Устройство для автоматического управления глубинно-насосной установки малодебитных нефтяных скважин

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистинеских Республик(11) 603744 61) Дополнительное к авт, свил.ву 9.7 5 (21)217 6159/22-0 (5) явле присоединением3) Приоритет аявки 21 В 47/1 оаударстеенный комитетСовете Министров СССРоо делам нзооретеннйн открытий(43) Опубликовано 25.04 (45) Дата опубликования 622.323,5088,8) писания 03,04. 78 72) АвторыизобретенияА, А, вхмУдов, Г. Х, Алии А. В. Федяшин К. Нусра нститут кибернетики АН Азербайджанской СС итель(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ГЛУБИННОНАСОСНОИ УСТАНОВКОЙ МАЛОДЕБИТНЫХ НЕФТЯНЫХ СКВАЖИНИзобретение относится к нефтедобычеи предназначено для автоматического управ.пения работой малодебитных глубиннонасосных нефтяных скважин, эксплуатирующихсяв режиме периодической откачки жидкости,Для повышения технико-экономическихпоказателей малодебитных глубиннонасосныхскважин широко применяется режим автоматической периодической откачки, при которомглубиннонасоснвя установка включается вработу по истечении заданного времени накопления жидкости и останавливается кактолько уровень жидкости в эатрубном пространстве понижается до приема насоса.Известно устройство для автоматическойпериодической эксплуатации малодебитныхнефтяных скважин 1,Недостатком такого устройства является.то, что при работе оно подвержено влиянию;различных случайных факторов, ненадежно,а также сложно по конструкциитНаиболее близким техническимрешениемк предлагаемому изобретению являетсяустройство для.автоматического управленияглубиннонасосной установкой малодебитных нефтяных скважин, содержащее датчик усилий блок отключения двигателя станка - качалки, блок управления, выходы которого подключены к входам счетчика длительности импульса датчика усилий, счетчик циклов работы насоса и счетчик числа циклов не- заполнения насоса, схему совпадения и схемы сравнения 2.Устройство в каждом цикле работы глубинного насоса производит измерение длительности импульса датчияаусилия, которая сравнивается с уставкой данной Скважи ны, Если длительность импульса датчика усилия меньше уставки, то означает что уровень жидкости в эатрубном пространстве еше не снизился до приема насоса.Поэтому в следующем цикле работь. глубинного насоса аналогичные измерения длительности импульса датчика усилий и сравнение ее с уставкой продолжается.Если длительность импульса датчика усилия больше или равно уставке, то схема сравнения вырабатывает сигнал, означающий, что, возможно, уровень жидкости в затрубном прострянстве снизил603744 4тепьности импульса 4 датчика усилий, прием выход делителя 10 подключен через схему сравнения 8 к входу блока управления,Устройство, кроме того, включаетиксатор 12 нулевого уровня и формирователь напряжения 13,Блок 2 состоит из триггера 14 и испол-,нительного репе 15.На фиг. 2 и 3 приняты спедующие обоз-.начения: Р - усилие, Т - дпительность одного периода работы глубинного насоса,и С - дпитепьность попупериодов импупь2.са датчика усилия, Кривая А, В, С (см.фиг, 2) соответствует спучвю полного заполнения насоса жидкостью, кривая А,В 1,С 1(см. фиг. 3) соответствует случаю сниженииуровня жидкости в затрубном пространстведо приема насоса. Линии ЙЕ и ЙЕсоответствуют фиксированию сигнала Р Я, нанулевом уровне снизу, в линии Г К и Г, Ксоответствуют фиксированию сигнала Р (с )на нулевом уровне сверху,Устройство работает следующим образом.Сигнал Р (г, ) с выхода датчика усилияпоступает нв вход фиксатора нулевого уровня 12 и фиксируется. на нулевом уровнесверху и снизу (пунктирные пинии ДЕ. РКи 01 ЕДК) Этопозвопяет независимо отизменения нуля датчика усилия получить сигнал Р () на постоянном уровне и фиксировать точки А, В и С которые определяютдлительности попупериодов импульса датчика усилия 11 и 1. Счетчиком дпительностиимпульса 4 датчика усилий 1 в каждом цикле работы глубинного насоса производитсяизмерение длительности .попупериодов импульса датчика усилия 11 и С, т. е. счетчик 4в течении времени 1 и С заполняется частотой 50 Гц с выхода формирователя 13. После подсчета счетчиком 4 длительностиее величина записывается в блок памяти 1 1а после подсчета длительности С, ее величина подается в делитель 10. Делителем10 определяется величина " . Схемой.,Ссравнения 8 производится ср 1 внение полученного значения в -с постоянной величиф 2ной равной 1,1.ТЕсли-(1, 1, то это означает,что насосаработает с полным заполнением и уровеньжидкости в затрубном пространстве еще неснизился до приема насоса. Поэтому в следующем. цикле оаботы глубинного насоса.продолжаются аналогичные измерения Ьи Ь1определение отношения - - и сравнениеего с постоянной величиной равной 1,1,Если - )1,1, то схема сравнения 8 выраФ.1батыввет сигнал, означающий, что, возможно, уровень жидкости в затрубном пространстве снизился до приема насоса. Для проверки достоверности с момента появления пер 30 3ся до приема насоса. Юля проверки достоверности с момента появления первого сигнала о снижении уровня жидкости до приема насоса в течение определенного времени подсчитывают число циклов рабо".насоса 5 ф и число циклов незапопнения насоса, которьн далее сравниваютНедостатком этого устройства является то, что перед установкойустройства нв скважине требуется проведение предваритепь-о ных измерений дпя выявления значения уставки и поспедующей настройки нв параметры этой скважины, что снижает его надежность.Бель изобретения - повышение надежности работы устройства путем обеспечения его автоматической настройки на параметры скважины, не зависящих от исходных данных конкретной скважины.Дпя этого устройство снабжено делителем и бпоком памяти, входы которого подключены соответственно к выходу блока упр авпения и к выходу счетчика длительности импульса датчика усилий, при этом выход блока памяти подключен к одному из входов делителя, второй вход которого подключен к выходу блока управления, а третий вход делителя соединен с выходом счетчика длительности импульса датчика усилий, причем выход делителя подключен через схему сравнения к входу блока управления.Нв фиг, 1 дана функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 -, временная зависимость сигнала усилия, получаемого на выходе датчика усилия систеь З 5 тепединамометрирования в случае полного запопнения насоса жидкостью; нв фиг, 3 - временная зависимость сигнала усилия, получаемого на выходе датчика усилия систеМ тепединамометрирования; в случае непоп 40 ного заполнения насоса жидкостью, в спу чае снижения уровня жидкости, в затрубном пространстве до приема насоса.Устройство имеет датчик 1 усилий, блок 2 отключения двигателя станка-качалки,45 бпок управления 3, выходы которого подключены к входам счетчика 4 длительности импульса датчика усилий 1, счетчика 5 циклов работы насоса и счетчика 6 числа циклов неза 50 полнения насоса, схему совпадения 7 и схе мы сравнения 8 и 9.Устройство снабжено делителем 10 и блоком памяти 11, входы которого подкпю чены соответственно к выходу блока управления 3 и квыходу счетчика длитепьнос 55 ти импупьса 4, Выход блока памяти 11 подключен к одному из входов делителя 10, второй вход которого подключен к выходу блока управления 3, а третий вход60 делитепя соединен с выходом счетчика дпи 603; 54вого сигнала о снижении уровня жидкостицо приема насоса блок управления 3 запускает счетчик 5 циклов работы насоса, кото-рый начинает подсчет числа циклов работынасоса, и счетчик 6 числа циклов цезапол- .нения йасоса, подсчитывающий число цикловнезаполнения насоса,СХЕМа СОВПадЕНИя 7 СраВНИВаЕт СОдЕржцМОЕтсчетчика 6 с содержимым счетчика 5;Бслучае, если содержимое счетчика 6 мень-;0ше содержимого счетчика 5 то появлеццесигнала о снижении уровня жидкости в затрубном пространстве до приема насоса считается случайным , и блок управления 3восстанавливает схему в исходное состояние.5Начинается новый цикл проверки, В случае,если содержимое счетчика 6 равно содержимомусчетчика 5, то на выходе схемы совпадения 7 вь 1- грабатывается сигнал, который переключаетвыходной триггер 14, в результате чего 20отключается электродвигатель глубинногонасоса от сети, производится общий сброси устройство переходит к выдержке заданного времени накопления . жидкости,Эадание времени накопления жидкости 25осуществляется объединенным разряднымдвоичным счетчиком, который образуетсяза счет объединения счетчиков 4, 5 и 6.На вход объединенного счетчика постуйаютимпульсы с частотой 50 Гп с выхода формц-зОрователя 13. После подсчета объединеннымдвоичным счетчиком определенного числаимпульсов, соответствующих зада ному времени накопления жидкости, на выходе схемы сравнения 9, связанной со счетчиками 354, 5 и 6, вырабатывается сигнал, который ИЕрЕК 11 ЮЧОЕТ ВЬХОД:т:. т.:" "ГтОЕ СОС оцтИ", О - 1, ";,:"., ;.51Ттоттац а 1 Е 15 тттубццтцт О .т;тгТОР ЕТСЯ,Фор.тула и.;ОбоУстройстцо 1.и .тт.го :Л .,1 ЦЯ 1 губиттОтт-т т ттОИтпт,53бИТИЫХ ЕфтяЫХ С 15 ВИХ 111, т. ОЛЕГтд.Ятцед 1:ИЧИК уСИЛИй, б лак ОТКИгт тртц 5 1 ВИ 1 а"- .КВ-КачаЛКИ. бЛОК т ИПгт."-.1:,я, В 1,Хот 1, гг, Орого подклкгчеы .": гхода,: счетчика дттл 1. цостц импулса литч к усилий, сч тчи;ццКЧтярабОтттц.-сцезаполцеця иасо ", суит.,; ОО;пи-.еця иСХЕМЫ СРаВЦЕЦтЯ, О Т Л И Ч а О Ит Е Е т ЯТЕМ, ЧТО С 11 тт 1 т 10 тотт 11 тт т т т Х;т тгработы устройства. О.:О с; и, х,е тт, - ; иит;Ц ОЛОКОМ ПаМПТИт ВХОО.т ИСТОГО-,- 1-,.т;-.К.:Ч: .ИЬ 1 СООТВЕТСТВЕИцо К Вт=тхо" Г О:,тЛЕцци и К Ч, Хо,т;-;,т-,тц-ИМ 11 уЛЬСЯ 11 ат-цка ус:тц 1:, .С".;" т т.:бЛОКа цаыяТИ ПО 11 КИ 1 О-т)т 1 Од 1 О тт т-,О;,ОЧДЕЛЦТЕПЯ, ВТОООй ВХОП КОТОООГО О-.КЛКт 1 ОИк выходу блока цгав,е 1 ття, а тгто;": гхоитлЕЛТЕГЯ СОЕдц 1 тэт С ЯЬ.ХОцо. СтЕ :., ". "ТЕЛЬЦОСТИ ЦМГГтгЛЬСа 1 аттт.К . 5 СЦ тц:ВЫХОД ДЕЛИТЕГи то.КИ,.".1 ОЦЦЕЦИЯ К ВХОДУ т:.ЛОКГ:-аЦЛ."И;",Исто:1 ц,.ттц ичтио .:, .г,мацце прц экспертизе: 1. Авторское с 1.-"етс-.=сво ( СМ 272230 кл Е 1 В ;/т .1тт-" 2. Авторское свилете 1 ьстчо. С 1 гМт 514945 кл Е 21 т 3 4726037 44 г ленинов Составитель Н, Тур Е. Токарева Техред, 3, фанта Корректор Л, Небода ед Тираж 734 Государственного к.до дедам изобр 113035, Москва, Ж д 5, ПП Патентг. Ужгород, ун. Проектная 4 2028/27ДНИИПИ Подпи итета Совета Министров тений и открытий аушскаа наб., д. 4/5