Устройство телеизмерения для рассредоточенны

 

О Il И С А Н И Е 386423

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Ссаетских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 25.II.1971 (№ 1631327/18-24) с присоединением заявки № Приоритет

Опубликовано 14.VI.1973. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 27.IX.1973

M. Кл. G 08c 19/12

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министрое

СССР

УДК 621.398(088.8) Авторы изобретения

Заявитель

В. А. Кучернюк, В. Е. Щербина и P. 3. Дулкарнаев

Октябрьский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектно-конструкторского института комплексной автоматизац нефтяной и газовой промышленности

ВГ1 7Г

Д11 11

УСТРОЙСТВО ТЕЛЕИЗМЕРЕНИЯ ДЛЯ РАССРЕДОТОЧЕННЫ

ОБЪЕКТОВ

Предлагаемое устройство предназначено для управления измерением, сбора и передачи измерительной информации с рассредоточенных объектов, например с групповых установок замера продукции нефтяных скважин, на диспетчерский пункт, и может быть использовано в качестве технических средств информационного обеспечения при построении автоматизированных систем управления.

Известны устройства, у которых контролируемый пункт (КП) содержит формирователь временных импульсов, формирователь сигнала аварии, формирователь адреса единичного объекта и формирователь заявки, первые входы которых соединены с исполнительным блоком, первые выходы формирователя сигнала аварии, формирователя адреса единичного объекта, счетчика времени и регистраторов соединены с блоком согласования, подключенным к первому входу модулятора, второй вход коroporo соединен с первым выходом блока опроса и третий вход — с первым выходом блока памяти вызова; выход модулятора соединен с первым входом блока запрета передачи информации, второй вход которого соединен с .выходом приемника сигнала опроса, с первым входом блока переключения и входом блока памяти вызова; вход усилителя соединен с выходом блока переключения, второй вход которого соединен с выходом блока запрета передачи информации, первый выход формирователя заявки соединен со вторым входом формирователя адреса единичного объекта, второй выход блока памяти вызова и выход формирователя синхроимпульсов через схему «И» соединен с первым входом блока опроса, первый выход которого соединен с блоком согласования; блок подключения частотных генераторов, соединенный с генераторами приоритетной и заявочной частот и приемником .приоритетной частоты

Диспетчерский пункт (ДП) содержит приемник заявок, первый выход которого соединен с первыми .входами распределителя направлений и блока коммутации направлений, ко второму подключены первый выход распределителя направлений, выход и вход формирователя сигнала опроса, вход демодулятора и вход блока памяти адреса контролируемого пункта, выход которого соединен с первым входом дешифратора, подключенного к блоку воспроизведения, выход которого соединен с передатчиком (например, с телетайпом); выходы задатчика опроса и блока запуска опро2 са через первую схему «И» соединены со вторым входом распределителя направлений, .второй выход которого подключен к блоку запуска опроса; выходы триггера и генератора тактовых импульсов через вторую схему «И» со30 единены с распределителем опроса, первый

386423

60

65 выход .которого соединен со вторым входом дешифратора, а,второй выход — с блоком воспроизведения, который соединен с выходом триггера, вход которого соединен с выходом формирователя тактовых импульсов, соединенного входом с демодулятором, а выходом — с регистром, выход которого соединен с первым входом блока оперативной памяти, второй вход которого соединен с выходом демодулятора, а выход — с гретьим входом дешифратора; один из входов блока .подготовки записи информации соединен с третьим выходом распределителя опроса.

Однако известные устройства для обеспечения индивидуального времени измерения по каждому единичному объекту (скважине) требуют дополнительных аппаратур ных затрат при центральной программе измерения, что снижает надежность самого устройства. Кроме этого, они не устраняют погрешности измерения за счет дискретности и не позволяют производить промежуточный спорадический опрос объектов без переключения измерителя.

Предлагаемое устройство устраняет указанные недостатки.

Для этого на контролируемом пункте установлен блок разрешения, который соединен с исполнительным блоком, с одним из регистраторов, со вторым выходом и вторым .входом блока опроса, со вторыми входами формирователя временных импульсов и формирователя заявки и со вторым выходом счетчика времени; второй выход формирователя заявки соединен с одним из входов блока подключения частотных генераторов, выход которого соединен с третьим входом блока переключения, выход приемника сигнала опроса соединен с блоком подключения частотных генераторов и третий выход счетчика времени соединен с исполнительным блоком; на диспетчерском пункте блок подготовки записи информации соединен выходом с блоком оперативной памяти, вторым входом — с выходом регистра, а второй выход приемника заявок соединен с блоком запуска опроса и задатчиком опроса.

На фиг. 1 приведена блок-схема КП, а на фиг. 2 — блок-схема ДП предлагаемого устройства.

На КП к исполнительному блоку 1, соединенному с групповой замерной установкой 2, подключены блок разрешения 8 и формирователь 4 временных импульсов. Имеются регистратор 5 дебита жидкости Я><, счетчик времени 6, формирователь 7 сигнала аварии, регистратор 8 дебита газа QÄ п регистратор 9 /

Н О, которые соединены со вторичными блоками измерителя Q, 10 и измерителя /О Н?О

11 соответственно, и формирователь 12 адреса единичного объекта. Формирователь 18 заявки соединен с блоком 14 подключения частотных генераторов, соединенным с приемником 15 приоритетной частоты и генератором

16 приоритетной частоты. Блок переключения 17 соединен с усилителем 18, подключенным к каналу связи 19. Кроме того, КП со20

55 держит генератор 20 заявочной частоты, приемник 21 сигнала опроса, блок 22 запрета передачи информации, блок 23 памяти вызова, формирователь синхроимпульсов 24, схему

«И» 25, блок опроса 26, модулятор 27 и блок согласования 28.

ДП (фиг. 2) содержит приемник заявок 29, блок 80 запуска опроса, задатчик опроса 81, первую схему «И» 82, соединенную с распределителем направлений 88, блок 84 коммутации направлений, формирователь 35 сигнала опроса, демодулятор 86, формирователь 87 тактовых импульсов, регистр 88 и блок 89 подготовки записи информации. Блок 40 оперативной памяти подключен совместно с блоком

41 памяти адреса КП и триггером 42 с генератором тактовых импульсов 48, подключенными ко второй схеме «И» 44, через распределитель опроса 45 к дешифратору 46 двоично-десятичного кода. Кроме того, имеется блок воспроизведения 47 и телетайп 48, подключенный каналом связи к центральной инженерно-технологической службе 49.

Устройство работает следующим образом.

После включения B работу или окончания передачи информации но одной из скважин устройство телеизмерения подает сигнал ца исполнительный блок 1, (фиг. 1), который управляющим сигналом воздействует на групповую замерную уcTBnoBK) 2, и на замер устанавливается очередная скважина. При этом на блок разрешения 8 поступает сигнал с блока 1, подготавливая канал записи результатов измерения дебита жидкости Q по очередной скважине к работе. Сигнал подготовки также поступает и на формирозатель 4 временных импульсов. После окончания передачи измерительных параметров предыдущей скважины на ДП, на блок разрешения 8 поступает сигнал отработки измерителя (счетчика) — сигнал паузы (цикл налива) с групповой установки, что окончательно подготавливает канал записи Q.„< к работе. Использование сигнала отработки измерителя позволяет устранить из цикла измерения погрешность дискретности за счет частичного заполнения измеряемого объема к моменту завершения измерений и погрешность динамического уровня измеряемого объема, с которого начинается измерение следующей ci(BB?KnnbI. Блок разрешения 8 теперь обеспечивает возможность прохождения измерительных импульсов Q с групповой замерной установки 2 через исполнительный блок 1 на регистратор 5 дебита

?кидкости Я„„который настраивается на определенную программу регистрации числа импульсов N Q в зависимости от величины средних дебитов Q подключенных скважин.

С блока 8 с приходом второго сигнала подается сигнал на формирователь 4 временных импульсов, который запускает в работу счетчик времени 6, и начинается отсчет времени измерения Q. Регистратор Q.„< 5 фиксирует определенное число импульсов У и подает сигнал»а блок разрешения 3, который с по386423 лучепием сигнала отработки измерителя прекращает подачу измерительных импульсов

Q . Количество импульсов N Q выбирается, исходя из определенного целого числа циклов «налив — слчв», Некоторое колебание величины (У Q — Л Л Я,„) будет наблюдаться за счет переходных процессов в сепараторе групповой установки. Блок 8 также подает сигнал запрета на формирователь импульсов

4, и счетчик времени прекращает отсчет времени, зафиксировав время измерения (количество импульсов У!).

3а время измерения с исполнительного блока 1 на формирователь 7 сигнала аварии поступают сигналы, характеризующие нормальную и аварийную работы групповой установки 2. Также регистрируются данные об измерениях дебита газа Q„ и .процента обводненности (% Н 0) регистраторами 8 дебита газа QÄ H 9% Н О, на которые поступают импульсы со вторичных блоков измерителя Q„ „10 и измерителя % Н.О 11

Сигнал с блока 1 поступает на формирователь 12 адреса сква?кин, где формируется и запоминается адрес подключенной на замер

cKBB?KHHbI до окончания передачи информации на ДП. Вся информация .в регистраторах и счетчиках записывается в двоично-десятичйом коде.

По окончании цикла измерения блок разрешения 8 подает сигнал на формирователь 18 заявки, на который подается сигнал и с исполнительного блока l. Формирователь заявки подает сигнал на блок 14 подключения частотных генераторов, который при отсутствии сигнала с приемника 15 приоритетной частоты в случае незавершенности циклов измерений на групповых установках одного направления с рассматриваемым КП, подключает свой генератор 1б приоритетной частоты через блок переключения 17 к выходному усилителю 18.

Осуществляется кратковременная посылка в канал связи 19 приоритетного сигнала, который принимается ня всех КП одного направления, где теперь на определенное время, в зависимости от количества КП, исключается возможность посылки в капал связи приопитетного сигнала, а потом и заявочного. При посылке приоритетного сигнала свой приемник 15 отключается. Затем подключается блоком 14 генератор 20 заявочной частоты к усилителю 18, и в канал связи 19 подается кодовый сигнал заявки. При формировании приооитетного и заявочного сигналов с формирователя 18 подается сигнал на формирователь

12 адреса скважин, что обеспечивает запоминание номера сква?кипы до окончания передачи информации.

На ДП сигнал заявки принимается и посылается кодированный сигнал опроса. Каждому КП одного направления присваиваются определенные частоты для сигнала заявки и сигнала опроса, а по различным направлениям частоты берутся одинаковыми. Приоритетная частота одна для всех КП и направлений.

25 зо

Сигнал опроса на КП, подавшем заявку, принимается приемником 21 сигнала опроса, которых подает сигнал на блок подключения

14, и подача сигнала заявки прекращается.

Одновременно подается сигнал с приемника

21 на блок переключения 17, блок 22 запрета передачи информации и на блок 28 памяти вызова, что обеспечивает подготовку к передаче измерительной информации в канал связи.

Срабатывает блок памяти вызова и осуществляется подача синхронизирующих импульсов, сформированных формирователем синхроимпульсов 24 из частоты напряжения сети. через схему «О» 25 на блок опроса 2б. С блока 28 памяти вызова сигнал поступает на модулятор 27, подготавливая его к работе. Блок onроса 2б на каждом синхронизирующем импульсе подает сигналы разрешения на модуляторы 27,. обеспечивая тем самым надежность синхронизации при передаче информации и паузу между «1» и «0». Сигналы оппоса синхронно поступают с блока опроса 2б ня блок согласования 28, опрашивая последовательно формирователь 12 адреса скважин. счетчик времени б. регистратор Q,„5. формирователь

7 сигналя авашли, регистратор QÄ 8 и регистратор % Н О 9. Последовательный код адресной и измерительной информации с пас яами между пачками посылок пост пает с блока согласования 28 на модулятор 27.

При наличии информации «1» модулятор

27 фопмирует частотный сигнал (например, f, =3,5 кгпв), который подается на блок 22 и далее в канал связи 19 чепез блок переключения 17 и силитель 18. Информация «О» вызывает срабатывание модулятора и посылк в канал связи 19 сигнала другой частоты (например. f,, = — 2,85 кгпв). При завершении цикла измепения с блока рязпешения 8 на блок очпоса 2б подается сигнал, что обеспечивает

Формирование сигнала «сбоос» на последнем такте распределителя, который подастся ня блок пязоешения 8, регистпятоп Q, 5, счетчик впемени б, формирователь 7 сигнала аварии, пегистраторы Q, 8 и % Н..О 9, формирователь !

2 адреса скважины. формипователь заявки

18, блок 28 памяти вызова и ня свой вход сбпося. При этом в блоке разрешения 8 формип ется сигнал управления, которым измепитель устанавливается на очередную скважину, в счетчике б и регистраторах 5, 8 и 9 стиоается записанная информация об измерениях, а в Формирователе 7 в инфопмяция о состоянии объекта. В формирователе !2 стипяется записанный адрес и формипнется ядпес подключенной сквяжллны, отключается фоомировятель заявки 18. Блок 28 памяти вызова возвращается в исходное состояние, чем исключается прохождение синхоонизирчюч1их импульсов ня блок опроса 26. который сбпясывяется и исходное состояние. После пепсдя пл ч стирания инФопмяции с регистратопа 5 на блок разрешения 8 подается сигнал, а с регистраторов 8 и 9 поступают сигналы на свои вторичные блоки 10 и 11, что абеспе386423 чивгет прохождение измерительной и контрольной информации о новой подключенной скважине в каналы записи, как было описано выше.

В случае отсутствия подачи жидкости с подключенной на замер скважины, о чем будет свидетельствовать непоступление измерительных импульсов N QH, на регистратор 5, через определенное время с счетчика 6 поступает сигнал на блок разрешения 8, который формирует команду на передачу информации, а после передачи — на переключение измерителя. Так осуществляются запись и передача информации и управление íà КП.

На ДП при наличии заявки от какого-либо

КП срабатывает приемник заявок 29 (фиг. 2), обеспечивающий расшифровку сигнала от любого КП, и подается сигнал на блок 80 запуска опроса и задатчик опроса 81, которые запускаются в работу и подают сигналы на схему «И» 82. Сигналы определенной длительности в зависимости от программы обслуживания заявок и количества подключенных КП от задатчика опроса 81 через схему «И» 82 подаются на распределитель направлений 83, запуская его в работу; на распределитель направлений поступают также сигналы от приемника заявок 29. При наличии сигнала заявки с КП, выбранного распределителем направлений 83, последний останавливается и осуществляется процесс приема информации.

Распределитель направлений 88 формирует сигнал запрета и подает его на блок 80 запуска опроса, который прекращает подачу разрешающего сигнала на один из входов схемы «И», чем исключается дальнейший выбор КП. В этот же момент распределитель направлений подает сигнал на блок 84 коммутации направлений, куда поступают и сигналы заявок от приемника заявок 29. Коммутируется направление КП, подавшего заявку.

С блока 84 подается сигнал на формирователь

85 сигнала опроса, который формирует и передает кодированный (частотный) опросный сигнал, соответствующий номеру выбранного

КП, по соответствующему направлению (каналу связи 19). К выбранному направлению подключается демодулятор 86.

После приема опросного сигнала выбранный КП начинает передачу информации. Информативные сигналы «1» и «О» поступают на демодулятор 86, где формируются сигналы, которые подаются на формирователь 87 тактовых импульсов, запускающий регистр 88.

Сдвигаемые сигналы, поступающие с демодулятора 86, регистром 88 подаются на блок

89 подготовки записи информации и на блок

40 оперативной памяти. Осуществляется запись информации о номере скважины, времени измерения 4„дебитах Q и Q, и Н О, причем последовательность записи по ячейкам и исключение сбоев обеспечивается сигналами с блока подготовки 89, подаваемыми на ячейки блока 40 оперативной памяти. Импульсы с регистра 88 записываются б.""ком 40 только

8 во время приема информации «1», что обеспечивается подачей сигнала «1» с демодулятора

86. Таким образом, передаваемый последовательный двоично-десятичный код преобразуется в ячейках оперативной памяти в параллельный двоично-десяти-шый код. Синхронизация записи обеспечивается самими же информационными сигналами «1» и «0», поступающими с КП. Условный адрес выбранного

КП регистрируется блоком 41 памяти адреса

КП. Регистрация:принимаемой информации производится в следующем порядке. С формирователя 37 та ктовых импульсов подается сигнал на триггер 42, который срабатывает и разрешает прохождение тактовых импульсов с генератора 43 через схему «И» 44 на распределитель опроса 45.

Частота следования тактовых импульсов ниже, чем частота синхронизирующих импульсов на КП, что обеспечивает воспроизведение информации со сдвигом по времени относительно с процессом записи информации в ячейках оперативной памяти. Р",спределитель опроса 45 подает сигналы на дешифратор 46 двоично-десятичного кода, производится опрос блока 40 оперативной памяти через дешифратор 46. Перед началом опроса при ириходе первого информационного сигнала подастся сигнал с триггера 42 на блок воспроизведения

47, чем обеспечивается включение двигателя механического привода в работу.

Последовательность воспроизведения следующая. Первоначально опрашиваются элементы памяти в блоке 40, зафиксировавшие информацию о состоянии объекта, что вызывает печатание определенного знака. Затем опрашивается блок 41 памяти адреса КП, потом снова опрашиваются в блоке оперативной памяти элементы адреса скважины и последо4О вательно элементы („„Я„„Q„и о/о Н О. Печатание ведется в десятичном исчислении с пробивкой перфоленты последовательно: номер групповой установки (КП), номер скважины, подключенной на замер, время измерения, ве45 личина измеренного дебита Q, величина Q„ процент Н О (№ гp., № cKB., 4з, Яж, Яг, %

Н О). В случае, когда нет подачи жидкости, с подключенной скважины передается и фиксируется только № гр., ¹ скв., t., Q . На по50 следнем такте распределитель опроса 45 подает сигнал на блок 30 запуска опроса, блок подготовки 89, триггер 42, блок воспроизведения 47 и на свой вход сброса, Блок 80 запуска опроса срабатывает и восстанавливается

55 подача сигнала разрешения на схему «И» 82.

В блоке 40 оперативной памяти стирается информация. Триггер 42 возвращается в исходное состояние, отключая блок воспроизведения 47 и прекращая подачу тактовых импуль60 совна распределитель опроса 45, который также устанавливается в исходное состояние. Теперь задатчик опроса 81 вновь запускает распределитель направлений 33, и осуществляется опрос последующего КП, от которого по65 ступила заявка. При отсутствии заявок ат КП

386423

9 блок ЗО запуска опроса и задатчик опроса отключается, и устройство ДП находится в режиме ожидания.

Затем вся информация не менее одного раза в сутки передается телетайпом 48 на центральную инженерно-технологическую службу

49 нефтегазодобывающего управления в службу обработки информации.

В случае, когда для эксплуатации месторождения не требуется оперативной информации об Q, и / Н О, то устройство может функционировать без соответствующих блоков. С ДП можно спорадически опрашивать все контролируемые КП без переключения с опрашиваемой скважины на следующую, если цикл измерения неокончен.

Устройство позволяет осуществлять регистрацию, передачу и прием телеинформации с более чем 30 групповых замерных установок.

Предмет изобретения

Устройство телеизмерения для рассредоточенных объектов, содержащее на контролируемом пункте формирователь временных импульсов, формирователь сигнала аварии, формирователь адреса единичного объекта и формирователь заявки, первые входы которых соединены с исполнительным блоком, первые выходы формирователя сигнала аварии, формирователя адреса единичного объекта, счетчика времени и регистраторов соединены с блоком согласования, подключенным к первому входу модулятора, второй вход которого соединен с первым выходом блока опроса и третий вход — с первым выходом блока памяти вызова; выход модулятора соединен с первым входом блока запрета передачи информации, второй вход которого соединен с выходом приемника сигнала опроса, с первым входом блока переключения и входом блока памяти вызова; вход усилителя соединен с выходом блока переключения, второй вход которого соединен с выходом блока запрета передачи информации, первый выход формирователя заявки соединен со вторым входом формирователя адреса единичного объекта, второй выход памяти вызова и выход формирователя синхроимпульсов через схему «И» соединен с первым входом блока опроса, первый выход которого соединен с блоком согласования; блок подключения частотных генераторов, соединенный с генераторами приоритетной и заявочной частот и приемником приоритетной

50 частоты; на диспетчерском пункте — приемник заявок, первый выход которого соединен с первыми входами распределителя направлений и блока коммутации направлений, к которому подключены: первый выход распределителя направлений, выход и вход формирователя сигнала опроса, вход демодулятора и вход блока памяти адреса контролируемого пункта, выход которого соединен с первым входом дешифратора, подключенного к блоку воспроизведения, выход которого соединен с передатчиком (например, с телетайпом); выходы задатчика опроса и блока запуска опроса через первую схему «И» соединены со вторым входом распределителя направлений, второй выход которого подключен к блоку запуска опроса; выходы триггера и генератора тактовых импульсов через вторую схему «И» соединены с распределителем опроса, первый выход которого соединен со вторым входом дешифратора, а второй выход с блоком воспроизведения, который соединен с выходом триггера, вход которого соединен с выходом формирователя тактовых импульсов, соединенного входом с демодулятором, а выходом — с регистром, выход которого соединен с первым входом блока оперативной памяти, второй вход которого соединен с выходом демодулятора, а выход в с третьим входом дешифратора; один из входов блока подготовки записи информации соединен с третьим выходом распределителя опроса, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, на контролируемом пункте установлен блок разрешения, который соединен с исполнительным блоком, с одним из регистраторов, со вторым выходом и вторым входом блока опроса, со вторыми входами формирователя временных импульсов и формирователя заявки, со вторым выходом счетчика времени; второй выход формирователя заявки соединен с одним из входов блока подключения частотных генераторов, выход которого соединен с третьим входом блока переключения, выход приемника сигнала onроса соединен с блоком подключения частотных генераторов и третий выход счетчика времени соединен с исполнительным блоком; на диспетчерском пункте блок подготовки записи информации соединен выходом с блоком оперативной памяти, вторым входом — с выходом регистра, а второй выход приемника заявок соединен с блоком запуска опроса и задатчиком опроса.

386423

Уиг 1

Фиг 2

Составитель Г. Ставцева

Техред Е, Борисова Корректор В, Жолудева

Редактор Б. Нанкина

Типография, пр, Сапунова, 2

Заказ 2553/13 Изд, Ме 1650 Тираж 502 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5