Устройство телединамометрирования глубиннонасосных скважин
УСТРОЙСТВО ТЕЛВДИНАМОМЕТРИРОВАНИЯ ГЛУБИННО-НАСОСНЫХ СКВАЖИН по авт.св. № 969968, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем осуществления контроля значений приведенного напряжения в точке подвеса штанг для обеспечения сокращения числа обрывов штанг в процессе эксплуатации глубинно-насосньгх скважин, оно снабжено блоками выделения максимальнЬго и минимального значений сигналов усилия, дополнительный формирователем импульса и блоком памяти , входы блоков вьщеления максимального и минимального значений сигналов усилия подключены к. выходу датчика усилия, а выход каждого из них включен к соответствующему входу блока вычитания, другие входы которого связаны с выходами соответственно электронного ключа блока памяти и основного и дополнительного формирователей импульса, причем вход (О последнего подключен к выходу датчика хода.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (191 (11) 1 216 А эсв F 04 В 47 00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 969968 (21) 3618844!25-06 (22) 21.06.83 (46) 30.09.84. Бюл. N 36 (72) Ю.А.Махмудов, Г.Х.Алиев и В.Ф.Эфендиев (71) Институт кибернетики АН АЗССР (53) 621.651 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
Ф 969968, кл. F 04 В 47/ОО, 1981. (54) (57) УСТРОЙСТВО Т ВЛЦ1ИНАМОМЕТРИРОВАНИЯ ГЛУБИННО-НАСОСНЫХ СКВАЖИН по авт.св. Ф 969968, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем осуществления контроля значений приведенного напряжения в точке попве— са штанг для обеспечения сокращения числа обрывов штанг в процессе эксплуатации глубинно-насосных скважин, оно снабжено блоками выделения максимальнбго и минимального значений сигналов усилия, дополнительньп1 формирователем импульса и блоком памяти, входы блоков выделения максимального и минимального значений сигналов усилия подключены к выходу датчика усилия, а выход каждого из них включен к соответствующему входу блока вычитания, другие входы кото— рого связаны с выходами соответственно электронного ключа блока памяти и основного и дополнительного форми- рователей импульса, причем вход последнего подключен к выходу датчика хода.
1116216
Изобретение относится к теледина-, мометрированию глубинно-насосных скважин и может быть использовано в нефтедобыче для контроля режима работы скважинных штанговых насосов и 5 колонны штанг.
По основному авт.св. 9 969968 известно устройство телединамометрирования глубинно-насосных скважин, содержащее датчик хода, подключенный 10 через формирователь напряжения вертикальной развертки теоретической динамограммы к коммутатору, связанному с вертикальным входом динамоскопа, горизонтальный вход которого 15 подключен к датчику хода, и датчик усилия, подключенный одним из выходов к входу коммутатора, и снабженное формирователем импульса, электронным ключом и блоками вычитания и индика- 20 ции, а выход датчика хода подключен к входу формирователя импульса, выход которого одновременно связан с одним из входов электронного ключа и блока вычитания, другие входы последнего подключены соответственно к выходам датчика усилия и электронного ключа, причем другой вход электронного ключа подключен к выходу формирователя напряжения вертикальной развертки теоретической динамограммы, а выход блока вычитания — к входу блока индикации (11, Однако известное устройство не позволяет при обработке телединамо35 грамм фи ксир ов ат ь э кс тр е мал ь ные з н ачения нагрузок, действуюших на глубинно-насосное оборудовани в каждом цикле работы насоса, что необходимо
40 для контроля приведенного напряжения, например, в точке подвеса колонны насосных штанг скважинных насосов.
Это в свою очередь ограничивает функциональные возможности устройст45 ва телединамометрирования глубинно-, насосного оборудования в части обеспечения сокращения возможного числа обрывов штанг установок скважинных штанговых насосов в процессе эксплуа50 тации .
Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем осуществления контроля значений приведенного напряжения в точке подвеса 55 штанг для обеспечения сокращения числа обрывов штанг в процессе эксплуатации глубинно-насосных скважин.
Указанная цель достигается тем, что устройство телединамаметрирования глубинно-насосных скважин снаб— жено блоками выделения максимального и минимального значения сигналов усилия, дополнительным формирователем импульса и блоком памяти, входы блоков выделения максимального и минимального значений сигналов усилия подключены к выходу датчика усилия, а выход каждого из них включен к соответствующему входу блока вычитания, другие входы которого связаны с выходами соответственно электрон- ного ключа, блока памяти и основного и дополнительного формирователей импульса, причем вход последнего подключен к выходу датчика хода.
На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства телединамометрирования глубинно-насосных скважин; на фиг. 2 — временная развертка сигнала, получаемого на выходе датчика хода; на фиг. 3 — временные развертки сигналов, получаемые на выходе датчика усилия и формирователя напряжения вертикальной развертки теоретической динамограммы, на фиг. 4 картина совмещения теоретической динамограммы с телединамограммой на экране динамоскопа.
Устройство т елединамометрирования глубинно-насосных скважин содержит датчик 1 хода, подключенный через формирователь 2 напряжения вертикальной развертки теоретической динамограммы к коммутатору 3, связанному с вертикальным входом динамоскопа 4, горизонтальный вход которого подключен к датчику 1 хода, и датчик 5 усилия, подключенный одним из выходов к входу коммутатора 3.
Устройство тажке снабжено формирователем 6 импульса, электронным ключом 7 и блоками вычИтания 8 и индикации 9, а выход датчика 1 хода подключен к входу формирователя 6 импульса, выход которого одновременно связан с одним из входов электронного ключа 7 и блока 8 вычитания, другие входы подключены соответственно к выходам датчика 5 усилия и электронного ключа 7, причем другой вход электронного ключа 7 подключен к выходу формирователя 2 напзяжения вертикальной развертки теоретичес— кой динамограммы, а выход блока вычитания 8-к выходу блока 9 индикации.
1116216
Кроме того, в устройство теледи- намометрирования глубинно-насосных скважин включены блоки выделения ,максимального 10 и минимального 11 значения сигналов усилия, дополнительный формирователь 12 импульса и блок 13 памяти, входы блоков выделения максимального 10 и минимального 11 значения сигналов усилия подключены к выходу датчика 5 уси- 10 лия, а выход каждого из них включен к соответствующему вхопу блока 8 вычитания другие входы которого связаны с выходами соответственно электронного ключа, 7 блока 13 па- 15 мяти и основного и дополнительного формирователей 6 и 12 импульса, причем вход последнего подключен к выходу датчика 1 хода.
На фиг. 2-4 приняты следующие 20 обозначения: P — усилия; S — ход; — время, Т вЂ” период работы глубинного насоса; P — фактическое значение нагрузки в момент времени
Р,„ - теоретическое значение нагруз- 25 ки; Рщ х — максимальное значение усилия, Р,„„д- минимальное значение усилия, P(t) — сигнал, получаемый на выходе датчика 5 усилия; Р (t)
/ сигнал, получаемый на выходе форми — З0 рователя 2 напряжения вертикальной развертки теоретической динамограммы; S(t) — сигнал, получаемый на выходе датчика 1 хода, 1 — теоретическая динамограмма нормальной ра35 боты насоса, 11 — практическая телединамогр амма .
Устройство работает следующим образом.
Сигнал P(t), получаемый на выхо- 40 де датчика 5 усилия (фиг.1), одновременно поступает на вход блока 10 выделения максимального значения сигнала усилия и на вход блока 11 выделения минимального значения сиг- 45 нала усилия. В течение периода (Т) работы глубинного насоса на выходе блока 10 получают максимальное значение сигнала усилия (Р„, „), а на выходе блока 11 — минимальное (Р„, ).50 :in
В конце периода времени Т, т.е. в момент t2 достижения сигнала хода минимальной величины (фиг.2, точка N) на выходе дополнительного формирователя 12 импульса получают сигнал, 55 который поступает на вход блока 8 вычитания. При этом в блоке 8 вычитания вычисляется значение приве> денйого напряжения в точке подвеса колонны штанг по формуле
1 п ив
Iae6„p Значения f и допустимое значение приведенного напряжения О оп для каждой скважины запоминаются в блоке 13 памяти. При вычислении приведенного напряженияД„ „в по формуле (1) с выхода блоков 1О и 11 на соответствующие входы блока 8 вычитания поступают значения Р и Р, а с выхода пьх пin блока 13 памяти на соответствующий вход блока 8 вычитания поступают значения иб„ А „. Полученное в блоке 8 вычитания значения бор сРавниваетсЯ „ Ао„. если 6в ь(pqp Аоп то режим работы колонны штанг нормальный. При этом на выходе блока 8 вычитания сигнал не получают. Если же ипр >6gp Аоп то режим работы колонны штанг предаварийный. При этом на выходе блока 8 вычитания получают сигнал, который поступает в блок 9 индикации и информирует диспетчера о предаварийном режиме работы колонны штанг. Получаемый на выходе датчика 1. хода сигнал S(t) (фиг.1) одновременно поступает на вход формирователя 2 напряжения вертикальной развертки теоретической динамограммы и на вход основного формирователя 6 им— пульса. Основной формирователь 6 импульсов фиксирует момент времени достижения сигнала хода максимальной величины (фиг.2, точка И) . В момент времени т на выходе основного формирователя 6 импульса получают сигнал, который одновременно поступает на вход электронного ключа 7 и блока 8 вычитания. При этом электронный ключ 7 открь1вается и значение P с выхода формирователя 2 напряжения вертикальной развертки теорети-ческой динамограммы. пройдя через электронный ключ 7 поступает на соответствующий вход блока 8 вычитания. На другой вход блока 8 вычитания в этот момент поступает значение Рш с выхода датчика 5 усилия (фиг.3). В блоке 8 вычитания опреде1116216 ляется разность значений (Р „„- P+ ) Поскольку разность (Р„„— P ) определяется в момент времени t т.е. в концах хода полированного штока вверх, когда вес жидкости в насос- 5 ных трубах уменьшается на величину веса жидкости в затрубном пространстве, то значение (Р„, — P ) будет соответствовать фактической величине погружения насоса в жидкость. Значение (Р,„— Р,) с выхода блока 8 вычитания поступает на вход блока 9 индикации, который показывает фактическую величину погружения насоса в жидкость в данный момент времени. Как видно из фиг. 1 сигнал S(t) с выхода датчика 1 хода поступает и на горизонтальный вход динамоскопа 4. Так как выход формирователя 2 напряжения вертикальной развертки 20 теоретической динамограммы через коммутатор 3 подключен на вертикальный вход динамоскопа 4, то на экране динамоскопа 4 получают теоретическую динамограмму 1 нормальной работы насоса (фиг.4) . Для совмещения теоретических и практических динамограмм выход датчика 5 усилия подключен на другой вход коммутатора 3. Коммутатор 3 с частотой 50 Гц подает 30 сигнал P(t) и P (t) на вертикальный вход динамоскопа 4 Поэтому на экране динамоскопа 4 получают теоретическую динамограмму 1, совмещенную с практической телединамограммой П (фиг.4). Предлагаемое устройство кроме контроля режима работы глубинного насоса, позволяет контролировать режим работы колонны штанг и своевременно информировать диспетчера о предаварийном режиме их работы. При этом оперативно принимаются соответствующие меры (изменяют число качаний насоса, диаметр штанг и т.д .), что исключает возможные аварийные режимы, т.е. предотвращается возможный случай обрыва штанг. Кроме того, применяя предлагаемое устройство, получают автоматическую информацию об экстремальных нагрузках, действующих на глубинно-насосное оборудование в каждом цикле работы насоса, что необходимо для контроля напряжения, возникающего в точке подвеса колонны штанг. В результате сокращается количество обрывов колонньгштанг в процессе эксплуатации глубинно-насосных скважин и повышаются технико-экономические показатели нефтяных скважин, оборудованных штанговыми насосами. 1116216 Фиг.3 г.4 Составитель Э.Гинзбург Редактор И. Ковальчук Техред Л.Микеш Корректор Е.Сирохман Заказ 6901/28 Тираж 623 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", r Ужгород, ул . Проектная, 4
