Способ управления глубиннонасосной установкой нефтяных скважин

поного де продолжительность1 ериода откачки,417 нацн малс- 12,за целое число ци ле межремонтного мин.- значение средней ности периода отк же целое число ци начада,ЛЕНИЯ ГЛУБИННО- НЕФТЯНЫХ СКВА- ренин продолжительпродолжительности , ости в скважине на бароло ачки клов в начале межремонтно ер откачки, задании ого периода откачкиродолжительности кмакс циклах ем, что,управленияустранения процессе эксплуата качение сре дней ирода откачки циклов ации, мии, осы периР - текущее арак те ительности пери должительт максимальза то же в процес мнруют сигнал про копления. в следу й используют для ой установкой неф целое число се эксплуат должительн ющих цикла и ф оплени ткэчк кач глубинно. упра влепи тяных скв кото откачки, жре монти насосн ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(54) (57) СПОСОБ УПРАВ НАСОСНОЙ УСТАНОВКОЙ ВИН, основанный на изме ности периодов откачки и периодов накопления жнд в предшествующих циклах продолжительности эталон и формировании сигнала периода накопления в последующих качки, о т л и ч а ю щ и й с я с целью повышения эффективности глубинионасосной установкой путем влияния изменения эксплуатационно ристики на выбор оптимальной про ности периода накопления, измеряю ную продолжительность периода нак среднюю продолжительность периода за целое число предыдущих циклов фиксируют их значения в начале ме ЯО 105265 го периода эксплуатации и текушйе Ъначенияв проиессе эксплуатации, определяют продолжи1тельность перирда накопления в последующихциклах откачки по соотношению- значение максимальнои продолжительности периода накопления 1 текущее значение максималь ой продолжительности периода накопления за целое число цикфициента подачи насоса и т.п,Наиболее близким к предлагаемому являетсспособ управления ГНУ, основанный на контр ле эксплуатациоштой характеристики путем из мерсния продолжительности периодов откачки и продолжительности периодов накопления в предшествуюших циклах откачки, задания про должительпости эталонного периода откачки с последующим формированием сигнала продолжительности периода накопления в следутоШих циклах откачки с в соответствии с сои след.отношением Т5 н юед (" Едность эталонного н следпродолжител периода отк- продолжител40 чки, мин;ность одного изпериодов откачо псе редыдуших и, мин. родолжител релыдуших ения, мин.ность одного из периодов накоп. Длительность эталонного периода откачки вь бирают каждьй раз заново, если эксплуатационная характеристика изменилась в процессе эксплуатации 21.Недостатком данного способа является то, что дн не позволяет адаптироваться к изменениям эксплуатационной характеристики.Цель изобретения - повышение эффективности управления глубин онасосной установкой путем устранения влияния изменения эксплу. атационной характеристики на выбор оптималь ной продолжительности периода накопления. Изобретение относится к нефтедобыче и может быть использовано для автоматическо го управления.работой малодебитных глубин ноиасосных скважигг, эксплуатируюцихся в режиме периодической откачки, 5Известен способ управления глубиннонасосиой установкой (1 НУ),.основанный на конт.ропе эксплуатационной характеристики скважи иы, по которой определяют продолжительность периода откачки и продолжительность периода 10 накопления жидкости в скважине, соответствуюшие некоторой заданной точке начальной линейной части эксплуатационной характеристики, Задают продолжительность эталонного периода откачки, превышаюшего продолжительность пе 15 риода откачки, определенную по эксплуатационной характеристике, на определенную величину. Сигнал на прекращение откачки формиру.ют, если продолжительность текушего периода откачки превышает продолжительность эталон ного периода откачки 11).К недостаткам данного способаотносится то, что он не позволяет адаптироваться к изме иеыиям эксплуатационной характеристики, вызы. ваемым износом оборудования, изменением про иицаемости призабойной зоны скважины, коэф 11 оставленная цель достигается тем, что согласно способу управления глубиннонасосной установкой нефтяных скважин, основанному на измерении продолжительности периодов откачки 1 и продолжительности периодов накопления жид. кости в скважине в предыдуших циклах откачкизадании продолжительности эталонного периода откачки и формировании сигнала продолжитель. ности периода накопления в следуюших циклах откачки, измеряют максимальную продолжи.тельность периода накопления и среднюю процолжительность периода откачки за целое число предыдущих циклов откачки, фиксируют их значения в начале межремонтного периода эксплуатации и текущие значения в процессе эксплуатации, определяют продолжительность периода накопления в последующих циклах откачки по соотношению текн ясахтекоср н след де Т- продолжительность эталонного периода откачки, мин;- значение максимальной продолжительности периода накопления за целое число штклов внс н гтоХ нача ежремонтногс периода,нс 1 ч о с значение ности пе же целое реднеи продолжителода откачки за тоиспо циклов в кача ле межремонтного периода, мин; - текушее значение максимальной продолжитсльнос 1 и периода накопления за целое число цик.лов в процессе эксплуатации, мин; текН о тек о с На фиг, 1 показаны графики зависимости продолжительности периода откачки жидкости из скважины то от продолжительности периода накопления тн при разной производительности ГНУ насоса С 1 (уменьшение проницаемости призабойкой зоны скважины эквивалентно увеличению производительности насоса), Пунктиром показано, как изменяется эксплуата. ционная характеристика пол гтейсгвисм случайньгх факторов (попадания газа в камеру ласо Р- текущее значение среднеи продолжительности периола откачки за то же целое .число цик лов в процессе эксплуатации, мин и формируют сигнал продолжительности периода накопления в следуюшнх циклах откачки, который используют для управления глубинно. насосной установкой нефтяных скважин (ГНУ)На фиг. 1 приведены эксплуатационные ха. рактеристики скважины; на фиг. 2 - блоксхема устройства, реализующего предлагаемый способ.10са, неламицарцости течения газожидкостцой смеси в цасосцокомпрессорттых трубах, случайных колебаний буферного давления и т.п,),Эксплуатационные характеристики скважины являются набором гладких монотонно возрастающих кривых, подобных кривой восстановления давления скважины. Вследствие подобия кривых точки перехода. начальных линейных участков этих кривых в нелинейные при фик-, сированной точности поиска этих точек располагаются на гиперболе, которая на фиг. 1 показана штрихпунктирной линией. На этой линии должны находиться точки, соответству. ющие оптимальному режиму периодической эксплуатации, при котором достигается минимальная частота включений и выключений(5) 52651 4вращением рабочей точки в исходное положение (точка 1),Чередование периодов нормальной работыПЗУ и нарушений в ее работе под действиемслучайных факторов приводит к случайнымколебаниям величины 1 е относительно средне.го значения 1, приближенно соответствуюшего значению 1 О в рабочей точке, При этомвеличина 1 колеблется так, что ее максималь.цое значение 1 нсоответствует значению 1в рабочей точке (точка 1). Поэтому коэффи.циент наклона линейной части эксплуатацион.ной характеристики может быть найден по фор.муленсч ОСРнач ацц ниах 25 теко сртек - текн тнсяк-Т ,-" ,-" 455 1 тек нач 5н след электродвигателя, а приток жидкости в сква. жнну в пределах цикла откачки остается максимально возможным,При изменении эксплуатационной характеристики изменяется угол наклона ее линейной части а и коэффициент наклонаФа:1-о(,: (2)1 Н Если в начале межремонтцого периода 1 о == Т 5 и коэффициент наклона эксплуатационнойхарактеристики ГНУ равен а то с учетомтекущего значения коэффициента наклонаа изменетптой эксплуатационной характе.ристики можно в соответствии с уровнем ги.перболы 1 о 1 = А = соиа 1 получить соотцоше.ние,.г5 2ст тек н след = " (5)Нсч связывающее оптимальные значения эксплуата. циоццых параметров скважины в начале межремонтттого периода и в любой текуший мо. мент времени.Из (3) следует, что продолжительность оптимального периода накопления можно найти из формулы не прибегая к помощи оператора.В начатте межремоцтцого периода атек 50 = а ач формула (4) це отличается от (1) .Йа фиг. 1 показано также, как изменяется положение рабочей точки ГНУ (точка 1) в плоскости (1, 1,) при попадании газа в камеру насоса и снижении его подачи (точка 2) ПрнПОСЛЕдуЮШЕМ ИЗМЕНЕНИИ 1 и В СООтВЕтетВИИ с приведенной формулой (точка 3) и ири вос.становлении тюлачи насоса (точка 4) с после.1 дующим изменением 1 н ио формуле (4) и воза значения этого коэффициента в начале меж.ремонтного периода и в процессе эксплуата.циц - по формулам Устройство, реализующее данный способ,включает в себя датчик 1 подачи, блок 2 уп.равлеция электроприводом, блок 3 ввода.вывода дискретных сигналов, блок 4 управления,блок 5 усреднения, блок б определения максимального значения, блок 7 деления вычисли.тельный блок 8 (фиг. 2),Способ управления ГНУ заключается в выполценки следующих операций: ввода значения ве.личины Т 5 через блок 3 ввода вывода дис.кретцых сигналов, формирования сигнала, об.ратно- пропорционального коэффициенту накло.на линейной части эксплуатационной характе.рцстики, на выходе блока 7 деления, вычисления значения 1 н, слеп. для последуютцих циклов откачки в блоке 8 и управления электродвигателем в соответствии с сигналом, посту.паюшим с датчика 1 подачи и с рассчитаннымв блоке 8 значением величины 1 н. слел.Пусть оператор для данной скважины ввелзначение Т равное 30 мин, Минимальное зца.чение величины 1 н, хРанЯшеесЯ в блоке 4 Унравления, равное 1 О мин. Как и в прототипе,введена допустимая величина для периода вре.мецц, в течение которого жидкость течет иовыкидцой линии при периоде времени наблюдения равном 1 мин. Она установлена 0,4 мин(40%). Количество циклов обработки лаицыхравно 5.ГНУ приводится в действие, и первоиачаль.цо насос работает 210 мцц., прежде чем иро.должител ьц ость периода времени, в к чс ц некоторого жидкость течет ио вики;июй лититт .щ 150 мин. Если продолжительностьоткачки будет равна 29 минвключение электродвигателяФи "150 " 155 мин.3029 ледующего периода, то последующеепроизойдет через Когда значение го стабилизировалось вблизи заданного, равного 30 мин, и оператор скважины заметил это по индикатору блока 3 ввода. вывода, то он может увеличить продолжитель. ность эталонного периода откачки, например, до 60 мин, Если после того, как работа ГНУ еще раз стабилизировалась и вновь полученное значение а , индицируемое блоком 3 ввода. вывода, не отличается от значения аЮ. 150н 5 - ,з 5, соответствующего Тв =2 2 30 мин, оператор60 мин или снов до 120 мин и пров ние анеизменным чение аокажется текущее значение Т как оптимальное,ожет составить Т увеличить его, например, ить, останется ли значе. Если же полученное знаольше предыдущего, то может рассматриваться Пусть оптимальное значение Т 5 = 30 мин, Оно сохраняетсяв блоке 4 управления. Устройство переводится из режима настройки в нормальный режим работы, В течение последующих 5 циклов откачки формируется сигнал, пропорциональный уточненному значению величИны а . Пусть в первом из 5 циклов гмин, го 30 мин, Блок 4 устанавливает для следующего цикла г= 150 мин. При этом во втооом цикле го = 32 мин, В третьем цикле г= -150 141 мни,303230лег= х30 мин, В четвертом цик" 141 мин, го 2814 " 151 мин3028ии. В пятом го = 30 мин л 4 минцикле за 1 мин наблюдения, упадет до 0,4 мин.В этот момент времени блок 4 управления сформирует сигнал на отключение электродвигателя и по этому сигналу блок 2 управления электроприводом отключит его,Продолжительность периода времени накопления для следующего цикла откачки задается блоком 4 управления. Она равна минимальному значению г 10 мин, Через 10 мин блок 2 включит электродвигатель.В следующем цикле откачки ГНУ работает 2 мин. вплоть до снижения продолжительности периода времени, в течение которого жидкость течет по выкидной линни, ниже допустимой (0,4 мин/ мии). Блок 4 управления выработает сигнал на включение электродвигателя черезПосле окончания 5 циклов на выходе блока 15 усреднения формируется сигнал, пропорциональный величине 3532 1228 . ддго р,5: 30 мин.,в блоке 7 величины а ,Пусть, например, при относительном увеличении отбора жидкости по сравнению с ее при.током значение аувеличивается до а ,= 6,0. Новое значение продолжительности пе-риода накопления, рассчитываемое в блоке 8,будет увеличено до= 162 (в прототипе личилось бы до30 х 6,0 = 80 мин.).Таким образом обеспечивается адаптацияустройства по отношению к изменениям эксплуатационной характеристики ГНУ скважины.Путем устранения влияния изменения эксплу.атационной характеристики на выбор оптимальной продолжительности периода накопления достигается повышение эффективности работыГНУ (экономится труд оператора скважины).По сравнению со способом, реализованнымв системе управления ГНУ "Монитрол" выпус.каемой отделением ЗиЬегэоп фирмы Огеязег а нач.гн.след. уве а на выходе блока 6 формируется сигнал, про. порциональный величине г 151 мин. На выходе блока деления формируется сигнал,Ц Д 11 ОХг 151 пропорциональныи отношению г 30то с р.5,0 и его значение 5,0 заносится в память блока 4 управления как аПосле этого в вычислительном блоке .8 1 иссчитывается уточ. 15 ненное значение вел,чю,ы гнВрач ЗО 15050150 мин, которое и определяет продолжитель ность периода накопления в постедующих иик лах откачки,В течение всего последующего периода эксплуатации ГНУ один раз в сутки значение величины гд. уточняется, Если соотношение между притоком жидкости и скважину н ее отбором остается неизменным, то независимо от случайно возникающих изменений продолжительности периода накопления и продолжительности периода откачки в среднем сохраняется заданное эталонное значение продолжительнос. 30 ти периода откачки и оптимальное значение продолжительности накопления.Если же производительность ГНУ изменяется по сравнению с интенсивностью притока жидкости в скважину либо за счет изменения про. ницаемости призабойной зоны, либо за счет 35 . роста утечек в насосно-компрессорных трубах, произойдет изменение эксплуатационной характеристики скважины н значения рассчитываемой1052651 Составитель И. Назаркинаедактор С. Пекарь Техред М.Кузьма Корректор И.Эрдейи Заказ 8815/24 П ВЮ СССР Тираж 6031 ИПИ Государственного комитетао делам изобретений и открытий5, Москва, Ж.35, Раушская наб.,дписно 113 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4(США), предлагаемый способ позволяет сократить эксплуатационные затраты на 2% путемуменьшения затрат на обслуживание в 5 раз.Исключается необходимость корректировать эталонный параметр при снижении коэффиНиента подачи. насоса на 10%. За один межремонтный период в пересчете на одну скважинусокращение затрат составит 40 руб.