SU1740634A1 - Способ управлени скважинным насосом с погружным электродвигателем - Google Patents

Abstract

Добыча нефти и управление скважин- ным насосом с погружным электродвигателем , позвол ющие повысить надежность работы при откачивании насосом высоков зких и высокозастывающих сред путем предотвращени  перегрузок. Способ управлени  скважинным насосом (Н) включает запуск Н при возрастании частоты питающего напр жени  от начального до максимально допустимого значени . В процессе запуска измер ют давление откачиваемой среды на входе в Н и температуры погружного электродвигател . При превышении температурой предельно допустимой величины и давлени  на приеме Н номинального напр жени  регулированием частоты питающего напр жени  поддерживают температуру электродвигател  равной предельно допустимой величине до момента достижени  давлением номинального значени . 1 ил.

Description

Изобретение касаетс  добычи нефти и может быть использовано в процессах управлени  скважинными насосами.

Известен способ управлени  штанговым глубинным насосом, при котором облегчаетс  работа глубинно-насосной установки путем снижени  в зкости перекачиваемой жидкости при ее подогреве дополнительным нагревателем. При этом энергию нагревателю передают от привода глубинного насоса, а именно при возвратно-поступательном движении штанг. Установленные на них магниты навод т ЭДС индукции в обмотке, установленной в колонне насос- но-компрессорных труб. Так как секции указанной обмотки выполнены короткозам- кнутыми, в них возникает ток. нагревающий их. Это тепло передаетс  протекающей через нагреватель скважинной жидкости, снижа  ее в зкость.

Недостатком указанного способа  вл етс  то, что требуетс  дополнительное устройство - нагреватель, посто нно расходующий дополнительную энергию. При этом количество передаваемого тепла  вл етс  посто нным и не св зано с состо нием флюида в колонне насосно-компрес- сорных труб и нагрузкой на оборудование.

Известен также способ эксплуатации скважинного насоса с частотно-регулируемым приводом при запуске скважины, включающий периодическое повторение циклов, каждый из которых состоит из последовательно осуществл емых процессов запуска насоса при увеличивающейс  частоте питающего напр жени  подачи жидкости насо  аг

О

сом в колонну подъемных труб пои повышенной по сравнению с номинальным значением частоте и уменьшени  подачи насоса путем снижени  частоты питающего напр жени , причем в течение цикла контролируют текущее давление на выходе колонны подъемных труб и, с целью предотвращени  выхода из стро  насоса и привода при аварийном снижении уровн  жидкости в скважине, по достижении давлением на выходе колонны заданной величины подачу жидкости насосом уменьшают до нул , после чего в каждом цикле насос отключают и осуществл ют слив жидкости из колонны через насос.

Однако этот способ не позвол ет обеспечить надежную работу скважинного насоса при запуске скважин с высоков зкими жидкост ми, так как контрол  только текущего давлени  на выходе колонны подъемных труб недостаточно дл  предотвращени  выхода из стро  погружного электродвигател  насоса из-за перегрева при увеличивающейс  потребл емой мощности и ухудшающихс  услови х охлаждени , когда требуетс  прокачать загустевшую жидкость в колонну насосно-компрессорных труб.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  способ управлени  скважинным насосом с погружным электродвигателем, включающий запуск насоса при возрастании частоты питающего напр жени  от начального до максимального допустимого значени , измерение давлени  откачиваемой среды на входе в насос и последующее поддерживание этого давлени  равным заданному номинальному значению путем изменени  частоты питающего напр жени .

Однако и данный способ не обеспечивает надежную работу скважинного насоса при откачивании высоков зкой и высокозастывающих сред. При запуске скважинного насоса, например после длительной остановки в такой скважине, даже при достижении максимального допустимого значени  частоты питающего напр жени  напор, развиваемый насосом, часто либо недостаточен дл  преодолени  возросшего гидравлического сопротивлени , либо обеспечивает уменьшенную по сравнению с номинальной подачу жидкости. Это может привести к перегрузке и перегреву погружного электродвигател , что вызовет выход его из стро , так как температура двигател  превышает максимальное допустимое значение . Повышение температуры двигател  обусловлено в этом случае повышенным выделением тепла в двигателе и насосе и ухудшенным охлаждением погружного электродвигател  по сравнению с работой

при откачиваемой среде меньшей в зкости и нормальном охлаждающем двигатель потоке при установившемс  рабочем режиме эксплуатации погружного насоса в скважине .

Цель изобретени  - повышение надежности работы скважинного насоса с погружным электродвигателем при откачивании насосом высоков зкой и высокозастываю0 щих сред путем предотвращени  перегрузок .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном способе управлени  скважинным насосом с погружным электродвигате5 лем в процессе запуска контролируют температуру погружного электродвигател , при превышении температурой предельно допустимой величины и давлением номинального значени  регулированием частоты

0 питающего напр жени  поддерживают температуру электродвигател  равной предельно допустимой величине до момента достижени  давлением на входе в насос номинального значени .

5На чертеже представлена схема установки скважинного насоса с частотно-регулируемым приводом, посредством которой осуществл етс  предложенный способ. Установка содержит скважинный насос

0 1 с частотно-регулируемым погружным двигателем 2, снабженным блоком 3 датчиков дл  контрол  температуры двигател  2 и давлени  на приеме насоса 1 в скважине 4. Насос 1 и погружной двигатель 2 спускают5 с  в скважину 4 на колонне 5 насосно-комп- рессорных труб. Электроэнерги  к погружному двигателю 2 подаетс  с помощью трехфазного силового кабел  6. по которому одновременно передаютс  сигна0 лы о величине температуры в двигателе 2 и давлении в скважине 4 на приеме насоса 1. На устье скважины установлено комплектное устройство 7 управлени , через которое электроэнерги  поступает от источника 8

5 питани , например, сети электроснабжени  на тиристорный преобразователь 9 частоты. от которого напр жение регулируемой частоты через устройство 7 управлени  поступает на силовой кабель 6 и далее к

0 двигателю 2. Устройство 7 содержит в своем составе наземные блоки (не показаны) системы контрол  температуры двигател  2 и давлени  на приеме насоса 1.

Предлагаемый способ осуществл етс 

5 следующим образом.

При запуске скважины 4 выполн ют запуск насоса 1 при возрастании частоты питающего напр жени  от начального до максимального допустимого значени  подачу жидкости из скважины 4 насосом 1 в

колонну 5 насосно-компрессорных труб при максимально допустимом по услови м надежности насоса значении частоты питающего напр жени , когда еще темп износа узлов насоса не начинает значительно пре- вышать темп износа на номинальной частоте , т.е. не снижает срок службы насоса ниже установленного нормативно-технической документациейч Указанное максимальное допустимое значение частоты должно уста- навливатьс  дл  каждого типоразмера насоса на основе специальных испытаний. С помощью блока 3 датчиков контролируют в процессе запуска температуру погружного двигател  2 и в случае достижени  этой тем- пературой предельно допустимой величины снижают частоту питающего напр жени  до значени , при котором поддерживаетс  предельно допустима  температура погружного двигател , одновременно с по- мощью блока 3 датчиков измер ют давление откачиваемой среды на входе в насос 1 и после достижени  этим давлением заданного номинального значени  переход т на работу насоса 1 в режиме поддержа- ни  этого значени  давлени  путем изменени  частоты питающего напр жени . Таким образом, откачивают жидкость в максимальном по услови м износоустойчивости насоса темпе. Если при этом произо- шел нагрев двигател  до предельно допустимой величины температуры, то снижают частоту напр жени  и тем самым уменьшают темп отбора и нагрузку на систему двигатель - насос, стабилизиру  тем- пературу двигател  на величине, близкой к предельно допустимой, но не выше ее. и работают в этом режиме до момента достижени  давлением на входе в насос 1 заданного номинального значени , которое устанавливаетс  либо исход  из необходимости поддержани  заданного динамического уровн  в скважине 4, либо исход  из необходимости иметь заданный подпор на входе в насос 1, чтобы не допустить больше- го выделени  газа на приеме насоса 1 или чтобы обеспечить необходимое наполнение насоса 1. Производ т последующее поддержание этого заданного номинального зна

чени  давлени  на входе в насос 1 путем изменени  частоты питающего напр жени .

Использование изобретени  обеспечивает по сравнению с известными способами повышение надежности работы погружного электродвигател  при запуске скважины, так как не позвол ет его перегружать и нагревать выше предельно допустимой по услови м его надежной работы величины температуры. В случае запуска насоса с погружным электродвигателем в скважине с высоков зкой и высокозастывающей средой обеспечиваетс  разогрев жидкости в насосе, затрубном пространстве и насосно- компрессорных трубах за счет тепла, выдел емого при работе скважинного насоса и погружного двигател  в процессе запуска в скважине, т.е. можно освоить скважину даже после застывани  нефти, сохранив при этом работоспособность скважинного насоса При этом негерметичность лифта не ведет в этом случае к выходу из стро  погружного двигател .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ управлени  скважинным насосом с погружным электродвигателем, включающий запуск насоса при возрастании частоты питающего напр жени  от начального до максимально допустимого значени , измерение давлени  откачиваемой среды на входе в насос и последующее поддержание этого давлени  равным заданному номинальному значению путем изменени  частоты питающего напр жени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности работы при откачивании насосом высоков зких и высокозастывающих сред путем предотвращени  перегрузок, в процессе запуска контролируют температуру погружного электродвигател , при превышении температурой предельно допустимой величины и давлением номинального значени  регулированием частоты питающего напр жени  поддерживают температуру электродвигател  равной предельно допустимой величине до момента достижени  давлением на входе в насос номинального значени .

   8