Система для автоматического регулирования давления в коллекторе газового промысла

ОПИ НИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических Республик(43) Опубликовано 25.0 1) 2134791/ 51) М. Кл. 5 О 16 20 Государственный комитет Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий(45) Дата опубликования описания 16.0 72) Авторы изобретения. В, Быков, Е, И. Тарабрин, В. И. Пугачев и Б. Ф. Таранен аснодарский политехнический 71) Заявите 54) СИСТЕМА ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ В КОЛЛЕКТОРЕ ГАЗОВОГО ПРОМЫСЛАИзобретение относится к автоматизированным системам давления в газосборных коллекторах с распределительными по его длине скважинами в условиях изменяющегося во времени отбора газа из коллектора.Известны системы автоматического рег вания давления в газосборном промыслово лекторе с распределительными но длине ег жинами.Одна из известных систем стабилизации давления в газосборных коллекторах содержит датчик давления, регулятор и клапан, причем каждая скважина снабжена регулирующим контуром, что приводит всю систему регулирования при подаче газа из любой скважины в общий коллектор к резкому колебательному процессу 1),о распредел2. по коллектору, и с клапанами блок регулиейности типа нием". Выходпо системе вых теля, входящего ы элементы нел ров ения, подключе "зона нечувствител ности с нас улиром кол-. о сквае сигналы нелинеиных элементов телемеханики посскважин, обеспечива(отключение) их по тупают на регулирующие клапаныя последовательное включение мере понижения (повышения) ре,О давления в коллект едостатком этои сиования является темы матического ре вление газа н о, чтоичина п выход 5 щая о ной пр прово коллек кол отб к тора - вел а газа, а дл ной способы ременная, завися чения максимал я обес ости магистрального газок выходу газосборного еобходимо поддерживать ектора постоянным неза.передачи управляющего щих клапанов необходимо опускда, подк ого лю ром стем автоматического регулив газосборном промысловом ее близка к изобретению по сти другая известная система ения на выходе коллектора, давления, соединенный через я с блоками телеуправления, количеству скважин, равномертора е на Из известных сирования давленияколлекторе наибол тела, е колДля давленивисим тхо от тбор регу игнала на и техническои сущно регулирования давл содержащая датчик блок регулировани соответствующими еть л теле ложия равления, что регулирования вает системе не систему автоматического коллекторе и не обеспечи точности поддержания да вления в ходи мой ения в коллек10 15 25 Цель изобретения - повышение точности регулирования.Это достигается тем, что в систему введены реле, корректирующие блоки и инвертор, выход которого соединен с выходом блока регулирования и через блоки телеуправления с клапаном скважины, расположенной на выходе коллектора, вход инвертора связан через корректирующие блоки и реле с выходом блока регулирования, а выходы реле через соответствующие блоки телеуправления - с клапанами скважин,В предлагаемой системе в блок регулирования входят усилитель и интегратор, что позволяет устранить основной недостаток прототипа - статическую ошибку.Использование в качестве непрерывного управляющего сигнала суммы выходных сигналов усилителя, интегратора и инвертора предотвращаетвозможные автоколебания, обусловленные наличием реле (нелинейного элемента с положительным гистерезисом).Наличие в системе корректирующих звеньев исключает влияние переключений двухпозиционных клапанов на давление в конце коллектора.Установка регулирующего клапана на скважине, расположенной на минимальном расстоянии от выхода коллектора, обеспечивает более высокое быстродействие системы в условиях изменяющегося во времени отбора газа из коллектора,На фиг. 1 изображена блок-схема системы для автоматического регулирования давления в коллекторе газового промысла; на фиг. 2 - статичес. кая зависимость между суммой выходных сигналов усилителя и интегратора и суммой выходных сигна. лов усилителя, интегратора и инвертора.Система для автоматического регулирования давления в коллекторе газового промысла (фиг. 1) содержит датчик давления 1 установленный на выходе коллектора 2, блок регулирования 3, включающий параллельно включенные усилитель и интегратор, двухпозиционные реле 4, 5, 6, с положи. тельным гистерезисом, корректирующие блоки 7, 8, 9, инвертор 10, передающий 11 и приемный 12 блоки телеуправления в канале регулирования, а также передающие 13 и приемные 14 блоки телеуправ ления во вспомогательных каналах управления. На скважинах 15 установлены двухпозиционные клапаны 16 и регулирующий клапан 17. Пороги срабатывания реле последовательно возрастают на постоянную величину, порог отпускания реле 5 равен порогу срабатывания реле 6, а порог отпускания реле 4 - порогу срабатывания реле 5.Работает система следующим образом.При небольшом отборе газа из коллектора компенсация изменения отбора осуществляется с помощью непрерывного контура регулирования, реализующего ПИ-закон регулирования (датчик, блок регулирования 3 из усилителя и интегратора, блоков телеуправления 11, 12, и регулирующий клапан 17), Если отбор увеличивается на такую 30 35 40 45 50 55 60 величину, что не может уже быть скомпенсированпри полном открытии клапана 17, то сигнал навыходе усилителя и интегратора превышает порогсрабатывания реле 6, что вызывает его включение ичерез блоки телеуправления 13, 14 срабатываниеклапана 16. Одновременно сигнал с выхода реле 6поступает на вход корректирующего блока 9, а свыхода последнего через инвертор 10, меняющийзнак сигнала, - на вход передающего блокателеуправления 11, где он суммируется с суммойвыходных сигналов усилителя и интегратора. Сигнал корректирующего блока 9 переводит клапан 17в срецнее положение и далее осуществляется непрерывное ПИ-регулирование с помощью блоков 13,11, 12, 17, Так как передаточная функция корректирующего блока 9 выбрана, исходя из условияинвариантности, то дискретное переключение клапана 16 не влияет на динамику изменения давленияна выходе коллектора, т.е. динамика рассматриваемой системы регулирования определяется только свойствами обьекта регулирования по каналу"положение клапана 17 - давление на выходе коллектора" и параметрами блоков 1, 3, 17, т.е. коэффициентами усиления датчика 1, усилителя, клапана 17 и постоянной времени интегрирования интегратора.При дальнейшем увеличении отбора газа изколлектора происходит срабатывание реле 5 и связанного с ним клапана 16 через блоки управления 13, 14. Корректирующий блок 8 устраняет влияние дискретного изменения положения клапана 16на динамику непрерывного контура регулирования,реализующего ПИ- закон регулирования.Аналогичным образом происходит включениереле 4 и соответственно через блоки телеуправления 13, 14 с ним клапана 16. При этом корректирующий блок 7 устраняет вредное влияние переключения клапана 16 на динамику системы регулирования давления в коллекторе газового промысла.При уменьшении отбора газа сначала происходит непрерывное регулирование и только в томслучае, когда клапан 17 полностью закроется исуммарный сигнал на выходе усилителя и интегратора становится меньше порога отключения реле 4,последнее отключается и связанный с ним черезблоки телеуправления 13, 14 клапан 16 закрывается, Корректирующий блок 7 выполняет те же функции, что и при включении реле,Аналогичным образом происходит отпусканиереле 5 и 6 при уменьшении отбора.На фиг. 2 представлена зависимость, полученнаяв результате анализа предлагаемой системы. Из неевидно, что при изменении отбора из коллектора(которому в статике в определенном масштабесоответствует сумма выходных сигналов усилителяи интегратора) сигнал, подаваемый на непрерывныйрегулирующий клапан 17 (т,е, сумма выходныхсигналов усилителя, интегратора и инвертора), через блоки телеуправления 11, 12 имеет перекрыва 547734ющиеся зоны непрерывного изменения, что при наличии интегратора обеспечивает устранение статической ошибки, а также исключение автоколебаний, обусловленных наличием в системе существенных нели нейностей. Из зависимости, изображенной на фиг. 2, следует, что производительность скважины 15, на которой установлен непрерывный регулирующий клапан 17, должна быть в два раза больше производительности любой из скважин, управляемых с помощью двухпозиционных клапанов 16.Так как динамика предлагаемой системы определяется свойствами контура непрерывного регулирования, то в качестве скважины, на которой устанавливается непрерывный регулирующий клапан 17, рационально выбирать скважину, ближе все. го расположенную к выходу коллектора, что обеспечивает максимальное быстродействие системы.Рассмотренный пример относится к случаю, когда к коллектору подключены четыре скважины, однако, предложенная система может быть использована при произвольнрм числе скважин, распределенных по длине коллектора,Изобретение обеспечивает астатическое регулирование давления на выходе газосборного промыслового коллектора путем дискретного включения и отключения (и) скважин и плавного регулирования производительности только одной скважины. В связи с этим для реализации системы требуется (и) - канальная система телеуправления и только один канал телерегулирования. Кроме того, на (и)-й скважине устанавливаются (и) двухпозиционных клапанов и только один регулирующий клапан для плавного регулирования. Это позволяет значительно упростить в ап. паратурном отношении систему для автоматическо. го регулирования давления в коллекторе газового промысла, а также повысить точность и быстродействие регулирования что даст значительную экономию в народном хозяйстве.Формула изобретенияСистема для автоматического регулирования давления в коллекторе газового промысла, содер. жащая датчик давления, соединенный через блок регулирования с блоками телеуправления, соответствующими количеству скважин, равномерно распределенных по коллектору, и с клапанами, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности регулирования, в нее введены реле, корректирующие блоки и инвертор, выход которого соединен с выходом блока регулирования и через блоки телеуправления с клапаном скваюны, расположенной на выходе коллектора, вход инвертора соединен через корректирующие блоки и реле с выходом блока регулирования, а выходы реле соединены через соответствующие блоки телеуправления с клапанами скважин.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Кибель Р.Р. и Макаров А.Е. Автоматизация га. зовых промыслов. Сб. "Автоматизация, телемеханизацияи связь в газовой промышленности М., ВНИИЭ, Газпром, 1972.2 Водяника П,Ф. Автоматическое управление га. зовым промыслом, "Недра", 1964, с.98.547734 еграпюра сигналами усилителя иТиг,2Составитель И. ПеткуТехред О. Л говая а дьяо орректор Б.Юг исное тров СССказ 787 ТиРаж ь 062Государственного комитета Совпо делам изобретений и отк 13035, Москва, Ж - 35, Раушская ИИПИ та Мин б д. Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная нРедактор А. О сочли ковУ