Для чего необходим частотный преобразователь при выводе скважины на режим

Вывод скважин на режим. Применяемое оборудование и методики

Вторая процедура, обозначенная как процедура “В”, предназначена для скважин, оборудованных насосами большей производительности, чем ЭЦН-80.

Причина предоставления двух процедур заключается в том, что рекомендуемый начальный дебит скважины в идеале должен быть ограничен примерно 50 м3/сут., и медленно увеличиваться от этой отметки. Это достижимо при использовании УЭЦН-50 или 80 с частотным преобразователем (предпочтительный вариант) или штуцером для большего типоразмера насосов данный способ непрактичен. В случае применения УЭЦН большой производительности (процедура «В»), до спуска окончательного насоса, согласно программе работ, сначала спускается насос-«жертва» меньшей производительности.

В обоих случаях, целью является постепенный вывод скважины на режим, чтобы предотвратить сдвиг проппанта, пока он не закрепится Пропнетом в трещине. Это позволит максимально увеличить способность Пропнета предотвратить вынос проппанта.

Необходимо отметить, что во всех случаях настоятельно рекомендуется после подъема основного УЭЦН, при производстве ремонта скважины, проводить дополнительные работы по промывке скважины до искусственного забоя Это необходимо для предотвращения повреждения оставшейся твердой фазой (проппантом или другими частицами) насосов, которые будут спускаться в дальнейшем.

Процедура A

Скважины, оборудованные насосами ЭЦН-50 или 80 или эквивалентными им насосами

Цель – не производить слишком быстрый запуск скважины, предотвращая таким образом, сдвиг проппанта и сокращая вынос твердой фазы в целом. Намного предпочтительнее использовать частотный преобразователь. Тем не менее, в качестве альтернативного варианта, можно производить запуск при помощи штуцера.

Необходимо отметить, что возможен некоторый вынос проппанта, даже при применении этой процедуры. Цель – минимально снизить этот эффект в течение начальной фазы работы скважины и дать проппанту и Пропнету закрепиться в трещине, чтобы предотвратить вынос проппанта непосредственно после проведения ГРП и при последующих сменах насоса. Оптимальный способ достижения этого – медленный вывод скважины на режим в течение начальной фазы работы после ГРП.

Необходимо производить регулярные отборы жидкости для проведения анализов на содержание твердой фазы; анализы должны проводиться на скважине. Необходимо тщательно контролировать концентрацию твердой фазы в каждом образце. При значительной концентрации твердой фазы( 0,25г/л) и отсутствии ее снижения до незначительного уровня, необходимо провести ситовый анализ с целью определения гранулометрического состава и таким образом, определения степени выноса проппанта. Для проведения ситового анализа должным образом, необходим образец пробы минимум 40 г.

Вывод скважины на режим при наличии частотного преобразователя

После промывки (раздел III настоящего регламента), спустить основной УЭЦН (50 или 80).

Произвести запуск УЭЦН-50 или 80 на минимальной безопасной и практически возможной подаче, что может быть обеспечено при помощи частотного преобразователя. Необходимо отметить, что в идеале дебит при такой подаче недолжен превышать 50м3/сут., скважина должна работать через ЗУ.

Производить запуск скважины в течение минимум 24 часов, производя отборы проб жидкости для анализа на содержание твердой фазы. Каждый час производить замер дебита скважины.

Через 24 часа увеличить подачу насоса на 1/3 от разницы между начальной подачей и 50 Гц.

Пример. Предположим, что производительность насоса была 50 м3/сут. при рабочей частоте 38 Гц. Разница составит 50 – 38 = 12 Гц. Одна треть будет 4 Гц. Следующей рабочей частотой будет 38 + 4 = 42 Гц.

Производить вывод скважины на режим до приемлемой концентрации (0,1-0,15 г/л), но не менее 8 часов. Продолжать производить регулярные отборы проб жидкости для анализа.

Через 8 часов опять увеличить подачу на 1/3 от разницы между начальной подачей и 50 Гц. Продолжать выводить скважину на режим до приемлемого уровня концентрации твердой фазы (0,1-0,15 г/л), но не менее 8 часов. Продолжать производить регулярные отборы проб жидкости для анализа.

Через 8 часов, если концентрация твердой фазы будет 0,1-0,15 г/л, увеличить подачу насоса до 50 Гц. Контролировать работу скважины в течение минимум 8 часов, производя отборы проб жидкости. Если концентрация твердой фазы будет достаточно низкой(0,1-0,15 г/л), отключить частотный преобразователь и производить работу насоса от панели управления.

Вывод скважины на режим с применением штуцера

Необходимо отметить, что данный метод расценивается как второй по приоритетности после метода с использованием частотного преобразователя. В данном случае необходимо использовать регулируемый штуцер.

Запрещается при изменении проходного диаметра сечения штуцера останавливать УЭЦН.

По окончанию спуска, запустить насос на частоте 50 Гц. Регулируя штуцер, установить минимальную приемлемую подачу, с целью предотвращения сгорания двигателя насоса (раздел VII настоящего регламента).В идеале подача будет не более 50 м3/сут. Производить вывод скважины на режим через ЗУ в течении 24 часов, производя регулярные отборы проб жидкости для анализа. Каждый час производить замер дебита.

Через 24 часа увеличить диаметр штуцера на 1/3 от разницы между начальным диаметром штуцера и внутренним диаметром НКТ.

Пример. Предположим, что производительность насоса была 50 м3/сут. при диаметре штуцера 8 мм. Внутренний диаметр НКТ – 62 мм. Разница составит: 62 – 8 = 56 мм. 1/3 разницы равна 18 мм. Следующий диаметр штуцера будет: 8 + 18 = 26.

Опять производить вывод скважины на режим в течение минимум 8 часов или до тех пор, пока содержание твердой фазы не достигнет приемлемого уровня(0,1-0,15 г/л). Продолжать производить регулярные отборы проб жидкости для анализа.

Через 8 часов, или тогда, когда концентрация твердой фазы станет приемлемой(0,1-0,15 г/л), увеличить диаметр штуцера на 1/3 от разницы между начальным диаметром штуцера и внутренним диаметром НКТ. Продолжать вывод скважины на режим в течение минимум 8 часов. Продолжать производить регулярные отборы проб жидкости для анализа. Не увеличивать диаметр штуцера, пока концентрация твердой фазы не будет незначительной (0,1-0,15 г/л).

В конце процедуры по выводу скважин на режим убрать штуцер и запустить скважину в обычный режим работы. Продолжать производить регулярные отборы проб жидкости для анализа еще в течение минимум 8 часов.

Процедура B

Скважины, оборудованные УЭЦН-125 или с большей производительностью

Произвести подготовительные работы на скважине в соответствии с разделом III, настоящего регламента.

Спустить насос — “жертву” ЭЦН- 50 в зону подвески основного насоса. Напорные характеристики насоса – «жертвы» определяются службой ТТНД НГДУ.

В процессе вывода на режим насоса — “жертвы” необходимо применять регулируемый штуцер.

Произвести запуск насоса на частоте 50 Гц, отрегулировать диаметр штуцера на производительность примерно 50 м3/сут., скважина должна работать через ЗУ. Выводить скважину на режим в течение минимум 48 часов, производя отбор жидкости на определение содержания КВЧ, через каждые 8 часов. Регулировать диаметр штуцера по необходимости для поддержания дебита примерно на 50м3/сут. В течение 48 часов.

В течение последних 12 часов вывода скважины на режим, необходимо дополнительно снимать показания динамического уровня жидкости (интервал- 4 часа).. Данные, полученные в течение этого периода вывода скважины на режим, могут использоваться для замера дебита скважины непосредственно после ГРП и для подтверждения расчета типоразмера основного насоса.

Работа насоса – «жертвы» считается законченной при достижении концентрации твердой фазы в пробах пластовой жидкости до уровня безопасного для работы основного насоса и определяется службой ТТНД НГДУ.

После промывки (раздел III настоящего регламента), спустить основной УЭЦН.

Произвести запуск основного УЭЦН в соответствии с представленными ниже процедурами.

Цель работ – постепенно увеличить подачу насоса с тем, чтобы минимально снизить воздействие на трещину на начальной стадии работы скважины. Намного предпочтительнее использовать частотный преобразователь. Тем не менее, в качестве альтернативного варианта, можно производить запуск при помощи штуцеров. Необходимо производить регулярные отборы жидкости для проведения анализов на содержание твердой фазы; анализы должны проводиться на скважине. Необходимо тщательно контролировать концентрацию твердой фазы в каждом образце. При значительной концентрации твердой фазы( 0,25г/л) и отсутствии ее снижения до незначительного уровня, необходимо провести ситовый анализ с целью определения гранулометрического состава и таким образом, определения степени выноса проппанта. Для проведения ситового анализа должным образом, необходим образец пробы минимум 40 г.

Вывод скважины на режим при наличии частотного преобразователя

После промывки (раздел III настоящего регламента), спустить основной УЭЦН (5 или 5А).

Произвести запуск УЭЦН-5 или 5А на минимально безопасной и практически возможной подаче (раздел VII настоящего регламента), что может быть обеспечено при помощи частотного преобразователя. Производить запуск скважины в течение минимум 24 часов, производя отборы проб жидкости для анализа на содержание твердой фазы. Каждый час производить замер дебита скважины.

Через 24 часа увеличить подачу насоса на 1/3 от разницы между начальной подачей и 50 Гц.

Пример. Предположим, что производительность насоса была 50 м3/сут. при рабочей частоте 38 Гц. Разница составит 50 – 38 = 12 Гц. Одна треть будет 4 Гц. Следующей рабочей частотой будет 38 + 4 = 42 Гц.

Производить вывод скважины на режим до приемлемой концентрации (0,1-0,15 г/л), но не менее 8 часов. Продолжать производить регулярные отборы проб жидкости для анализа.

Через 8 часов опять увеличить подачу на 1/3 от разницы между начальной подачей и 50 Гц. Продолжать выводить скважину на режим до приемлемого уровня концентрации твердой фазы (0,1-0,15 г/л), но не менее 8 часов. Продолжать производить регулярные отборы проб жидкости для анализа.

Через 8 часов, если концентрация твердой фазы будет 0,1-0,15 г/л, увеличить подачу насоса до 50 Гц. Контролировать работу скважины в течение минимум 8 часов, производя отборы проб жидкости. Если концентрация твердой фазы будет достаточно низкой(0,1-0,15 г/л), отключить частотный преобразователь и производить работу насоса от панели управления.

Вывод скважины на режим с применением штуцера

Необходимо отметить, что данный метод расценивается как второй по приоритетности после метода с использованием частотного преобразователя. В данном случае необходимо использовать регулируемый штуцер. Запрещается при изменении проходного диаметра сечения штуцера останавливать УЭЦН.

По окончанию спуска, запустить насос на частоте 50 Гц. Регулируя штуцер, установить минимально приемлемую подачу, с целью предотвращения сгорания двигателя насоса (раздел VII настоящего регламента. Производить вывод скважины на режим через ЗУ в течении 24 часов, производя регулярные отборы проб жидкости для анализа. Каждый час производить замер дебита.

Через 24 часа увеличить диаметр штуцера на 1/3 от разницы между начальным диаметром штуцера и внутренним диаметром НКТ.

Пример. Предположим, что производительность насоса была 50 м3/сут. при диаметре штуцера 8 мм. Внутренний диаметр НКТ – 62 мм. Разница составит: 62 – 8 = 56 мм. 1/3 разницы равна 18 мм. Следующий диаметр штуцера будет: 8 + 18 = 26.

Опять производить вывод скважины на режим в течение минимум 8 часов или до тех пор, пока содержание твердой фазы не достигнет приемлемого уровня(0,1-0,15 г/л). Продолжать производить регулярные отборы проб жидкости для анализа.

Через 8 часов, или тогда, когда концентрация твердой фазы станет приемлемой (0,1-0,15 г/л), увеличить диаметр штуцера на 1/3 от разницы между начальным диаметром штуцера и внутренним диаметром НКТ. Продолжать вывод скважины на режим в течение минимум 8 часов. Продолжать производить регулярные отборы проб жидкости для анализа. Не увеличивать диаметр штуцера, пока концентрация твердой фазы не будет незначительной (0,1-0,15 г/л).

В конце процедуры по выводу скважин на режим убрать штуцер и запустить скважину в обычный режим работы. Продолжать производить регулярные отборы проб жидкости для анализа еще в течение минимум 8 часов.

Нефть, Газ и Энергетика

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:

Ø 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 и двигателя;

Ø добиться снижения депрессии на пласт путем ограничения (или сведения к минимальной) производительности насоса;

Ø производить вывод на режим автоматически по заданной 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);

Ø производить запуск заклинившей установки методом «расклинки» в обоих направлениях вращения с различными настройками параметров привода (не на всех модификациях частотных приводов);

Ø 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. Допускается продолжительная работа погружного двигателя в диапазоне частот 40-60 Гц, при условии обеспечения запаса мощности ПЭД (работа насоса с повышенной частотой вращения ротора). Допускается пуск импортных погружных электродвигателей ( REDA , Centrilift ) с частоты 35 Гц. При выводе на режим необходимо избегать резкого увеличения частоты, что влечет за собой массированный выброс КВЧ.

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 = Q ₅₀* F /50, где Q – расчетная подача;

Q ₅₀ – подача при 50 Гц;

F – расчетная частота.

§ напор насоса ЭЦН – изменяется в квадратичной зависимости (относительно изменения частоты);

Н=Н₅₀*( F /50) 2 , где Н – расчетный напор;

§ потребляемая насосом ЭЦН мощность — изменяется в кубической зависимости (относительно изменения частоты);

N = N ₅₀*( F /50) 3 , где N – расчетная мощность;

N ₅₀ – мощность при 50 Гц.

§ мощность двигателя ПЭД – изменяется линейно (прямо пропорционально изменению частоты).

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.

Для исключения непроизводительных остановок УЭЦН – перед запуском необходимо устанавливать отпайку трансформатора из расчёта базовой частоты 70Гц, при отсутствии — максимально возможную. 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:

где Нуэцн – максимальный напор, развиваемый УЭЦН на частоте 50 Гц (по напорной характеристике УЭЦН), [м];

Ндин — уровень жидкости в скважине, [метр].

· 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

54-60атм на обоих направлениях вращения- решение о дальнейших работах на данной скважине принимает ведущий технолог ЦДНГ.

После вывода скважины на режим с помощью частотного привода и достижения промышленной частоты (50 Гц.) ведущим технологом ЦДНГ по согласованию с начальником сектора РМФ по региону принимается решение о дальнейшем повышении частоты и эксплуатации УЭЦН на повышенной частоте (> 50 Гц.) или работе погружного оборудования от СУ.

Работу с частотно-регулируемым приводом необходимо осуществлять в соответствии с техническими требованиями по эксплуатации частотного преобразователя персоналом, прошедшим обучение работы с данным оборудованием.

Подбор частотного преобразователя для скважинного насоса 220 V

Частотный преобразователь для скважинного насоса 220В или ПЧ, который также называется электроприводом, используют для изменения частоты в трехфазных и однофазных сетях переменного тока. Наши ЛЭП выдают 50 Гц, но этот прибор позволяет получить на выходе от 1 до 800 Гц. Для скважинных насосов нужны приводы в виде асинхронного двигателя с фазным ротором, работающим в режиме генерирующего преобразования.

Это важно! Практикой подтверждён факт, что с установкой инвертора для скважинного насоса можно сэкономить до 50% электроэнергии, потребляемой при заборе воды.

Принцип работы и правила монтажа

Сначала следует разобраться, какой вам нужен частотник для скважинного насоса, и тогда будет проще осуществить его монтаж. Дело в том, что производители подобных агрегатов довольно-таки часто выпускают обсуждаемые устройства с предусмотренным по умолчанию ПЧ и тогда эта статья приобретёт для вас исключительно познавательный смысл. Но такая комплектация не всегда имеет место, следовательно, вам придётся покупать инвертор отдельно. Так что в магазине вы можете приобрести либо насос с частотным регулированием, либо без него.

Причины для использования ПЧ

В пользу насосов с частотным преобразователем можно назвать, как минимум, четыре причины:

• Прибор защищает электродвигатель от скачков напряжения, которые особенно актуальны за городом при слабом трансформаторе на ТП.
• Блокирует холостой ход агрегата.
• Благодаря отладке пускового момента, инвертор сглаживает водяной удар.
• Снижается потребление электроэнергии на 30-50%, тем самым повышается эксплуатационный ресурс насоса.

Важно: все преобразователи частоты для скважинного насоса оснащены датчиками давления для автоматического пуска-отключения двигателя. Такая функция поддерживает заданный баланс в системе (при заводских настройках по умолчанию стоит 2,5 атм, но этот показатель можно изменить в любую сторону).

Комплектация и возможности ЧП

Каким бы ни был частотник для насоса (интегрированным или внешним), вам всё рано придётся оборудовать место для небольшой насосной станции, чтобы установить там гидроаккумулятор, реле давления, фильтры и т.д., так что место для ЧП всегда найдётся. Как правило, такую НС размещают в котельной, но в тех случаях, когда монтаж осуществляется в домашних условиях (частный сектор), то это может быть любая комната или утепленная яма.

Теперь немного подробнее о преобразователях, в зависимости от места размещения:

• Интегрированные. Для таких моделей не нужно отдельно покупать электрический привод – он уже либо закреплен на корпусе насоса, либо интегрирован в схему двигателя. Безусловно, такое оборудование стоит дороже, но, увы, за качество приходится платить.
• Внешние. У таких узлов есть некоторые преимущества, и они больше востребованы в промышленности. Дело в том, что в данном случае двигатели не ограничиваются по мощности, поэтому могут быть задействованы при бурении полезных ископаемых. Следует отметить, что наружные преобразователи никак не связаны с производством обговариваемых насосов, так как ЧП задействованы в разных сферах электротехники и электроники.

Если говорить о возможностях частотника для скважинного насоса, а также узла в целом, то это работа:

• узла с постоянной определенной характеристикой;
• с возможностью компенсировать перепады давления (плюс датчик давления);
• с поддержанием регулируемого объема жидкости (плюс расходомер).

Пояснение: к примеру, для поддержания постоянного давления в системе холодного водоснабжения лопасти турбины должны вращаться с определённой скоростью. Если кто-то открыл кран, они завертятся быстрее, а если закрыл – сбавят обороты или вообще остановятся.

Снижение расхода электроэнергии

Подавляющее большинство инженерных коммуникаций в промышленном и жилом секторе, на подпитку которых нужна электроэнергия, используют её в разном количестве. Это означает, что разница между пиковой и потенциальной фазой потребления меняется чуть ли не в два раза. Это зависит от времени суток (день или ночь), времени года (потребность кондиционирования и/или отопления), дней недели (рабочие или выходные дни). Но это не только бытовые электроприборы, но также водопотребление.

Например, в учебных заведениях во время каникул показатели чуть ли не нулевые, зато в это же время (особенно, на юге) резко возрастает приток жильцов в отелях и гостиницах. Все эти люди хотят пить, мыться, готовить еду, мыть посуду, делать влажную уборку и т.д, но для этого нужна вода. По понятным причинам в таких местах устанавливают наиболее мощное оборудование, но вот, пик спадает, и что делать с этими мощностями? Вот здесь как раз и помогает частотное регулирование насосов.

Важно: потребность работы электрического насоса в одном режиме при разном потреблении воды, благодаря ЧП, отпадает автоматически.

Технические характеристики насосов hp Technik разной модификации с интегрированными электроприводами:

Марка	Агрегат	Произв. на 30 об/мин, л/час	Мощность двигателя, kW	Тип BG	Соединение G	Нагрев, W	Ø вала, мм	Артикул
hp Technik UMG	hp Technik UHE
1105	A2-PZ	155	0,55	80	1/2ˮ	110	12	039905002
1106	A3-P	260	0,55	80	1/2ˮ	110	12	039905006
1107	A4-M	425	0,75	80	1/2ˮ	110	12	039905011
1108	A5-GZ	500	0,75	80	1/2ˮ	110	12	039905016

Правила подбора

Пожалуй, вы уже убедились в технической и экономической пользе от преобразователя частоты для насоса, но это ещё не все – нужно научиться правильно подбирать такие приборы. Это не так сложно, как может показаться на первый взгляд, во всяком случае, здесь достаточно среднего образования (если оно, конечно, полноценно). Итак, нужно принять во внимание следующие факторы:

• номинальную мощность электрического двигателя и ток пусковой обмотки. Если вам известны эти показатели, то выбирайте преобразователь частоты для скважинного насоса, где аналогичные данные больше, как минимум, на 20-25%:
• обязательно проверьте, чтобы была возможность подключить датчик обратной связи по давлению с системой трубопрода-скважины;
• обратите внимание, достаточно ли просто для вас осуществлять контроль режима собранного узла, а также как привод реагирует на аварийные ситуации (можно протестировать).

Еще следует обращать внимание на факторы, связанные с местом назначения, или где будут пользоваться насосами с частотным преобразователем. Это в первую очередь указывает на напряжение: в частном секторе, магазинах, небольших предприятиях, больницах, учебных заведениях и т.п. напряжение обычно составляет 220 V. В таких условиях используют насосы средней, а чаще малой мощности, следовательно, подобрать электропривод будет легче. Есть, конечно, исключения, но они всего лишь подтверждают правило.

Российский рынок бытовой и электронной техники предлагает потребителям частотные преобразователи разного назначения, от отечественных и зарубежных производителей. Это говорит о том, что можно выбрать для себя какую-либо недорогую серию, например, hp Technik, о которой упоминалось выше или любую другую марку. Вам останется только сделать несложные расчеты по мощности и приобрести подходящий товар.

Заключение

Если вы живете за городом либо владеете каким-то офисом или торговым заведением, где нет централизованного водоснабжения, то насос с частотным преобразователем (интегрированным/внешним) вам очень может понадобиться.

Применение частотного электропривода для скважинных насосов

Работа большей части насосных установок обеспечивается за счет асинхронного электродвигателя, негативно сказываясь на количестве потребляемой электроэнергии. Поэтому ведутся разработки оборудования, позволяющего сократить расход электроэнергии. На сегодняшний день одним из самых эффективных устройств является частотный преобразователь.

Суть частотного преобразователя заключается в том, что он при использовании совместно с электроприводом насоса, автоматически корректирует частоту вращения, тем самым обеспечивает стабильное давление жидких сред внутри системы. Следует отметить, что благодаря частотному электроприводу становится возможным плавный пуск/остановка насоса, снижая риск получения гидроудара.

Электропривод большую часть своего времени работает с постоянной скоростью на номинальных параметрах, что приводит к излишнему энергопотреблению. Необходимость работы электропривода в таком режиме требуется в среднем около 20% от всего времени эксплуатации, но при подключении частотно-регулируемого привода удается избежать высокого расходования электричества, за счет регулировки мощности электродвигателя. Помимо уже перечисленных преимуществ, следует отметить, что с применением частотного преобразователя для скважинного насоса увеличивается защищенность электропривода, увеличивается срок службы скважинного насоса и сопутствующего оборудования.

Погружные и поверхностные скважинные насосы

Насосы погружного и не погружного типа отличаются друг от друга своим расположением:

• погружной устанавливается непосредственно в жидкой среде,
• поверхностный – на поверхности, при этом добываемая жидкость прокачивается через шланг или трубу.

Функции частотного преобразователя для скважинного насоса

Функционирование насосной системы обеспечивается за счет используемой мощности электродвигателя. Поскольку электродвигатель является главным звеном всей водозаборной конструкции, то его правильное функционирование и бесперебойность работы должна обеспечиваться в первую очередь.

Для точной регулировки лучше всего использовать частотно-регулируемый привод, делающий работу двигателя максимально эффективной и добавляющий защиту для оборудования.

Функции, выполняемые частотными преобразователями для скважинного насоса:

1. Оптимизация и автоматизация управления водозабором, с поддержкой заданных параметров.
2. Снижение эксплуатационных расходов с помощью частотного электропривода (за счет контроля и поддержания давления; снижения/увеличениея подаваемой мощности, понижая/увеличивая количество оборотов в зависимости от характера нагрузки; ресурсосбережение, экономия воды, при необходимости на станции подкачки).
3. Благодаря каскадной плате, установленной на частотный электропривод, можно контролировать несколько насосов.
4. Защита двигателя (можно подключить датчик РТС, контролирующий температуру, для коррекции работы насоса).
5. Оснащенение системы плавного пуска/остановки.
6. Функция аварийного отключения.
7. Увеличение срока службы насосной станции.

Выбор частотника для скважинных насосов

В процессе выбора частотника для насоса требуется учесть следующие технические параметры:

• характер нагрузки на насос;
• величину номинального тока и мощность устанавливаемого двигателя;
• наличие/отсутствие экстренного режима торможения;
• способ управления электродвигателем (скалярный);
• уровень обеспечиваемой защиты;
• тип двигателя (однофазный, трехфазный).

Также учитываются требования, предъявляемые к частотному преобразователю: массогабаритные характеристики, исполнение, степень пыле- и влагозащиты, пульт управления и т.д.

Тип нагрузки. На выбор частотно регулируемого электропривода влияет тип нагрузки. В зависимости от типа может понадобиться определенный функционал, поэтому имеются преобразователи специализирующиеся на различных системах (насосы, вибраторы, экструдеры, дробилки, вентиляционные системы и др.). Для скважинных насосов в компании «РусАвтоматизация» имеется линейка преобразователей частоты для насоса INNOVERT.

Мощность и ток нагрузки являются одними из главных параметров при выборе электропривода. У частотного преобразователя выходная мощность должна быть больше, чем номинальная электродвигателя. Разница значений должна быть 10-30%.

Пример подбора частотника управления насосом представлен ниже в таблице.

В примере приведены трехфазные асинхронные электродвигатели из линейки INNORED с возможностью установки на крышку клеммной коробки частотника INNOVERT IPD.

Электродвигатель	Номинальная мощность	Ток нагрузки при 380 В	ЧП	Выходная мощность	Ток нагрузки при 380 В
RM160M-4 B35	11 кВт	22,3 А	IPD153P43B	15 кВт	33 А
RM562-4 B34	0,09 кВт	0,33 А	IPD112P43B	1,1 кВт	3 А
RM80M2-6 B34	0,55 кВт	1,7 А	IPD751P43B	0,75 кВт	2,7 А
RM90-4 B34	2,2 кВт	5,1 А	IPD302P43B	3 кВт	6,8 А
RM90S-2 B35	1,5 кВт	3,46 А	IPD222P43B	2,2 кВт	5 А

В процессе работы электродвигателя, оснащенного высоко инерционными механизмами, образуется высокая кинетическая энергия при торможении. Существуют два метода понижения кинетической энергии:

1. Рекуперация – возвращение энергии обратно в сеть.
2. Торможение электромотора за счет снижения частоты напряжения статора.
   Высвобожденная энергия проявится в виде тепла на радиаторе.

Отличие частотного преобразователя в зависимости от метода торможения проявляется с позиции экономического эффекта. Частотник с рекуперативной функцией торможения стоит дороже, чем частотник, имеющий функцию снижения частоты статора, но экономит электроэнергию в большем объеме.

Управление частотным преобразователем осуществляется двумя методами: скалярным или векторным.

Скалярное управление применяется для поддержания на определенном уровне технологического показателя – это может быть давление в водозаборной структуре или температура жидкой среды. ЧП со скалярной системой управления регулирует напряжение и частоту в постоянном отношении по всей эксплуатационной шкале скоростей. Также с помощью частотного электропривода со скалярным методом управления можно контролировать несколько агрегатов. Скалярный частотный преобразователь обычно используется с целью автоматизации насосных установок. За координацию нескольких электродвигателей и уровень напора воды может отвечать один скалярник.

Основу работы векторного преобразователя составляет математическая модель работы электромотора: вычисляется скорость вращения двигателя, корректируется работа с учетом принятых ранее параметров, тем самым обеспечивая быстродействие системы, точность, глубину регулировки, экономию электричества (нагнетательный агрегат получает электроэнергию в нужном количестве для эксплуатации). Отсутствует функция контроля нескольких двигателей.

Области применения: подъемные механизмы, бурильные установки, станочное оборудование и другие нагрузки, где необходим высокий пусковой момент в низких частотах или при отсутствии зависимости момента нагрузки от скорости вращения.

Защита, получаемая при управлении частотным электроприводом

Главные защитные функции частотного электропривода это:

1. Лимитирование поступающей электроэнергии во время пуска, длительной работы, остановки или замыкания.
2. Защита от перепадов напряжения и перегрева.

Покупка и монтаж готовой системы электропривода скважинного оборудования

Покупая готовое решение, вы приобретаете оборудование, составляющую основу вашей системы водоснабжения, которое можно сразу установить и начать пользоваться. Вы сможете сэкономить свое время, избежать ошибки при планировании скважинной системы.

Работа всей системы будет автоматизирована благодаря частотно-регулируемому электроприводу. Главное преимущество автоматизации – это стабильная поддержка давления при работе отопительных систем или бытовой техники.

Главным преимуществом ЧП является экономичность. Водозаборная станция – это вложение в будущее: вначале вы несете крупные затраты на приобретение, но благодаря автоматизации процесса добычи воды из скважины, которую обеспечивает частотный преобразователь, снизится уровень потребляемой энергии.

Один из самых важных плюсов готовой системы водоснабжения это стабилизация давления водопровода, исключающая вероятность гидроудара.

На данный момент применение частотного электропривода для скважинных насосов является наиболее эффективным вариантом управления. Главное на этапе проектирования решить, для каких целей и задач приобретается частотный преобразователь.

Лучшее решение в данном случае – это доверить работу специалистам, они смогут правильно подобрать частотный электропривод, произвести установку и запустить систему.