Устройство для определения причин незаполнения жидкостью скважинных штанговых насосов глубиннонасосной установки

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИЧИН НЕЗАПОЛНЕНИЯ ЖИДКОСТЬЮ СКВАЖИННЫХ ШТАНГОВЫХ НАСОСОВ ГЛУБИННОНАСОСНОЙ УСТАНОВКИ, содержащее датчик усилия, выход которого через фиксатор нулевого уровня подключен к первому входу блока управления, первый выход и второй вход которого связаны соответственно с входом счетчика длительности импульсовдатчика усилия и с выходом формирователя напряжения сети, а выход счетчика длительности импульсов датчика усилия, подключен к первому входу элемента сравнения, причем выход последнего через счетчик числа циклов незаполнения насоса подключен к первому входу логической системы, второй вход которой через счетчик числа циклов работы насоса связан с вторым выходом блока управления, а также счетчик времени остановки глубиннонасосной установки, выход которого связан с входом основного выходного триггера, при этом выход последнего подключен к исполнительному реле, отличающееся тем, что, с целью распшрения функциональных возможностей и повышения точности информации, оно снабжено двумя дополнительными выходными триггерами и регистром памяти, входы которого подключены к выходу счетчика длительности импульсов датчика усилия и третьему выходу блока управления, S а выход - к второму входу элемента сравнения, причем третий вход пос (А леднего свЛзан с четвертым выходом блока управления, пятый выход и треС тий вход которого в свою очередь соответственно подключены к третьему входу логической схемы и к выходу ; счетчика числа циклов работы насоса, выходы логической схемы связаны с входами двух дополнительных триггеров , шестой выход блока управления подключен к входу счетчика времени остановки глубиннонасосной установо ки, а выход последнего связан одно временно с четвертым входом блока управления и одним из входов основного выходного триггера, другой вход которого подключен к пятому входу блока управления.

СОЮЗ СОВЕтСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 F 04 В 47/00 (21) 3743807/25-06 (22) 10.05.84 (46) 07.09.85. Бюл. У 33 (72) Ю.А.Махмудов, Г.Х.Алиев и В.Ф.Эфендиев (71) Институт кибернетики АН Азербайджанской CCP и Отдел автоматизированных систем управления АН Азербайджанской CCP (53) 621.651 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР к- 514945, кл. E 21 В 43/00, 1974. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПРИЧИН НЕЗАПОЛНЕНИЯ ЖИДКОСТЬЮ СКВАЖИННЫХ ШТАНГОВЫХ НАСОСОВ ГЛУБИННОНАСОСНОЙ УСТАНОВКИ, содержащее датчик усилия, выход которого через фиксатор нулевого уровня подключен к первому входу блока управления, первый выход и второй вход которого связаны соответственно с входом счетчика длительности импульсов- датчика усилия и с выходом формирователя напряжения сети, а выход счетчика длительности импульсов датчика усилия. подключен к первому входу элемента сравнения, причем выход последнего через счетчик числа циклов незаполнения насоса подключен к первому входу логической системы, второй вход которой через счетчик числа циклов работы насоса связан с вторым выходом блока управления, а также

„„Я0„„1177539 счетчик времени остановки глубиннонасосной установки, выход которого связан с входом основного выходного триггера, при этом выход последнего подключен к исполнительному реле, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности информации, оно снабжено двумя дополнительными выходными триггерами и регистром памяти, входы которого подключены к выходу счетчика длительности импульсов датчика усилия и третьему выходу блока управления, а выход — к второму входу элемента сравнения, причем третий вход последнего связан с четвертым выходом блока управления, пятый выход и третий вход которого в свою очередь соответственно подключены к третьему входу логической схемы и к выходу:, счетчика числа циклов работы насоса, выходы логической схемы связаны с входами двух дополнительных триггеров, шестой выход блока управления подключен к входу счетчика времени остановки глубиннонасосной. установки, а выход последнего связан одновременно с четвертым входом блока управления и одним из входов основного выходного триггера, другой вход которого подключен к пятому входу блока управления.

1177

Изобретение относится к устройствам для контроля работы насосов в процессе их эксплуатации, в частности к устройствам для определения причин незаполнения жидкостью сква- 5 жинных штанговых насосов глубиннонасосной установки, и может быть использовано в нефтедобыче, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и повышение точности информации.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для определения причин незаполнения жидкостью скважинных штанговых насосов глубин- 15 нонасосной установки; на фиг. 2 схема блока управления операциями в раскрытом виде; на фиг. 3 †. алгоритм работы устройства; на фиг. 4а,б,в совмещенные друг с другом после вклю-20 чения глубиннонасосной установки динамограммы работы скважинного штангового насоса в течение трех циклов при незаполнении насоса жидкостью, вызванном влиянием пластового газа на работу насоса (а — замкнутая динамограмма, б — временная развертка сигнала, получаемая на выходе датчика усилия, в — сигнал, получаемый на выходе фиксатора нулевого уровня) д0 на фиг. 5а,б,в — совмещенные друг с другом после включения глубиннонасосной установки динамограммы работь> скважинного штангового насоса в течение трех циклов при незаполнении насоса жидкостью, вызванном снижением динамического уровня жидкости в затрубном пространстве скважины до приема насоса (а — замкнутая динамограмма,б — временная развертка 40 сигнала, получаемая на выходе датчика усилия, в — сигнал, получаемый на выходе фиксатора нулевого уровня).

На фиг. 1 и 2 приняты следующие обозначения: а,, а, ..., а — входы 45 блока управления ; в, в, ..., в6— выходы блока управления; п<>п. п элементы И; Т„, Т вЂ” триггеры; T.lll. триггер Шмидта.

На фиг. 4 и 5 приняты следующие обозначения: Р— усилие; S — ход полированного штока; t — время„

Л П Л вЂ” линии снятия нагрузки т динамограммы соответственно в первом,у во втор 1м и в третьем циклах работы насоса, C;l — нупевой уровень сигнала; — длительность импульса датчи-539 2 ка усилия в первом цикле работы насоса.

Устройство для определения причин незаполнения жидкостью скважинных штанговых насосов глубиннонасосной установки содержит датчик 1 усилия, выход которого через фиксатор 2 нулевого уровня подключен к первому входу а блока 3 управления, пер1 вый выход в„и второй вход а которого связаны соответственно с входом счетчика 4 длительности импульсов датчика 1 усилия и с выходом формирователя 5 напряжения сети.

Выход счетчика 4 длительности импульсов датчика 1 усилия подключен к первому входу элемента б сравнения, причем выход последнего через счетчик 7 числа циклов незаполнения насоса подключен к первому входу логической схемы 8, второй вход который через счетчик 9 числа циклов работы насоса связан с вторым выходом1в блока 3 управления. Устройство содержит также счетчик 10 времени остановки глубиннонасосной установки, выход которого связан с входом основного выходного триггера 11, при этом выход последнего подключен к исполнительному реле 12 °

Устройство снабжено двумя дополнительными выходными триггерами 13 и 14 и регистром 15 памяти, входы которого подключены к выходу счетчика 4 длительности импульсов датчика 1 усилия и третьему выходу вэ блока 3 управления, а выход — к второму входу элемента б сравнения, причем третий вход последнего связан с четвертым выходом в+ блока 3 управления, пятый выход в и третий вход а которого, в свою очередь, 3 соответственно подключены к третьему входу логической схемы 8 и к выходу счетчика 9 числа циклов работы насоса. Выходы логической схемы 8 связаны с входами двух дополнительных триггеров 13 и 14. Шестой выход в блока 3 управления подключен к

6 входу счетчика 10 времени остановки глубиннонасосной установки, а выход последнего связан одновременно с четвертым входом а блока 3 управления и одним из входов основного выходного триггера 11, другой вход которого подключен к пятому входу а блока 3 управления.

1177539 4

При подаче сигнала "Пуск" он поступает на первый вход основного выходного триггера 11 и переключает его в нулевое состояние. При этом обесточивается исполнительное реле

12 и выключается электродвигатель. станка-качалки (на чертежах не покаЯ заны) . Кроме того, при поступлении сигнала "IIycxc" на пятый вход а блока 3 управления, импульсы с выхода формирователя 5 напряжения сети, пройдя через шестой выход в блока 3 управления, поступают йа вход счетчика 10 времени остановки глубиннонасосной установки. Таким образом в счетчике 10 происходит подсчет времени остановки (Т ) глубиннонасосной установки. о

При достижении содержимым счетчика

10 времени остановки глубиннонасосной установки заданной величины (Тз„д ) на его выходе вырабатывается сигнал, который поступает на второй вход основного триггера 11 и на четвертый вход а4 блока 3 управления. При этом основной выходной триггер 11 устанавливается в состояние "1", поэтому срабатывает исполнительное реле 12 и включается электродвигатель станка-качалки.

При этом фиксированный на нулевом уровне сигнал усилия P(t) с выхода фиксатора 2 нулевого уровня поступает на первый вход а„ блока 3 управления. Далее импульсы с выхода формирователя 5 напряжения сети, пройдя через первый выход в„ блока 3 управления, поступают на вход счетчика 4 длительности импульса датчика 1 усилия. Таким образом, в счетчике 4 происходит подсчет длительности импульса датчика 1 усилия t „ . В конце времени „ на четвертом выходе в блока 3 управления получается сигнал, который поступает на вход элемента 6 сравнения.

При этом в элементе 6 сравнения происходит сравнение текущего значения длнтельности импульса датчика 1 усилия t (âõîä счетчика 4 длительностй импульса датчика усилия) с предыдущим значением длительности импульса датчика 1 усилия

15

25

35

45

55 з

Предлагаемое устройство для определения причин незаполнения жидкостью скважинных.штанговых насосов глубиннонасосной установки работает следующим образом. (выход регистра 15 памяти), в данном случае t„=0. Если „ г t, как в данном случае,то на выходе .элемент."

6 сравнения получается сигнал, который поступает на вход счетчика 7 числа циклов незаполнения насосов и увеличивает его содержимое на единицу. Если г у1 С t, то на выходе элемента 6 сравнения сигнал не вырабатывается. Далее на третьем выходе в блока 3 управления получается сигнал, который поСтупает на вход регистра 15 памяти. При этом значения t с выхода счетчика 4 длительности импульса датчика усилия записываются в регистр 15 памяти.

Так как второй выход в блока 3 управления подключен на вход счетчика 9 числа циклов работы насоса, то в каждом цикле работы насоса - содержимое счетчика 9 числа циклов работы насоса увеличивается на единицу.

Если содержимое счетчика 9 числа циклов работы насоса п меньше заданной величины m, то на его выходе сигнал не вырабатывается и в следующем цикле работы насоса происходит аналогичное измерение длительности импульса датчика 1 усилия и его сравнения с с„, . При подсчете счетчиком 9 числа циклов работы насоса заданной величины m íà его выходе получается сигнал, который поступает на один из входов логической схемы 8 и на третий вход а блока 3 управления. При этом на пятом выходе в блока 3 управления получается сйгнал, который поступает на вход логической схемы 8, где происходит сравнение содержимого счетчика 7 числа циклов незаполнения насосов (К) с содержимым, счетчика 9 числа циклов работы насоса (m) . Если Кш, то на первом выходе логической схемы

8 вырабатывается сигнал, который поступает на вход первого дополнительного выходного триггера 13, сигнализирующий о том, что причиной незаполнения насоса жидкостью является снижение динамического уровня жидкости до приема насоса (фиг. 5).

Если К (ш, то на втором выходе логической схемы 8 вырабатывается сигнал, который поступает на вход второго дополнительного выходного тригге-, ра 14, сигнализирующий о том, что

/ причиной незаполнения насоса жидкостью является влияние пластового газа на работу насоса (фиг. 4) °

1177539

Блок 3 управления работает следу:ющим образом (фиг ° 2).

I I I I

При поступлении сигнала Пуск на пятый вход а блока 3 управления триггер Т устанавливается в единичФ ное состояние. Поэтому открывается элемент И и поступающие на второй

1 вход а блока 3 управления импульсы

2 с выхода формирователя 5 напряжения сети (фиг. 1), проходят через элемент И и на шестом выходе в блока

3 управления вырабатываются соответствующие сигналы. При поступлении с выхода счетчика 10 времени останов- 15 ки глубиннонасосной установки (фиг.1) сигнала на четвертый вход а блока

3 управления, триггер Т„ переходит в нулевое состояние„ поэтому элемент

И закрывается и прекращается прохож-2О

1 дение импульсов через элемент И .

При поступлении сигнала P(t) с выхо

/ да фиксатора 2 нулевого уровня (фиг. 1) на первый вход а блока 3 управления, срабатывает триггер Шмид-25 та и на втором выходе в блока 3 управления получается высокий уровень напряжения. Высоким уровнем напряжения с выхода триггера Шмидта открывается элемент И2 и поступающие на втррой вход а1 блока 3 управления импульсы с выхода формирователя 5 напряжения сети (фиг. 1) проходят через элемент И и на первом выходе в блока 3 .управления вырабаты1 ваются соответствующие сигналы. При снижении сигнала P(t) до нулевого уровня на выходе фиксатора 2 нулевого уровня (фиг. 1) сигнал не получается, поэтому на первый вход а, блока 3 управления сигнал не поступает и триггер Шмидта переходит в нулевое состояние. При этом на инверсном выходе триггера Шмидта получается высокий уровень напряжения и на четвертом выходе в блока 3 управления вырабатывается соответствующий сигнал. Высокий уровень напряжения с инверсного выхода триггера Шмидта устанавливает триггер Т> в нулевое состояние, на инверсном выходе триггера Т получается сигнал, который поступает на третий выход в> блока

3 управления. При поступлении с выхода счетчика 9 числа циклов работы насоса (фиг. 1) сигнала на третий вход а блока 3 управления триггер

Т переходит в единичное состояние

3 и на пятом выходе в блока 3 управления получается соответствующий сигнал.

1 177539

1177539

1177539

Составитель Э. Гинзбург

Редактор С.Патрушева Техред Ж. Кастелевич

Корректор О.Луговая

Заказ 5491/34 Тираж 586

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4