Зависимость напора УЭЦН от частоты

ИНСТРУКЦИЯ
по выводу на режим и эксплуатации
скважин оборудованных УЭЦН с
применением частотных
преобразователей
ИНСТРУКЦИЯ
по выводу на режим и эксплуатации
скважин оборудованных УЭЦН с
применением частотных
преобразователей
СОДЕРЖАНИЕ
4
СОДЕРЖАНИЕ
1. Введение.
66
2. Общие положения.
77
3. Особенности вывода на режим с помощью
9
частотного преобразователя.
9
4. Эксплуатация скважин оборудованных
14
УЭЦН частотно-регулируемым приводом.
5. Частотный преобразователь "Toshiba" Speedsta 23
5.1. Интерфейс частотного преобразователя.
23
26
5.2. Подготовка к запуску УЭЦН.
23
27
5.3. Запуск УЭЦН, вызов подачи
24
27
5.4. Вывод на режим .
5.5. Особенности вывода на режим импортного
29
УЭЦН.
26
5.6. Осложнения при выводе на режим
28
30
5.7. Заключительные работы.
31
5.8. Техника безопасности.
29
32
6.
Частотный преобразователь
32
СУ"ЭЛЕКТОН-05"
30
35
6.1. Интерфейс частотного преобразователя
30
6.1.1. Назначение кнопок пульта управления
36
следующее:
31
6.1.2. Ввод режимов и параметров.
33
37
6.1.3. Просмотр списка аварий.
35
40
6.2. Подготовка к запуску УЭЦН.
37
42
6.3. Запуск УЭЦН, вызов подачи.
38
43
6.4. Вывод на режим.
39
44
48
6.5. Осложнения при выводе на режим.
43
49
6.6. Заключительные работы.
43
4
Приложение № 7
Определение темпа отбора жидкости из затрубного
пространства, или темпа притока из пласта по скорости
изменения динамического уровня.
Изменение
уровня
в затрубном
пространстве
за 15 минут,
метры
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
1. Темп откачки из затрубного пространства
2. Темп притока из пласта, м3/сут.
Эксплуат. колонна
Эксплуат. Колонна
168 мм
146мм
Нкт
Нкт 2”
Нкт 2”
Нкт 2,5”
2,5”
1,4
2,7
4,1
5,4
6,8
8,1
9,5
10,8
12,2
13,5
27
41
54
68
81
95
108
122
135
149
163
176
190
203
1,2
2,5
3,7
4,9
6,1
7,4
8,6
9,8
11
12,3
25
37
49
61
74
86
98
110
123
135
147
159
172
184
57
0,9
1,9
2,8
3,7
4,7
5,6
6,5
7,5
8,4
9,3
19
28
37
47
56
65
75
84
93
103
112
121
131
140
0,8
1,6
2,4
3,2
4
4,8
5,6
6,5
7,2
8,1
16
24
32
40
48
56
65
73
81
89
97
105
113
121
Приложение № 6
Электротехнические характеристики некоторых
РППЭД-Я и РППЭДС-Я
Тип РППЭД-Я
РППЭД-Я-4063-22кВт-117
РППЭД-Я-5063-28кВт-117
РППЭД-Я-6063-35кВт-117
РППЭД-Я-7063-40кВт-117
РППЭД-Я-8063-45кВт-117
РППЭД-Я-8071-50кВт-117
РППЭД-Я-8082-60кВт-117
РППЭД-Я-9082-70кВт-117
РППЭД-Я-10082-75кВт-117
РППЭД-Я-11082-85кВт-117
РППЭД-Я-12082-90кВт-117
РППЭД-Я-13082-100кВт-117
РППЭД-Я-14082-110кВт-117
РППЭД-Я-15082-115кВт-117
РППЭД-Я-16082-125кВт-117
РППЭД-Я-16093-140кВт-117
РППЭД-Я-17093-150кВт-117
РППЭДС-Я-24071-160кВт-117
РППЭДС-Я-26071-175кВт-117
РППЭДС-Я-28071-185кВт-117
РППЭДС-Я-30071-200кВт-117
РППЭДС-Я-32071-215кВт-117
РППЭДС-Я-30093-260кВт-117
РППЭДС-Я-32093-280кВт-117
РППЭДС-Я-34093-300кВт-117
56
Рном,
кВт
22
28
35
40
45
50
60
70
75
85
90
100
110
115
125
140
150
160
175
185
200
215
260
280
300
Uном,
В
945
1170
745
830
945
1080
1215
1400
1530
1710
1845
2000
2200
2340
2500
2800
3000
2150
2330
2510
2690
2870
2600
2800
3000
Iном,
А
21
21
42
42
42
42
42
42
42
42
42
42
42
42
42
42
42
63
63
63
63
63
84
84
84
6.7. Техника безопасности.
Приложение № 1
Приложение № 2
Приложение № 3
Приложение № 4
Приложение № 5
Приложение № 6
Приложение № 7
49
44
51
46
51
47
52
53
547.
56
57
5
1. Введение.
1.1. Настоящая инструкция разработана и вводиться c
целью
установления единых требований к запуску,
выводу на режим и эксплуатации скважин с УЭЦН в
ОАО
«ННП»
с
использованием
частотного
преобразователя.
1.2. Данная инструкция разработана на основании
технических условий и руководства по эксплуатации
УЭЦН заводов-изготовителей, опыта организации работ
по эксплуатации, обслуживанию УЭЦН в ОАО «ННП»
и в других нефтяных компаниях России.
1.3. Технологическая инструкция является обязательным руководящим документом для всех производственных подразделений ОАО «ННП».
1.4. Дополнением к технологической инструкции
являются разработанные в соответствии с ним технологические приложения.
1.5. В выполнении операций, указанных в данном
регламенте участвуют:
Примечания.
1. В таблице используются относительные единицы,
например, напряжение приведено не в вольтах, а в
процентах от номинального напряжения, поэтому таблица
пригодна для работы с ЛЮБЫМИ двигателями РППЭД-Я
габарита 117.
2. Загрузкой двигателя названо отношение мощ-ности
насоса по каталогу завода-изготовителя к номинальной
мощности двигателя.
Например, ЭЦН5А-500-570 по
каталогу АО "Алнас" потребляет мощность 59,34 кВт. При
комплектации этого насоса с РППЭД-Я-11082-85кВт-117
загрузка двигателя равна 59,34кВт / 85 кВт = 70%.
3. Диапазон регулирования скорости расширяется при
уменьшении загрузки двигателя.
• сервисные предприятия, предоставляющие услуги по
ремонту скважин;
• сервисные предприятия, предоставляющие услуги по
запуску и выводу УЭЦН на режим;
• персонал производственных подразделений ОАО
«ННП» участвующий в выполнении комплекса работ
по запуску и выводу на режим УЭЦН.
6
55
ПЭДУ32-117ГВ5
32
1000
26,4
13,5
0,87
ПЭД32-117ГВ5
32
1000
26
13,5
0,87
ПЭД28-117/4В5
28
1400
27
19,5
0,6
ПЭД28-117М4В5
28
900
38
23,5
0,6
М22
22
750
23,5
11
0,85
Приложение № 5
Зависимость скорости вращения двигателей
РППЭД-Я от напряжения
Загрузка двигателя % от номинальной мощности
Скорость
вращения, об/мин
Напряж.,% от
Uном/двиг.
Скорость
вращения, об/мин
Напряж.,% от
Uном/двиг.
76
83
89
100
112
117
60
Напряж.,% от
Uном/двиг.
2680
2750
2820
2845
2855
70
Скорость
вращения, об/мин
83
89
100
112
117
95
Скорость
вращения, об/мин
Напряж.,% от
Uном/двиг.
100
2525
2685
2760
2825
2860
2865
55
65
76
83
89
100
112
117
2000
2450
2680
2770
2810
2865
2890
2900
43
55
65
76
83
89
100
112
117
1700
2285
2550
2730
2800
2830
2880
2900
2910
2. Общие положения.
Принятые термины и обозначения:
ЭПУС - база производственного обслуживания
электропогружных установок;
ТКРС - текущий и капитальный ремонт скважин;
ЦДНГ- цех добычи нефти и газа;
ЦП ЭПУ - цех проката электропогружных установок;
ОПЗ - обработка призабойной зоны;
СКО - соляно-кислотная обработка;
УЭЦН - установка электроцентробежного насоса;
НКТ - насосно-компрессорные трубы;
КВЧ - количество взвешенных частиц;
ПЗП - призабойная зона пласта;
ЗУМПФ - зона успокоения механических примесей
и флюидов;
ТМПН - трансформатор маслонаполненный
повышающий наружный;
СУ - станция управления;
ПЭД - погружной электродвигатель;
НЭО - наземное электрооборудование;
АГЗУ - автоматическая групповая замерная установка;
ФА - фонтанная арматура;
ЗП - защита от перегруза;
ЗСП - защита от срыва подачи;
ПКИ - прибор контроля за изоляцией;
АВР- автоматический ввод резерва.
7
54
Приложение № 4
2.2. Производственные подразделения ОАО «ННП»
при оформлении договоров с сервисными предприятиями по прокату и ремонту погружного оборудования, подземному ремонту скважин, предоставляющими услуги по выводу на режим и эксплуатации скважин, обязаны
включить пункт о неукоснительном
выполнении данной Инструкции.
2.3. Организация обучения
и проверки знаний
тре-бований данной инструкции в производственных
подразделениях ОАО «ННП» :
• инженерно-технических работников цеха добычи,
производится специалистами ПТО;
• операторов по добычи нефти, производится
технологом ЦДНГ
2.4. Руководители сервисных предприятий учавствующих в подготовке, запуске, выводу на режим и
эксплуатации механизированного фонда скважин, оборудованных УЭЦН должны обеспечить:
- организацию изучения требований данной инструкции,
с последующей проверкой знаний ИТР и
рабочих;
• организацию подготовки и исполнения графика
целевых проверок по исполнению требований инструкции;
• организацию проведения мероприятий, обеспечивающих приведение в соответствие производственных
процессов сервисного предприятия, требованиям данной
инструкции.
8
Некоторые характеристики отечественных ПЭДхх
Тип ПЭД
Р ном
UHOM В
1ном А
Ixx,
А
COS
Ф
ПЭД16-117/6В5
кВт
16
700
23
ПЭД45- 117МВ5
45
1400
26
9,8
0,87
ПЭД32-117МВ5
32
750
35,5
17,5
0,84
ПЭДС140-117МВ5
140
2000
53,5
25
0,85
ПЭДС125-117ЛГ2В5
125
2000
50
22
0,85
ПЭДУС125-117В5
125
1950
51
24
0,85
ПЭДС100-117МВ5
100
2000
38,5
18,5
0,85
ПЭДС90-117ЛГВ5
90
2000
36,5
18
0,85
ПЭДС90-117В5
90
1950
37
18
0,86
ПЭД70-117МВ5
ПЭД63-117ЛВ5,
ЛГВ5
ПЭДУС63-103В5
70
2000
28
12.5
0,85
63
2000
25,5
11.5
0,845
63
1450
37,5
19,5
0,83
ПЭДУ63-117В5
63
1400
36
18
0,86
ПЭД63-117ЛГВ5
63
1000
513
23
0,85
ПЭД45-117ЛГВ5
45
1400
25,5
14
0,87
ПЭД45-103МВ5
ПЭД45-117ГХРВ5,
ГВ5
ПЭДУ45-103В5
ПЭД45-117М5
45
1200
35
21
0,84
45
1100
34,5
16
0,86
45
45
1050
1000
37
36,5
193
15
0,84
0,86
ПЭД32-117/4В5
ПЭДУ32-117/4В5
(К43)
ПЭД32-117ЛГВ5
32
1400
27
19,5
0,7
32
1000
32
17
0,7
32
1000
25,5
133
0,87
ПЭД32-103В5
32
1000
27,5
16
0,83
ПЭДУ32-117ГХРВ5
32
1000
26,5
13,5
0,86
53
0,7
Приложение №3
3. Особенности вывода на режим с помощью частотного преобразователя.
Зависимость напора УЭЦН от частоты
Частота,
Гц
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
1700
1750
1800
833
881,3
930,9
981,9
1034
1088
1141
1200
1257
1316
1377
1439
1502
1567
1633
1700
1769
1839
1910
1983
2057
2132
2209
2288
2367
2448
857,5
907,2
958,3
1011
1065
1120
1177
1235
1294
1355
1418
1481
1546
1613
1681
1750
1821
1893
1966
2041
2118
2195
2774
2355
2437
2520
882
933,1
985,7
1040
1095
1152
1210
1270
1331
1394
1458
1524
1590
1659
1729
1800
1873
1947
2023
2100
2178
2258
2340
2422
2506
2592
Напор УЭЦН по паспорту, м
1850
1900
1950
2000
Расчетный напор УЭЦН, м
906,5 931
955,5 980
959
985
1011 1037
1013 1040
1068 1095
1069 1097
1126 1155
1126 1156
1186 1217
1184 1216
1248 1280
1244 1278
1311 1345
1305 1341
1376 1411
1368 1405
1442 1479
1433 1471
1510 1549
1499 1539
1580 1620
1566 1608
1650 1693
1635 1679
1723 1767
1705 1751
1797 1843
1777 1825
1873 1921
1850 1900
1950 2000
1925 1977
2029 2081
2001 2055
2109 2163
2079 2135
2191 2247
2158 2216
2274 2333
2240 2300
2360 2420
2321 2383
2446 2509
2404 2470
2534 2600
2490 2557
2624 2691
2576 2646
2715 2785
2664 2736
2808 2880
52
2050
2100
1005
1063
1123
1184
1247
1312
1378
1446
1516
1588
1661
1735
1811
1889
1969
2050
2133
2217
2303
2391
2480
2572
2664
2758
2854
2952
1029
1089
1150
1213
1278
1344
1412
1482
1553
1626
1701
1777
1856
1935
2017
2100
2185
2271
2360
2450
2541
2634
2730
2826
2924
3024
2200
1078
1140
1205
1271
1338
1408
1479
1552
1627
1704
1782
1862
1944
2028
2113
2200
2289
2380
2472
2566
2662
2760
2860
2960
3063
3168
Освоение и вывод на режим скважин после гидроразрыва
пласта сопровождается повышенным выносом механических примесей (незакрепленный проппант, пропнет,
песок и пр.). Применение высокопроизводительных установок для добычи нефти характеризуется тяжелыми
условиями работы: нагрев двигателя, кабеля в начальной
стадии вывода (откачка жидкости глушения из затрубья при
отсутствии притока), созданием высокой депрессии на пласт
при работе от станции управления с номинальными
параметрами УЭЦН, повышенным выносом механических
примесей из пласта скважины.
Запуск в работу и вывод на режим электропогружных
насосов с применением регулируемого привода позволяет:
• плавно запустить УЭЦН, уменьшая пусковые токи,
менять направление вращения ПЭД без полной остановки
привода (не на всех модификациях частотных приводов), на
пониженных частотах обеспечивать щадящие режимы
работы для кабеля, двигателя и ТМПН;
• добиться снижения депрессии на пласт путем ограничения (или сведения к минимальной) производительности насоса;
• производить вывод на режим автоматически по за
данной программе с плавным увеличением частоты
шагом от 0,1 Гц в период времени от 1 секунды до 2,5
часов, снижая возможность залпового выброса механических примесей (не на всех модификациях частотных
приводов);
9
Приложение №1
производить запуск заклинившей установки методом
«расклинки» в обоих направлениях вращения с различными настройками параметров привода (не на всех модификациях частотных приводов);
•
• временно повышать мощность электродвигателя
насоса, путем повышения напряжения, что снижает
рабочий ток и помогает насосу работать в ситуациях,
когда содержание механических примесей превышает
норму. Данный режим возможен без остановки двигателя
путем изменения значения базовой скорости частотного
преобразователя (не на всех модификациях частотных
приводов).
Согласно результатам испытаний по термодинамике и
вибродиагностике работа на частотах ниже промышленной
частоты характеризуется меньшими значениями нагрева и
вибрации погружного оборудования. Согласно ТУ 3381026-21945400-97 на двигатели погружные асинхронные
завод-изготовитель допускает продолжительную работу
двигателя в диапазоне частот 40-60 1ц, при условии
обеспечения запаса мощности ПЭД (работа насоса с
повышенной частотой вращения ротора).
Поэтому
отечественные электродвигатели запускать следует от
частотного преобразователя с минимальной частоты 40Гц.
Запуск импортных погружных электродвигателей с частоты
35Гц. Исследования показали, что наиболее массивный
выброс КВЧ происходит в начале вывода на режим
скважины, при изменении частоты (в большую сторону) с
многократным увеличением частиц. Время последующей
стабилизации режима пропорционально увеличению
частоты. При выводе на режим необходимо избегать
резкого увеличения частоты, что влечет за собой
массированный выброс КВЧ.
10
Потери напряжения в погружном кабеле (в вольтах на 100м)
Сечение
кабеля
10 мм2
16 мм2
25 мм2
35 мм2
Ток двигателя, А
15
5
3
2
1,3
20
6,5
4
2,5
2
25
8
5
3,5
2,5
30
10
6
4
3
35
11,5
7
4,5
3,5
40
13
8
5,5
4
45
15
9
6
4,5
50
16,5
10
7
5
55
18
11
7,5
5,5
60
12
9
6
Пример расчета напряжения отпайки.
Дано: ПЭД 125-117, Uом=2000В, I ном=50А,
кабель 16 мм2, L= 2400м. - глубина спуска.
Расчет: U отпайки = Uном.дв. + L /100 * Uп.каб.
+ Uп.су = 2000 + 2400м / 100м * 10В
+ 30 В = 2270В.
Uп. каб. - напряжение потерь в кабеле.
Uп. cy - напряжение потерь в станции управления.
Приложение №2
Минимально допустимая рабочая частота двигателя.
Ндин,
м
1700
1750
1800
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
24,2
27,1
29,7
32
34,2
36,3
38,3
40,3
42,3
43,7
45,3
46,9
48,5
50
23,9
26,7
29,2
31,6
33,8
35,8
37,7
39,6
41,4
43
44,7
46,3
47,8
49,3
23,5
26,3
28,8
31,1
33,3
35,3
37,2
39,0
40,8
42,4
44
45,6
47,1
48,5
Напор УЭЦН по паспорту, м
1850
1900
1950
2000
Расчетный напор УЭЦН, м
23,2 22,9
22,6
22,3
25,9 25,6
25,3
25
28,4
28
27,7
27,3
30,7 30,3
29,9
29,5
32,8 32,4
32
31,6
34,8 34,4
33,9
33,5
36,7 36,2
35,8
35,3
38,5
38
37,5
37
40,2 39,7
39,2
38,7
41,9 41,3
40,8
40,3
43,5 42,9
42,3
41,8
45
44,4
43,8
43,3
46,4 45,8
45,2
44,7
47,9 47,2
46,6
46
51
2050
2100 2200
22
24,6
27
29,2
31,2
33,1
34,9
36,6
38,2
39,8
41,3
42,7
44,1
45,5
21,8
24,3
26,7
28,8
30,8
32,7
34,5
36,1
37,7
39,3
40,8
42,2
43,6
44,9
21,3
23,8
26,1
28,2
30,1
31,9
33,7
35,3
36,9
38,4
39,8
41,2
42,6
43,9
Подключение погружного кабеля производится при
отключенном частотном преобразователе. Включение
частотного преобразователя без заземления запрещается.
При
работе
частотного
преобразователя
не
электротехническому персоналу запрещается открывать
двери шкафа управления, нагрузочного фильтра и крышки
трансформатора.
Используемая литература:
1. «Speedstar2000» operating manual VSD
2. Инструкция по выводу на режим скважин при
помощи частотно-регулируемых приводов, г. Стрежевой.
2002 г.
3. Инструкция по выводу на режим скважин при по
мощи частотно-регулируемых приводов.
4. Станция
управления
электродвигателями
погружных насосов серии "Электон-05", Техническое описание и инструкция по эксплуатации ЦТКД 016 ТО.
5. Станция
управления
электродвигателями
погружных насосов серии "Электон-05", Технические
условия ТУ 3416-003-43174012-2001.
6. В.Н. Ивановский и др.. Оборудование для добычи
нефти и газа. М: ГУП Изд-во "Нефть и газ" РГУ нефти и
газа им. И.М. Губкина,Ч.1, 2002 г.
Дополнения:
Планируя выполнение работы с УЭЦН на разных частотах необходимо учитывать, что при изменении частоты
изменяются параметры работы погружного насоса (закон
«подобия»), а именно:
 производительность насоса ЭЦН - изменяется
линейно (прямо пропорционально изменению частоты):
Q=Q50*F/50,
где Q - расчетная подача:
Q50 - подача при 50 Гц;
F - расчетная частота.
 напор насоса ЭЦН - изменяется в квадратичной
зависимости (относительно изменения частоты);
H=H50*(F/50)2,
где Н - расчетный напор;
Н50 - напор при 50 Гц.
 потребляемая насосом ЭЦН мощность- изменяется
в кубической зависимости (относительно изменения
частоты):
N=N50*(F/50)3, где N - расчетная мощность:
N50 - мощность при 50 Гц.
 мощность двигателя ПЭД - изменяется линейно
(прямо пропорционально изменению частоты).
- Рекомендуется устанавливать на подвеску НКТ
обратные клапана конструкции, исключающей слив жидкости
при остановках.
- Контрольное определение уровня содержания мехпримесей выполняется не менее чем по трем пробам.
- Перед проведением запуска насоса необходимо убедиться
в отсутствии плановых отключений электроэнергии в день
запуска, во избежание осложнений при остановках УЭЦН.
50
11
Перед запуском УЭЦН технолог ЦДНГ составляет
технологическую программу вывода скважины на режим, где
указывает:
- начальную частоту запуска;
- параметры набора частоты;
- максимальную рабочую частоту.
При определении программы вывода на режим с помощью
частотного привода необходимо принять во внимание
информацию о предшествующей работе данной скважины
(причины отказов погружного оборудования, наработки,
осложнения).
При определении частоты, с которой необходимо
запускать УЭЦН, необходимо учитывать статический
уровень жидкости в скважине и определить минимальную
рабочую частоту исходя из максимально развиваемого напора
установки на данной частоте. При низком значении уровня в
скважине запуск на минимальной частоте может не
обеспечить подачу ЭЦН продукции на поверхность.
При запуске УЭЦН необходимо контролировать рабочий
ток, который должен быть не выше 80-85% от
номинального тока, а в исключительном случае равным
номинальному току.
Для подтверждения герметичности НКТ необходимо:
- опрессовать насосно-компрессорные трубы на давление не более 60 атм. Для этого, исходя из уровня
жидкости в скважине, надо рассчитать необходимую
частоту для проведения опрессовки по формуле:
12
6.6. Заключительные работы.
Вывод на режим рекомендуется продолжать не менее 7
суток. Это позволит снизить вынос КВЧ. При достижении
частоты 50 гц и стабилизации динамического уровня
отработать до перевода на станцию управления 6-12 час.
Скважина считается выведенной в постоянный режим
если:
- Ндин. не меняется в течение часа ± 50 м;
- замер дебита скважины соответствует напорной характеристике насоса;
Произвести замер дебита, перевести на станцию
управления (с контролем правильности вращения),
оформить вывод в режим заполнением эксплуатационного
паспорта.
6.7. Техника безопасности.
К выводу скважин на режим станциями управления с
частотным регулированием допускается персонал,
специально обученный согласно утвержденной программе
и прошедший проверку знаний. К работам по
подключению-отключению силовых и погружных кабелей,
обслуживанию станций, а также производству электроизмерений допускается обученный работам с
частотными
преобразователями
электротехнический
персонал не моложе 18 лет, имеющий группу по электробезопасности не ниже IV. После измерения сопротивления изоляция системы «кабель-ПЭД» снять остаточный
заряд со всех жил кабеля.
49
6.5. Осложнения при выводе на режим.
В случае осложнений в процессе вывода скважин на
режим сообщить в технологическую службу УНП, ЦНИПР
и мастеру ЦП ЭПУ. Дальнейшие работы производятся в
присутствии ИТР УНП, ЦНИПР и ЦП ЭПУ.
Для
определения
причин,
приведших
к
возникновению осложнений при работе с УЭЦН,
рекомендуется использовать возможность считывания
информации о работе станции «Электон-05» с помощью
регистратора БСИ-02 или ноутбука (хронология событий).
Информационную распечатку приложить к выводному
листу и провести анализ вывода установки на режим.
При остановке частотного преобразователя по
перегрузу ("АВАРИЯ 05") и последующем не запуске,
произвести повторную попытку не ранее, чем через 30
мин. (при негерметичности обратного клапана на НКТ
возможен слив и турбинное вращение установки). В случае
не запуска выключить частотный преобразователь,
отключить от трансформатора погружной кабель, измерить
сопротивление изоляции «кабель – ПЭД» от частотного
преобразователя до соединительной коробки и от
соединительной коробки до установки. При сопротивлении изоляции не менее 5 МОм выполнить пробный
запуск частотного преобразователя без нагрузки, вхолостую (проверка работоспособности СУ). Подключить погружной кабель, соблюдая фазировку кабеля.
В
случае
заклинивания
(установка
не
разворачивается) произвести промывку. Способ промывки
определяется исходя из УЭЦН или отсутствия обратного
клапана на НКТ, наличия циркуляции. Работы по
расклиниванию
УЭЦН
должны
проводиться
в
соответствии с требованиями «Регламента на запуск и
обслуживание скважин, оборудованных УЭЦН».
48
60 10 + H УЭЦН ; (Гц)
НДИН
где Нуэцн - максимальный напор развиваемый УЭЦН на
данной частоте (по напорной характеристике УЭЦН),
[м];
Ндин. - уровень жидкости в скважине, [м].
 установить расчетную частоту в зависимости от
уровня жидкости в затрубье скважины;
 произвести опрессовку и зафиксировать Рмах (максимально развиваемое давление при опрессовке), скорость
нарастания давления, удерживая Рмах, в течение 30 сек;
 произвести смену вращения ПЭД;
 сравнить Рмах и скорости их нарастания. Наибольшее значение давления определяет правильное вращение
УЭЦН.
В случае не достижения Рмах - 54-60 атм на обоих
направлениях вращения - решение о даль-нейших
работах на данной скважине принимает ведущий
технолог ЦДНГ.
F= 50
Основной порядок и технология вывода на режим
скважины, оборудованной частотным приводом, не
отличается от технологии вывода скважины с УЭЦН
работающей от СУ (на промышленной частоте), которая
приведена выше.
После вывода скважины на режим с помощью частотного привода и достижения промышленной частоты
(50 Гц) ведущим технологом ЦДНГ по согласованию с
начальником ПТО ОАО «ННП» принимается
13
решение о дальнейшем повышении частоты и эксплуатации
УЭЦН на повышенной частоте (>50 Гц при работе
погружного оборудования от СУ с контактором.
Работу с частотно регулируемым приводом необходимо осуществлять в соответствии с техническими
требованиями по эксплуатации частотного преобразователя
персоналом, прошедшим обучение работе с дан-ным
оборудованием.
4. Эксплуатация скважин оборудованных УЭЦН
с частотно-регулируемым приводом.
Эксплуатация УЭЦН с помощью частотно-регулируемого привода позволяет преследовать следующие цели:
- достижение максимального дебита скважины за счет
оптимизации работы погружного оборудования;
- принятие решения
о дальнейшей оптимизации
скважин за счет пуска большего типоразмера УЭЦН (если
при достижении максимальной частоты не выбран
потенциал скважины);
- сохранить работоспособность погружного оборудования.
При повышении частоты питающего напряжения необходимо учитывать зависимости изменения параметров
погружного оборудования (закон подобия). Ограничивающими факторами при повышении частоты являются:
- запас мощности погружного двигателя - при
повышении частоты мощность изменяется линейно, в то
время, когда потребляемая насосом мощность изменяется с
кубической зависимости, и наступает момент, когда
двигатель не сможет выдать необходимую насосу мощность
(вырастет ток и произойдет остановка по перегрузу);
14
(объёмным расходом) жидкости из затрубного
пространства, определяемым по Приложению 7.
6. При довыводах скважин периодичность
измерения Ндин и Qж должна составлять не менее
3-х раз в сутки.
7. После откачки и визуального определения
отсутствия в продукции скважины жидкости
глушения произвести отбор пробы на КВЧ.
Последующие отборы проб производить через 12
часов, при необходимости - чаще. Результаты
заносятся в выводной лист УЭЦН.
8. По результатам анализов, при стабилизации
концентрации или снижения КВЧ, начать
увеличение частоты вращения ЭЦН. После
достижения заданной частоты, отбирается проба на
мех.примеси с последующим отбором проб через
каждые 12 часов до стабилизации значения или
тенденции к снижению величины КВЧ. При этом:
контролировать
соответствие
напорной
характеристики
динамическому
уровню,
не
допускать срыва по напору, при необходимости
поднять частоту на 1-2 Гц. За счёт изменения
частоты вращения электропривода необходимо
добиться
равенства
объемов
откачиваемой
жидкости УЭЦН и притока жидкости в скважину из
пласта.
10. Скважина считается выведенной на режим,
если по ней установился постоянный дебит и
результаты 3-х измерений Ндин, выполненные с
интервалом в 0,5 часа постоянны.
47
3. Периодичность замера динамического уровня
зависит от типоразмера применяемого насоса: для ЭЦН 2080 – Ндин замеряется через 2 часа; ЭЦН-125 и ЭЦН-200 –
через 30 минут; ЭЦН-250 – 20 минут; для ЭЦН-360 и выше
– 15 минут.
4. При достижении предельно допустимого значения
Ндин скважина останавливается на приток. В конце цикла,
для исключения падения уровня ниже критических
значений, частоту замеров Ндин необходимо увеличить.
5. Установку необходимо отключать на 30 минут для
охлаждения ЭЦН в зависимости от применяемого
типоразмера: ЭЦН-20 через 2 часа работы, ЭЦН 50-80
через 1час. При достаточном (более 50% номинальной
производительности ЭЦН) притоке из пласта дальнейший
вывод на режим производить без остановки на
охлаждение. Высокопроизводительные установки, начиная
с ЭЦН-125, а так же на скважинах после ГРП (или на
скважинах где отмечались отказы по причине засорения
рабочих органов ЭЦН пропантом) допускается выводить
на режим без остановки на охлаждение при притоке из
пласта более 50% от номинальной производительности.
6. Замер подачи УЭЦН осуществляется на ГЗУ
«Спутник» в начале цикла откачки, в середине и в конце
цикла. Минимальное время замера 30 минут. Оценка
величины потока охлаждающего ПЭД, равного притоку из
пласта, определяется как разность между общим замером
по ГЗУ «Спутник» и темпом откачки
46
- запас мощности ТМПН - может наступить, когда
ТМПН не сможет выдать необходимую мощ-ность ПЭД,
или работать «на пределе», что приводит к перегреву
обмоток ТМПН и выходу его из строя (запас по мощности
ТМПН должен быть 1,5 - 2.0);
- прочность валов погружной системы - при
повышении частоты растет нагрузка на вал (т.к. меняется
напор, производительность, и момент сопро-тивления
вращению вала) и, выбрав погружной двига-тель с
большим запасом по мощности имеется риск скручивания
вала, особенно при наличии в перека-чиваемой жидкости
механических примесей (эффект подклинивания);
- глубина спуска УЭЦН - при повышении частоты в
квадратичной зависимости увеличивается напор насоса и
существует риск, что напор может превысить глубину
спуска УЭЦН и произойдет остановка по недогрузу (когда
насос откачает всю жидкость до приема насоса и перейдет в
режим холостого хода).
При понижении частоты ограничивающими фак-торами являются:
- напор насоса - при снижении частоты напор на-соса
ЭЦН снижается в квадратичной зависимости и может
произойти момент, когда энергии насоса (напора)
не хватит, чтобы поднять столб жидкости с дина-мического
уровня и произойдет срыв подачи и оста-новка УЭЦН от
срабатывания защиты по недогрузу (ЗСП).
15
Учитывая ограничивающие факторы при повышении
частоты, максимальной частотой для работы с УЭЦН
считать частоту, при которой рабочий ток не превышает
номинальные значения. В других случаях, максимальной
частотой для погружных систем считать:
- для УЭЦН отечественного производства - 60
Гц;
- для УЭЦН импортного производства - 70 Гц.
До принятия решения по «раскрутке» скважин
необходимо оценить следующие критерии:
- максимально возможные токовые нагрузки на
наземное электрооборудование;
- максимально возможные нагрузки на автомат в
трансформаторной подстанции;
- сечение силового кабеля по стороне 0,4 кВ для работы
с необходимыми нагрузками;
- текущую и ожидаемую загрузку трансформатор
ной подстанции 35/6 кВ:
- текущую и ожидаемую загрузку кустовой трансформаторной подстанции КТПГГН 6/0.4 кВ;
- столб жидкости над приемом насоса должен быть
достаточным для обеспечения работы УЭЦН без срыва
подачи;
- при наличии погружного датчика на УЭЦН условный
столб жидкости над приемом насоса (глубина погружения)
можно рассчитать но формуле:
работы пласта, поскольку зависит от динамического
уровня и обусловлен скоростью разгазирования
жидкости в затрубном пространстве. Данные замеров
уровня, давления, тока и изменения частоты заносить в
выводную карту. Если по результатам демонтажа
предшествующей установки обнаружено наличие
мехпримесей, не вращаются валы секций насоса,
следовательно, вывод на режим следует начинать с
минимально допустимой частоты (40 Гц для
отечественных ПЭД 35-37 Гц для импортного УЭЦН).
Основная задача состоит в предотвращении
перегрева ПЭД, удлинителя кабеля и обеспечении
отключения УЭЦН при снижении динамического уровня
до критического значения с учётом освоения скважины.
С этой целью:
1. Перед началом вывода скважины на режим,
необходимо изучить историю работы скважины.
2. После запуска УЭЦН осуществляется регулярный
контроль над величиной подачи из скважины и темпом
снижения динамического уровня. Запас динамического
уровня над глубиной спуска УЭЦН не должен быть
меньше 300 м. При этом замер дебита жидкости должен
составлять не менее половины номинальной производительности УЭЦН. Соответственно токовые нагрузки
должны находиться в рабочей зоне (не менее тока
холостого хода и не более номинала).
Нпогр = (Рдатч - Рзатр)*10
Рнефти
16
45
После появления подачи спрессовать лифт на давление
не более 60 атм, (если потребуется, поднять частоту для
опрессовки). На устье буферной задвижкой создать перепад
давления 2 - 4 атм, и сменить направление вращения ПЭД.
При правильном вращении давление опрессовки будет
выше.
Заполнить
соответствующие
разделы
эксплуатационного паспорта.
6.4.
Вывод на режим.
Перед запуском установки технологическая служба
совместно с технологом ЭМЦ составляет план вывода
скважины. При выводе на режим учитывается - первая ли
установка после ГРП, наработка и причины отказов
предыдущих УЭЦН. Если имело место плавление удлинителя, R=0 (кабеля или двигателя), предположительно,
причиной отказа могла служить длительная работа без
охлаждения или срыв по напору, т.е. работа без подачи. В
случае интенсивной откачки на минимальной частоте,
снижения динамического уровня до напорной характеристики на данной частоте, допускается увеличение
частоты на 2 Гц (возможно применение штуцера не менее 4
мм. в данном случае необходимо проводить замер дебита
скважины). Время непрерывной работы установки в этом
случае
не
должно
превышать
0,5
часа
(для
электродвигателей мощностью свыше 45 кВт), с
последующей остановкой УЭЦН на охлаждение не менее 1
часа, с отслеживанием притока. Замеры изменения
динамического уровня скважины, пласт которой не
заработал, производить через 15 мин, для остальных через 1
ч. Рост затрубного давления является косвенным
где, Рдатч - давление на приеме насоса по показаниям
датчика, атм.;
Рзатр - затрубное давление, атм.;
Рнефти ~ плотность пластовой нефти.
- при отсутствии погружного датчика на УЭЦН
условный столб жидкости над приемом насоса можно
рассчитать по формуле:
Нпогр = Lспуска - Ндин
;
где, Lспуска - глубина спуска насоса, метров;
Ндин - динамический уровень в скважине, метров.
- содержание механических примесей в перекачиваемой жидкости при работе на повышенных частотах не
должно превышать:
v для УЭЦН в износостойком исполнении - 500 мг/л;
v для УЭЦН в обычном исполнении - 100 мг/л;
- режим работы УЭЦН по токовым характеристикам
должен быть стабильным (отсутствие скачков тока
характерных подклиниванию насоса или прорывам газа).
- уровень токовых нагрузок УЭЦН не должен превышать значение уставки защиты по перегрузу (ЗП). В этом
случае необходимо выполнить оптимизацию выходного
напряжения на повышающем трансформаторе (подобрать
оптимальное напряжение, при котором значение тока
минимально).
показателем
44
17
Напряжение на трансформаторе должно быть
рассчитано исходя из напряжения, необходимого для
двигателя и потерь напряжения в кабельной линии,
относительно глубины спуска УЭЦН и компенсации
падения напряжения в сети.
При оптимизации скважин выделяются следующие
технологические фазы:
- Разгон - работа УЭЦН по определенной программе
в сторону увеличения рабочей частоты;
- Отработка - временное прекращение разгона при
достижении определенной частоты для снятия контрольных
параметров (замеры дебита и КВЧ производить в период
после непрерывной отработки в период от 6 до 12 часов);
- Стабилизация - прекращение разгона на определенном уровне при ухудшении режима работы или вы
носе КВЧ до возвращения параметров в нормальный
режим;
- Оптимальный режим - режим, при котором
достигнут оптимальный режим по дебиту и частоте;
- Отход - снижение рабочей частоты ниже ранее
достигнутой,
вследствие
остановок
УЭЦН
по
срабатыванию защит, резкого ухудшения режима работы
или залповом выносе КВЧ.
Темпы разгона обозначить следующими условиями:
- Нормальный разгон - программа разгона 0.1/3600
(2ГЦ в сутки);
Критерии применения:
v режим работы УЭЦН стабильный (токовые нагрузки ровные);
v давление на приеме насоса более 40 атм.;
18
ток (рабочий, холостого хода), глубина спуска: сечение и
длина погружного кабеля для расчета подаваемого на
электродвигатель напряжения с учетом потерь.
Ввести необходимые параметры в интерфейс преобразователя: № куста, № скважины, настроить защиты от
недогруза, перегруза, время срабатывания защит,
автозапуск, напряжение отпайки. Ввести параметры разгона
привода (10 сек).
Выбрать по табличке необходимую отпайку трансформатора и установить номер анцапфы трансформатора.
Произвести запуск ЧП на частоте 50 гц без нагрузки,
замерить выходное напряжение трансформатора с
применением высоковольтного фильтра и прибора «Fluce».
Убедиться в том, что выходное напряжение достаточно для
питания ПЭД. При необходимости изменить отпайку.
Подключить погружной кабель ПЭД на зажимы ТМПН.
Броню кабеля закрепить под болт заземления. Закрыть
крышку трансформатора
6.3. Запуск УЭЦН, вызов подачи.
Пробный запуск установки в работу производится в
присутствии мастера по выводу скважин, специалиста ЭПУС,
технолога ЦДНГ или супервайзера по УЭЦН
Запуск УЭЦН производится на fmin=40 гц для отечественных УЭЦН и 35 гц для импортного УЭЦН , однако, это
является минимально допустимой частотой. Следует
учитывать статический уровень жидкости в скважине и
определить рабочую частоту по таблице (приложение),
исходя из фактического напора установка на данной
частоте.
43
Рвых
выходная активная мощность;
COS
значение cos
Дисбал
значение дисбаланса токов фаз;
Время
текущее время ЧЧ:ММ:СС:
Дата
текущая дата ЧЧ:ММ:ГГГГ;
Для каждой строки индикатора можно установить
отображение любой из указанных величин. Кнопкой " "
осуществляется последовательный перебор отображаемых
величин для верхней строки индикатора, кнопкой " " выбор величины в нижней строке. Таким образом,
одновременно можно наблюдать любые две величины. Во
время работы станции в режиме ручного задания частоты
при нажатии кнопок "F ", "F " в верхней строке
отображается значение установленной частоты, через 1,5
секунды после последнего нажатия кнопок "F ", "F "
индикация восстанавливается такой, какой она была до
нажатия этих кнопок.
6.2. Подготовка к запуску УЭЦН.
Перед запуском необходимо включить частотный
преобразователь (зимой дождаться, пока станция прогреется, станция готова к работе, когда на дисплее появится
надпись "Готов").
После подключения кабеля в ШПВ замерить сопротивление изоляции ПЭД (не менее 5 МОм).
Перед запуском УЭЦН изучить эксплуатационньй
паспорт, типоразмер установки, тип погружного электродвигателя: мощность, номинальное напряжение
42
- Осторожный разгон - программа разгона 0.1/7200 0,1/5400 (1 - 1,5 Гц в сутки);
Критерии применения:
v режим работы УЭЦН удовлетворительный
(колебания токовых нагрузок не приводят к остановке
УЭЦН по недогрузу (ЗСП) или перегрузу (ЗП));
v давление на приеме насоса более 40 атм.;
- Быстрый разгон (до ранее достигнутой рабочей
частоты) - программа разгона 0.1/120-360
(1Гц
за 20 мин - 1Гц за 60 мин);
Критерии применения:
v применяется для быстрого возврата на рабочую
частоту после текущих или плановых отключений УЭЦН
при стабильном режиме работы до остановки (токовые
нагрузки ровные).
Действия персонала при остановках скважин во время
оптимизации.
Отключения электроэнергии (плановые или аварийные):
- произвести запуск на частоте ниже ранее
достигнутой (допускается снижение частоты до 10 Гц.);
- проверить и при необходимости произвести корректировку защиты по недогрузу (ЗСП);
- по результатам запуска принять решение но дальнейшему «разгону» по программе - 0.1/120-7200;
Отключается автомат в ТП:
- запустить УЭЦН на пониженной частоте (допускается снижение частоты до 10 Гц) для обеспечения его
стабильной работы без отключений;
19
- проверить и при необходимости произвести корректировку защиты по недогрузу (ЗСП);
- произвести ревизию нагрузок на ТП, при необходимости согласовать замену автомата;
Недогруз (отключение по защите от недогруза ЗСП):
- произвести запуск УЭЦН;
- проверить и при необходимости произвести корректировку защиты по недогрузу (ЗСП);
- предпринять меры для дальнейшей стабильной работы
УЭЦН и продолжить разгон;
Перегруз (отключение по защите от перегруза - ЗП).
Остановки УЭЦН по причине повышения рабочего тока
выше допустимого значения (остановка по перегрузу - 3П),
могут происходить по следующим причинам:
- повышенное сопротивление вращению в насосе
ЭЦН (засорения абразивами, отложение солей и т.д.);
- проанализировать причину снижения нагрузки
(снижение динамического уровня, негерметичностъ НКТ,
заморожена линия, недостаточный напор, слом вала и др.);
- принять меры к устранению препятствий к запуску;
вала и др.);
- принять меры к устранению препятствий к запуску;
- недостаточная мощность двигателя или ТМПН;
- не оптимальный подбор напряжения на силовом
трансформаторе ТМПН;
- пробой изоляции в кабельной линии.
01 Авария
02: Время
чч.мм.гггг
Следующее нажатие кнопки "
"
вызовет отображение даты срабатывания
защиты в виде: число, месяц, год.
02 Авария
04: Uнизк
297,0 В
Последующее нажатие кнопки "
"
вызовет
отображение
предпоследней
аварии, далее -время и дата ее
срабатывания, и так далее до 40-вой
аварии. После просмотра информации о
40-вой аварии по нажатию кнопки "
"
происходит выход
из просмотра
сообщений об авариях.
Ниже приводится перечень измеряемых и выводимых на дисплей значений параметров во время работы
станции "Электон-05":
F уст
F вых
Rизол
U вых
Ud
I вых
I двиг
Id
t IGBT
20
установленная частота-частота, которая будет
на выходе станции по окончании
разгона/торможения;
выходная частота-частота на выходе станции в
данный момент;
сопротивление изоляции;
действующее значение выходного линейного
напряжения;
величина напряжения в звене постоянного тока;
действующее значение выходного тока фаз;
действующее значение тока двигателя,
пересчитанное через коэффициент
трансформации из значения выходного тока;
значение тока в звене постоянного напряжения;
температура охладителя IGBT- модулей
41
достижения
установленной
частоты
из-за
превышения уставки максимального тока) Тсраб.
27. Время ожидания АПВ после останова по Fнизк.
28. АПВ после останова по Fнизк: - АПВ/БЛОК
29. Вторичное
напряжение
повышающего
трансформатора (напряжение отпайки ТМПН) Uвтор.
Данные параметры вводятся при каждом запуске
УЭЦН, при вводе в эксплуатацию нового частотного
преобразователя необходим просмотр всех параметров
(смена заводских уставок). Ввод значений, перемещение по
меню и вывод параметров на дисплей осуществляется с
клавиатуры интерфейса клавишами "ОТМЕНА", "ВЫБОР", "
", "
" и " ".
6.1.3. Просмотр списка аварий
01 Авария 02:
Ошибка ОЗУ
01 Авария 02;
Время 12:03.00
В памяти системы управления хранится информация о сорока последних авариях (срабатываниях программных защит). Содержимое
списка аварий можно просмотреть, при этом
первой будет показано сообщение о последней
аварии. Вход в режим просмотра осуществляется нажатием кнопки "ВВОД". На индикаторе отображается тип последней аварии в виде:
Первые две цифры - порядковый номер в
очереди аварий;
Цифры после слова АВАРИЯ - внутренний:
код аварии;
Вторая строка - сообщение о типе аварии и;
состоянии аварийного параметра. Передвижение в очереди осуществляется с помощью)
кнопки " ".
Верхняя строка аналогична предыдущему;
Нижняя строка - время срабатывания аварии.!
40
Персонал ЦДНГ при остановках УЭЦН по перегрузу
(ЗП) должен:
- определить время и рабочую частоту, при которой
произошла остановка (для принятия решения с какой
частоты запускать УЭЦН и до какой частоты
подниматься, после запуска и разгона рекомендуется не
превышать частоту предыдущей остановки на 2-3 Гц до
стабилизации или устранения причин перегруза);
- дождаться окончания слива столба жидкости из
НКТ (динамический уровень в НКТ начинает увеличиваться, турбинное вращение ЭЦН прекратилось);
- произвести не более 3-х попыток запуска УЭЦН на
частоте на 10 Гц ниже ранее достигнутой в ручном ре
жиме на различных режимах расклинки, в том числе
на режимах «расклинки» с промежутками между пусками
не менее 30 минут (для охлаждения двигателя);
- произвести замер изоляции системы «кабельдвигатель»;
- если изоляция в норме, произвести запуск УЭЦН с
агрегатом после окончания скачивания не менее одной
цистерны нефти, создавая избыточное давление в затрубном пространстве для облегчения пуска УЭЦН.
Количество не успешных попыток запуска с агрегатом
не должно превышать 3-х с промежутками между пусками
не менее 10 минут (для охлаждения двигателя);
- если УЭЦН запустилась, то оставить в работе на
стартовой частоте для стабилизации выноса механических
примесей (1-5 дней), далее продолжить разгон в режиме
«осторожный разгон».
При выполнении программы необходимо осуществлять
контроль текущих параметров работы УЭЦН (таблица .№ 6).
21
Таблица № 6
1 раз в сутки
1 раз в сутки
не 2-х раз в неделю
1 раз в сутки
не реже 2-х
раз в неделю
1 раз в сутки
______
не реже 2-х
раз в неделю
отход
не реже
1 раза в сутки
не реже
1 раза в сутки
22
не реже 1-го раза в 1-ю
неделю,далее-не реже 1
раза в 2 недели
не реже
1 раза в
сутки
1 раз - в
промежутке
от 6-12 час.
1 раз в сутки-после
отработки не менее 6
час.
не реже
1 раза в сутки
4. давление
по датчику
если
имеется)
1-3 раза в сутки
3.
динамический уровень
1-3 раза в
сутки
_____
2. замер на
КВЧ
1 раз - в промежутке от
6-12 час.
1. дебит
скважины
Периодичность контроля по фазам
разгон отработка стабилоптимаизация
льный
1-3 раза в
сутки
Контрольный
параметр
11. Номинальный ток двигателя I ном (в старых версиях
возможно I разг).
12. Уставка время-токовой защиты Т110% (защита по
перегрузке).
13. Время ожидания АПВ после останова по
перегрузке Тапв.
14. АПВ после срабатывания время-токовой защиты:
- АПВ/БЛОК.
15. Уставка защиты по недогрузке COS Ф.
16. Время задержки до начала работы зашиты по
недогрузке Тзад.
17. Время срабатывания защиты по недогрузке
Тсраб.
18. Время ожидания АПВ после останова по недогрузке.
19. АПВ после срабатывания защиты по недогрузу: АПВ/БЛОК
20. Уставка защиты но дисбалансу выходных токов
Дисбал.
21. Время задержки до начала работы защиты по
дисбалансу токов Тзад.
22. Время срабатывания защиты по дисбалансу токов
Тсраб.
23. Время ожидания АПВ после останова по
дисбалансу.
24. АПВ после останова по дисбалансу выходных токов:
- АПВ/БЛОК
25. Уставка защиты по пониженному сопротивлению
изоляции R изол.
Время срабатывания защиты по Fнизк (невозможность
39
ммммм
Umax
U2
5. Частотный преобразователь "Toshiba"
Speedstar 2000.
5.1. Интерфейс частотного преобразователя.
Пользовательский интерфейс оператора выполнен
на английском языке ниже приводится перечень
наиболее часто применяемых в процессе работы пунктов
меню частотного преобразователя "Toshiba".
№
пункта
Задавая координаты точек, можно подобрать необходимый вид кривой для определенной нагрузки привода,
например, выгнуть вверх для приводов с большими пусковыми моментами.
Название
пункта
Назначение,
описание параметра
107
Тип
(способ)
контроля
привода
Отображаемый ток,
а
Метод
регулирования ЧП:
по частоте, току
давлению.
Значение тока привода (actual) или
электродвигателя
(motor).
Действительное значение тока ПЭД (калибровка) после измерения токовыми
клещами
Идентификационны
й номер скважины,
ввод для анализа
параметров работы
Архив. История работы привода.
108
U1
109
Ввод
значения
тока
110
№
скважины
111
История
работы
Umin
Fmin
F1
F2
7. № куста.
8. № скважины.
9. Максимальная частота Fmax.
10. Максимальный выходной ток Imax.
38
Fmax
23
Выставляемое значение
параметра
Speed
(частота)
Motor amps
(ток
двигателя)
Iраб, а
№ скважины
просмотр
121
Частота
вращения
122
Частота
min, Гц
123
Частота
max, Гц
124
Регулирование измен.
Частоты,
Гц
Регулирование
скорости
разгона, сек
Заданный
ток, а
125
140
ток min, а
141
142
ток max, а
203
частота
входного
напряжения
Текущая
частота
привода(в
пределах
между min и max)
Минимальная частота
привода (пределы
работы привода)
Максимальная частота
привода (пределы
работы привода)
Плавное изменение
частоты привода,
дискретность
(программа)
Время изменения ,
скорость разгона
привода (программа)
Значение тока ПЭД ( в
пределах между I min
и I max).
Минимальная токовая
защита (защита от
срыва подачи).
Максимальная
токовая защита
(защита от перегруза).
Частота входного
линейного
напряжения
24
рабочая
частота, Гц.
< частоты
рабочей
> частоты
рабочей
4 ГЦ при
запуске
0,01-0,2
(программа)
От 1 сек
(при
запуске) до
10000 сек.
Iраб, а
- 15% от I
раб ПЭД
Iном (+ 10%
для DN)
50 Гц
"О" - остановка двигателя
"F
" - увеличение уставки частоты на 0.1 Гц:
"F
" - уменьшение уставки частоты на 0,1 Гц.
После ручного пуска или автозапуска станция начинает
работу с минимальной частоты Fmin разгоняя двигатель до
установленной частоты Fуст с заданным темном разгона.
Темп разгона определяет время изменения частоты от 0 до 50
Гц.
6.1.2. Ввод режимов и параметров.
Вход в режим установки параметров осуществляется
нажатием кнопки
"
" (ввод). После нажатия станция
переходит в режим ввода параметров.
Ручной
пуск готов
Режим ввода
параметров
Для входа в меню параметров нажмите еще раз кнопку "
" (ввод), для отказа от ввода параметров - кнопку
"ОТМЕНА". Перебор групп параметров - кнопками " " или "
".
Ниже перечислены основные функции, требующие
внимания при запуске установки:
1. Автозапуск: - разрешен/- запрещен.
2. Направление вращения: - прямое/- обратное.
3. Время разгона Тразг.
4. Установленная частота Fуст.
5. Время перезапуска Тперезап.
6. Параметры Umin, Fmin, Ul, Fl, U2, F2, Umax,
Fmax определяют вид кривой U(F), заданной четырьмя
точками:
37
Ручной
пуск
Готов
Автозапуск
ППауза
Если по окончании процесса заряда установившесся напряжение соответствует номинальному (536В ± 15 %), то станция
переходит в режим готовности в соответствии
с за программированным режимом. Бели
установлен ручной запуск, то на индикаторе
отображается сообщение о готовности к
ручному пуску
Если установлен режим самозапуска, то
по окончании процесса заряда на индикаторе
появится
сообщение
о
готовности
к
самозалуску. Это сообщение отображается
несколько секунд, и если в это время не была
нажата кнопка "О" (стоп), то станция
автоматически запускается для работы в
установленном режиме. Если же во время
готовности к самозапуску будет нажата
кнопка "О" (стоп), то самозапуск будет
отменен и станция перейдет в режим
ручного запуска, как было описано выше. Нажатие кнопки "О" (стоп) отменяет самозапуск
только для данного включения, не отменяя режим для последующих включений.
6.1.1. Назначение кнопок пульта управления следующее:
"I" - пуск для работы в установленном режиме (ручной/автоматический) с минимальной установленной частоты;
"ТОЛЧОК" - пуск для работы в установлен ном режиме с
частоты F толчок. Применяется для страгивания с места
нагрузок с высоким пусковым моментом;
36
204
базовая
частота,
Гц
218
Вращение
ПЭД
500
Расклинка
501
Колич-во
толчков
502
Частота
расклинки
503
Метод
расклинки
Частота, при которой
выходное напряжение
имеет максимальное
значение.
Направление вращения
ПЭД (и смена во время
работы).
Толчковый запуск для
высвобождения
заклинившей УЭЦН
(при работе отклон.)
Кол-во толчков вперед
и назад в режиме
расклинки
Частота, с которой
производятся толчки, с
последующим разгоном
привода.
3 способа
расклинивания,
различные по степени
воздействия на УЭЦН
50-60 Гц
1 или 2
(различные
вращения).
Yes (да)
No (нет)
От 4 до 10
10 Гц
1-3
Данные параметры вводятся при каждом запуске
УЭЦН, при вводе в эксплуатацию нового частотного
преобразователя необходим просмотр всех параметров
(смена заводских уставок). Ввод значений, перемещение по меню и вывод параметров на дисплей
осуществляется с клавиатуры интерфейса.
25
5.2. Подготовка к запуску УЭЦН.
Перед запуском необходимо включить частотный
преобразователь, зимой прогреть (летом включить
вентилятор), настроить нагрузочный фильтр «Load filler» в
ЧП. Завести часы регистратора тока Bristol, установить
диаграмму в самописец (подписать дату, время, номер куста,
скважины, тип УЭЦН).
После подключения погружниками кабеля в ШПВ
замерить сопротивление изоляции ПЭД (не менее 5 Мом).
Перед запуском УЭЦН изучить эксплуатационный
паспорт, типоразмер установки, тип погружного электродвигателя: мощность, номинальное напряжение, ток
(рабочий, холостого хода), глубина спуска: сечение и длина
погружного
кабеля
для
расчета
подаваемого
на
электродвигатель напряжения с учетом потерь.
Ввести необходимые параметры в интерфейс преобразователя: № скважины, настроить защиты от недогруза,
перегруза, время срабатывания защит, автозапуск. Режим
«Rocking start» должен быть отключен. Ввести параметры
разгона привода и набора частоты-шаг и время, (4 гц в 1 сек).
Выбрать по табличке необходимую отпайку трансформатора и установить номер анцапфы трансформатора.
Произвести запуск ЧП на частоте 50 гц без нагрузки,
замерить выходное напряжение трансформатора с
применением высоковольтного фильтра и прибора «Fluce».
Убедиться в том, что выходное напряжение достаточно для
питания ПЭД. При необходимости изменить отпайку.
Подключить погружной кабель
26
6.1. Интерфейс частотного преобразователя.
Станция управления с частотным регулированием
«Электон-05» (далее станция) предоставляет пользователю достаточно широкий выбор функций для описания работы двигателя и самого преобразователя. Поставляется заказчику с некоторым набором параметров,
записанным в энергонезависимую память. При необходимости заказчик может изменить параметры.
Включение станции осуществляется путем подачи
питающего напряжения 380В. Сразу после подачи напряжения питания, загораются индикаторы Ua, Ub, Uc.
Через 3...4 секунды включается система управления. На
экране дисплея появляется информация о работе станции.
Заряд
Ud
530 В
По истечении времени, необхо-димого
системе управления для включения и
самодиагностики, на индикаторе появ-ляется
сообщение о процессе заряда батареи емкостей
звена постоянного тока. В верхней строкесообщение "ЗАРЯД", в нижней отображается
значение
напря-жения
на
батарее
конденсаторов. Во время заряда загорается
индикатор напряжения в звене постоянного
тока "Ud"
35
Рис.3
Однако, если высота
500
столба
жидкости,
ее
450
плотность и давление в
400
350
буфере остаются неиз300
менными, то дебит с Q1
250
увеличится до Q3, а не до
200
Q2. А уменьшение час150
тоты вращения, напри100
50
мер, с 50 до 40 Гц при0
ведет к более значите0
10
20
30
40
50
60
70
80
частота, Гц
льному, чем по формуле
(1), снижению дебита скважины. На кривой H-Q при
новой уменьшенной частоте может не быть ни одной
точки с напором Н1 (рис. 2), значит ЭЦН не преодолеет
противодействие столба жидкости, и дебит скважины
будет равен нулю. Следовательно, при комплектации
УЭЦН для работы с пониженной частотой вращения,
ЭЦН необходимо подбирать с запасом по напору.
На (рис. 3) показано изменение мощности двигателя
и потребляемой мощности насоса при изменении частоты
переменного тока питающего напряжения. Двигатель и
насос могут работать в одной установке, когда мощность
двигателя не меньше потребляемой мощности насоса (в
случае, показанном на рис.3 до частоты 54Гц). При
больших частотах мощность, необходимая насосу, может
превышать мощность которую способен выдать
двигатель, т.е. ПЭД не раскрутит данный ЭЦН.
Следовательно, при комплектации УЭЦН для работы с
повышенной частотой вращения, двигатель необходимо
подбирать с запасом по мощности.
ПЭД на зажимы ТМПН, пропустив одну жилу и сделав виток
через трансформатор тока для работы прибора Bristol.
Броню кабеля закрепить под болт заземления. Закрыть
крышку трансформатора.
мощность
насос
двигатель
34
5.3. Запуск УЭЦН, вызов подачи.
Пробный запуск установки в работу производиться в
присутствии специалиста по выводу скважин, специалиста
ЭПУС, ИТР ЦДНГ ОАО «ННП» (технолог или супервайзер
по УЭЦН). Запуск УЭЦН производиться на f min=40 Гц для
отечественных УЭЦН и 35 Гц для импортных УЭЦН
однако, это является минимально допустимой частотой.
Следует учитывать статический уровень жидкости в
скважине и определить рабочую частоту по таблице (см.
приложение), исходя из фактического напора установки на
данной частоте.
После запуска УЭЦН токовыми клещами замерить
истинное значение тока ПЭД, произвести калибровку
показаний самописца Bristol, дисплея ЧП (п. 109), при
необходимости произвести подстройку токовых защит. После
появления подачи спрессовывать лифт на давление не более
60 атм, (если потребуется, поднять частоту для опрессовки). На устье буферной задвижкой создать перепад
давления 2-4 атм, и сменить направление вращения ПЭД
(п.218). При правильном вращении давление опрессовки
будет выше. Заполнить соответствующие разделы эксплуатационного паспорта.
5.4. Вывод на режим.
Перед запуском установки
совместно с технологом ЭМЦ
27
технологическая
служба
составляет план вывода скважины. При выводе на режим
учитывается первая ли установка после ГРП,
наработка и причины отказов предыдущих УЭЦН.
Если имело место плавление удлинителя, R=0 (кабеля или
двигателя), предположительно, причиной отказа могла
служить длительная работа без охлаждения или срыв по
напору, т.е. работа без подачи.
В случае интенсивной откачки на минимальной
частоте, снижения динамического уровня до напорной
характеристики
на
данной
частоте,
допускается
увеличение частоты до 2-х Гц. Время непрерывной работы
установки в этом случае не должно превышать 0,5 часа
(для э/двигателей мощностью свыше 45 кВт), с последующей остановкой УЭЦН на охлаждение не менее 1 часа,
с отслеживанием притока. Замеры изменения динамического
уровня скважины, пласт которой не заработал, производить
через 15 мин, для остальных через 1 ч.
Рост затрубного давления является косвенным показателем работы пласта, поскольку зависит от динамического уровня и обусловлен скоростью разгазирования
жидкости в затрубном пространстве. Данные замеров
уровня, давления, тока и изменения частоты заносить в
выводную карту. Если по результатам демонтажа
предшествующей
установки
обнаружено
наличие
мехпримесей, не вращаются валы секций насоса,
следовательно, вывод на режим следует начинать с минимально допустимой частоты (40 гц для отечественных
ПЭД, 35-37 гц для импортного УЭЦН). При этом контролировать соответствие напорный характеристики динамическому уровню, не допускать срыва по напору, при
необходимости поднять частоту не более, чем на 1 -2 Гц.
1400
H (напор)
Рис. 1
1200
55 Гц
1000
50 Гц
2
800
H2
Дебит скважины
зависит не только от
400
производительности
200
ЭЦН, но и от его
напо-ра.
Поэтому
0
Q Q Q 80 Q (дебит)
0
20
40
60
100
120
величина дебита при
изменении частоты вращения ЭЦН изменяется в большей
степени, чем показывает формула (1). При увеличении
частоты вращения напор ЭЦН увеличится, и при
неизменной глубине подвески ЭЦН точка, описывающая
работу насоса при увеличенной частоте, сместится
вправо на соответствующей кривой H-Q. На рис. 1 точке
(Q1;Н1), описывающей режим работы ЭЦН при 50 Гц
соответствует по формулам (1) и (2) точка (Q2;Н2) при 55
Гц.
Рис. 2
H1
600
3
1
1
2
3
1200
H (напор)
1000
50 Гц
800
1
H
6001
40 Гц
H2
400
2
200
0
Q03 = 0
20
40 Q2
Q1
60
80
100
Q (дебит)
28
33
120
5.8. Техника безопасности.
К выводу скважин на режим от частотного преобразователя
допускается персонал, специально обученный согласно
утвержденной программе и прошедший проверку знаний. К
работам по подключению-отключению силовых и погружных
кабелей, обслуживанию привода частотного преобразователя,
а также производству электроизмерений допускается
обученный работам с ЧП электротехнический персонал не
моложе 18 лет, имеющий группу по электробезопасности не
ниже IV. После измерения сопротивления изоляции системы
«кабель-ПЭД» снимать остаточный заряд со всех жил кабеля.
Подключение погружного кабеля производится при
отключенном частотном преобразователе. Включение
частотного преобразователя без заземления запрещается.
При работе частотного преобразователя не электротехническому персоналу запрещается открывать двери
шкафа управления, нагрузочного фильтра и крышки
трансформатора.
6.Частотный преобразователь СУ «ЭЛЕКТОН-05».
При работе с частотным преобразователем необходимо
учитывать следующие соотношения при выборе частоты:
Q2 = Q1*(f2/ f1),
где: Q1 - дебит УЭЦН до изменения частоты;
Q2 - дебит УЭЦН соответствующий частоте f2;
f1 - первоначальная частота питающего напряжения ПЭД
(Гц); f2 - требуемая величина частоты питающего напряжения ПЭД (Гц);
Н2 = Н1*(f2/ f1)2,
где: Н1 - напор ЭЦН до изменения частоты;
Н2 - напор ЭЦН соответствующий частоте f2;
W2 = W1*(f2/ f1)3,
где: W1 - мощность, потребляемая ЭЦН до изменения
частоты; W2 - мощность потребляемая ЭЦН при частоте f2.
32
Вывод на режим с автоматическим плавным изменением частоты (программа) позволяет минимально
увеличивать производительность установки, достичь
стабилизации работы на каждом режиме. Не рекомендуется изменять частоту более 3 гц в сутки (суммарно).
Дальнейший вывод на режим и увеличение частоты
производить исходя из изменения динамического уровня.
Порядок ввода программы: войти в меню частоты, ввести
шаг изменения f (п.124), время изменения (п.125), рабочую
частоту, которой необходимо достичь (п.121). Например:
необходимо изменить частоту с 45 до 50 Гц за двое суток с
минимальной дискретностью. Расчет: 5 Гц разделить на 48
час -V- 0,1 гц. Задаем увеличение частоты на ОД Гц за 1
час (3600 сек), вводим конечную частоту - 50 Гц.
В первые сутки отобрать пробу на КВЧ, в последующие
- через день. Нежелательно ставить в первые сутки на
замер дебита во избежание попадания мехпримесей в
замерную установку.
5.5. Особенности вывода на режим импортного
УЭЦН.
В процессе освоения скважин после ГРП перед спуском импортного УЭЦН рекомендуется отработать
насосом-жертвой меньшего типоразмера 3-4 недели с
последующей оптимизацией.
Измерение сопротивления изоляции системы кабельПЭД производить при помощи электроинструмента фирмы
импортного УЭЦН: мегаомметр «Yokohama», прибор
«Fluce». Следует учитывать особенности датчика
Survior: при отсутствии показаний сопротивления изоляции поменять полярность мегаомметра.
Перед запуском импортного УЭЦН, оборудованных
подземным датчиком Survior, включить в частотном
преобразователе прибор WB-2 (White Box), через 12-15
29
мин. инициализации прибора высветятся показания давления
на приеме насоса и температуры в зоне подвески УЭЦН. При
запуске оставить показания прибора в единицах Psi для
более наглядного контроля за процессом откачки, далее
перевести в атмосферы: войти в меню прибора
«Configuration» Pressure Units (кг/см2) — Temperature Units
(град С). При выводе на режим не допускать снижения
давления на приеме насоса ниже давления насыщения, для
каждого конкретного месторождения.
5.6. Осложнения при выводе на режим.
В случае осложнений в процессе выводе па режим
сообщить в технологическую службу ЦЦНГ и супервайзеру
по УЭЦН. Дальнейшие работы производятся в присутствии И
Т P цеха добычи.
При остановке частотного преобразователя по перегрузу
(на дисплее параметр «Overcurrent») и последующем не
запуске произвести повторную попытку не ранее, чем через
30 мин. (при негерметичности обратного клапана на НКТ
возможность слива и турбинного вращения установки).
Выключить частотный преобразователь, отключить от
трансформатора погружной кабель, измерить сопротивление
изоляции «кабель - ПЭД» от частотного преобразователя до
ШПВ и от ШПВ до установки. При сопротивлении изоляции
не менее 5 Мом выполнить пробный запуск частотного
преобразователя без нагрузки, вхолостую (проверка
работоспособности). Подключить погружной кабель.
соблюдая фазировку.
В случае заклинивания (установка не разворачивается)
произвести промывку. Способ промывки определяется исходя
из установки или отсутствия обратного клапана на НКТ,
наличия циркуляции. Активировать режим «Rocking start»
(п.500), позволяющий осуществлять толчковый запуск для
высвобождения вала двигателя или насоса.
30
Ввести количество толчков при запуске (п.501), частоту, с
которой производится расклинка (п.502), и метод
расклинивания (п.503).
При запуске ЧП привод выполняет толчки со сменой
направления вращения, после определенного количества
ударов пытается линейно ускорить привод до рабочей частоты.
Методы расклинивания отличаются характером и чередованием
ударных толчков. После неудачных попыток запуска на прямом
пращами;;
рекомендуется
сменить
первоначальное
вращение ПЭД (п.2IS), повторить операцию, токовые
нафузки
контролировать
по
показаниям
дисплея,
отклонению самописца Bristol, при необходимости замерить
токовыми клещами на выходе трансформатора.
В случае расклинки УЭЦН не останавливая привод,
сменить вращение ПЭД, (если установка развернулась на
обратном), отключить режим расклинки и оставить в работе,
с контролем токовых нагрузок. Рабочий ток ПЭД не должен
выходить на пределы номинального значения.
5.7. Заключительные работы.
Вывод на режим рекомендуется продолжать не менее 7
суток. Это позволит снизить вынос КВЧ. При достижении
частоты 50 гц и стабилизации динамического уровня
отработать до перевода на станцию управления 6-12 час.
Скважина считается выведенной в постоянный режим
если:
- Ндин. не меняется в течение часа ± 50 м;
- замер дебита скважины соответствует напорной характеристике насоса;
Произвести замер дебита, перевести на станцию управления (с контролем правильности вращения), оформить
вывод в режим заполнением эксплуатационного паспорта.
31