Устройство для регулирования производительности погружных электронасосов

(2009.01), 04 47/00 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Изобретение может быть использовано для добычи нефти, а именно для добычи нефти с погружными электронасосами. В устройстве для регулирования производительности погружных электронасосов использован управляемый выпрямитель,управляемый автономный инвертор напряжения с блоками управления, с сглаживающим фильтром,представляющие собой преобразователь частоты с промежуточным звеном постоянного тока. Использование таких преобразователей частоты позволяет регулировать скорость вращения трехфазных асинхронных двигателей в широком диапазоне, соответственно центробежного насоса соединенного на валу двигателя.(72) Тергемес ажыбек Тлеуалилы Ахмеджанов Тлевхан Куромжанович Копжасарова Айман Жаукеновна(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Казахский национальный технический университет им. К.И. Сатпаева Министерства образования и науки Республики Казахстан(56) Беззубов А.В., Щекалин Ю.В. Насосы для добычи нефти.М., Недра, 1986, с. 40-49(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПОГРУЖНЫХ ЭЛЕКТРОНАСОСОВ 22927 Изобретение относится к области техники для добычи нефти, а именно для плавного пуска погружных глубинных электронасосов. Известны устройства - установки погружных электронасосов Беззубов А.В., Щекалин Ю.В.,Насосы для добычи нефти. М., Недра, 1986 г. стр. 4049, содержащий центробежный насос, погружной электродвигательтрехфазный асинхронный электродвигатель,шкаф управления,трансформатор. Недостатком известного устройства является невозможность регулирования производительности погружных электронасосов. Все серийные погружные электронасосы комплектовались серийными трехфазными асинхронными двигателями имеющие конкретные номинальные скорости вращения, обусловленные числом пар полюсов двигателей. Технической задачей изобретения является регулирование производительности погружных электронасосов в широком диапазоне, позволяющие работать электронасосам при разных дебитах скважин, с возможностью сокращения ступеней насоса. Для этого в устройство содержащее центробежный насос, погружной электродвигатель асинхронный трехфазный двигатель,трансформатор,шкаф управления,введены трехфазный управляемый выпрямитель и трехфазный автономный инвертор напряжения с блоками управления, вместе представляющие преобразователя частоты с промежуточными звеном постоянного тока, сглаживающий фильтр,трехфазный маломощный трансформатор, источник постоянного тока. Техническим результатом является плавное регулирования производительности погружных центробежных электронасосов в широком диапазоне, практически от 0 до номинальной и выше номинальной. Структурная схема предложенного устройства приведена на фиг. 1, а структурная схема преобразователя частоты состоящего из трехфазного управляемого выпрямителя и трехфазного автономного инвертора напряжения с блоками управления показана на фиг. 2. Устройство содержит центробежный насос 1,погружной электродвигатель трехфазный асинхронный двигатель 2, шкаф управления 3,трансформатор 4,трехфазный управляемый выпрямитель 5 с блоком управления 6, фильтр 7,трехфазный автономный инвертор напряжения 8 с блоком управления 9, маломощный трехфазный понижающий трансформатор 10,источник постоянного тока 11, выход трансформатора 4 соединен с входом шкафа управления 3, выход которого соединен с входом трехфазного управляемого выпрямителя 5 и с входом трехфазного маломощного понижающего трансформатора 10 соединенного с входом блока управления 6 трехфазного управляемого выпрямителя 5, и с входом источника постоянного тока 11, выход которого соединены с входом блока 2 управления 6 трехфазного управляемого выпрямителя 5 на выходе которого соединен сглаживающий фильтр 7 и с входом блока управления 9 трехфазного автономного инвертора напряжения 8, а выход блока управления 9 трехфазного автономного инвертора напряжения 8 соединен с другим входом трехфазного автономного инвертора напряжения 8, соединенного на выход сглаживающего фильтра 7, выход трехфазного автономного инвертора напряжения 8 соединен со статором трехфазного асинхронного двигателя 2,вал которого соединен с центробежным насосом 1. Устройство работает следующим образом. Высокое напряжение подается к трехфазному трансформатору 4, вторичное напряжение которого равно 0,4 кВ (380 В) и это напряжение подается в шкаф управления 3, а со шкафа управления трехфазное напряжение подается на входы трехфазного управляемого выпрямителя 5 и на входы трехфазного маломощного понижающего трансформатора 10. При подаче сигналов питания к блокам управления 6, 9 подаются управляющие импульсы трехфазному управляемом напряжения и к трехфазному автономному инвертору напряжения и соответственно тиристоры или транзисторы последних открываются и к трехфазному асинхронному двигателю подается регулируемое по частоте и по величине трехфазное напряжение,определяемое напряжениями управления УВ и УАИН и трехфазный асинхронный двигатель вращается в соответствии с полученным напряжением. При этом центробежный насос механически сочлененный с трехфазным асинхронным двигателем работает с различным напором и подачей в зависимости от скорости вращения трехфазного асинхронного двигателя. Напор и подача центробежного насоса непосредственно связаны со скоростью вращения трехфазного асинхронного двигателя, регулируются с открытым состоянием ключей трехфазного управляемого трехфазного выпрямителя и трехфазного автономного инвертора напряжения. При этом величина подаваемого напряжения на статорные обмотки трехфазного асинхронного двигателя регулируется трехфазным управляемым выпрямителем от блока управления 6 напряжением УВ,а частота напряжения регулируется трехфазным автономным инвертором напряжения 8 от блока управления 9 напряжением УАИН. Скорость вращения трехфазного асинхронного двигателя, соответственно производительность центробежного насоса непосредственно связана с изменением частоты питающего напряжения в зависимости где 1 - частота напряжения подаваемого на статорные обмотки трехфазного асинхронного двигателя. Р - число пар полюсов двигателя, равное 1,2,3 Чем больше частота питающего напряжения асинхронного двигателя, тем выше скорость 22927 вращения центробежного насоса, соответственно ее производительность. Современные преобразователи частоты с промежуточным звеном постоянного тока позволяет регулировать частоту напряжения от 0 до 400 Гц, и соответственно производительность погружного центробежного электронасоса регулируется в пределах от 0 до номинальной и выше номинальной. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Устройство для регулирования производительности погружных электронасосов содержащее центробежный насос, погружной электродвигатель,трехфазный асинхронный двигатель, трансформатор, шкаф управления,отличающееся тем, что в него введены трехфазный управляемый выпрямитель с блоком управления,сглаживающий фильтр, управляемый автономный инвертор напряжения с блоком управления, трехфазный маломощный трансформатор, источник постоянного тока, при этом выход трансформатора соединен с входом шкафа управления, выход которого соединен с входом управляемого выпрямителя и с входом трехфазного маломощного трансформатора, выход которого соединен с входом блока управления управляемого выпрямителя и с входом источника постоянного тока, выход источника тока соединен с входами блока управления управляемого выпрямителя и с входом управляемого автономного инвертора напряжения,которые соединены соответственно с другими входами управляемого выпрямителя и управляемого автономного инвертора напряжения, а выход управляемого выпрямителя соединен с входом сглаживающего фильтра, выход которого соединен с входом управляемого автономного инвертора напряжения, соединенного со статором трехфазного асинхронного двигателя, вал которого соединен с центробежным насосом.