RU2334897C1 - Method of diagnosing bottom-hole sucker-rod pump drive steadiness - Google Patents

Method of diagnosing bottom-hole sucker-rod pump drive steadiness Download PDF

Info

Publication number
RU2334897C1
RU2334897C1 RU2007100592/06A RU2007100592A RU2334897C1 RU 2334897 C1 RU2334897 C1 RU 2334897C1 RU 2007100592/06 A RU2007100592/06 A RU 2007100592/06A RU 2007100592 A RU2007100592 A RU 2007100592A RU 2334897 C1 RU2334897 C1 RU 2334897C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
values
steadiness
rod
diagnosing
drive
Prior art date
Application number
RU2007100592/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Сергеевич Ушаков (BY)
Владимир Сергеевич Ушаков
ненко Николай Александрович Дем (BY)
Николай Александрович Демяненко
Original Assignee
Республиканское Унитарное Предприятие "Производственное Объединение "Белоруснефть"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Республиканское Унитарное Предприятие "Производственное Объединение "Белоруснефть" filed Critical Республиканское Унитарное Предприятие "Производственное Объединение "Белоруснефть"
Priority to RU2007100592/06A priority Critical patent/RU2334897C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2334897C1 publication Critical patent/RU2334897C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: method is designed to be used in oil production industry to control the quality of the oil bottom-hole sucker-rod pumps (BHSRP) steadiness. Diagnosing the BHSRP steadiness consists in measuring the electric-drive motor rotor rpm instantaneous values in operation, determining the minimum rpm instantaneous value magnitudes on lifting the rod v1(min) and downing it v2(min) and comparing the obtained magnitudes between themselves for one pumping cycle with the steadiness state satisfying the following condition, i.e. |v1(min) - v2(min)| < 0.1 · (v1(min) + v2(min)) / 2.
EFFECT: higher accuracy of balancing the bottom-hole sucker-rod pump drives.
2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в процессе нефтедобычи для контроля качества уравновешивания привода штанговых глубинных насосов (ПШГН).The invention relates to the oil industry and can be used in the oil production process to control the quality of balancing the drive sucker rod pumps (PSGN).

Известен способ диагностирования уравновешенности ПШГН [1], заключающийся в измерении мгновенных значений тока и напряжений на входе ПШГН, определении активной мощности, выделении первой а1 и второй а2 гармоник мощности, а состояние уравновешенности определяют по условию а1<а2, при этом данное условие достаточно не определено.A known method for diagnosing the balance of PSHN [1], which consists in measuring the instantaneous values of current and voltage at the input of PSHN, determining the active power, the allocation of the first a 1 and second a 2 power harmonics, and the state of equilibrium is determined by the condition a 1 <a 2 , while This condition is not sufficiently defined.

Известен также способ диагностирования уравновешенности станков-качалок штанговых насосных установок [2], заключающийся в измерении мгновенных значений тока и напряжения на входе ПШГН, выделении первой и второй гармоник реактивной мощности и определении их соотношения. Критерием уравновешенности в данном случае служит превышение полученного значения по отношению к эталонному значению соотношения, определенного для данной скважины.There is also a method for diagnosing the balance of pumping units of pumping units [2], which consists in measuring the instantaneous values of current and voltage at the input of the PSHNG, isolating the first and second harmonics of reactive power and determining their ratio. In this case, the criterion for balance is the excess of the obtained value in relation to the reference value of the ratio determined for a given well.

Известен способ уравновешивания штанговой глубиннонасосной установки [3], при котором измеряют и определяют среднеквадратические значения тока при ходе штока вверх и вниз, после чего полученные значения сравнивают. Критерием диагностирования уравновешенности считают их равенство.A known method of balancing the rod deep pump installation [3], in which measure and determine the root mean square current values during the stroke of the rod up and down, after which the obtained values are compared. The criterion for the diagnosis of balance consider their equality.

Недостатком всех указанных выше способов является игнорирование факта генераторного режима работы электродвигателя ПШГН, а также требование измерения величин тока и напряжения, что вызывает необходимость привлечения дополнительного электротехнического персонала на выполнение механо-регулировочных работ.The disadvantage of all of the above methods is the neglect of the fact of the generator operating mode of the PShGN electric motor, as well as the requirement to measure current and voltage values, which necessitates the involvement of additional electrical personnel to perform mechanical adjustment work.

Наиболее близким к заявляемому способу диагностирования уравновешенности ПШГН является способ, описанный в [4] и заключающийся в измерении значений тока, потребляемого приводным электродвигателем за один период качания, определении максимальных значений тока при подъеме и опускании штанги, сравнении этих значений тока и определении состояния уравновешенности из условия:Closest to the claimed method for diagnosing the PSHN balance is the method described in [4], which consists in measuring the current values consumed by the drive motor for one swing period, determining the maximum current values when raising and lowering the rod, comparing these current values and determining the state of equilibrium from conditions:

Figure 00000003
Figure 00000003

где I1max, I2max - максимальные значения силы тока, потребляемого приводным электродвигателем при подъеме и опускании штанги (согласно п.13.2.2 [4]).where I 1max , I 2max - the maximum current strength consumed by the drive motor when lifting and lowering the rod (according to paragraph 13.2.2 [4]).

Основным недостатком этого способа является определение максимальных значений тока с использованием штатных приборов ПШГН, инерционность которых сравнима с периодом его качания, что не позволяет достичь хороших результатов уравновешивания. Однако в [4] приведена диаграмма изменения крутящего момента электродвигателя в правильно уравновешенном ПШГН (фиг.1). На диаграмме М - крутящий момент; φ - угол поворота кривошипа; n1min, n2min - моменты, соответствующие минимальной частоте вращения электродвигателя ПШГН и максимальным значениям тока электродвигателя за один период качания. Из диаграммы видно, что часть времени электродвигатель работает в генераторном режиме.The main disadvantage of this method is the determination of the maximum current values using standard PSHGN devices, the inertia of which is comparable to the period of its swing, which does not allow achieving good balancing results. However, in [4] shows a diagram of the change in the torque of the electric motor in a properly balanced PSHN (figure 1). On the diagram M is the torque; φ is the angle of rotation of the crank; n 1min , n 2min are the moments corresponding to the minimum rotational speed of the PShGN electric motor and the maximum values of the electric motor current for one swing period. The diagram shows that part of the time the electric motor operates in the generator mode.

Задачей создания изобретения является повышение точности уравновешивания привода и, как следствие, снижение его энергопотребления, а также уменьшение трудоемкости при выполнении данных работ.The objective of the invention is to increase the accuracy of balancing the drive and, as a consequence, reducing its energy consumption, as well as reducing the complexity of performing these works.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе диагностирования уравновешенности ПШГН, заключающемся в измерении значений параметров режима эксплуатации приводного электродвигателя за один период качания, определении значений параметров при подъеме и опускании штанги, сравнении этих значений, определении состояния уравновешенности из условия, что разница между этими значениями не более произведения полусуммы этих значений на коэффициент 0,1, согласно изобретению измеряемыми значениями параметров режима эксплуатации приводного электродвигателя являются мгновенные значения скорости вращения ротора приводного электродвигателя, определяют и сравнивают минимальные значения мгновенной скорости вращения ротора приводного электродвигателя при подъеме и опускании штанги.The problem is solved due to the fact that in the method of diagnosing the balance of PSGN, which consists in measuring the values of the operating parameters of the drive electric motor for one swing period, determining the values of the parameters when raising and lowering the rod, comparing these values, determining the state of equilibrium from the condition that the difference between these values are not more than the product of half the sum of these values by a factor of 0.1, according to the invention, the measured values of the parameters of the operating mode the bottom of the electric motor are the instantaneous values of the rotational speed of the rotor of the drive motor, determine and compare the minimum values of the instantaneous speed of rotation of the rotor of the drive motor when raising and lowering the rod.

На фиг.1 приведена диаграмма изменения крутящего момента электродвигателя в правильно уравновешенном приводе; на фиг.2 - функциональная блок-схема реализации способа диагностирования уравновешенности ПШГН.Figure 1 shows a diagram of a change in the torque of an electric motor in a properly balanced drive; figure 2 is a functional block diagram of the implementation of the method for diagnosing the balance PSHN.

Известно [5], что крутящий момент на валу ротора асинхронного электродвигателя связан линейной зависимостью с потребляемым им током, а скорость вращения ротора асинхронного электродвигателя обратно пропорциональна его нагрузке (крутящему моменту). Из этого следует, что максимальные значения крутящего момента М на диаграмме (фиг.1) за один полный оборот кривошипа, т.е. за один период качания, соответствуют максимальному значению тока и минимальным значениям скорости вращения электродвигателя. Построив график мгновенных значений скорости вращения ротора приводного электродвигателя, можно определить минимальные значения мгновенной скорости. Вместо максимальных значений силы тока за один период качания в (1) можно использовать минимальные значения мгновенной скорости вращения ротора приводного электродвигателя за один период качания. Тогда согласно представленному изобретению условие уравновешенности ПШГН принимает следующий вид:It is known [5] that the torque on the rotor shaft of an induction motor is linearly related to the current consumed by it, and the rotational speed of the rotor of an induction motor is inversely proportional to its load (torque). From this it follows that the maximum values of the torque M in the diagram (Fig. 1) per one full revolution of the crank, i.e. for one swing period, correspond to the maximum current value and the minimum values of the motor rotation speed. By plotting the instantaneous values of the rotational speed of the rotor of the drive motor, you can determine the minimum values of the instantaneous speed. Instead of the maximum current values for one swing period in (1), you can use the minimum values of the instantaneous rotational speed of the rotor of the drive electric motor for one swing period. Then, according to the invention, the condition of balance PSHN takes the following form:

Figure 00000004
Figure 00000004

где v1min и v2min - минимальные значения скорости вращения приводного электродвигателя ПШГН при подъеме и опускании штанги за один период качания.where v 1min and v 2min are the minimum values of the rotational speed of the PShGN electric motor when raising and lowering the rod for one swing period.

Предлагаемый способ отличается возможностью использования сравнительно простой технологии проведения диагностирования уравновешенности ПШГН, не требует выполнения электрических измерений, является точным и доступным. Он может быть реализован, например, в виде функциональной блок-схемы, которая представлена на фиг.2.The proposed method is distinguished by the possibility of using a relatively simple technology for diagnosing the balance of PSGN, does not require electrical measurements, is accurate and affordable. It can be implemented, for example, in the form of a functional block diagram, which is presented in figure 2.

Блок-схема содержит датчик ускорения (ДУ) 1, преобразователь уровня (ПУ) 2 и вычислительное устройство (ПК)3.The block diagram contains an acceleration sensor (DU) 1, a level converter (PU) 2 and a computing device (PC) 3.

Рассмотрим работу способа диагностирования уравновешенности ПШГН по функциональной блок-схеме.Consider the work of the method for diagnosing the balance of PSGN according to the functional block diagram.

Ось чувствительности ДУ 1 располагают перпендикулярно оси вращения ротора электродвигателя. Первая гармоника частоты вибрации, возникающей от вращения ротора электродвигателя, соответствует частоте вращения ротора. На вход ПУ 2 приходит электрический сигнал ДУ 1, который фильтруется. Выделяется первая гармоника, которая преобразовывается в короткий импульс с амплитудой, приемлемой для входных цепей ПК 3. Интервал времени между импульсами ПУ 2 соответствует времени одного оборота ротора электродвигателя. Вычислительное устройство ПК 3 измеряет временные интервалы между импульсами ПУ 2, строит график скорости вращения ротора электродвигателя ПШГН и сравнивает два минимальных значения его скорости вращения за один период качания.The sensitivity axis of the remote control 1 is perpendicular to the axis of rotation of the rotor of the electric motor. The first harmonic of the vibration frequency arising from the rotation of the rotor of the electric motor corresponds to the rotational speed of the rotor. At the input of the control unit 2, an electrical signal of the remote control 1 comes in, which is filtered. The first harmonic is distinguished, which is converted into a short pulse with an amplitude acceptable for the input circuits of PC 3. The time interval between pulses of PU 2 corresponds to the time of one revolution of the motor rotor. The computing device PC 3 measures the time intervals between pulses PU 2, builds a graph of the rotational speed of the rotor of the electric motor PSHGN and compares two minimum values of its speed of rotation for one swing period.

Использование изобретения позволяет снизить эксплуатационные расходы для ПШГН за счет оптимизации его энергопотребления, достигаемого настройкой положения применяемых противовесов путем объективного приборного контроля качества уравновешивания, а также за счет сокращения численности технического персонала, привлекаемого к процессу уравновешивания.The use of the invention allows to reduce operating costs for PSGN due to the optimization of its energy consumption, achieved by adjusting the position of the used balances by objective instrument control of the quality of the balancing, as well as by reducing the number of technical personnel involved in the balancing process.

Источники информацииInformation sources

1. RU 2129666 С1, МПК F04B 51/00, опубл. 1999.04.27.1. RU 2129666 C1, IPC F04B 51/00, publ. 1999.04.27.

2. RU 2227848 С1, МПК F04В 47/02, 51/00, опубл. 2004.04.27.2. RU 2227848 C1, IPC F04B 47/02, 51/00, publ. 2004.04.27.

3. RU 2249677 С1, МПК Е21В 43/00, 47/00, F04В 47/02, опубл. 2005.04.10.3. RU 2249677 C1, IPC Е21В 43/00, 47/00, F04В 47/02, publ. 2005.04.10.

4. Привод штанговых глубинных насосов. Руководство по эксплуатации ПШГН.00.000 РЭ, Уралтрансмаш, Екатеринбург, 1997.4. Drive sucker rod pumps. Operation manual ПШГН.00.000 РЭ, Uraltransmash, Ekaterinburg, 1997.

5. Пиотровский Л.М. Электрические машины. «Энергия». Л. 1972. С.316-318.5. Piotrovsky L.M. Electric cars. "Energy". L. 1972. S. 316-318.

Claims (1)

Способ диагностирования уравновешенности привода штангового глубинного насоса, заключающийся в измерении значений параметров режима эксплуатации приводного электродвигателя за один период качания, определении значений параметров при подъеме и опускании штанги, сравнении этих значений, определении состояния уравновешенности из условия, что разница между этими значениями не более произведения полусуммы этих значений на коэффициент 0,1, отличающийся тем, что измеряемыми значениями параметров режима эксплуатации приводного электродвигателя являются мгновенные значения скорости вращения ротора приводного электродвигателя, определяют и сравнивают минимальные значения мгновенной скорости вращения ротора приводного электродвигателя при подъеме и опускании штанги.A method for diagnosing the balance of the drive of a sucker rod pump, which consists in measuring the values of the operating parameters of the drive electric motor for one swing period, determining the values of the parameters when raising and lowering the rod, comparing these values, determining the balance state from the condition that the difference between these values is not more than half the sum these values by a factor of 0.1, characterized in that the measured values of the parameters of the operating mode of the drive electrode tor are instantaneous values of the drive motor rotor speed is determined and compared to the minimum values of the instantaneous driving motor rotor speed when lifting and lowering the rod.
RU2007100592/06A 2007-01-09 2007-01-09 Method of diagnosing bottom-hole sucker-rod pump drive steadiness RU2334897C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007100592/06A RU2334897C1 (en) 2007-01-09 2007-01-09 Method of diagnosing bottom-hole sucker-rod pump drive steadiness

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007100592/06A RU2334897C1 (en) 2007-01-09 2007-01-09 Method of diagnosing bottom-hole sucker-rod pump drive steadiness

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2334897C1 true RU2334897C1 (en) 2008-09-27

Family

ID=39929027

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007100592/06A RU2334897C1 (en) 2007-01-09 2007-01-09 Method of diagnosing bottom-hole sucker-rod pump drive steadiness

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2334897C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104153982A (en) * 2014-07-18 2014-11-19 中国石油天然气股份有限公司 Method and device for acquiring characteristic curve of rod-pumped well underground system
RU2686304C1 (en) * 2018-09-13 2019-04-25 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Control method for frequency-controlled electric drive of sucker rod pump with asynchronous motor
RU2686787C1 (en) * 2017-12-27 2019-04-30 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Method to determine degree of mechanism balance and optimum position of counterweight of sucker rod pumping units
RU2695243C2 (en) * 2014-07-01 2019-07-22 Бристоль, Инк., Д/Б/А Ремоут Аутомейшен Солюшенз Method and apparatus for determining parameters of pumping unit for use in wells
CN114576152A (en) * 2020-12-01 2022-06-03 格兰富控股联合股份公司 Water pump state monitoring system, monitoring method, device, electronic equipment and medium

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Привод штанговых глубинных насосов. Руководство по эксплуатации ПШГН.00.000 РЭ, Уралтрансмаш. - Екатеринбург, 1997. *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2695243C2 (en) * 2014-07-01 2019-07-22 Бристоль, Инк., Д/Б/А Ремоут Аутомейшен Солюшенз Method and apparatus for determining parameters of pumping unit for use in wells
US10408206B2 (en) 2014-07-01 2019-09-10 Bristol, Inc. Methods and apparatus to determine parameters of a pumping unit for use with wells
CN104153982A (en) * 2014-07-18 2014-11-19 中国石油天然气股份有限公司 Method and device for acquiring characteristic curve of rod-pumped well underground system
RU2686787C1 (en) * 2017-12-27 2019-04-30 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Method to determine degree of mechanism balance and optimum position of counterweight of sucker rod pumping units
RU2686304C1 (en) * 2018-09-13 2019-04-25 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Control method for frequency-controlled electric drive of sucker rod pump with asynchronous motor
CN114576152A (en) * 2020-12-01 2022-06-03 格兰富控股联合股份公司 Water pump state monitoring system, monitoring method, device, electronic equipment and medium
CN114576152B (en) * 2020-12-01 2024-01-16 格兰富控股联合股份公司 Water pump state monitoring system, monitoring method and device, electronic equipment and medium

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2334897C1 (en) Method of diagnosing bottom-hole sucker-rod pump drive steadiness
RU2229135C2 (en) Method and system to test functioning of rotary machines
CN104133176B (en) Oil pumping unit motor dynamic load simulated loading system and oil pumping unit motor dynamic load simulated loading method
CN205262736U (en) Multistage planetary gear case combined test platform
AU2011203092B2 (en) Measuring device for measuring consistency of cement slurry for a consistometer
CN110096005A (en) Ultrasonic motor multi-parameter rapid measurement and control device and measurement and control method
CN110043246A (en) It is a kind of to identify the insufficient method of feed flow using electricity ginseng &#34; indicator card &#34;
CN205613669U (en) Small -size inertial -type vibration exciter
CN1159593C (en) Method and device for judging phase order of 3-phase AC
WO2016050060A1 (en) Washing machine and method for determining load weight of washing machine
CN103700313B (en) A kind of automotive engine throttle voltage-controlled frequency conversion motor experimental system for simulating
CN112254626B (en) Angular velocity fluctuation self-checking method for door machine motor rotor position sensor
CN206194273U (en) Engine signal wheel sensor semi -physical simulation teaching system
RU2686787C1 (en) Method to determine degree of mechanism balance and optimum position of counterweight of sucker rod pumping units
RU2669224C2 (en) Method for determining effective power of internal combustion engine
Li et al. Practical parameter estimator for dynamometer card of rod pumping systems by measuring terminal data of drive motor
CN110411659B (en) Method for measuring rotational inertia of motor
CN215374416U (en) Variable disturbance dynamic load testing device
CN204066571U (en) The voltage-controlled variable-frequency motor experimental system for simulating of a kind of automotive engine throttle
Zhao et al. Electromechanical based energy saving control strategy for beam pumping motor systems in oil production industry
RU2210004C1 (en) Method of checking counterbalancing of pumping units of sucker-rod pumping plants
CN219242434U (en) Piston type aeroengine crankshaft and screw device
KR100969590B1 (en) Apparatus and method for measuring engine speed
CN210894408U (en) Locomotive component testing device
CN203672528U (en) Novel electronic torque meter

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190110