Устройство для управления

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТВЛЬСТВУ (61) Дополиительиое к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 26,04,79 (21) 2758450/18-24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 230781 Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 230781

Ь ь -" СОФЗКA 8 (72) Авторы изобретения

A.B. Валиев, Ф.К. Ганеев, В.Т. Дробах и И.A. Слепян

Октябрьский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектно-конструкторского института комплексной автоматизации нефтяной и газовой промышленности (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию и может быть использовано при технической реализации систегл управления технологическими процессами в нефтегазовой промышленности и других отраслях народного хозяйства, в частности для регулирования подачи газа в газлифтные скважины, подключенные к автоматизированным групповым установкам типа "Спутник".

Известно устройство для управле-. ния технологическими процессами, которое может быть использовано при технической реализации следящих, программных систем и систем стабилизации различных технологических процессов (1) .

Однако такое устройство не учитывает тех особенностей, которые имеют место при управлении газлифтными скважинами.

Наиболее блиэки л по технической сущности к предлагаемому является устройство автоматического управления газлифтными сква:<инами на ГРБ, содержащее узел времени, генератор, регистр опроса, многоходовой переключатель скважин, узел памяти, цепь коммутирукщих ключей, первую и вторую схемы И, измерители количеств жидкости и газа, измерители давления и температуры и узел сравнения $2) .

Однако известное устройство автоматического управления газлифтными скважинами предназначено только для стабилизации величины перепада давления (расхода эакачиваемого в скважины газа) на измерительной диафрагме рабочей линии (линии закачки газа) каждой скважины беэ учета изменений режима работы скважин во времени, обусловленных суточными колебаниями давления в системе газлифта и

15 газосбора, перепусками и остановками соседних скважин, ростом обводненности продукции и т.д. Кроме этого, требуется наличие измерителей перепада давления (расхода эакачиваемого газа

20 в скважины) на рабочей линии каждой скважины.

Цель изобретения — повышение эффективности эксплуатации газлифтных скважин точности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, таймер, и регистр, первый выход которого подключен к первым входам

30 блока памяти и блока сравнения, пер849147

35 вый выход которого соединен со вторым входом блока памяти, а второй выход - с первым входом блока ключей, второй вход которого подключен к треть-. ему входу блока памяти и первому выходу переключателя, второй вход которого подключен ко входам узла измере ния, первый и второй выходы которого соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов

И, введены задатчик временного интер вала, управляющий триггер, первый и второй счетчики и вычислительный блок, выход которого подключен ко второму входу блока сравнения, первые входы— ко вторым выходам регистра, второй вход — к выходу блока памяти, третий 15 и четвертый входы — к первым выходам соответственно первого и второго счетчиков, первые входы которых соединены с третьими выходами регистра, вторые входы — с четвертым выхо- щ дом регистра, а третьи входы — с выходами соответствующих элементов И, вторые входы которых подключены к выходу управляющего триггера, соединенного первым входом с пятым выходом регистра и первым входом задатчика временного интервала, выход которого подключен ко второму входу управляющего триггера, а второй вход — ко второму выходу таймера и первому входу переключателя, вторые входы которо-ЗО

ro являются входами устройства, выходы блока ключей являются выходами устройства.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит таймер 1, генератор 2 импульсов, регистр 3, переключатель 4, задатчик 5 временного интервала, блок 6 памяти, блок 7 ключей, управляющий триггер 8, первый 9 4() и второй 10 элементы И, узел 11 измерения, первый 12 и второй 13 счетчики, вычислительный блок 14, блок

15 сравнения, блоки измерения температуры 16, давления 17, количества газа 18 и количества жидкости 19.

Устройство работает следующим образом.

Начало цикла регулирования начинается при появлении очередного тактового сигнала с одного из выходов таймера 1, который при поступлении на его вход импульсов с выхода генератора 2 осуществляет формирование тактовых сигналов и сигналов циклического пу ска регистра 3 и переключателя 4. 55

При фом тактовый сигнал с выхода таймера 1 одновременно поступает на входы задатчика 5 временного интервала и переключателя 4. Переключатель 4 выводит очередную скважину на о измерение, подготавливает цепи считывания с блока 6 памяти значений уставки и постоянных коэффициентов очередного объекта (скважины), а также блок 7 ключей для выдачи управляющего воздействия на соответствующий исполнительный элемент. При этом задатчик 5 временного интервала с задержкой времени, равной 0,6-1 ч (время коррекции, необходимое для устранения влияния переходных процессов, возникающих при переключении скважин на измерение, на..точность измерения) вырабатывает первый одиночный импульс, который поступает на вход установки в "1" триггера 8. Триггер 8 переводится в состояние "1" и сигнал

"1" с его выхода подается на объединенные входы первого 9 и второго 10 элементов И.

Измерительная информация с выходов измерителя 19 количества жидкости и измерителя 18 количества газа в виде последовательности .импульсов (каждый импульс представляет из себя значение измеряемого параметра в именованных единицах, например м, т или

Э соответствующая доля QT этих единиц) начинает поступать через первый 9 и второй 10 элементы И на счетчики 12 и 13 соответственно. Причем измеренное количество газа в рабочих условиях автоматически приводится к нормальным условиям (t = 20 Cи P = 0,1 МПа) во вторичном блоке измерителя 18 количества газа по результатам непре- . рывных измерений давления (P) измерителем 17 давления и измерителем температуры 16.

Время накопления результатов измерений в счетчиках 12 и 13 количеств жидкости и газа устанавливается задатчиком 5, который вырабатывает второй одиночный импульс через определенное время после появления первого одиночного импульса. Второй одиночный импульс поступает на входы регистра 3 и триггера 8 При этом в память регистра 3 записывается логическая "1"„ и триггер 8 переводится в состояние "0".

С выхода триггера 8 сигнал "0" поступает на объединенные входы первого 9 и второго 10 элементов И, запрещая тем самым прохождение измерительных импульсов с измерителей 18 и 19 на входы счетчиков 12 и 13. С поступлением тактовых сигналов с таймера 1 происходит последовательный сдвиг логической "1" в регистре 3, который запускает в работу вычислительный блок 14 и производит считывание накопленных результатов измерений на счетчиках 12 и 13, а также постоянных коэффициентов для данной скважины с блока 6 памяти и вводит их в. вычислительный блок 14. При этом вычисли.тельный блок 14 производит вычислительные операции по следующему алгоритму

Чн = Ч.к-(1 V) ° k

Чг = Ч = Чм ф (1)

Ч„ Ч„=К

1 где Ч. — измеренное количествс жидкости, мз;849147

Формула изобретения

s, V — количество нефти, м

V — общее измеренное количег

3. ство газа, м

V — количество газа, закачиваемое в скважину,.м b

R — текущее значение удельно- го расхода газа, расходуемого на добычу 1 м жидкости M /MЗ

k,W, Гф - постоянные коэффициенты для данной скважины: К— поправочный множитель, учитывающий влияние на погрешность измерения ко.личества жидкости остаточного газосодержания, температуры, вязкости;

Ы вЂ” коэффициент обводненности продукции скважины (в долях единицы); ф — газовый фактор, т.е. количество попутного газа, приходящееся на 1 м нефти, отсепа-. э рированной в рабочих условиях м /и

Указанные коэффициенты определяются и периодически уточняются для каждой скважины в отдельности путем отбора и анализа проб продукции скважин и вводятся в блок 6 памяти.

Далее результат вычисления текущего значения удельного расхода газа (R) с блока 14 выдается на блок 15 сравнения. Одновременно на другие входы узла сравнения поступает значение уставки удельного расхода газа (R ) для данной скважины. При этом производится сравнение текущего значения R с уставной R и вырабатывается один из сигналов "Норма", "Больше" или "Меньше". Если выработан сигнал

"Норма", управляющее воздействие на исполнительный орган, блок 7 не посылается. Сигналом с регистра 3 сбрасываются в "О" счетчики 12 и 13, вычислительный блок 14. При появлении очередного тактового импульса с таймера 1 переключается переключатель

4, и очередная газлифтная скважина выводится на режим измерения и ре.гулирования. Если выработан сигнал

"Больше" или "Меньше" кратковременно посыпается управляющее воздействие на исполнительный орган. Причем управляющее воздействие вызывает срабатывание исполнительного органа дискретно (на один шаг), при этом расход закачиваемого в скважину газа изменяется (увеличивается или уменьшается) также дискретно на определенную величину. Одновременно сигналом с регистра 3 сбрасываются в "О" счетчики 12 и 13, вычислительный блок

14. На этом процесс регулирования для данной скважины заканчивается.

Это связано с тем, что режим работы скважины после изменения расхода закачиваемого газа не может измениться мгновенно..Процесс восстановления установившегося режима работы скважины может длиться продолжительное время и поэтому дальнейшие измерения на данной скважине .нецелесообразны.

При появлении очередного тактового сигнала с таймера 1 переключается переключатель 4, выводит очередную газлифтную скважину на измерение, подготавливает цепи считывания с блока 6 памяти значений уставки и по)стоянных коэффициентов очередной газлифтной скважины, а также блок 7 ключей для выдачи управляющего воздействия на соответствующий исполнительный орган. Производится измерение и накопление значений параметров газ1з лифтной скважины, вычисление текущего значения регулируемого параметра (удельного расхода закачиваемого газа), и процесс регулирования повторяется. Таким же образом процесс реЯ гулирования продолжается до последнего объекТа (скважины). После этого начинается следующий цикл регулирования подачи газа в газлифтные скважины.

Использование дополнительных элементов и связей обеспечивает управление газлифтными скважинами, используя только имеющиеся на автоматизированных групповых установках измерители количеств жидкости и газа и не измеряя при этом непосредственно на газораспределительных батареях количество газа, закачиваемое в каждую газлифтную скважину. При этом сокращается количество измерителей газа и расходы на их обслуживание и метрологическое обеспечение.

Экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства достигается за счет экономии расхода газа, за40 качиваемого в газлифтыые скважины, стабилизации дебита скважин, упрощения схемы устройства газораспределительных батарей и облегчения их обслуживания.

Устройство для управления, содер,. жащее последовательно соединенные генератор импульсов, таймер и регистр, первый выход которого подключен к первым входам блока памяти и блока сравнения, первый выход которого соединен со вторым входом блока памяти, 5 а второй выход — с первым входом блока ключей, второй вход которого подключен к третьему входу блОка памяти и первому выходу переключателя, второй вход которого подключен ко входам

Щ узла измерения, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первыми- входами первого и второго элементов И, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью повышения

Я точности работы устройства, в него

849147

Составитель Е. Ворсобина

Редактор С. Родикова Техред Э.Чужик Корректор О. Билак

Заказ 6090/60 Тираж 940 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 введены задатчик временного интервала, управляющий триггер, первый и второй счетчики и вычислительный блок, выход которого подключен ко второму входу блока сравнения, первые входы - ко вторым выходам регистра, второй вход - к выходу блока памяти, третий и четвертый входы — к первым выходам соответственно первого и второго счетчиков, первые входы которых соединены с третьими выходами региста, вторые входы — с четвертым выхоом регистра, а третьи входы — с выходами соответствующих элементов И, вторые входы которых подключены к выходу управляющего триггера, соединенного первым входом с пятым выходом регистра и первым входом задатчика временного интервала, выход которого подключен ко второму входу управляющего триггера, а второй вход — ко второму выходу таймера и первому входу переключателя, вторые входы которога являются входами устройства, выходы блока ключей являются выходами устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 538339, кл. G 05 В 11/01, 1975.

2. Абдуллаев A.À. и др. Устройство автоматического управления газлифтными скважинами на ГРБ-РНТС

ВНИИОЭНТ. Сер. "Автоматизация и теле15 механизация нефтяной промышленности", 1976, 9 9 (прототип).