RU2213270C2 - Способ определения технического состояния электропогружных установок для добычи нефти - Google Patents
Способ определения технического состояния электропогружных установок для добычи нефти Download PDFInfo
- Publication number
- RU2213270C2 RU2213270C2 RU2001135903/06A RU2001135903A RU2213270C2 RU 2213270 C2 RU2213270 C2 RU 2213270C2 RU 2001135903/06 A RU2001135903/06 A RU 2001135903/06A RU 2001135903 A RU2001135903 A RU 2001135903A RU 2213270 C2 RU2213270 C2 RU 2213270C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- oil producing
- installation
- condition
- unit
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Изобретение относится к диагностике оборудования роторного типа для добычи нефти, использующего в качестве привода асинхронные двигатели. В способе определения технического состояния электропогружных установок для добычи нефти регистрируют и анализируют сигнал, порождаемый вибрацией элементов конструкции установки. В качестве сигнала регистрируют сигнал от переменной составляющей суммы фазных токов питания путем установки датчика напряжения одновременно на три фазы питающего кабеля. Затем анализируют форму и амплитуду полученного сигнала и, сравнивая со значениями предыдущих измерений, оценивают возможность ее дальнейшей эксплуатации. Изобретение направлено на обеспечение возможности производить оценку технического состояния работающей установки в процессе ее эксплуатации и прогнозировать отказы. 6 ил.
Description
Изобретение относится к области диагностики оборудования роторного типа для добычи нефти, использующего в качестве привода асинхронные электродвигатели.
Известен способ диагностики (контроля) погружных электродвигателей и насосов по параметрам вибрации, который используется на стендах по обкатке и испытанию (Положение о системе технического обслуживания и ремонта нефтепромыслового энергомеханического оборудования ОАО "Самотлорнефтегаз" по фактическому состоянию, - РД 153-39,1-046-00, Тюмень, 2000 г.).
В известном способе выбираются точки для измерения вибрации, которые располагаются на корпусе электродвигателя и насоса в зоне установки верхнего и нижнего подшипников и посередине между ними. Оценку технического состояния электродвигателей и насосов производят по результатам измерения вибраций. При обнаружении повышенного уровня вибрации в одной или нескольких точках или при превышении установленных заводом-изготовителем предельных значений электротехнических, технологических параметров или температуры электродвигатель (насос) возвращается в ремонт.
Для определения возможных причин повышенного уровня вибрации используют спектральный анализ получаемого вибросигнала, по результатам которого проводят идентификацию дефектов.
Известный способ неприменим для оценки технического состояния электропогружной установки в процессе ее эксплуатации, т.к. применяемый в нем метод получения диагностической информации исключает возможность его использования в этой ситуации ввиду отсутствия доступа к элементам конструкции установки.
Задача настоящего изобретения заключается в создании способа, позволяющего производить оценку технического состояния работающей электропогружной установки в процессе ее эксплуатации и прогнозировать отказы.
Для решения поставленной задачи при определении технического состояния электропогружных установок для добычи нефти, в котором регистрируют и анализируют сигнал, порождаемый вибрацией элементов конструкции установки, регистрируют сигнал от переменной составляющей суммы фазных токов питания путем установки датчика напряжения одновременно на три фазы питающего кабеля, анализируют форму и амплитуду полученного сигнала и, сравнивая со значениями предыдущих измерений, оценивают возможность ее дальнейшей эксплуатации.
Сущность заявляемого способа заключается в следующем. Механические колебания и электрические дефекты, возникающие в электрических машинах роторного типа во время их работы, порождают пульсации электромагнитного поля между ротором и статором электродвигателя и, как следствие, пульсации тока в обмотках статора и линиях электропитания.
Заявляемый способ основан на регистрации и анализе флуктуации интегральной составляющей фазных токов питания асинхронного электродвигателя. Причем регистрацию осуществляют путем установки датчика на все фазы энергоподводящего кабеля электродвигателя установки. Такой способ измерения диагностической информации позволяет существенно снизить влияние основной составляющей промышленной частоты 50 Гц на результат измерения, вследствие взаимной компенсации ЭДС токов фаз, и регистрировать преимущественно их флуктуации.
Таким образом, новый технический результат заключается в новом способе получения диагностического сигнала, который можно регистрировать во время эксплуатации установки без доступа к элементам конструкции установки. При этом форма и амплитуда полученного сигнала в отличие от сигнала, полученного способом по прототипу, обусловлена не только вибрацией корпуса установки, элементов ее конструкции, но и наличием электрических дефектов, которые проявляются в процессе эксплуатации установки. Полученные таким образом данные являются информацией о техническом состоянии работающей установки.
Этот способ получения диагностического сигнала можно применять для диагностируемой установки неоднократно и, анализируя форму и амплитуду полученного сигнала, по их изменению в сравнении со значениями предыдущих измерений, решить поставленную задачу - судить о техническом состоянии работающей установки, в том числе о возможности ее дальнейшей эксплуатации.
Для набора достаточного количества статистических данных с помощью заявляемого способа обследовалось 98 единиц погружного оборудования.
Данный пример иллюстрирует использование способа на одной из нефтяных скважин Самотлорского УДНГ ТНК г. Нижневартовска. Технологический режим установки, условия подачи электроэнергии на электродвигатель погружного насоса и условия измерения одни и те же.
В качестве привода ЭПУ на нефтедобывающих скважинах используются асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Измерения проводились на энергоподводящих кабелях установок (ЭПУ), непосредственно в местах ввода в планшайбу устьевой (фонтанной) арматуры.
Датчик напряжения с аналоговым выходом по напряжению и кабелем для подключения к анализатору в виде токовых клещей устанавливали одновременно на три фазы кабеля. Сигнал от датчика поступает на записывающий прибор, далее на компьютер для анализа и хранения.
На фиг. 1 приведен график, иллюстрирующий изменение амплитуды сигнала переменной составляющей суммы фазных токов питания во времени в течение 0,12 секунд, на фиг.2 - частотный спектр этого сигнала в полосе 0-200 Гц.
На фиг.3-4 - то же, соответственно, только через 2 месяца работы установки.
На фиг.5-6 - то же, через 4 месяца работы установки.
На приведенных графиках (фиг.1,3,5) прослеживается рост амплитуды основной составляющей его частоты во времени. Так как измерения проводились при одинаковых условиях подачи электропитания и неизменных технологических параметрах, а амплитуда интегральной составляющей фазных токов изменилась, то можно считать, что причина ее изменения заключается в "перекосе фаз" электродвигателя в результате изменения величин векторов фазных токов или изменением углов между ними, причиной которого могут являться электрические дефекты обмоток статора или увеличение тормозного момента, действующего на вал установки.
На графиках спектров (фиг.2,4,6) прослеживается рост амплитуды боковой гармоники от частоты сети 50 Гц, которая соответствует частоте вращения вала. По ее росту можно судить об увеличении тормозного момента, действующего на вал агрегата со стороны внешних сил или росте вибрации установки на оборотной частоте, причиной которых могут являться засорение проточной части погружного насоса или износ подшипников скольжения установки.
Таким образом, приведенные примеры иллюстрируют возможности заявляемого способа для определения технического состояния работающих электропогружных установок.
Claims (1)
- Способ определения технического состояния электропогружных установок для добычи нефти, в котором регистрируют и анализируют сигнал, порождаемый вибрацией элементов конструкции установки, отличающийся тем, что регистрируют сигнал от переменной составляющей суммы фазных токов питания путем установки датчика напряжения одновременно на три фазы питающего кабеля, анализируют форму и амплитуду полученного сигнала и, сравнивая со значениями предыдущих измерений, оценивают возможность ее дальнейшей эксплуатации.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001135903/06A RU2213270C2 (ru) | 2001-12-26 | 2001-12-26 | Способ определения технического состояния электропогружных установок для добычи нефти |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001135903/06A RU2213270C2 (ru) | 2001-12-26 | 2001-12-26 | Способ определения технического состояния электропогружных установок для добычи нефти |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2213270C2 true RU2213270C2 (ru) | 2003-09-27 |
| RU2001135903A RU2001135903A (ru) | 2003-10-20 |
Family
ID=29777279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001135903/06A RU2213270C2 (ru) | 2001-12-26 | 2001-12-26 | Способ определения технического состояния электропогружных установок для добычи нефти |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2213270C2 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005121741A1 (fr) * | 2004-06-10 | 2005-12-22 | Aleksei Vasilievich Barkov | Procede de diagnostic pour mecanismes et systemes dotes d'un moteur electrique |
| RU2510655C1 (ru) * | 2012-12-21 | 2014-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинская государственная агроинженерная академия" | Устройство для определения технического состояния подшипниковых узлов погружных электродвигателей |
| RU2532762C1 (ru) * | 2013-07-29 | 2014-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" | Способ диагностики и оценки остаточного ресурса электроприводов переменного тока |
| RU198138U1 (ru) * | 2020-03-25 | 2020-06-19 | Артем Владимирович Большунов | Устройство магнитно-акустической диагностики установки электрического центробежного насоса |
-
2001
- 2001-12-26 RU RU2001135903/06A patent/RU2213270C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Положение о системе технического обслуживания и ремонта нефтепромыслового энергомеханического оборудования ОАО "Самотлорнефтегаз" по фактическому состоянию, РД 153-39.1 - 046 - 00, Тюмень, Министерство топлива и энергетики России, 2000, п.8.36, 8.37, рис.8.2. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005121741A1 (fr) * | 2004-06-10 | 2005-12-22 | Aleksei Vasilievich Barkov | Procede de diagnostic pour mecanismes et systemes dotes d'un moteur electrique |
| RU2510655C1 (ru) * | 2012-12-21 | 2014-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинская государственная агроинженерная академия" | Устройство для определения технического состояния подшипниковых узлов погружных электродвигателей |
| RU2532762C1 (ru) * | 2013-07-29 | 2014-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" | Способ диагностики и оценки остаточного ресурса электроприводов переменного тока |
| RU198138U1 (ru) * | 2020-03-25 | 2020-06-19 | Артем Владимирович Большунов | Устройство магнитно-акустической диагностики установки электрического центробежного насоса |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Knight et al. | Mechanical fault detection in a medium-sized induction motor using stator current monitoring | |
| Benbouzid | A review of induction motors signature analysis as a medium for faults detection | |
| Singh | Induction machine drive condition monitoring and diagnostic research—a survey | |
| Kokko | Condition monitoring of squirrel-cage motors by axial magnetic flux measurements | |
| Riera-Guasp et al. | A general approach for the transient detection of slip-dependent fault components based on the discrete wavelet transform | |
| Watson et al. | Condition monitoring of the power output of wind turbine generators using wavelets | |
| US8405339B2 (en) | System and method for detecting fault in an AC machine | |
| Eltabach et al. | A comparison of external and internal methods of signal spectral analysis for broken rotor bars detection in induction motors | |
| US5742522A (en) | Adaptive, on line, statistical method and apparatus for detection of broken bars in motors by passive motor current monitoring and digital torque estimation | |
| EP3797304B1 (en) | System and method for monitoring an operating condition of an electrical device when in operation | |
| RU2300116C2 (ru) | Способ диагностики электродвигателей переменного тока и связанных с ними механических устройств | |
| García-Escudero et al. | Robust condition monitoring for early detection of broken rotor bars in induction motors | |
| Fenger et al. | Development of a tool to detect faults in induction motors via current signature analysis | |
| Fernandez-Cavero et al. | Detection of broken rotor bars in nonlinear startups of inverter-fed induction motors | |
| KR102676587B1 (ko) | 공작기계용 전동기의 온라인 결함 진단 방법 | |
| Blodt et al. | Mechanical fault detection in induction motor drives through stator current monitoring-theory and application examples | |
| RU2431152C2 (ru) | Способ диагностики механизмов и систем с электрическим приводом | |
| RU2339049C1 (ru) | Способ диагностики электродвигателя переменного тока и связанных с ним механических устройств | |
| Thomson | On-line current monitoring to detect electrical and mechanical faults in three-phase induction motor drives | |
| Mehala et al. | Condition monitoring methods, failure identification and analysis for Induction machines | |
| RU2213270C2 (ru) | Способ определения технического состояния электропогружных установок для добычи нефти | |
| CN112034344A (zh) | 水轮发电机转子绕组匝间短路故障实时在线诊断方法 | |
| RU2641318C1 (ru) | Способ диагностирования обобщённого технического состояния электродвигателя | |
| Mirzaeva et al. | Ac motor instrumentation and main air gap flux measurement for fault diagnostics | |
| Mathew et al. | Various Indices for Diagnosis of Air-gap Eccentricity Fault in Induction Motor-A Review |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20031227 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121227 |