RU2680276C2 - Система предупреждения аварийных ситуаций привода штанговых скважинных насосов - Google Patents
Система предупреждения аварийных ситуаций привода штанговых скважинных насосов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2680276C2 RU2680276C2 RU2017114896A RU2017114896A RU2680276C2 RU 2680276 C2 RU2680276 C2 RU 2680276C2 RU 2017114896 A RU2017114896 A RU 2017114896A RU 2017114896 A RU2017114896 A RU 2017114896A RU 2680276 C2 RU2680276 C2 RU 2680276C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sensors
- balancer
- pshsn
- control unit
- wellhead
- Prior art date
Links
- 230000002265 prevention Effects 0.000 title 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 8
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 5
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 description 4
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/008—Monitoring of down-hole pump systems, e.g. for the detection of "pumped-off" conditions
- E21B47/009—Monitoring of walking-beam pump systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Alarm Systems (AREA)
Abstract
Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при защите устьевой арматуры от механического воздействия при возникновении аварийных ситуаций вследствие разрушения узлов и составных частей привода штанговых скважинных насосов (ПШСН). Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей устройства, связанных с предотвращением развития аварийных ситуаций на узлах, агрегатах ПШСН различных конструкций и устьевой арматуре, ведущих к повреждению устьевой арматуры за счет своевременной остановки ПШСН, а также в обеспечении высокой надежности работы устройства при минимальных затратах на ее монтаж и обслуживание. Система предупреждения аварийных ситуаций ПШСН включает датчики контроля состояния, размещенные на узлах, агрегатах ПШСН, устьевой арматуре и связанные с управляющим блоком проводником электрической цепи. Датчиками контроля состояния служат датчики пространственного положения, датчики относительного положения и датчики давления. Датчики пространственного положения закреплены на траверсе и полке стойки ПШСН, датчик относительного положения – на балансире и головке балансира ПШСН, датчик давления или система датчиков – на устьевой арматуре. Управляющий блок выполнен с возможностью остановки привода ПШСН путем замыкания электрической цепи при превышении уставочных величин хотя бы одного из датчиков. Система имеет кнопку тестирования в блоке управления с возможностью проверки ее работоспособности без необходимости демонтажа. На балансире и головке балансира установлено страховочное приспособление, удерживающее головку балансира от падения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при защите устьевой арматуры от механического воздействия при возникновении аварийных ситуаций вследствие разрушения узлов и составных частей привода штанговых скважинных насосов (ПШСН) всех типов, как отечественного, так и зарубежного производства.
Ввиду того, что ПШСН, являясь сложной технической системой, представляет собой взаимосвязанный комплекс технических устройств и конструкций, то при эксплуатации ПШСН возможно возникновение ряда аварийных ситуаций, которые влекут за собой повреждение или полное разрушение устьевой арматуры.
Аналогом заявляемого изобретения может являться устройство для бесконтактного активного контроля состояния вращающихся и перемещающихся узлов и агрегатов нефтяного станка-качалки, т.е. ПШСН, а именно выходного вала редуктора с кривошипами, пальцев кривошипов с нижними головками шатунов, содержащее электронно-контролирующий блок, на который поступают сигналы с датчиков контроля состояния (RU 23011 U, опубл. 10.05.2002 г.). Датчики установлены на ограниченном круге узлов ПШСН.
Наиболее близким к заявляемому является Устройство бесконтактной активной защиты привода штанговых скважинных насосов (RU 133195 U1 опубл. 10.10.2013), состоящее из трех активных датчиков, установленных на траверсе, верхней полке стойки и балансире ПШСН, блока управления и страховочного приспособления на балансире. Датчики установлены на ограниченном круге узлов ПШСН, что влечет за собой невозможность контроля возникновения аварийных ситуаций при изменении давления на устьевой арматуре, что может привести к серьезным последствиям, таким, как:
- разгерметизация устьевой арматуры или нефтяного трубопровода;
- обрыв и падение на грунт головки балансира, влекущие за собой повреждение или полное разрушение устьевой арматуры, что приведет к экологическим последствиям и возможным человеческим жертвам вследствие залипания датчика геркон.
Использование известного устройства с установкой датчика только на ограниченном круге узлов ПШСН не позволяет зафиксировать дефект и предотвратить аварийную ситуацию при разгерметизации устьевой арматуры или трубопровода, что влечет за собой возникновение аварийной ситуации и экологические последствия.
Использование датчиков, основанных на активном протекании тока, ведет к неизбежному усложнению процессов в производстве, обслуживании, защиты от воздействия внешних факторов, и как следствие, удорожанию и снижению надежности как отдельных элементов, так и всей системы в целом. Также активное (постоянное) протекание тока может иметь эффект залипания (неразъединение электрической цепи, т.е. несрабатывание датчиков) вследствие определенных условий, что приводит к катастрофическим последствиям.
Известное устройство не является универсальным, так как значительная часть уже существующих датчиков не подразумевает постоянного активного протекания тока, следовательно, потребует вносить конструктивные изменения в уже существующие датчики контроля.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в расширении функциональных возможностей устройства, связанных с предотвращением развития аварийных ситуаций на устьевой арматуре, узлах и агрегатах ПШСН различных конструкций, ведущих к повреждению устьевой арматуры за счет своевременной остановки ПШСН, использовав универсальные датчики с возможностью расширения функционала системы путем оперативного изменения количества подключаемых датчиков, с сохранением высокой надежности работы устройства при минимальных затратах на ее монтаж и обслуживание.
Технический результат обеспечивается тем, что система предупреждения аварийных ситуаций ПШСН включает систему датчиков контроля состояния, размещенных на узлах и агрегатах ПШСН, устьевой арматуре и связанных с управляющим блоком проводником электрической цепи. Датчиками пространственного положения служат датчики наклона, датчиками относительного положения служат магнитно-контактный датчик (геркон) и/или конечный выключатель, и датчик (или система датчиков) давления. При этом датчики пространственного положения закреплены на траверсе и полке стойки ПШСН, датчик относительного положения - на балансире и головке балансира ПШСН, датчик (или система датчиков) давления устанавливается на устьевую арматуру. Управляющий блок выполнен с возможностью остановки ПШСН и оповещения соответствующих служб при превышении уставочных величин хотя бы одним из датчиков. В результате срабатывания одного из датчиков замыкается электрическая цепь, подается сигнал на остановку ПШСН и оповещаются соответствующие службы. На балансире и головке балансира установлено страховочное приспособление, удерживающее головку балансира от падения, которое может быть выполнено со страховочным элементом в виде троса, цепи, каната или иного грузозахватного элемента.
Установка датчиков пространственного положения на траверсе и полке стойки ПШСН позволяет контролировать уровень отклонения углов α и β от допустимых значений относительно уровня горизонта.
Установка датчика относительного положения на балансире и головке балансира ПШСН позволяет контролировать положение балансира относительно головки балансира и начало возникновения аварийной ситуации в точке балансир - головка балансира.
Установка датчика (или система датчиков) давления на устьевую арматуру позволяет контролировать уровень отклонения давления в устьевой арматуре от допустимых параметров.
Соединение датчиков проводником электрической цепи с управляющим блоком, а блока с приводом ПШСН, позволяет при возникновении аварийных ситуаций своевременно останавливать ПШСН.
Кроме того, использование датчиков пространственного положения, относительного положения и датчика (или система датчиков) давления, не имеющих в своем составе электронных компонентов, обеспечивает высокую надежность работы устройства при минимальных затратах на ее монтаж и обслуживание.
Также конструкция управляющего блока имеет кнопку тестирования, которая позволяет проверить его работоспособность без демонтажа или других трудозатратных манипуляций. Кнопка имитирует начало аварийной ситуации, срабатывание одного из датчиков, с отработкой всего последующего алгоритма по остановке ПШСН.
Изобретение проиллюстрировано следующим образом.
На фиг. 1 показано размещение элементов заявляемого устройства на ПШСН и устьевой арматуре, на фиг. 2 - вид А на фиг. 1 с торца.
Датчик пространственного положения 1 (шариковый, оптический или ртутный) закреплен на траверсе 2 и фиксирует отклонение угла α наклона траверсы 2 относительно рабочего положения. Датчик пространственного положения 3 (шариковый, оптический или ртутный) закреплен на полке стойки 4 и фиксирует отклонение угла наклона β стойки 4 относительно вертикальной оси 5.
Датчик относительного положения 6 (геркон, конечный выключатель и др.) установлен на балансире 7 и головке балансира 8.
Датчик (или система датчиков) давления 9 (автоматический контрольный манометр) устанавливается на устьевую арматуру 10.
Датчики 1, 3, 6, 9 связаны электрической цепью (электрическим проводником) 11 с управляющим блоком 12, который при возникновении аварийной ситуации останавливает привод 13 ПШСН.
Страховочное приспособление 14 содержит страховочный элемент: трос, цепь, канат или иной грузозахватный элемент 15, связывающий страховочное приспособление 14 с головкой балансира 8 и удерживающий ее от падения на устьевую арматуру 10 при возникновении аварийной ситуации «обрыв головки балансира». Длина и натяжение элемента 15 регулируется в зависимости от модели и конструктивных особенностей ПШСН.
Система предупреждения аварийных ситуаций ПШСН работает следующим образом.
При изменении угла наклона α траверсы 2 или угла отклонения β стойки 4 от вертикальной оси 5 на величину, превышающую уставочное значение датчиков пространственного положения 1 и/или 3, происходит срабатывание указанных датчиков (электрическая цепь замыкается). При возникновении аварийной ситуации по обрыву головки балансира 8 происходит срабатывание датчика (электрическая цепь замыкается) относительного положения (конечный выключатель, геркон и др.) 6, установленного на балансире 7 и на головке балансира 8. При изменении давления в устьевой арматуре 10 отличающихся от допустимых параметров, как в большую, так и в меньшую сторону, происходит срабатывание датчика (или системы датчиков) давления 9 (электрическая цепь замыкается).
При срабатывании хотя бы одного из датчиков 1, 3, 6, 9 происходит подача сигнала по проводнику электрической цепи 11, вследствие чего реле размыкания (не показано) в управляющим блоке 12 осуществляет остановку привода 13 ПШСН.
Одновременно с остановкой привода 13 при возникновении аварийной ситуации «обрыв головки балансира» срабатывает страховочное приспособление 14.
В управляющем блоке 12 предусмотрена подача сигнала об инциденте на передающее устройство (не показано) для возможности оповещения соответствующих служб. Для возможности проверки работоспособности управляющего блока 12 в его конструкции предусмотрена тестовая кнопка (не показано), имитирующая возникновение аварийной ситуации с отработкой управляющим блоком 12 соответствующего алгоритма действий.
Использование заявляемого устройства имеет следующие преимущества:
- повышена надежность вследствие отсутствия эффекта залипания (несрабатывания) датчиков ввиду отсутствия датчиков, основанных на активном протекании тока;
- минимизация затрат по ликвидации последствий аварийных ситуаций;
- возможность своевременного оповещения оперативных служб об инциденте;
- возможность увеличивать количество датчиков с минимальными изменениями в системе;
- наличие датчика давления (или системы датчиков) на устьевой арматуре;
- возможность использования уже выпускаемых датчиков;
- высокая надежность устройства ввиду простоты исполнения;
- высокая сопротивляемость воздействию внешних факторов;
- простота монтажа и эксплуатации, а также отсутствие необходимости частого технического обслуживания;
- безопасность в эксплуатации;
- низкое энергопотребление.
Claims (2)
1. Система предупреждения аварийных ситуаций привода штанговых скважинных насосов (ПШСН), включающая датчики контроля состояния, размещенные на узлах, агрегатах ПШСН, устьевой арматуре и связанные с управляющим блоком проводником электрической цепи, отличающаяся тем, что датчиками контроля состояния служат датчики пространственного положения, датчики относительного положения и датчики давления, при этом датчики пространственного положения закреплены на траверсе и полке стойки ПШСН, датчик относительного положения – на балансире и головке балансира ПШСН, датчик давления или система датчиков – на устьевой арматуре, а управляющий блок выполнен с возможностью остановки привода ПШСН путем замыкания электрической цепи при превышении уставочных величин хотя бы одного из датчиков, при этом система имеет кнопку тестирования в блоке управления с возможностью проверки ее работоспособности без необходимости демонтажа, при этом на балансире и головке балансира установлено страховочное приспособление, удерживающее головку балансира от падения.
2. Система предупреждения аварийных ситуаций ПШСН по п. 1, отличающаяся тем, что выполнена с возможностью оповещения об аварийной ситуации соответствующих служб и возможностью увеличения количества датчиков с минимальными изменениями в системе.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017114896A RU2680276C2 (ru) | 2016-11-15 | 2016-11-15 | Система предупреждения аварийных ситуаций привода штанговых скважинных насосов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017114896A RU2680276C2 (ru) | 2016-11-15 | 2016-11-15 | Система предупреждения аварийных ситуаций привода штанговых скважинных насосов |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2017114896A RU2017114896A (ru) | 2018-05-15 |
RU2017114896A3 RU2017114896A3 (ru) | 2018-05-25 |
RU2680276C2 true RU2680276C2 (ru) | 2019-02-19 |
Family
ID=62152074
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017114896A RU2680276C2 (ru) | 2016-11-15 | 2016-11-15 | Система предупреждения аварийных ситуаций привода штанговых скважинных насосов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2680276C2 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU195101U1 (ru) * | 2019-09-11 | 2020-01-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Погружные приводные системы" | Устройство противоаварийной защиты станка качалки |
RU2717016C1 (ru) * | 2019-05-28 | 2020-03-17 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Альметьевский государственный нефтяной институт" | Способ и устройство раннего определения разрушения кривошипно-шатунной группы привода сшну |
RU2724809C1 (ru) * | 2019-12-09 | 2020-06-25 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Усилитель траверсы привода глубинного штангового насоса |
RU2784100C1 (ru) * | 2022-01-27 | 2022-11-23 | Александр Викторович Масков | Система бесконтактной активной защиты привода штанговых скважинных насосов на основе использования беспроводных технологий |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2018644C1 (ru) * | 1990-11-22 | 1994-08-30 | Самарский архитектурно-строительный институт | Способ исследования скважины, оборудованной глубинным штанговым насосом с приводом от станка-качалки |
RU90589U1 (ru) * | 2008-09-10 | 2010-01-10 | Томский Государственный Университет Систем Управления И Радиоэлектроники (Тусур) | Автоматизированный комплекс наземного контроля и испытаний систем электроснабжения космических аппаратов |
RU122713U1 (ru) * | 2012-07-10 | 2012-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Интеллектуальная станция управления скважиной с частотно-регулируемым электроприводом |
RU127498U1 (ru) * | 2012-01-13 | 2013-04-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие космического приборостроения "Квант" | Автомобильный регистратор дорожно-транспортных происшествий |
RU133195U1 (ru) * | 2013-05-13 | 2013-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Экспертно-консультационный центр "Нафта" | Устройство бесконтактной активной защиты привода штанговых скважинных насосов |
RU136482U1 (ru) * | 2013-08-28 | 2014-01-10 | Открытое акционерное общество "Акционерная компания "Корвет" (ОАО "АК "Корвет") | Скважина по добыче углеводородного сырья с системой управления и контроля |
US20150260033A1 (en) * | 2014-03-14 | 2015-09-17 | Bristol, Inc., D/B/A Remote Automated Solutions | Methods and apparatus for calibrating controllers for use with wells |
-
2016
- 2016-11-15 RU RU2017114896A patent/RU2680276C2/ru active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2018644C1 (ru) * | 1990-11-22 | 1994-08-30 | Самарский архитектурно-строительный институт | Способ исследования скважины, оборудованной глубинным штанговым насосом с приводом от станка-качалки |
RU90589U1 (ru) * | 2008-09-10 | 2010-01-10 | Томский Государственный Университет Систем Управления И Радиоэлектроники (Тусур) | Автоматизированный комплекс наземного контроля и испытаний систем электроснабжения космических аппаратов |
RU127498U1 (ru) * | 2012-01-13 | 2013-04-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие космического приборостроения "Квант" | Автомобильный регистратор дорожно-транспортных происшествий |
RU122713U1 (ru) * | 2012-07-10 | 2012-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Интеллектуальная станция управления скважиной с частотно-регулируемым электроприводом |
RU133195U1 (ru) * | 2013-05-13 | 2013-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Экспертно-консультационный центр "Нафта" | Устройство бесконтактной активной защиты привода штанговых скважинных насосов |
RU136482U1 (ru) * | 2013-08-28 | 2014-01-10 | Открытое акционерное общество "Акционерная компания "Корвет" (ОАО "АК "Корвет") | Скважина по добыче углеводородного сырья с системой управления и контроля |
US20150260033A1 (en) * | 2014-03-14 | 2015-09-17 | Bristol, Inc., D/B/A Remote Automated Solutions | Methods and apparatus for calibrating controllers for use with wells |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2717016C1 (ru) * | 2019-05-28 | 2020-03-17 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Альметьевский государственный нефтяной институт" | Способ и устройство раннего определения разрушения кривошипно-шатунной группы привода сшну |
RU195101U1 (ru) * | 2019-09-11 | 2020-01-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Погружные приводные системы" | Устройство противоаварийной защиты станка качалки |
RU2724809C1 (ru) * | 2019-12-09 | 2020-06-25 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Усилитель траверсы привода глубинного штангового насоса |
RU2784100C1 (ru) * | 2022-01-27 | 2022-11-23 | Александр Викторович Масков | Система бесконтактной активной защиты привода штанговых скважинных насосов на основе использования беспроводных технологий |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2017114896A (ru) | 2018-05-15 |
RU2017114896A3 (ru) | 2018-05-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2680276C2 (ru) | Система предупреждения аварийных ситуаций привода штанговых скважинных насосов | |
KR102163173B1 (ko) | 개선된 부하 표시 장치 | |
US6195002B1 (en) | Alarms for monitoring operation of sensors in a fire-suppression system | |
WO1996038203A1 (en) | Relocatable sprinkler assemblage | |
RU2543446C2 (ru) | Устройство для предотвращения провисания каната лифта | |
RU133195U1 (ru) | Устройство бесконтактной активной защиты привода штанговых скважинных насосов | |
JP6945403B2 (ja) | 流水検知装置 | |
JP2004325429A (ja) | マイクロプロセッサをベースとするガスメータ | |
US20060033629A1 (en) | Over flow sensor | |
CN108896285B (zh) | 一种紧固件监视装置 | |
RU2521531C1 (ru) | Устройство для защиты трубопровода | |
US20100096022A1 (en) | Safety shutoff valve | |
KR102394319B1 (ko) | 교량의 안전 관리 모니터링 시스템 | |
CN103994484A (zh) | 吸油烟机 | |
RU2784100C1 (ru) | Система бесконтактной активной защиты привода штанговых скважинных насосов на основе использования беспроводных технологий | |
CN211007831U (zh) | 可调的浮动接触式停车设备链条断链报警保护装置 | |
EP3669952B1 (en) | Sprinkler self-diagnosis | |
CN205264576U (zh) | 一种拉绳开关 | |
US20150345711A1 (en) | Surge-Based Flow Isolation System | |
CN207191990U (zh) | 除尘器事故性积灰状态下的自动排灰灰斗 | |
CN105317786B (zh) | 石油钻机防止液压爆管泄油电气自动控制装置 | |
US5934381A (en) | Hazard response structure | |
US20220325812A1 (en) | Pressure release housing | |
RU2630763C1 (ru) | Устройство сигнализации ослабления затяжки резьбового соединения | |
RU12736U1 (ru) | Контрольно-пусковой узел |