Устройство для определения фазового перехода теплоносителя в нагнетательных скважинах

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промьшшенности. Цель - повьшение быстродействия за счет автоматической обработки тернограммнепосредственно в процессе измерения температуры теплоносителя. Устройство включает датчики 1,2 температуры и глубины, счетчик 3 глубины, блок (Б) 4 аналого-цифрового преобразователя , регистры 5,6 памяти, Б 7-- и 8 сравнения, Б 9 уставки, счетчик 10, Б 11 сигнализации, Б 12 управле-. ния; Сигнал датчика t при спуске в скважину оцифровывается Б 4 аналогоцифрового преобразователя. Последний ц

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1

g1) 4 Е 21 В 47/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTQPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4270079/23-03 (22) 15. 05.87 (46) 30. 03.89. Бюл. Р 1 2 (71) Отдел автоматизированных систем управления АН АЗССР (72) 10.А.Махмудов, Ю.Н.Ялов, Г.Х.Алиев, Н.А.Чирагов и Ф.К.Аббасов (53) 622.241.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(- 1155734, кл. Е 21 В 47/06, 1983.

Ялов 10.Н., Кузнецов N.À., Точе" ный С.В. Измерение температуры в скважинах подвижным кабелем КТМС..

Сборник научных трудов ВНИИ, сер.

Техника эксплуатации скважин, вып.

67, M. ВНИИ, 1978, с. 68-79. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В НАГНЕТАТЕЛЬНЫХ СКВАЖИНАХ (57) Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Цель— повышение быстродействия за счет автоматической обработки термограмм непосредственно в процессе измерения температуры теплоносителя. Устройство включает датчики 1, 2 температуры и глубины, счетчик 3 глубины, блок (Б) 4 аналого-цифрового преобразователя, регистры 5,6 памяти, Б 7.. и 8 сравнения, Б 9 уставки, счетчик

10, Б 11 сигнализации, Б 12 управле- . ния. Сигнал датчика 1 при спуске в скважину оцифровывается Б 4 аналогоцифрового преобразователя. Последний

1469113 периодически запускается в работу при глубине, меньшей уставки Б 9. Сравнение глубин производится в Б 8. Текущее и предыдущее значения температуры С;, хранятся соответственно в регистрах 5 и 6. Содержимое паследних сравнивается в Б 7. Фазовый переход теплоносителя отсутствует при текущем значении температуры t

Э большем предыдущего. В противном случае наращивается счетчик 10, предварительна установленный в ноль.

Для повьппения надежности последний

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при промысловых исследованиях скважин, в .частности, для определения фазового перехода теплоносителя в нагнетательных скважинах.

Цель изобретения — повышение быстродействия за счет автоматической обработки термограмм непосредственно в процессе измерения температуры теплоносителя °

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2— функциональная схема блока управления; на фиг. 3 — схема алгоритма раббты устройства; на фиг. 4 — термограммы паранагнетательных скважин (А -А ) — входы блока управления, Ь,-Ъ вЂ” выходы блока управления, t— температура теплоносителя, Н вЂ” глубина скважины ̈́— глубина перфорации .

Устройство для определения фазового перехода теплоносителя включает датчик 1 температуры, датчик 2 глубины, счетчик 3 глубины, блок 4 аналого-цифрового преобразователя, первый регистр 5 памяти, второй регистр 6 памяти, первый блок 7 сравнения, второй блок 8 сравнения, блок 9 уставки, счетчик 10 импульсов, блок

11 сигнализации и блок 12 управления.

Выход датчика 1 температуры подключен к информационному входу блока 4 сбрасывается в ноль при поступлении второго сигнала от Б 7 при ;

При поступлении сигнала t yt в I -i

Б 12 больше двух раз сброс счетчика

10 прекращается. Последний заполняется до некоторого установленного числа К для достоверного определения фазового перехода. Сигнализация о наличии перехода производится Б

Применение устр-ва позволяет автоматически определить фазовый переход теплоносителя с повьппенной надежностью и достоверностью. 4 ил. аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к информационному входу первого регистра 5

5 памяти. Выход первого регистра 5 памяти одновременно подключен к первому входу первого блока 7 сравнения и к информационному входу второго регистра 6 памяти, выход и управляющий вход которого подключены соответственно к второму входу первого блока

7 сравнения и к второму выходу Ъ . блока 12 управления.

Четвертый Ь,, и пятый Ь выходы блока 12 управления подключены соответственно к счетному и управляющему входам счетчика 10 импульсов. Выход последнего одновременно подключен к входу блока 11 сигнализации и к чет20 вертому входу а блока 12 управления.

Третий а и пятый а входы блока 12 управления подключены соответственно к выходам первого и второго блоков

7 и 8 сравнения.

25 Первый и второй входы второго блока 8 сравнения подключены соответственно к выходам счетчика 3 глубины и блока 9 уставки. Управляющий вход блока 4 аналого-цифрового преобра30 зователя и управляющий вход первого регистра 5 памяти подключены соответственно в первому bA и третьему Ь > выходам блока 12 управления. Выход датчика 2 глубины подключен к входу счетчика 3 глубины. Второй вход а блока 12 управления подключен к выходу датчика 2 глубины. Первый вход

1469113 а, блока 12 управления является пусковым входом устройства.

Блок 12 управления включает первый элемент И 13, первый триггер 14, первый элемент ИЛИ 15, элемент НЕ. 16, 5 второй элемент И 17, второй элемент

ИЛИ 18, второй триггер 19, генератор

20 тактовых импульсов, третий элемент И 21, регистр 22 сдвига, четвер- 10 тый элемент И 23.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении сигнала "Пуск" на первый вход а, блока 12 управления устройство приводится в исходное состояние. Далее, при спуске датчика

1 температуры в скважину, через каждый интервал глубины 6Н на выходе датчика 2 глубины появляется один импульс, который одновременно поступает на вход счетчика 3 глубины и на второй вход а блока 12 управления. Во втором блоке 8 сравнения происходит сравнение содержимого счет25 чика 3 глубины Н с выходными сигналами блока 9 уставки, т.е. Н с H.„ (глубина перфорации) .

Если Не с Н„, то на выходе второго блока 8 сравнения получается сигнал "0", т.е. на пятый вход а блока 12 управления поступает сигнал

"0" . При этом на первом выходе Ь< блока 12 управления вырабатывается сигнал, который поступает на управляющий вход (запуска) блока 4 аналого35 цифрового преобразователя. Так как выход датчика 1 температуры теплоносителя подключен на информационный вход блока 4 аналого-цифрового преоб40 разователя, то в блоке 4 аналогоцифрового преобразователя происходит преобразование текущего значения выходного аналогового сигнала датчика 1 температуры в цифровой код.

Далее на втором выходе Ъ блока

12 управления получается сигнал, ко-. торый поступает на управляющий вход (разрешения записи) второго регистра 6 памяти. Так как выход первого регистра 5 памяти подключен наинформационный вход второго регистра 6 памяти, то при этом предыдущее значение температуры С, (в данном случае t = О) с выхода первого регисто

55 ра 5 памяти записывается во второй регистр 6 памяти.

Далее на третьем выходе b блока

Ф

12 управления получается сигнал, который поступает на вход разрешения записи первого регистра 5 памяти.

При этом первое текущее значение температуры t, с выхода блока 4 аналогоцифрового преобразователя записывается в первый регистр памяти.

Далее значения t и ta соответственно с выходов первого и второго регистров 5 и 6 памяти поступают соответственно на первый и второй входы первого блока 7 сравнения, где происходит сравнение t c t . Если

1 о

t<ü, то это означает, что нет признака фазового перехода теплоносителя. При этом на выходе первого блока 7 сравнения вырабатывается сигнал

1 т

О, которыи поступает на третий вход а блока 12 управления. При этом на пятом выходе Ь блока 12 управления вь.рабатывается сигнал, который поступает на вход сброса счетчика

10 импульсов.

Далее устройство переходит в режим ожидания поступления следующего сигнала с выхода датчика 2 глубины на второй вхоц а блока 12 управления. Если г.„(t., причем (t„-ta) >, где с. — заданное число, то это означает, что имеется признак фазового перехода теплоносителя. При этом на выходе первого блока 7 сравнения вырабатывается сигнал "1", который поступает на третий вход а блока 12 з управления.

Далее, на четвертом выходе b блока 12 управления получается сигнал, который поступает на счетньп вход счетчика 10 импульсов. При этом содержимое счетчика 10 импульсов устанавливается равньм единице, т.е.

1.

Далее при поступлении следующего сигнала с выхода датчика 2 глубины на второй вход а блока 12 управле2 ния все указанные операции поторяются,. т.е. если Н с Н „, то происходит сравнение t с t, и т.д.

Разница заключается в том, что если при сравнении с, условие не будет выполнено, то это означает, что предыдущий признак фазового перехода теплоносителя является ложным. При этом на выходе первого блока 7 сравнения вырабатывается сигнал "0", которьп поступает на третий вход а> блока 12 управления.

При этом на пятом выходе b блока

5 14691

12 управления вырабатывается сигнал, который поступает на вход сброса счетчика 10 импульсов и устанавливает

его содержимое равным нулю, т.е.

«1 =0.

Далее при поступлении следующего сигнала с выхода датчика 2 глубины на второй вход а блока 12 управления все указанные операции повторяются.

Если же при сравнении t с t,áóдет выполнено условие w t, причем (t -t ) C, т.е. если признак фазового перехода теплоносителя опять будет подтвержден, то при этом на выходе первого блока 7 сравнения вырабатывается сигнал "1", который поступает на третий вход а блока 12 управления.

Далее, на четвертом выходе Ь, бло- 20 ка 12 управления получается сигнал, который поступает на счетный вход счетчика 10 импульсов. При этом содержимое счетчика 10 импульсов устанавливается равным 2, т.е. 1 = 2.

При поступлении следующего сигнала с выхода датчика 2 глубины на второй вход а блока 12 управления все указанные операции повторяются, т.е. если Н < Н„, то происходит сравнение с tz итд.

Если условия t; (t;, и (t;-t )=-.Я будут последовательно К раэ выполнены (например К = 16), то при этом содержимое счетчика 10 импульсов уста- 35 навливается равным К, т.е. j = К.

Это означает, что все признаки фазового перехода теплоносителя являются достоверными. При этом на выходе счетчика 10 импульсов вырабатывается

40 сигнал, который поступает на четвертый вход а+ блока 12 управления и на вход блока 11 сигнализации. При этом блок 11 сигнализирует о наличии фазового перехода теплоносителя на дан- 4б ной скважине,и работа устройатва прекращается.

Если при сравнении во втором бло, ке 8 сравнения содержимого счетчика

3 глубины с выходным сигналом блока 9 уставки, т.е. если при сравнении Н с Нр окажется, что Нр Н„, то на выходе второго блока 8 сравнения получается сигнал "1", котоРый поступает на пятый вход а блока 12 управления. Так как на интервале ни же глубины перфорации обсадной колонны причиной монотонного снижения

13 температуры теплоносителя является уход тепла пара в пласт через перфорации обсадной колонны, то при поступлении сигнала "1" на пятый вход а блока 12 управления работа устройства прекращается, Блок 12 управления Работает следующим образом.

При поступлении сигнала на первый вход а,. блока 12 управления триггер

14 устанавливаешься в единичное состояние. Так как выход триггера 14 под.— ключен к входу элемента И 13, то при этом открывается элемент И 13. Поэтому при поступлении сигнала на второй вход а блока 12 управления, этот сигнал проходит через элемент

И 13, поступает на вход триггера 19 и устанавливает его в единичное состояние. Так как выход триггера 19 подключен к входу элемента И 21, то при этом открывается элемент И 21.

Поэтому испульсы с выхода генератора

20 тактовых импульсов, пройдя через элемент И 21, поступают на вход

"Сдвиг" регистра 22 сдвига. Поэтому последовательно на первом, втором и третьем выходах регистра 22 сдвига получаются импульсы, которые поступают соответственно на первый b<, второй Ь и третий Ь выходы блока

12 управления.

При получении импульса на четвертом выходе регистра 22 сдвига, этом импульс поступает одновременно на входы элементов И 17 и И 23. Поэтому, если на третьем входе аэ блока

12 управления имеется нулевой сигнал, то на выходе элемента HE 16 получается единичный сигнал, и элемент

И 17 открывается. Сигнал с четвертого выхода регистра 22 сдвига, пройдя элемент И 17, поступает. на пятый выход Ь блока 12 управления и на вход элемента ИЛИ 18. При этом на выходе элемента ИЛИ 18 получается сигнал, которыя одновременно поступает на входы "Сброс" триггера 19 и регистра 22 сдвига. Триггер 19 переводится в нулевое состояние, элемент И 21 закрывается, а поступление импульсов на вход "Сдвиг" регистра 22 сдвига прекращается до поступления сигналов на второй вход а блока 12 управления. При поступлении сигнала на второй вход а блока 12 управления все указанные операции повторяются.

1469113

Если же на третьем входе а блока

12 управления имеется единичный сигнал, то на выходе элемента НЕ 1б получается нулевой сигнал, и элемент

И 17 закрывает я. Так как третий вход а> блока 12 управления подключен к другому входу элемента И 23, то в этом случае элемент И 23 открывается, и сигнал с четвертого выхода р егистр а 22 сдвига, пройдя ч ер ез элемент И 23, поступает на четвертый выход Ь блока 12 управления.

При получении импульса на пятом выходе регистра 22 сдвига, этот импульс поступает на вход элемента

ИЛИ 18, При этом на выходе элемента

ИЛИ 18 получается сигнал, который одновременно поступает на входы

"Сброс" триггера 19 и регистра 22 сдвига. Поэтому триггер 19 переходит в нулевое состояние, элемент И 21 закрывается, и поступление импульсов на вход "Сдвиг" регистра 22 сдвига прекращается до поступления сигнала на второй вход а блока 12 управления. При поступлении сигнала на " второй вход а блока 12 управления все указанные операции повторяются.

При поступлении единичного сигнала на четвертый а или на пятый а входы блока 12 управления, этот сигнал проходит через элемент ИЛИ 15 и поступает на вход сброс триггера

14. При этом триггер 14 переходит в нулевое состояние и работа блока

12 управления заканчивается.

Формула из обр ет ения

Устройство для определения фазового перехода теплоносителя в нагнетательньп» скважинах, содержащее датчик температуры и датчик глубины, соединенный со счетчиком глубины, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что

5 с целью повышения быстродействия за счет автоматической обработки термограмм непосредственно в процессе измерения температуры теплоносителя, оно снабжено блоком аналого-цифрового преобразователя, первым и вторым регистрами памяти, первым и вторым блоками сравнения, блоком уставки, счетчиком импульсов, блоком сигнализации и блоком управления, причем датчик температуры подключен к входу блока аналого-цифрового преобразователя, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока управления, выход подключен к входу пер2п вого регистра памяти, управляющий вход которого соединен с третьим выходом блока управления, выход подключен к первому входу блока сравнения и входу второго регистра памяти, 25 управляющий вход которого соединен с вторым выходом блока управления, выход подключен к второму входу первого блока сравнения, выход которого соединен с третьим входом блока

30 управления, второй вход которого подключен к входу счетчика глубины, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения, второй вход которого подключен к блоку уставки, выход соединен с пятым входом блока управления, четвертый и пятый выходы которого подключены соответственно к счетному и управляющему входам счетчика импульсов, выход которого соединен с блоком сигнализации и четвертым входом блока управления.

1469113

Составитель А.Рыбаков

Техред M. Ходанич Корректор M. Шароши

Редактор И.Касарда

Заказ 1332/35 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101