and its pump unit connected to a system for measuring and generating control signals for electric motors, as well as comm tiruyuschie device for communication cables with electric power of commercial power supply and the voltage frequency converter [2]
The disadvantages of this method and device are the narrow range of control of the operating modes of the wells, the increased recovery time of the nominal operating mode of the wells, large energy losses during operation and restoration of the mode of selection of the pumped medium from the wells, insufficient reliability during the alternate monitoring of the parameters of the wells.
Технической задачей изобретения является создание способа эксплуатации погружных центробежных насосных агрегатов в группе скважин и устройства для его осуществления, которые позволяют расширить диапазон автоматического управления режимами работы скважин, сократить время восстановления номинального режима отбора перекачиваемой среды из скважин, уменьшить потери энергии в процессе эксплуатации и восстановления режима отбора из скважины, повысить надежность при поочередном контроле параметров перекачиваемой среды в скважинах. An object of the invention is to provide a method of operating submersible centrifugal pumping units in a group of wells and devices for its implementation, which allow to expand the range of automatic control of well operation modes, reduce the recovery time of the nominal mode of selection of the pumped medium from the wells, reduce energy loss during operation and recovery mode selection from the well, to increase reliability in the successive control of the parameters of the pumped medium in the wells.
Сущность изобретения заключается в том, что по способу эксплуатации погружных центробежных агрегатов преимущественно для нефтегазовых промыслов, включающему пуск с частотным регулированием электродвигателей насосных агрегатов с последующим питанием их непосредственно от промысловой электросети при стабилизации номинального режима отбора перекачиваемой среды из скважин и контроль параметров состояния каждой скважины и ее насосного агрегата с выявлением скважин, не обеспечивающих указанный номинальный режим, и с последующим формированием сигналов управления для восстановления номинального режима за счет изменения параметров работы соответствующих насосных агрегатов, при выявлении скважин, не обеспечивающих номинальный режим при исправном состоянии их насосных агрегатов, автоматически определяют оптимальную последовательность воздействия сигналами управления и осуществляют ее без останова насосных агрегатов за счет индивидуального регулирования числа оборотов каждого из последних при поочередном подключении их электродвигателей к общему для данной группы скважин преобразователю частоты напряжения с последующим возобновлением питания непосредственно от промысловой электросети в случае восстановления номинального режима, причем пуск электродвигателей насосных агрегатов осуществляют при поочередном подключении их к упомянутому преобразователю частоты напряжения, периодически подключают преобразователь частоты напряжения к электродвигателю любого насосного агрегата и производят измерения параметров перекачиваемой среды в скважине при различных числах оборотов этого насосного агрегата, при этом преобразователь частоты напряжения перед подключением к каждому электродвигателю настраивают на значение частоты ниже номинального для промысловой электросети, а перед непосредственным подключением к последней на значение частоты выше номинального. The essence of the invention lies in the fact that according to the method of operation of submersible centrifugal units, mainly for oil and gas fields, which includes starting with frequency regulation of electric motors of pumping units and then supplying them directly from the field network while stabilizing the nominal mode of selection of the pumped medium from the wells and monitoring the state parameters of each well and its pumping unit with the identification of wells that do not provide the specified nominal mode, and with the subsequent formation by controlling signals to restore the nominal mode by changing the operating parameters of the respective pump units, if wells that do not provide the nominal mode when the pump units are in good condition are identified, the optimal sequence of exposure to control signals is automatically determined and they are carried out without stopping the pump units due to individual regulation of the number revolutions of each of the last when alternately connecting their electric motors to the common for a given load the wells of the voltage frequency converter with the subsequent resumption of power directly from the field network in case of restoration of the nominal mode, and the pump unit electric motors are started by alternately connecting them to the voltage frequency converter, periodically connect the voltage frequency converter to the electric motor of any pump unit and measure the parameters of the pumped environment in the well at various speeds of this pump unit, with converter frequency voltage before connecting to each motor is set to a frequency below the nominal power for fishing and to the direct connection to the latter on the frequency higher than the nominal.
Сущность изобретения заключается также в том, что в устройстве для осуществления этого способа, содержащем установленные в скважинах погружные центробежные насосные агрегаты с кабелями питания их электродвигателей, преобразователь частоты напряжения, датчики параметров состояния каждой скважины и ее насосного агрегата, подключенные к системе измерения и формирования сигналов управления электродвигателями, а также коммутирующие устройства для связи кабелей питания электродвигателей с промысловой электросетью и преобразователем частоты напряжения, система измерения и формирования сигналов управления выполнена с возможностью выявления скважин, не обеспечивающих номинальный режим при исправном состоянии их насосных агрегатов, и снабжена блоком определения оптимальной последовательности воздействия сигналами управления, а коммутирующие устройства выполнены по меньшей мере двухпозиционными с возможностью поочередного индивидуального автоматического подключения электродвигателей к выполненному общим для данной группы скважин преобразователю частоты напряжения. The invention also lies in the fact that in the device for implementing this method, comprising submersible centrifugal pumping units installed in the wells with power cables for their electric motors, a voltage frequency converter, state parameters sensors for each well and its pumping unit, connected to a signal measurement and generation system electric motor control, as well as switching devices for connecting electric motor power cables to the field network and the frequency converter voltage stresses, a system for measuring and generating control signals is configured to detect wells that do not provide a nominal mode when the pumping units are in good condition, and is equipped with a unit for determining the optimal sequence of exposure to control signals, and the switching devices are made at least two-position with the possibility of alternating individual automatic connection electric motors to a voltage converter common to a given group of wells eniya.
На чертеже изображена схема устройства для реализации способа эксплуатации погружных насосных агрегатов в группе скважин преимущественно для нефтегазовых промыслов. The drawing shows a diagram of a device for implementing the method of operating submersible pumping units in a group of wells mainly for oil and gas fields.
Устройство содержит установленный в скважине 1 на колонне насосно-компрессорных труб 2 погружной центробежный насосный агрегат, состоящий из насоса 3 и электродвигателя 4 с встроенными датчиком 5 давления на приеме насоса 3, датчиком 6 температуры обмотки статора (не изображен) и с кабелем 7 питания электродвигателя 4. На устье скважины 1 установлены согласующий трансформатор 8, комплекс 9 защиты со встроенным измерительным трансформатором 10 фазных токов, прибором 11 для измерения сопротивления кабеля 7 и электродвигателя 4, прибором 12 для измерения вибраций насосного агрегата, измерители 13 и 14 активной и реактивной мощности соответственно, датчики 15 буферного давления, по меньшей мере двухпозиционное коммутирующее устройство 16 для связи кабеля 7 с промысловой электросетью 22 и индивидуального автоматического подключения к преобразователю 17 частоты напряжения, выполненному общим для данной группы скважин. Преобразователь 17 связан с электросетью 22 и оборудован измерительными преобразователями 18, 19 и 20 входных напряжений, потребляемой активной и реактивной мощности соответственно. Датчики 5, 6, 15, трансформатор 10, приборы 11, 12, измерители 13, 14 и преобразователи 18, 19, 20 подключены к системе измерения и формирования сигналов управления электродвигателями, выполненной с возможностью выявления скважин, не обеспечивающих номинальный режим при исправном состоянии их насосных агрегатов, в виде микропроцессорного терминала 21 с блоком определения оптимальной последовательности воздействия сигналами управления (не изображен). Остальные скважины оборудованы элементами 2-16, так же, как и скважина 1. The device comprises a submersible centrifugal pump unit installed in a well 1 on a
Способ эксплуатации погружных центробежных насосных агрегатов в группе скважин осуществляется следующим образом. The method of operation of submersible centrifugal pump units in a group of wells is as follows.
Микропроцессорный терминал 21 получает команду на включение насосных агрегатов от оператора или от автоматической системы более высокого уровня. Пуск каждого из электродвигателей 4 осуществляют поочередно при индивидуальном подключении через соответствующее коммутирующее устройство 16 к преобразователю 17, с помощью которого производится частотное регулирование числа оборотов насоса 3. Для последующего питания электродвигателей 4 непосредственно от электросети 22 при стабилизации номинального режима отбора перекачиваемой среды из скважины 1 контакты коммутирующего устройства 16 должны быть переведены из одной позиции в другую. С помощью микропроцессорного терминала 21 производят измерения параметров каждой скважины и ее насосного агрегата с выявлением скважин, не обеспечивающих указанный номинальный режим при исправном состоянии насосного агрегата. Это возможно, например, из-за частичной закупорки призабойной зоны пласта микропримесями, глинистым раствором при ремонте, из-за увеличения обводненности перекачиваемой жидкости на забое скважины и т.п. Ввод информации в терминал 21 производится автоматически сразу со всех скважин, входящих в группу, и вывод скважин из номинального режима устанавливается по результатам измерения давления, электрических параметров насосной установки и других параметров, которые являются исходными данными для определения по наперед заданному критерию оптимальной последовательности воздействия сигналами управления. По сигналу управления контакты соответствующего коммутирующего устройства 16 переключаются в позицию, обеспечивающую подключение электродвигателя 4 к преобразователю 17. Изменяя с помощью преобразователя 17 число оборотов электродвигателя 4, например, повышают ско-рость движения перекачиваемой среды в скважине и тем самым снижают противодавление на пласт, что способствует очистке забоя и призабойной зоны от примесей и возврату скважины в номинальный режим. В случае восстановления номинального режима отбора перекачиваемой среды из скважины контакты коммутирующего устройства 16 переключаются для непосредственного питания (через трансформатор 8) электродвигателя 4 от электросети 22. В результате преобразователь 17 в соответствии с ранее определенной последовательностью подключается к очередному электродвигателю 4. При исправном состоянии всех скважин и насосных агрегатов периодически подключают преобразователь 17 частоты напряжения к электродвигателю 4 любого насосного агрегата и, изменяя частоту напряжения от 30 до 50 Гц, производят измерения параметров перекачиваемой среды (расход, давление) в скважине при различных числах оборотов этого насосного агрегата. Результаты таких измерений могут быть использованы для оценки продуктивности каждой из скважин. Преобразователь 17 перед подключением к каждому электродвигателю настраивают на значение частоты, например, 48 Гц, т.е. ниже номинального значения частоты 50 Гц для промысловой электросети 22, а перед непосредственным подключением к последней на значение частоты 55 Гц, т.е. выше номинального. The
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5023311 RU2050472C1 (en) | 1991-12-23 | 1991-12-23 | Method for operating immersed centrifugal pump plant in a group of wells and a device to implement the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5023311 RU2050472C1 (en) | 1991-12-23 | 1991-12-23 | Method for operating immersed centrifugal pump plant in a group of wells and a device to implement the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2050472C1 true RU2050472C1 (en) | 1995-12-20 |
Family
ID=21594955
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5023311 RU2050472C1 (en) | 1991-12-23 | 1991-12-23 | Method for operating immersed centrifugal pump plant in a group of wells and a device to implement the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2050472C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997049920A1 (en) * | 1996-06-27 | 1997-12-31 | Otkrytoe Aktsionernoe Obschestvo 'almetevsky Nasosny Zavod' | Well pumping equipment |
US7624800B2 (en) | 2005-11-22 | 2009-12-01 | Schlumberger Technology Corporation | System and method for sensing parameters in a wellbore |
RU2501980C1 (en) * | 2012-08-13 | 2013-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | System of control of submersible electric centrifugal pump and group pumping station |
-
1991
- 1991-12-23 RU SU5023311 patent/RU2050472C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Патент США N 3568771, кл. E 21B 43/12, 1971. * |
2. Максимов В.П. и др. Регулируемое управление приводом установок погружных электронасосов. М.: ВНИИОЭНГ, 1981, с.41, рис.7. * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997049920A1 (en) * | 1996-06-27 | 1997-12-31 | Otkrytoe Aktsionernoe Obschestvo 'almetevsky Nasosny Zavod' | Well pumping equipment |
GB2330879A (en) * | 1996-06-27 | 1999-05-05 | Otkrytoe Aktsionernoe Obschest | Well pumping equipment |
GB2330879B (en) * | 1996-06-27 | 2000-02-23 | Otkrytoe Aktsionernoe Obschest | Well pumping equipment |
US6135732A (en) * | 1996-06-27 | 2000-10-24 | Otkrytoe Aktsionernoe Obschestvo "Almetevski Nasosnyi Zavod" | Well pumping equipment |
US7624800B2 (en) | 2005-11-22 | 2009-12-01 | Schlumberger Technology Corporation | System and method for sensing parameters in a wellbore |
RU2501980C1 (en) * | 2012-08-13 | 2013-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | System of control of submersible electric centrifugal pump and group pumping station |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4145161A (en) | Speed control | |
US6203282B1 (en) | Method to control out pumping from a sewage pump station | |
US4370098A (en) | Method and apparatus for monitoring and controlling on line dynamic operating conditions | |
CN101203678B (en) | Pump, method for operating the pump and pump station comprising the pump | |
CN104321974B (en) | Data communications system | |
US4695779A (en) | Motor protection system and process | |
US5521592A (en) | Method and apparatus for transmitting information relating to the operation of a downhole electrical device | |
US3568771A (en) | Method and apparatus for lifting foaming crude by a variable rpm submersible pump | |
EP0100390B1 (en) | A method of driving the impeller of a liquid pump by means of a brushless a.c. motor, and a liquid pump for carrying out the method | |
US4718824A (en) | Usable device, in particular for the pumping of an extremely viscous fluid and/or containing a sizeable proportion of gas, particularly for petrol production | |
US8287246B2 (en) | Systems and methods for automatic forward phasing determination in a downhole pump system | |
RU2606034C1 (en) | Telemetering equipment for systems with multiphase electric motor | |
RU2465456C2 (en) | System and method to supply ac to downhole gauge | |
CA2644149A1 (en) | Control system for centrifugal pumps | |
CN101151795B (en) | Submersible motor | |
US2947931A (en) | Motor control systems | |
CA1332845C (en) | Motor controller for pumping units | |
KR20020081208A (en) | Energy conserving motor controller | |
RU2050472C1 (en) | Method for operating immersed centrifugal pump plant in a group of wells and a device to implement the same | |
RU2522565C1 (en) | Well operation method using pump set with variable-frequency drive and device for its implementation | |
EP0584713B1 (en) | Method of controlling an electric motor driving a centrifugal pump | |
US20190174687A1 (en) | Motor drive with moisture control features | |
RU2250357C2 (en) | Method for operating well by electric down-pump with frequency-adjusted drive | |
WO2017184158A1 (en) | Electric submersible pump hybrid telemetry system | |
RU2285155C1 (en) | Oil-well pumping unit |