Устройство для контроля продукции нефтяных скважин

САН ИЕ ЕтЕНИЯ оюз Советсиия циьямстмчаски Республик ЗО 4 СКОМУ СВИДИТВЛЬСУВУ К(51) М. Кл.6 05 В 23 601 Е 9/ есудэретеееи комитет СССР в делам азабретее я еткрыте.08.7 ать опубликования описа 12) Авторы изобретени(71) чаявител УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТ НЕФТЯНЫХ СКВАЖИ ПРО ДУКЦИ пускаемых к снижениюв (1 разорительных частоты 3-е суток) эульта. ограничение количей установке скважин Изобретение относится к технике измерения нестационарных процессов, в частности к измерениям производительности нефтяных скважин по расходу жидкости, и может быль использовано в нефтяной и газовой промышленности.Известны устройства, осуществляющие оперативный контроль за работой скважин и учет производительности с помощью одного измерителя на группу скважин, такие, как например, установки типа "Спутник" 1. Наиболее близким техническим решением к данному является устройство для контроля продукции нефтяных скважин, содержащее последовательно установленные на трубопроводах скважин задвижки и обратные клапаны, два магистральных трубопровода с датчиками количеств потока, своими выходами соединенными с блоками регистрации интегральных значений, блоки управления клапанами, две параллельных цепи, последовательно включенных блока вво. да, вычислительного блока, блока памяти, ком. мутатора и блока сравнения двух последовательных измерений, блок задания времени, подараев, В. А, Кучернюк и В, В. Артыно ключенный к вычислительным блокам, и блок длительности цикла измерений 2.Недостатками указанных устройств являются повышенная металлоемкость системы сбора нефти и газа, обусловленная необходимостью нодключения скважины не к ближайшей точке общего трубопровода, а к групповой установ. ке; сложность и невысокая надежность измерительной схемы, вызванная необходимостью осуществления измерений с преобразованием потока в связи с тем, что к,одной групповой установке подключаются скважины с производительностью от 0,1 до 400 тсутки, а существующие измерители потока имеют максимальный диапазон перекрытия 1;20; невозможность получения интегральных значений по группе скважин,ийно выУ жесткие про Кроме того, на всех серстановках применяютсяизмерения, что приводитпроса состояния объектри обеспечении удовлетвов точности измерения;а подключаемых к одно(до 14 шт.), требует использования большегоколичества установок, что приводит к большимкапиталовложениям и расходам на организациюэксплуатации, ремонта и проверки.Целью настоящего изобретения является повышение надежности и точности устройства за Юсчет повышения оперативности контроля эасостоянием объектов и учета их производительности при одновременном уменьшении капитальных и эксплуатационных затрат.Указанная цель достигается тем,что в устройст- ффво введены первый элемент И и элементы И по числу параллельных цепей, блок управления измерением,блок управления входным потоком информации:и блок переключения скважин,а на выкидных мани.фольдах нефтяных скважин установлены трех. Иходовые клапаны, одни иэ выходов которыхподключены к одному магистральному трубопроводу, а другие - к другому магистральному трубопроводу, управляющие входы трехходовых клапанов соединены с выходами блоков 36управления клапанами, связанных с блокомпереключения скважин, вход которого соединен с выходом блока управления измерением,входы блока управления измерением соединеныс выходами блоков сравнения двумя последо. аавательными измерениями, первые входы элементов И по числу параллельных цепей соединены с выходами датчиков количества потока,вторые входы - с выходом блока управлениявходным потоком информации, другой выходкоторого подключен к первому входу первогоэлемента И, подключенного вторым входом кблоку задания времени, выход первого элемен.та И соединен через блок длительности циклаизмерений с выходами вычислительных блоков. ЭфСхема устройства представлена на чертеже,Устройство предназначено для контроля продукции нефтяных скважин 1, на трубопроводах которых установлены задвижки 2, обратные клапаны 3 и трехходовые клапаны 4, ус- аВтановленные на выкидных манифольдах нефтяных скважин, и блок управления 5 клапанами.Каждая скважина 1 подключена к ближай.шей от скважины точке, что уменьшает металлоемкость системы, к двум магистральнымтрубопроводам 6 и 7 равного диаметра. На конечных точках ввода трубопроводов 6 и 7 всборные емкости установлено по одному датчику 8 количества потока, Количество сква.жин, подключаемых к испытательным (они жемагистральные) трубопроводам не ограничено.При равномерной загрузке обоих трубопрово.дов измерители потока выбираются из условияих работы на участке 60%.ной загрузки отполной рабочей цжалы приборов,Устройство содержит также блок 9 заданиявремени, элементы И 10 по числу параллельных 4цепей измерения, предназначенные для комму.тации импульсов измерителей потока, блокуправления 11 входным потоком информации,первый элемент И 12, предназначенный длякоммутации импульсов времени, блоки ввода13, предназначенные для приема измерительнойинформации от датчиков 8, блок 14 длительности цикла измерений, вычислительные блоки 15, блоки памяти 16, коммутаторы 17,блок сравнения 18 двух последовательных из.мерений, блок управления 19 измерением,блок переключения 20 скважин, цифропечатающее устройство 21, блок регистрации 22 интегральных значений, Каждому магистральномутрубопроводу соответствует своя цепь измерения, включающая позиции. 13 и 15 - 18.Устройство работает следующим образом,С помощью блоков 13 - 15 фиксируется начальное состояние устройства контроля, то естьвычисляется установившийся в трубопроводах6 и 7 расход по формуле:а = к й.с. 4,где 1 с - коэффициент блока 13;й - показания блока 13;о - цена деления блока 13Особенностью устройства является то, чтопроцесс измерения производительности отдель.ной скважины строится напринципе выделенияее сигнала на фоне остальных работающих сква.жин путем переключения ее на время измерения с одного магистрального трубопровода вдругой и фиксации разницы в показаниях из.мерителей до переключения и после него пообоим трубопроводам. Такая схема измеренийне требует преобразования потока для обеспечения лучшей точки на рабочей характеристикеизмерителя, так как его рабочая точка зада.ется суммой производительностей скважин,подключенных к трубопроводу, и с увеличением их количества статическая устойчивость ра.бочей точки только возрастает. Переключениеже испытуемой скважины иэ трубопровода 6в трубопровод 7 или наоборот не выведетприбор за границу линейного участка характе.ристики. В связи с этим, система не являетсяизбирательной к типу измерителя, так как нетребует широкого диапазона его работы. Учи.тывая, что скважины обладают производитель.постыл, в связи с чем время реакции системына произведенные переключения будет разное,в устройстве заложен способ адаптивного изме.рения производительности, при котором путеммногократных обработок кратковременныхдискретных измерений определяется, производи.тельность скважины и ее состояние (работает -не работает).Начальное состояние устройства определяютнесколько раз путем кратковременных измерений, результат фиксируется в блоке памяти 16 и сравнивается с последующим измерением. Если разница между двумя последовательными измерениями .не превышает 3 6 (где 6 - погрешность измерительного прибора), то состояние потока считается установившимся, и с бло- Ф ка сравнения 18 двух последовательных измерений поступает сигнал в блок управления 19 измерением. При этом блок 19 выдает сигнал в блок переключения 20 скважин, который посредством блоков управления 5 клапанами 19 через соответствующий трехходовой клапан 4 переключает определенную скважину из трубопровода 6 в трубопровод 7. Одновременно блок управления 11 входным потоком информации выдает разрешающий сигнал на элемен- фф ты И 1 О и 12 для подачи измерительных и вре. менных импульсов в блоки 13 и 14, Через определенное время испытаний т, которое за. дается блоком 9 задания времени, поступает21 запрещающий сигнал на блок управления 11 входным потоком информации и разрешающий - на блок 15. Расчитанный по указанной выше формуле результат заносится через коммутатор 17 в блок памяти 16, сравнивается с эа 23 писанным начальным состоянием системы, и в память записывается разница между этими двумя состояниями и нойое состояние. Затем бло. ком управления 19 измерением выдается сигнал на блок управления 11 входным потоком инЗЭ формации для повторения измерения. Полученный новый результат (Ь 0 и 0) сравнивается с предыдущим, и, если по абсолютному значению разница между вычисленными значениями дебитов скважины превышает ЗД,тоиэмере 35 ние повторяется по описанному алгоритму до получения разницы между двумя последовательными измерениями менее 36, При этомдебит скважины определяется как разница между на. чальным расходом (состоянием) в,трубопрово 49 де и установившимся после переключения скважины:2 ФЯскв =Онач - Суст-Таким образом, при заданном критерии ка. чества измерения, система является адаптивной и по отношению к времени измерения каждой скважины, осуществляя индивидуальную продолжительность измерения методом последовательных проб н приближений к заданному критерию качества, Одновременность получения ре- ав эультатов по обоим трубопроводам позволяет брать за конечный результат усредненное значе. ние. В этом случае блок управления 19 измерением выдает команду в блок переключения 20 скважин и выводит результат на автомати. л ческое цифропечатаюшее устройство 21, после чего очередная скважина переключается по описанной выше схеме. В связи с тем, что производительность сква. жнн различна, время испытаний также будет различным, но в любом случае оптимальным для данной скважины н системы в целом.Поскольку во время испьпаний могут быть аварийные отключения скважин, то сигнал на переключение выдается блоком управления 9 по получении удовлетворительного результата по испытуемой скважине по любому трубопро. воду, Устройство обладает высокой чувстви. тельностью к измерению потока благодаря получению информации о работе скважины одновременно из двух трубопроводов, что дает возможность контролировать подачу скважин без дополнительных датчиков потока. Устройство позволяет получать результат работы всех сква. жин за сутки путем регистрации суммарной производительности на блоках регистрации 22 интегральных значений расхода непосредственно . от датчиков, установленных на трубопроводе.Предлагаемое устройство обладает хорошими технико-зкономическими показателями эа счет понижения металлоемкости всей системы и небольшого набора спецобоРудования. Уст. ройство может найти применение там, где по условиям работы нельзя производить измерения непосредственно на объекте, а объект соединены между собой одним общим трубопрово. дом.Формула изобретенияУстройство для контроля продукции нефтя. ных скважин, содержащее последовательно установленные на трубопроводах нефтяных сква. жин задвижки и обратные клапаны, два магистральных трубопровода с датчиками коли. честв потока, одни выходы которых соединены с блоками регистрации интегральныхзначений, блоки управления клапанами, две параллельных цепи, последовательно включенных блока ввода, вычислительного блока, блока памяти, коммутатора и блока сравнения двух последова. тельных измерений, блок задания времени, подключенный к вычислительным блокам, и блок длительности цикла измерений, о т л н. ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и точности устройства, в него введены первый элемент И и элементы И по числу параллельных цепей, блок управления измерением, блок управления входным потоком информации и блок переключения скважин, а на выкидных манифольдах нефтяных скважин установлены трехходовые клапаны, одни йз выходов которых подключены к одному магистральному трубопроводу, а другие - к дру.гому магистральному трубопроводу, управляю, 679942 ЦНИИПИ Заказ 4792/4 Подтисно 101 филиал ППП Патент, г. Ужгород ктиая, 4 щие входы трехходовых клапанов соединены с выходами блоков управления клапанами, свя. занных с блоком переклвчения скважин, вход которого соединен с выходом блока управле ния измерением, входы блока управления иэ. мерением соединены с выходами блоков срав Э пения двумя последовательными измерениями, первые входы элементов И по числу параллель. ных цепей соединены с выходами датчиков количества потока, вторые входы - с выходом блока управления входным потоком информа 1 в ции, другой выход которого подключен к первому входу первого элемента И, подключенно.2 8го вторым входом к блоку задания времени, выход первого элемента И соединен через блок длительности цикла измерений с выходами вычислительных блоков,Испюпаки информации, принятые Ро внимание при экспертизе1, Кучернюк В, А. и др. Система автомати. ческого контроля и измерения на установках типа "Спутник" Мвппппа и нефтяное обору. дование 1, Р 5, 1972.2. Семенов В, С, и др, Автоматизированная грутшовая АГЗУ. Труды института "Гипровостокнефть", вып. ХХ, 1963,