Устройство для управления

Союз Советских Социалистических Реслублик(22) Заявлено 26,04 с присоединением з (23) Приоритет -758450/18-2 ки Йо веииый кСССРи изобретоткрытий осудар по дед омитет бликовано 230781 Бюллетень М 27 ата опубликования описания 23078 ь .:":Ый 3 Тьбах ктябрьский филиал Всесоюзного научно-исследовательско проектно-конструкторского института комплексной автоматизации нефтяной и газовой промышленности(71) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ схе п ышение эфазлифтных тройства.гается тем, ее последоатор импуль.вый выход ым входамения, перИзобретение относится к автоматическому управлению и регулированию и может быть использовано при технической реализации систем 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 тиа "Спутник".Известно устройство для управле-. ния технологическими процессами, которое может быть использовано при технической реализации следящих, про граммных систем и систем стабилизации различных технологических процессов 1 .Однако такое устройство не учитывает тех особенностей, которые имеют 20 место при управлении газлифтными скважинами.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство автоматического управления 25 газлифтными сквахинами на ГРБ, содержащее узел времени, генератор, регистр опроса, многоходовой переключатель скважин, узел памяти, цепь коммутирукщих ключей, первую и вторую 30 мы 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 газосбора, перепусками и остановками соседних скважин, ростом обводненности продукции и т.д. Кроме этого, требуется наличие измерителей перепада давления (расхода эакачиваемого газа в скважины) на рабочей линии каждой скважины.Цель изобретения - новфективности эксплуатации гскважин точности работы усПоставленная цель достичто в устройство, содержащвательно соединенные генерсов, таймер. и регистр, перкоторого подключен к первблока памяти н блока сравн35 вый выход которого соединен со вторым входом блока памяти, а второйвыход " 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 измерения, первый и второй выходы которогосоединены с первыми входами соответственно первого и второго элементовИ, введены задатчик временного интервала, управляющий триггер, первый ивторой счетчики и вычислительный блок,выход которого подключен ко второмувходу блока сравнения, первые входы -ко вторым выходам регистра, второйвход - к выходу блока памяти, третий 15и четвертый входы - к первым выходам соответственно первого и второго счетчиков, первые входы которыхсоединены с третьими выходами регистра, вторые входы - с четвертым выхо Одом 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 которогоподключен ко второму входу управляющего триггера, а второй вход - ковторому выходу таймера и первому входу переключателя, вторыевходы которо-ЗОго являются входами устройства, выходы блока )ключей являются выходамиустройства,На чертеже представлена блок-схема устройства.Устройство содержит таймер 1, генератор 2 импульсов, регистр 3, переключатель 4, задатчик 5 временногоинтервала, блок 6 памяти, блок 7 ключей, управляющий триггер 8, первый 9 40и второй 10 элементы И, узел 11 измерения, первый 12 и второй 13 счетчики, вычислительный блок 14, блок15 сравнения, блоки измерения температуры 16, давления 17, количествагаза 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 наего вход импульсов с выхода генератора 2 осуществляет формирование тактовыхсигналов и сигналов циклического пуска регистра 3 и переключателя 4. 55При фом тактовый сигнал с выходатаймера 1 одновременно поступает навходы задатчика 5 временного интервала и переключателя 4, Переключатель 4 выводит очередную скважину на оизмерение, подготавливает цепи считывания с блока 6 памяти значений уставки и постоянных коэффициентов очередного объекта (скважины), а такжеблок 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 или3 соответствующая доля от 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 (с = 2 ООСи Р = 0,1 МПа) во вторичном блоке измерителя 18 количества газа по результатам непре- . рывных измерений давления (Р) 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 вычислительный блок 14 производит вычислительные операции по следующему алгоритмуЧ= Ч(1-Ч) КЧг = Чг- Чн ф (1)ЧЧ =Вгде Ч. - измеренное количествс жидкости, мф;.45 формула изобретения з,У - количество нефти, мЧ - общее измеренное количег3,ство газа, мЧ - количество газа, закачиваемое в скважину,.мЪР - текущее значение удельно.го расхода газа, расходуемого на добычу 1 м жидкости, м /м;К,Я, Гф - постоянные коэффициентыдля данной скважины: К -поправочный множитель,учитывающий влияние напогрешность измерения ко.личества жидкости остаточного газосодержания,температуры, вязкости;Ы - коэффициент обводненностипродукции скважины (в доляхединицы);Гф - газовый фактор, т.е. количество попутного газа, приходящееся на 1 м нефти, отсепарированной в рабочих условиях, мз/и.Указанные коэффициенты определяются и периодически уточняются длякаждой скважины в отдельности путемотбора и анализа проб продукции скважин и вводятся в блок 6 памяти.Далее результат вычисления текущего значения удельного расхода газа(Р) с. блока 14 выдается на блок 15сравнения. Одновременно на другиевходы узла сравнения поступает значение уставки удельного расхода газа(Рф) для данной скважины. При этомпроизводится сравнение текущего значения Р с уставной Р" и вырабатываетсяодин из сигналов "Норма", "Больше"или "МеньЫе". Если выработан сигнал1 Норма", управляющее воздействие наисполнительный орган, блок 7 не посылается. Сигналом с регистра 3сбрасываются в "О" счетчики 12 и 13,вычислительный блок 14. При появлении очередного тактового импульса стаймера 1 переключается переключатель4, и очередная газлифтная скважинавыводится на режим измерения и ре.гулирования. Если выработан сигналБольше" или Меньше" кратковременнопосыпается управляющее воздействиена 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 сигналомс регистра 3 сбрасываются в "Оф счетчики 12 и 13, вычислительный блок14, На этом процесс регулированиядля данной скважины заканчивается.Это связано с тем, что режим работыскважины после изменения расхода закачиваемого газа не может изменитьсямгновенноПроцесс восстановления установившегося режима работы скважиныможет длиться продолжительноевремя и поэтому дальнейшие измеренияна данной скважине .нецелесообразны.При появлении очередного тактового сигнала с таймера 1 переключаетсяпереключатель 4, выводит очереднуюгазлифтную скважину на измерение,подготавливает цепи считывания с блока 6 памяти значений уставки и постоянных коэффициентов очередной газлифтной скважины, а также блок 7 ключей для выдачи управляющего воздействия на соответствующий исполнительный орган. Производится измерение инакопление значений параметров газ лифтной скважины, вычисление текуще-го значения регулируемого параметра(удельного расхода закачиваемого газа), и процесс регулирования повторяется. Таким же образом процесс ре) гулирования продолжается до последнего объекТа (скважины). После этогоначинается следующий цикл регулирования подачи газа в газлифтные скважиИспользование дополнительных элементов и связей обеспечивает управление газлифтными скважинами, используя только имеющиеся на автоматизированных групповых установках измерители количеств жидкости и газа и неизмеряя при этом непосредственно нагазораспределительных батареях количество газа, закачиваемое в каждуюгазлифтную скважину. При этом сокращается количество измерителей газаи расходы на их обслуживание и метрологическое обеспечение.Экономический эффект от внедренияпредлагаемого устройства достигается за счет экономии расхода газа, за 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, 55 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 него849147 Составитель Е. ВорсобинаРодикова Техред Э,Чужик Коррек Вил Редакто Подписноа СССР каз 6090/60 ВНИИП по 113035, ираж 940рственного комитетзобретений и открытийЖ, Раушская наб., д. Госуд еламоскв ал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна 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 которогоподключен ко второму входу управляющего триггера, а второй вход - ковторому выходу таймера и первому входу переключателя, вторые входы которога являются входами устройства, выходы блока ключей являются выходамиустройства.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 538339, кл. 6 05 В 11/01, 1975.2. Абдуллаев А.А. и др. Устройство автоматического управления газлифтными скважинами на ГРБ-РНТСВНИИОЭНТ. Сер. "Автоматизация и теле 15 механизация нефтяной промышленности",1976, Р 9 (прототип),