Способ управления глубиннонасосной установкой нефтяных скважин

СОЮЗ СОВЕТСКИХсоциАлистическихРЕСПУБЛИК 76 04 В 47/02,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(;Ь 0 3/00 см. а.с, %514945, кл, Е 2 скважи1976),Неется вглубинНаляетсяной усконтраки сквадолжи достаток низкой нонасосн иболее б способ у тановко ле экспл жины, и тельнос данного спаэффективносой установколизким к предправления гой (ГНУ), осуатационнойо которой опть период саба заключа ти управлени и, лага луби нова хара реде а от емому яв- ннонасоснный на ктеристиляют прокачки и(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ГЛУБИННОНАСОСНОЙ УСТАНОВКОЙ НЕФТЯНЫХСКВАЖИН(57) Использование: в нефтедобыче для автоматического управления работой малодебитных глубиннонасосных скважин,эксплуатирующихся в режиме периодическойоткачки. На устье скважины в точке подвесаколонны насосных труб устанавливают датчик А нагрузки, Определяют граничные значения веса Р колонны Б насосных труб,соответствующие максимальному Н макс и минимальному Нмин значениям уровня жидкости в скважине, т,е. Рмакс =КНмакс+ С, Рмин Изобретение относится к нефтедобыче и может быть использовано для автоматического управления работой малодебитных глубиннонасосных скважин, эксплуатирующихся в режиме периодической откачки,Известен способ управления глубинно- насосной установкой основанный на измерении усилия в точке подвеса насосных штанг, реализованный в устройствв для автоматического управления глубиннонасосной установкой малодебитных нефтяных= =КНмии+ С, Включают насосную установку. В процессе откачки по датчику А контролируют значение Р веса колонны насосных труб в скважине и при достижении установленного значения Р, равного Рмакс, формируется сигнал на отключение насосной установки. Уровень жидкости в скважине после останова насосной установки повышается, что приводит к уменьшению веса колонны насосных труб, При достижении установленного значения Р, равного Рмин, формируется сигнал на включение насосной установки. Устройство, реализующее данный способ (фиг. 3), включает в себя датчик 1 нагрузки, блок 2 ввода уставок, блок 3 управления электроприводом, блок 4 сравнения, блок 5 памяти, блок 6 управления. Способ управления насосной установкой заключается в выполнении следующих операций: ввода значения величин Рмии, Рмакс через блок 2, сравнение уставок и текущего значения веса колонны насосных труб в блоке 4 и формировании сигнала для блока 3 управления электроприводом. 3 ил.продолжительность периода накопления жидкости в скважине, соответствующие некоторой заданной точке начальной линейной части эксплуатационной характеристики (см. патент США М 3705532, кл. 417-12, 5 опубл. 1975). Задают продолжительность эталонного периода откачки, превышающего продолжительность периода откачки, определенную по эксплуатационной характеристике, на определенную величину, Сиг нал на прекращение откачки формируют, если продолжительность текущего периода превышает продолжительность эталонного периода откачки.Недостаток данного способа заключа ется в том, что он не позволяет адаптироваться к изменениям уровня жидкости в скважине.Цель изобретения - повышение эффективности управления глубиннонасосной.ус тановкой.Поставленная цель достигается тем, что в качестве контролируемого параметра ис- . пользуется значение нагрузки в точке подвеса колонны насосных труб. 25Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что измеряют нагрузку в точке подвеса колонны. насосных труб и по его значению 30 судят какие сигналы необходимо формировать, Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию "новизна".Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими реше ниями в данной области техники показало, что они не основаны на измерении нагрузки в точке подвеса насосных труб, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "существенные отличия". 40На фиг, 1 показаны схемы скважин, а) оборудованных плунжерным насосом; б) оборудованных электроцентробежным насосом, Схема содержит устьевую арматуру Ь, датчик А измерения нагрузки в точке под веса колонны насосных труб, колонну Б насосных труб, На схеме приняты следующие обозначения:Н - уровень жидкости в скважине от устья,м; 50Р - вес колонны насосных труб;Р - выталкивающая сила.На фиг. 2 - график зависимости нагрузки в точке подвеса колонны насосных труб от уровня жидкости в скважине; на фиг. 3 - 55 блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.Из физики известно, что на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости,вытесненной телом, и направленная вертикально вверх (Закон Архимеда), Таким образом на колонну насосных труб Б с насосом, помещенную в откачиваемую жидкость, действует выталкивающая сила Р, величина которой зависит от объема вытесненной жидкости. Выталкивающая сила Р облегчает колонну Б насосных труб и чем глубже погружена колонна в жидкость, тем она легче, Зависимость веса колонны труб от уровня жидкости в скважине (фиг, 2) можно выразить формулой;КН+ С (1) где Р - вес колонны насосных труб, н;К - коэффициент пропорциональности, н/м;С - свободный член уравнения, н;Н - уровень жидкости в скважине, м.. Значения коэффициента К и свободного члена С уравнения определяются эксперементальным путем и являются для каждой скважины индивидуальными.Способ осуществляют следующим образом.На устье скважины в точке подвеса колонны насосных труб устанавливают датчик 1 нагрузки. Определяют граничные значения веса Р колонны Б насосных труб, соот; ветствующие максимальному Нмзкс и минимальному Нмин значениям уровня жидкости в скважине, т.е.Рмзкс КНмзкс + С (2) Рмии - КНмии+ С (3) Включают насосную установку, В процессе откачки по датчику А контролируют значение Р веса колонны насосных труб в скважине и при достижении установленного значения Р, равногО Рмзкс формируется сигнал на отключение насосной установки. Уровень жидкости в скважине после останова насосной установки повышается, что приводит к уменьшению веса колонны насосных труб. При достижении установленного значения Р, равного Рмии, формируется сигнал на включение насосной установки.Устройство, реализующее данный способ, включает в себя датчик 1 нагрузки, блок 2 ввода уставок, блок 3 управления электроприводом, блок 4 сравнения, блок 5 памяти, блок 6 управления.Способ управления насосной установ- . кой заключается в выполнении следующих операций: ввода значения величины Рмии, Рмзкс, через блок 2, сравнение уставок и текущего значения веса колонны насосных труб в блоке 4 и формировании сигнала для блока 3 управления электроприводом.Пусть насос НГНспущен в скважинунз насосных трубах, Оператор для данной скважины ввел значения Рмии " 104759 Н, 1760166Рмакс" 117260 Н. Введенные значения хранятся в блоке 5 памяти, Насосную установкуприводят в движение. С датчика 1 нагрузкизначение веса Р колонны насосных труб поступает в блок 4 сравнения, где сравнивается с уставками.Если РРмакс, в блок 3 управленияэлектроприводом поступит сигнал с блока 4на отключение электропривода, Если жеРРмакс, то установка будет вести откачку 10до тех пор, пока уровень жидкости в скважине не уменьшится до такого значения,при котором Р будет равно Рмакс,После отключения глубиннонасоснойустановки уровень жидкости в скважине будет возрастать, следовательно будет возрастать выталкивающая сила, действующая наколонну насосных труб, Нагрузка в точкеподвеса колонны будет уменьшаться и достигнет значения, равного Рмин. С блока 4 20сравнения поступит сигнал на включениеэлектропривода. В дальнейшем процесс будет циклически повторяться,Предлагаемый способ повышает эффективность управления глубиннонасосной ус тановкой эа счет более оперативной адаптации к уровню жидкости в скважине.Экономический эффект предлагаемого способа управления заключается в более эффективной эксплуатации насосной установки. Формула изобретения Способ управления глубиннонасосной установкой нефтяных скважин, включающий определение граничных значений контролируемого параметра при максимальном и минимальном значениях уровня жидкости в скважине, измерение контролируемого параметра в процессе от-качки жидкости и формирование сигнала на включение и отключение насосной установки путем сравнения текущего значения измеряемого параметра с граничным, о т л ич а ю щи йс я тем,что, с целью повышения эффективности путем более оперативной его адаптации к уровню жидкости в скважине, в качестве контролируемого параметра используется значение нагрузки в точке подвеса колонны насосных труб,1760166 Составитель Х, МухаметщиТехред ММоргентал Реда кто орректор Н, Гунько Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Заказ 3169 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/5