Устройство для обработки телединамограмм глубиннонасосных скважин

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 1236163 А 2 (ц 4 F 04 В 47 02 Е . 1 В 43 00

:r,-/1Р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1134702 (21) 3827098/25-06 (22) 20.12.84 (46) 07.06.86. Бюл. № 21 (71) Отдел автоматизированных систем управления AH АЗССР (72) Ю. А. Махмудов, Г. Х. Алиев, В. Ф. Эфендиев и Н. А. Чирагов (53) 621.651 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1134702, кл. Е 21 В 43/00, 1983. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ТЕЛЕДИНАМОГРАММ ГЛУБИННОНАСОСНЫХ СКВАЖИН по авт. св. № 1134702, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы путем обеспечения возможности исследования условий работы скважинного штангового насоса, оно дополнительно снабжено тремя элементами И, двумя счетчиками числа импульсов и одним выходным триггером, один из входов каждого из трех дополнительных элементов И подключен к выходу элемента сравнения, а выход триггера контроля связан с другим входом каждого из трех дополнительных элементов И, выходы которых подключены к входам основного и двух дополнительных счетчиков числа импульсов, причем выходы двух дополнительных счетчиков числа импульсов связаны с входами третьего основного и дополнительного выходного триггеров.

1236163

Изобретение относится к устройства м, используемым в области нефтедобычи и предназначенным для обработки телединамограмм глубиннонасосных скважин, может быть использовано в процессе работы штанговых насосов, которыми оборудованы скважины, и является усовершенствованием устройства по авт. св. M 1134702.

Цель изобретения — повышение эффективности работы путем обеспечения возможности исследования условий работы скважинного штангового насоса.

На фиг. l представлена функциональная схема устройства для обработки телединамограмм глубиннонасосных скважин: «а фиг. 2 — - схема блока уч«рав «ениг«; па фиг. 3— временная зависимость демодулирогзянного сигнала усилия, получаемого на выходе датчика усилия пр ; утечке жидкости в нагнетательной части насоса; на фиг. 4 — временная зависимость сигнала, получаемого на выходе фиксатора нулевого уровня положительной части сигнала; на фиг. 5 — вре менная зависимость сигнала, получаемого I«a выходе фиксатора нулевого уровня. отрицательной части сигнала; ;«а фиг. 6 — — временная зависимость демодулированного сиг.нала усилия, получаемого на выходе датчика усилия при уте .ке жидкости В приемной части насоса; на фиг. 7 -- временная зависимость сигнала, получаемого на выходе фиксатора нулевого уровня положительной части сигнала; на фиг. 8 — временная зависимость сигнала, получаемого на выходе фиксатора нулевого уровня отрицательной части сигнала (при утечке жидкости в приемной части насоса}., причем на флг. 3 — 8 принято: Р— — усилия; — время; 1 положительная часть сигнала; 11 — отрицательная часть сигнала; Ä— - длительность положительной части импульса сигнала усилия; t„-- длительность отрицательной части импульса усилия; 00 — — нулевой уровень сигнала; на фиг. 9 — совмещенные друг с другом динамограммы работы скважинного штангового насоса в течение нескольких циклов при изменении работы насоса в скважине, вызванных присутствием газового фактора в откачиваемой жидкости, где 5 ход полированного штока: « ., С,, (., и

С.г -- линии снЯтиЯ нагРУзки I«IHa:IO«Рамх«»! соответствеHHo в первом, втором, третьем и четвертом циклах работы насоса; ня фиг. 10 -- совмещенные друг с другсм временные зависимости демодулированного сигнала усилия, получаемые на выходе датчика усилия при изменении условий работы насоса в скважине, вызванных отсутствием -азового фактора в откачиваемой жидкости; на фиг. 11 — совмещенные друг с другом сигналы, получаемые на выходе фиксатора нулевого уровня положительной части сигнала; на фиг. 12 — совмещенные друг с другом сигналы, получаемые на выходе фиксатора нулевого уровня отрицательной части с.игняла; I«a фи: . 13 — — совх«е«с =.HHH«c друг с !.pi I oм д «!«aMОI pa;, !il«I paбо -,IKвaжинноro

IIITa -«ГОВОГО На Сос 3 В TC.×ÐI«HÐ HHCKO, I IKHX ЦИК.«ов при изменении условий работы насо:а в скважине, вызванных снижением притока жидкости лз пласта s скважину; на фиг. 14 — сонме«ценные друг с другом времен! Ые зависимости демодулированного сигнала усилия, получаемые на выходе датчика усилия при изме «енин условий работы насоса в скважине, вызва «пых снижением притока жидкости из пласта; на фиг. 15— совмещенные друг с . груг ом сигналы, гголучаемые на Выходе фиксатора нулевого уровня положительной части сигнала; ня фиг. 16— совмещенные друг с другом сигналы, полуHàåìûå па выходе фиксатора нулевого уровня отрицательной части сигпа13.

Устройство для обработки телединамоГрамм глубиннонасосных скважи „оборудоB3H«IhIx IHTaI«foÂü ìH насосами, сОДсONHT Датчик усилия, подключенный к Входам фиксаторов 2 и 3 соответственно пулевого уровня положительной части сигнала и нулевого уровня Отрицательной части сигнала им«! ъ :! ься дя тч и к я усилия, Выходы которых подключены к первому а! и Второму а входам блока 4 управления, формирователь 5 напряжения сети, подключенный к третьему ая входу блока 4, управления, счетчики 6 и 7 соответственно длительности положительной и отрицательной частей импульса датчика 1 усилия, входы которых подключены к первому Ir, и второму b. Вы.ходам блока 4 управ, гения, а Выходы подсоединены к зходам элемента 8 сравнения, выходь: которого подключены к четвертому а«входу блока 4 управления и к одним лз входов первого 9 и второго 10 выходных триггеров. Ч устройство введены третий ll, четвс ртый 12 и пятый 13 выходные триггеры, исполнительное реле 14, счетчик 15 времеHHÎI 0 интервала числя импульсоь и счетчик 16 числа циклов работы насоса, элемент И 17 и трлп ер 18 контроля, причем третий 63 выхоq блока 4 у««равления подключен к входу счетчика 16 числа цикЛОВ раООТН Н3СОС3, ВЫХОД Которо:: 0 ИОДСОединен (не показан) к входу трсзгьеГO выходного триггера, пятому a,=, входу блока 4 управления и к одному из входо«3 трлггеря ! 8 контроля, выходы которого подключены к второму входу фиксатора 3 нулевого уровня отрицательной части сигнала импульса датчика 1 усилия. к вторым входам первого 9 к Второго 10 выходных триггеров и к одному из Входов элемента И 17, другсй

ВХОД КотОРОГО ПОДКЛГОЧЕН К O, ГHO IУ ИЗ ВЫходов счетчика 6 длительности положительной части импульса датчика 1 усилия, а

ВЫХОД вЂ” K HTOPOMУ BX01, CHPT IHK3;1,.«Нтельности отрицательной части импульса датчика I усилия, один из выходов элемента 8 сравнения подключен к второму Входу триггера 18 контроля, шестому а;« входу бло1236163 ка 4 управления и входу (не показан) счетчика 19 числа импульсов, выход которого подсоединен к входу четвертого выходного триггера 12 и одному из входов (не показан) блока 4 управления, четвертый b< выход которого подключен к счетчику 20 временного интервала, выход которого подсоединен к седьмому а7 входу блока 4 управления и одному из входов пятого выходного триггера 3, другой вход которого подключен к пятому b5 выходу блока 4 управления, а вь|ход — к исполнительному реле 14.

Устройство для обработки телединамограмм глубиннонасосных скважин дополнительно снабжено тремя элементами И 21 — 23, двумя счетчиками 24 и 25 числа импульсов и одним выходным триггером 26, один из входов каждого из трех дополнительных элементов И 21 — 23 подключен к выходу элемента 8 сравнения, а выход триггера 18 контроля связан с другим входом каждого из трех дополнительчых элементов И 21 — 23, выходы которых подключены к входам основного 19 и двух дополнительных счетчиков 24 и 25 числа импульсов, причем выходы двух дополнительных счетчиков 24 и 25 числа импульсов связаны с выходами третьего 11 основного и дополнительного 26 выходных триггеров.

Блок 4 управления содержит элементы И

Hi — И5 и триггеры Ti — Тз, соответствующим образом подключенные друг к другу и связанные с входами а — a7 и выходами bi — Ь. блока управления.

Устройство для обработки телединамограмм глубиннонасосных скважин работает следующим образом.

Сигнал с выхода датчика 1 усилия (фиг. 1) поступает на вход фиксаторов 2 и 3 соответственно нулевого уровня положительной и отрицательной части сигнала импульса датчика усилия. Поэтому на выходе фиксатора 2 получается положительная часть сигнала, фиксированная на нулевом уровне (фиг. 4), а на выходе фиксатора 3— отрицательная часть сигнала, фиксированная на нулевом уровне (фиг. 5). Это позволяет независимо от изменения нуля датчика 1 усилия получить положительную и отрицательную часть сигнала на постоянно.". уровне, .то необходимо дл точного изменения длительностей t„и t,. Двоичными счетчиками 6 и 7 соответственно длительности положительной и отрицательной частей импульса датчика 1 усилия производится измерение длительности положительной и отрицательной частей импульса датчика усилия, т. е. счетчик 6 в течение времени а счетчик 7 в течение времени t, заполняются частотой сети с выхода формирователя 5 напряжения сети. В элементе 8 сравнения производится сравнение значения с t,.

Если 3,,— — /„то это означает, что как условия работы насоса, так и его техничес5

25 зю

4О

55 кое состояние являются нормальными. Поэтому в этом случае импульсом с первого выхода элемента 8 сравнения запускается первый выходной триггер 9 и сигнализирует о нормальном состоянии насоса и условиях его работы в скважине. После этого сигнал с четвертого выхода элемента 8 сравнения поступает на четвертый вход а4 блока 4 управления, который переключает устройство в исходное состояние, и аналогичная проверка продолжается.

Если t,(to,то это означает, что имеется утечка жидкости в нагнетательной части насоса (фиг. 3 — 5). Поэтому в данном случае импульсом с второго выхода элемента

8 сравнения запускается второй выходной триггер 10 и сигнализирует о наличии утечки жидкости в нагнетательной части насоса.

Если t>)t,, тTо o э тTо o оoз3нHа ч а еCтT, что произошло или изменение условий работы насоса в скважине (фиг. 9 и 13), или имеется утечка жидкости в приемной части насоса (фиг. 6 — 8). В этом случае, на третьем выходе элемента 8 сравнения получается соответствующий сигнал, и устройство пер .ходит к исследованию условий работы насоса в скважине. Это происходит следующим образом.

Как видно из фиг. 1, сигнал с третьего выхода элемента 8 сравнения поступает на вход триггера 18 контроля. Поэтому последний переключается в единичное состояние и запрещает в дальнейшем прохождение соответствующих сигналов через фиксатор нулевого уровня отрицательной части сигнала и первый 9 и второй 10 выходные триггеры и, кроме того, открывает основной элемент И 17 и дополнитель: ые элементы И 2! — 23. Так как сигнал с третьего вы;.ода элемента 8с:равнения также поступает на шестой вход аб блока 4 управления, то при этом на пятом выходе bq блока 4 управления получается соответствующий сигнал. который поступает на вход пятого вь:ходного триггера 13, переключает его в нулевое состояние, в результате чего срабатывает исполнительное реле 14 и отключает электродвигатель станка-качалки от сети (не показаны). Происходит накопление жидкости на забое скважины. Продолжительность остановки работы скважины, т. е. время накопления жидкости, подсчитывается счетчиком 20 временного интервала, вход которого через четвертый выход

Ь„и третий вход а» блока 4 управления операциями соединен с выходом формирователя 5 напряжения сети.

По истечении заданного времени Т-» остановки электродвигателя станка-качалки на выходе счетчика 20 временного интервала получается сигнал, который поступает на вход пятого выходного триггера 13, переключает его в исходное состояние и запускает электродвигатель станка-качалки.

Так как выход счетчика 20 временного

1236163 интервала соединен с седьмым входом ar блока 4 управления, то после включения электродвигателя станка-качалки устройство переходит к анализу изменения положения линии снятия нагрузки сигнала усилия (фиг. 9 — -13) в каждом цикле работы насоса. При этом сигналом с третьего выхода

bq блока 4 управления запускается счетчик

16 числа циклов работы насоса, т. е. в каждом цикле работы насоса на вход счетчика

16 поступает один импульс. В течение заданного числа rr циклов работы насоса производится измерение только длительности положительной части импульса датчика

1 усилия, т. е. отрицательная часть импульса датчика усилия через фиксатор 3 нулевого уровня отрицательной части сигнала импульса датчика усилия не проходит.

Далее каждое последующее значение длительности положительной части импульса датчика усилия сравнивается с его предыдущим значением. Для этого аналогично 20 описанному, длительность положительной части импульса датчика усилия в каждом цикле работы насоса подсчитывается в счетчике 6 длительности положительной части импульса датчика 1 усилия. Б следующем цикле работы насоса предыдущее значение длительности положительной части импульса датчика усилия из счетчика 6 через основной элемент И 17 передается в счетчик 7 длительности отрицательной части импульса датчика усилия. Таким образом в i-ом цикле работы насоса в счетчике 7 будет значение длительности 1„,. а в счетчике 6 значение длительности t„r,.+II. В элементе 8 сравнения происходит сравнение г„; с t„r, >.

Если в течение m циклов работы насоса каждое последующее значение длитель- 35 ности положительной части импульса датчика усилия меньше предыдущего значения, т. е. t„!;+I! (1„;, то это означает, что на условия работы насоса в скважине влияет присутствие газового фактора в откачиваемой жидкости (фиг. 9 — 12). В этом случае в каждом цикле работы насоса на втором выходе элемента 8 сравнения получается сигнал, который поступает ча вход дополнительного элемента И 22. Так как последний открыт, то в каждом цикле работь, на- 45 соса сигнал проходит через элемент И 22 и поступает на счетнь|й вход второго дополнительного счетчика 25 числа импульсов и увеличивает содержимое счетчика 25 «Ia единицу. После m-ro цикла работы насоса содержимое счетчика 25 числа импульсов равняется m. В этом случае на выходе счетчика 25 числа импульсов вырабатывается сигнал, который поступает на вход дополнительного выходного триггера 26. При этом последний запускается и сигнализирует о

55 присутствии газового фактора в откачиваемой жидкости.

Если в течение числа m циклов раооты насоса каждое последующее значение длительности положительной час-, и имгульса датчика 1 усилия больше предыдугцего значения, т. е,,Ä.., I I) ) t, To 3TG означает, что на условия работы насоса в скважиIIe влияет снижение притока жидкости из пласта г скважину (фиг. 13 — 16). В этом случае в каждом цикле работы насоса на гретьем выходе элемента 8 сравнения получается сигнал, который поступае на вход дополнительного элемента И 23. Так как последний открыт, то в каждом цикле работы насоса сигнал проходит через элемент

И 23, поступает на счетный вход основноlo cчет:ика 19 числа импульсов и увеличивает его содержимое на единицу.

После т-го цикла работы насоса содержимое н рвого счетчика 19 числа импульсов равняется m. В этом случае на выходе

IIcI.овного счетчика 19 числа импульсов вырабатывается сигнал, который поступает на вход четвертого выходного триггера 12, при этом последний запускается и сигнализирует о снижении притока жидкости из пласта в скважину.

Если в течение числа т циклов работы насоса каждое последующее значение длительности положительной части импульса датчика усилия равно предыдущему значению, т. е. 1,!;. I> - — /„то это означает, что условия работы насоса в скважине не изменились, а имеется утечка жидкости в приемкой асти насоса (фиг. 6---8). В этом случае и каждом цикле работы насоса на первом выходе элемента 8 сравнения получается сигнал, который поступает на вход дополни. ельного элемента И 21. Так как последний открыт, то в каждом цикле рабоThI насоса сигнал проходит через элемент

И 2 1,,поступает на счетный вход первого дополнительного счетчика 24 .ис,ла имг:чльсов и увеличивает е "o содержимое

I à единицу.

После m-го цикла работы насоса содержи«ое первого дополнительного счетчика 24 числа импульсов равняется m. В этом случае па выходе счетчика 24 числа импульсов вырабатывается сигнал, котоаый поступает на вход третьего выходного триггера

При этом последний запускается и сигнализирует о наличии утечки жидкости в приемной части насоса. После этого импульом с выхода c÷åò÷èêà 16 числа циклов работы насоса триггер 18 контроля переключается в нулевое состояние. Кроме того. с выхода счетчика 16 числа циклов работы насоса на пятый вход а; блока 4 управления поступает сигнал, и устройство приводится в исходное состояние.

При гцин работы блока 4 управления (фиг. 2) следующий.

С выхода фиксатора 2 нулевого уровня положительной части импульса датчика усилия сигнал поступает на первый вход а, блока 4 управления (фиг. 1), этим отKDhlвается элемент И (фиг. 2). Сигнал с Bbl1236163

+1 хода формирователя 5 напряжения сети поступает на третий вход аз блока 4 управления (фиг. 1) и так как элемент Hi (фиг. 2) открыт, этот сигнал проходит через него, и на первом выходе b блока 4 управления вырабатывается соответствующий сигнал.

Аналогично с выхода фиксатора 3 нулевого уровня отрицательной части импульса датчика усилия сигнал поступает на второй вход а блока 4 управления (фиг. 1), этим открывается элемент И (фиг. 2). 10

Сигнал с выхода формирователя 5 напряжения сети поступает на третий вход аз блока 4 управления (фиг. 1), и так как элемент И (фиг. 2) открыт, этот сигнал проходит через него, и на втором выходе b> блока управления вырабатывается соответ- ствуюший сигнал.

С третьего выхода элемента 8 сравнения сигнал поступает на шестой вход а блока 4 управления (фиг. 1), поступает на один из входов триггера Ti (фиг. 2) и устанавливает его в единичное состояние. При переходе триггера Т из нулевого состояния в единичное на его выходе устанавливается высокий потенциал, который одновременно поступает на один из входов элемента Из и на пятый выход Ь;„блока управле- 25 ния, где вырабатывается соответствующий сигнал. Так как триггер Т первоначально находится в единичном состоянии, то с его выхода высокии потенциал поступает нг другой вход элемента Из, при этом íà его обоих входах имеется высокий потенциал.

Вследствие этого, на выходе элемента Из получается высокий потенциал, который открывает элемент И4. Сигнал с выхода формирователя 5 (фиг. 1) напряжения сети через третий вход аз блока управления поступает на другой вход элемента И4 (фиг. 2).

Так как элемент И4 открыт, то на его выходе получается сигнал, который поступает на четвертый выход b< блока управления, где вырабатывается соответствующий сигнал.

С выхода счетчика 20 (фиг. 1) временного интервала сигнал, пройдя через седьмой вход а-, блока 4 управления, одновременно поступает на один из входов триггеров Т и Тз (фиг. 2). При этом триггер Т переходит в нулевое, а триггер Тз — в единичное. При переходе триггера Т> в единичное состояние на его выходе устанавливается высокий потенциал, который поступает

«а один из входов элемента И и тем самым открывает его. Сигнал с четвертого выхода элемента 8 сравнения (фиг. 1) через четвертый вход а блока 4 управления поступает на другой вход элемента И (фиг. 2).

Так как элемент И открыт, то на его выходе получается сигнал, который поступает на третий выход b блока управления, где вырабатывается соответствующий сигнал.

Сигнал с выхода счетчика 16 (фиг. 1) числа циклов работы насоса проходит через пятый вход а блока 4 управления и поступает на соответствующие входы триггеров

Т, Т и Тз (фиг. 2). При этом триггеры Т, Т. и Тз переходят в первоначальное состояние и тем самым блок управления приводится в исходное состояние. Этим цикл работы блока управления завершается.

Следующий цикл работы блока управления происходит аналогично описан:;ому.

1236163!

236163

1236163

Редактор Н. Яцола

3а каз 3006/36

Составитель Э. Гинзбург

Техред И. Верес Корректор М. Самборская

Тираж 586 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

4Рилиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4