Способ передачи информации с глубинного прибора

 

Назначение; изобретение относится к управлению разработкой нефтяных месторождений на основе автоматизированного контропя геофизических параметров механизированных нефтяных скважин. Сущность изобретения: способ включает измерение величин глубинных параметров, преобразование их в сигналы давления и формирование информационных сигналов для передачи от прибора на поверхность. Дополнительно перемещают совместно с колонной насосных штанг постоянный магнит и создают противодействующее этому перемещение электромагнитное поле противоположной полюсам постоянного магнита полярности. Затем в зависимости от изменения величин глубинных параметров регулируют величину напряженности и тока противодействующего электромагнитного тока , формируя Информационные сигналы давления на, колонне насосных штанг. При .этом достигается повышение эффективности передачи , информации в скважинах, оборудованных штанговыми насосами за счет того, что для формирования информационного сигнала давления, в отличие от известного способа, используется не энергия автономного источника питания, а энергия перемещения колонны насосных штанг, преобразуемая в противодействующее усилие. 3 ил. №

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (зг)з Е 21 В .47/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К .АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4868019/ОЗ (22) 21.09,90 (46) 28.02,93. Бюл, N 8 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофирики . (72) А,С.Шатунов и А,А.Шатунов (56) Система контроля давления СКД-1, ТУ

25-15. 1026-85.

Авторское свидетельство СССР

М 1486601; кл. Е 21 В 47/12, 1987,, (54) СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ С

ГЛУБИННОГО ПРИБОРА (57) Назначение; изобретение относится к управлению разработкой нефтяных месторождений на основе автоматизированного контроля геофизических параметров механизированных нефтяных скважин, Сущность изобретения: способ включает измерение величин глубинных параметров, преобразование их в сигналы давления и формирование информационных сигналов

Изобретение относится к области управления разработкой нефтяных месторождений на основе автоматизированного контроля за физическими параметрами механизированных нефтяных скважин. оборудованных штанговыми насосами.

Целью изобретения является повышение эффективностй передачи информации за счет снижения энергетических затрат непосредственно в скважинах, оборудованных штанговыми насосами.

Способ реализуется следующей последовательностью операций.

Измеряют величины глубинных параметров, „„. ЖÄÄ 1798491 А1 для передачи от прибора на поверхность.

Дополнительно перемещают совместно с колонной насосных штанг постоянный магнит и создают противодействующее этому перемещение электромагнитное поле противоположной полюсам постоянного магнита полярности. Затем в зависимости от изменения величин глубинных параметров регулируют величину напряженности и тока и ротиводействующего электромагнитного тока, формируя информационные сигналы давления на колонне насосных штанг. При этом достигается повышение эффективности передачи информации в скважинах, оборудованных штанговыми насосами за счет того, что для формирования информационного сигнала давления, в отличие от известного способа, . используется не энергия автономного источника питания, а энергия перемещения колонны насосных. штанг, преобразуемая в противодействующее усилие, 3 ил, О

При .перемещении колонны насосных QO штанг вверх преобразуют часть ее энергии,ф перемещения в противодействующее уси- со лие за счет установленных на насосно-компрессорной трубе из диэлектрического материала электромагнитной обмотки, а против ее Н8 штанге из немагнитного материала постоянногО магнита, и создания при перемещении их друг относительно друга противодействующего электромагнитного поля, противоположного полюсам постоянного магнйта., Формируют информационные сигналы давления на колонне насосных штанг за счет пондермоторнои электромагнитной си1798491 лы путем регули регулирования величины напря- выход которого подключен к объединенным

ПФ1 женности магнитного поля Н тока! противо- входам ИР 14 и СМВ 6, действующего электрическому полю Е. При Выход СМВПФ 16 подключен одновременно ко входу СМЗИ 18 и ко входу синхрогде  — магнитная индукция постоянного 5 низации считывания БККП 25. Выход СМЗИ магнита; V — скорость движения постоянно- 18 подключен к счетному входу СЧИ 21, выго магнита. ходы которого подсоединены к входам ЦРК

На поверхности выделяют сигналы дав- 22, выход последнего подключен к обьедиления на колонне насосных штанг с после- ненным входам схемы "И" СМС 23 и ИР 15. реобразованием в значение "0 Выход инвертора ИР 15 подключен к измеряемых величин параметров и регист- управляющему входу разрешения считыварацией. Вследствие использования при ния БККП 25. формировании информационных сигналов Выход ИР 14 подсоединен ко второму давления преобразованной в противодей- входу схемы "И" CMC 23, выход которой ствующее усилие части энергии перемеще- "5 подключен к схеме СМВПФ 17, Выход ния вверх колонны насосных штанг, СМВПФ 17 одновременно подключен купснижаются энергетические затраты от авто- равляющему входу запуска АЦП 24 и ко вхоого источника питания вследствие че- ду СМЗИ 19, выход которой подсоединен к

П2 и. го повышается эффективность передачи управляющему входу записи БКК 5 и . информация с глубинного прибора, . 20 СМЗИ 20. Выход СМЗИ 20 соединен со вхоНа фиг, 1 приведен общий вид устрой- дом сброс "0" С IN 21. Информационные ства для осуществления способа передачи выходы АЦП 24 подсоединены к информаин формации с глубинного прибора; на фиг, ционным входам БККП 25, информацион2 — структурная электрическая схема уст- ный выход которого через СПУ ройства; на фиг. 3 — временная диаграмма 25 подключен к управляющему входу реле 11. сигналовуправленияустройствадля осуще- При этом функциональные узлы 14-23 выcTBIIeHèÿ спосо а, ия способа, полняют роль схемы синхронизации работы

Устройство (фиг, 1) содержит колонну узлов измерения АЦП 24физическогопаранасосно-к мп сно-компрессорных труб (НКТ) 1 со метра, БККР 25 соответственно, узла пере11, Bûõî штанговым насосом 2, размещенным в пре- 30 дачи информации (реле ), ыход делах обсадной колонны 3. Внутри колонны формирователя ФМСХ 13 является тактоНКТ 1 размещена колонна насосных штанг вым входом синхронизации электрической

4, на одной из которых, выполненной из схемы прибора10.АвыходСПУ26является немагнитного материала, установлен посто- информационным выходом электрической янный магнит 6. Напротив магнита 6 на НКТ 35 схемы прибора, 7, выполненной из диэлектрического мате- Устройство работает следующим обрариала, установлена электромагнитная об- зом, . мотка 8, соединенная отрезком кабеля 9 с . При перемещении колонны насосных глубинным прибором 10. Структурная элек- штанг 4 вверх совместно с постоянным магтрическая схема устройства содержит со- 40 нитом 6, согласно закону электромагнит.вместносэлектрическойсхемой прибора10 ной индукции, в обмотке 8 возбуждается (фиг. 2) реле 11 с управляемыми электрода- противодействующее электрическое поле ми(контактами) 12 и формирователь сигна- Е = - В V, пропорциональное магнитной ла хода насосных штанг (ФМСХ) 13, индукции В и скорости перемещения V поСтруктурная электрическая схема прибора 45 стоянного магнита 6 относительно обмотки

10 включает инверторы (ИР) 14, 15, схемы 8, Формирователь сигнала хода насосных выделения переднего фронта импульсов . штангвверх13, выполненный, например, на (CMB ПФ) 16, 17 схемы задержки импульсов основе ждущего одновибратора, запускает(СМЗИ)18,19,20,счетчикимпульсов(СЧИ)21, ся по переднему фронту импульса полярноцифровой компаратор(ЦРК) 22, схемы совпа- 50 сти, соответствующей Е от перемещения дений "И" (СМС)23,аналого-цифровойпреоб- магнита 6 вверх и формирует импульс С1 раэователь (АЦП) 24 с датчиком физической (фиг. 3) длительности, не превышающей вревеличины, например, давления (на схеме не мени хода насосных штанг вверх, изображен), блок канальной памяти (БККП) СМВПФ 16 формирует синхроимпульс

25, согласующий усилитель 26, С3 (см, фиг, 3), который подается одновреПри этом управляемые электроды 12 ре-.. менно через СМЗИ 18 на счетный вход СЧИ ле 11 соединены параллельно электромаг- 21 (С4) и на вход управления БККП 25 (СЗ), нитной обмотке 8, незаземленный вывод Сравниваемое опорное число ЦФК 22 которой подсоединен ко входу ФМСХ 13, равночислузадействованныхдвоичныхяче1798491 ек БККП 25 с учетом числа информационных разрядов, а также разрядов адреса и команд(по необходимости). На выходе ЦРК22 в процессе счета имеется сигнал, соответствующий "0" (С5), который через ИР 15 (Сб) обеспечивает режим считывания в последовательном коде с БККП 25 по сигналу синхроимпульса СЗ. При этом информативные импульсы, соответствующие логической "1", с БККП 25 через СПУ 26 подаются на управляющий вход реле 11 и обеспечивают с посредством электродов 12 короткое замыкание электромагнитной обмотки 8.

Ток короткого замыкания управляет величи. ной напряженности магнитного поля Н, Как

N известно Н = где N — число витков обмотки 8, I — длина обмотки 8 в метрах, При этом за счет образующейся пондермоторной силы F = 8IN. противодействующей перемещению постоянного магнита 6 с колонной штанг 4, формируются на ней сигналы давления. Т, е. создается электромагнитное поле полярности противоположной полюсам магнита 6, что и.создает противодействующее усилие перемещению колонны насосно-компрессорных штанг, причем за счет преобразования энергии их перемещения.

Возможны варианты схемы глубинного прибора, когда за один ход насосных штанг может быть передана серия информационных сигналов, Селекция, обработка (сжатие информации) и передача информации на поверхности производится известными приемами и устрОйствами, широко описанными в технической литературе, например, за счет измерения потребляемой мощности э/двигателем ШГН при ходе насосных штанг вверх и выделения информационных сигналов также известными методами, используемыми в импульсной технике.

Окончание передачи информации (изъятие всей информации из блока канальной памяти) соответствует срабатывают ЦРК22, на выходе которого появляется положительный импульс (С5). При этом с инвертора ИР

15 поступает на блок канальной памяти сигнал С6, запрещающий считывание. Одновременно. во время обратного хода насосных штанг вниз с инвертора ИР 14 на .СМС 23 поступает сигнал положительной полярности С2. При этом на выходе СМС 23 образуется сигнал С7. который на схеме

15

35

45

55 электромагнитного поля зависимости от изменения велйчин глубинных параметров.

СМВПФ 17 формирует сигнал С8. запуска-. ющий АЦП 24 на время сигнала С9 и после

СМЗИ 19 (С10), обеспечивающий запись информации АЦП 24 на БККП 25. Одновременно после СМЗИ 20 образуется сигнал С11, который производит сброс СЧИ 21 в состояние "0" и, соответственно, смену выходного потенциала ЦРК 22 на первоначальный.

При очередном перемещении часосных штанг вверх схема глубинного прибора подготовлена к повторной передаче информации.

Питание глубинного прибора осуществляется автономным источником питания, который на фиг. не изображен.

Технико-экономическое преимущество предлагаемого изобретения заключается в минимизации количества энергии в. скважинных условиях, потребляемой от автономных источников питания для передачи информации с глубинного прибора на поверхность в скважинах, оборудованных

ШГН, Этим обеспечивается снижение энергетических затрат непосредственно в скважинах, и соответственно высокая эффективность передачи информации.

Формула изобретения

СпоСоб передачи информации с глубинного прибора, включающий измерение величины глубинных параметров, преобразование их в сигналы давления и формирование информационных сигналов для передачи от прибора на поверхность, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности передачи информации за счет снижения энергетических затрат непосредственно в скважинах, аборудованных штанговыми насосами, преабразуют часть энергии перемещения колонны насосных штанг вверх в противодействующее усилие путем установки на насосно-компрессорной трубе из диэлектрического материала электромагнитной обмотки, а против нее на штанге из немагнитного материала — постоянного магнита и перемещения его совместно с колонной насосных штанг, создают противадействующее этому перемещению электромагнитное поле, противоположной полюсам постоянного магнита полярности, и информационные сигналы формируют путем регулирования Величин напряженности и така

179849 1

1798491

Ф, . 3

Составитель А.Шатунов

Техред М.Моргентал

Корректор Н.Ревская

Редактор Т.Горячева

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

Заказ 758 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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