Устройство контроля подачи жидкости глубинно-насосных установок нефтяных скважин

 

204I88

ОПИСДНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВ 1ОР Л ОМУ СЬИ,ЦНЕЙЬ ЛШ

Сока Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 03. I l I.1966 (ЭЙ 1060926/26-10) Кл. 74b, 1 с присоединением заявки №

11риоритет ::тй.ЙЬ

МПК G 08с

УДК 654.942: 621.318.57 (088.8) Комитет по делам иаооретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 09.Х.1967. Бюллетень № 21

Дата опубликования описания 27.XII.1967

A. A. Абдуллаев, И. A. Набиев, Н. С. Рустамов и Ю. А. Савин

Научно-исследовательский и проектный институт по комплексной автоматизации и нефтяной и химической промышленности

Авторы изобретения

Заявитель

УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ПОДАЧИ ЖИДКОСТИ

ГЛУБИННО-НАСОСНЫХ УСТАНОВОК НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН

Известные устройства для контроля и автоматического управления подачей жидкости глубинно-насосных установок нефтяных скважин, содержащие сигнализатор подачи, выполненный в виде обратного клапана с шариком и рычажной системой, замыкающей выходные контакты электрической измерительной схемы,,подключенной к счетно-решающему устройству, не обладают достаточной надежностью индикации ввиду инерционности электрического счетно-решающего устройства.

В предлагаемом устройстве этот недостаток устранен благодаря тому, что счетно-решающее устройство выполнено в виде трех электронных реле времени с общим источником питания. Ко входу первого реле с несколькими временными выдержками, устанавливаемыми в зависимости от величины подачи, подключен выход сигнализатора подачи, причем выход первого электронного реле времени через усгройство перезаряда соединен с одноименными сбросовыми входами своего и второго электронного реле времени с постоянной выдержкой и с выходом, включенным в цепь аварийной сигнализации. Вторые одноименные сбросовые входы реле соединены с выходом третьего электронного реле времени, а одноименные импульсные входы первых двух реле — с выходом формирователя импульсов большой скважности.

?1ринцип работы описываемого устройства заключается в интегрировании времени наличия подачи жидкости на у,стье .нефтяной скважины за определенный промежуток времени с целью усреднения коэффициента подачи (отношение времени наличия жидкости на устье нефтяной скважины к времени одного цикла раооты глубинного насоса) за это время и его сравнения с заданным коэффициентом (заданной постоянной времени).

11ромежуток времени .и заданный коэффициент,подачи определяются в зависимости от геологических данных скважин, а также параметрами глубинно-насосной установки (производительность и т. п,).

На чертеже представлена структурная схема устройства контроля подачи жидкости.

Оно состоит из бесконтактного датчика подачи 1, устанавливаемого на устье нефтяной скважины, и электрического счетно-решающего сравнивающего блока 2, состоящего из блока питания т, трех электронных реле времени 4— б, из которых 5 и б являются сравнивающими, формирователя импульсов 7 и схемы пере25 заряда В. Датчик подачи 1 сигнализирует о наличии или . отсутствии потока жидкости и состоит из корпуса 9, самоуплотняющегося шарикового клапана, седло 10 которого запрессовано в,корпусе 9, а шарик ll Hàõoäèòñÿ в меЗО ханическом контакте с Г-образной,пластинча2041

3 той пружиной 12 из бериллиевой бронзы, колпака М и прозрачного диэлектрического материала, индуктивнои катушки )4 и электроннои схемы то датчика.

Воспринимающим элементом датчика является индуктивная катушка 14 на ферритовом стержне, включенная в колебательный контур полупроводникового LÑ-генератора.

Реле времени 4 — б электрического блока представляют собой устройства, выполненные

«а полупроводниковых элементах, измерительным органом которых является обычный интегрирующий КС-контур, который включен во втором реле в пороговое устройство, выполненное на кремниевом стабилитроне, а в реле 5 и Ь включен вместе с кремниевым диодом в выходную диагональ моста. В реле 4 с открытием стабилитрона срабатывает чувствительный усилитель на одном транзисторе, а в реле 5 и b с открытием запретных диодов срабатывают BbICOKo÷óâñòâèòåëüíüþ спусковые устройства (усилители с сильными положительными обратными связями). Для повышения чувствительности срабатывания реле 5 и b использован принцип накладывания на зарядный ток конденсатора узких импульсов постоянной скважности, поступающих с формирователя 7, что обеспечивает надежное переключение спускового устройства на грани срабатывания. Для резкого уменьшения влияния температурно нестабильного сопротивления утечки суммирующих конденсаторов в реле 4 и 5 при изменении температуры окружающей среды использована схема 8, обеспечивающая перезаряд суммирующих конденсаторов.

Реле времени 4 предназначено для установки в исходное состояние реле 5 и б, а затем производит их одновременный запуск после включения напряжения питания.

Реле времени 5, зарядная цепь которого подключена к выходу датчика подачи 1, установленного на устье нефтяной скважины (за.ряд происходит только при наличии на устье скважины подачи жидкости), имеет несколько выдержек времени, соответствующих .различным коэффициентам подачи, устанавливаемых с .помощью изменения сопротивления зарядной цепи интегрирующего КС-контура.

Реле времени б имеет определенную постоянную временную выдержку,,в течение которой.,происходит интегрирование времени наличия,подачи жидкости на устье скважины с помощью реле 5.

Устройство работает следующим образом.

С пуском электродвигателя глубинно-насосной

-установки включается и устройство. С подачей питания реле времени 4 устанавливает в исходное положение реле 5 и б, а затем через определенное время (приблизительно о сек, необходимых для полного перезаряда емкостей интегрирующих RC-контуров) осуществляет их одновременный запуск. С подачей,нап10

88

4 ряжения питания на счетно-решающий сравнивающий блок 2 подается и питание к электрической схеме 15 датчика подачи. Б случае наличия динамического напора струи жидкости через клапан шарик 11 приподнимается.

Свободный конец Г-ооразпой консольной пружины 12 отходит от торца индуктивной катушки 14, в результате чего с выхода электрической схемы 15 снимается электрический сигнал в виде тока (величина его устанавливается в зависимости от величины контролируемого коэффициента подачи) и поступает на суммирующии копд«нсатор реле 5. J5 случае отсутствия динамического напора через клапан шарик 11 остасгся в седле 1U. Свободный конец I -образной пластинчатой пружины 12 остается напротив îðöà индуктивной катушки 14, являющейся воспринимающим элементом, в результате чего сигнал тока с выхода электрической схемы 15 датчика отсутствует.

Таким образом, нри нормальной работе глу.бинно-насосной установки, во время которой фактический коэффициент подачи жидкости оольше или равен заданному, реле времени

5 срабатывает раньше, чем реле б, производя перезаряд емкостей интегрирующих КС-контуров 5 и 5 реле в течение б сек, с помощью схемы перезаряда d . Следующие циклы работы устройства при нормальной работе установки будут аналогичны вышеописанному.

При уменьшении фактического коэффициента подачи жидкости относительно заданного реле времени б сработает раньше реле 5, самоблокируется и выдаст на телеячейку, а с нее по каналу связи в диспетчерскую промысла сигнал, характеризующий уменьшение дебита данной скважины.

Таким образом, бесконтактное устройство подачи жидкости обеспечивает непрерывный автоматический контроль за дебитом жидкости нефтяных скважин с различными коэффициентами подачи их глубинно-насосных установок, а также обеспечивает посылку аварийного сигнала в диспетчерский пункт промысла при уменьшении дебита жидкости скважины ниже установленной нормы.

Предмет изобретения

Устройство контроля подачи жидкости глубинно-насосных установок нефтяных скважин, содержащее устанавливаемый на выходной линии скважины ситнализатор подачи, выполненный, например, в виде обратного шарикового клапана с катушкой, включенной в ЕС-контур, выход которого подключен к электрическому счетно-решающему устройству, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, счетно-решающее устройство выполнено в виде трех электронных реле времени с общим источником питания, ко входу первого реле с несколькими временными выдержками, устанавливаемыми в зависимости от величины .подачи,,подключен выход сиг204188

ly

Составитель В. Тимофеев

Редактор H. Джарагетти Текред P. М. Новикова Корректоры: Т. Д. Чуиаева и С. Ф. Гоптаренко

Заказ 3882/5 Тираж 535 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2 нализатора подачи, причем выход первого электронного реле времени через устройство перезаряда соединен с одноименными сбросовыми входами своего и второго электронного реле времени с постоянной выдержкой и с выходом, вклгоченным в цепь аварийной сигнализации, вторые одноименные сбросовые входы указанных реле соединены с выходом третьего электронного реле времени, а одноименные импульсные входы первых двух реле с выходом формирователя импульсов большой скважности.