Устройство для автоматического управления глубиннонасосной установкой малодебитных нефтяных скважин

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 151) 4 Р 04 В 47/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Институт кибернетики АН АЗССР(56) Авторское свидетельство СССРУ 603744, кл. Е 21 В 47/12, 1975,Авторское свидетельство СССРР 840324, кл. Е 21 В 47/12, 1979.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ГЛУБИННОНАСОС -НОЙ УСТАНОВКОЙ МАЛОДЕБИТНЫХ НЕФТЯ-.НЫХ СКВАЖИН, содержащее датчикусилия, блок включения-отключенияэлектродвигателя установки, один извходов которого подключен к выходу первой схемы сравнения, одинвход которой связан через блокизменения времени накопления с одним из выходов блока управления, адругой одновременно с одним извходов блока памяти - с выходомсчетчика времени накопления, подключенного входом к другому выходублока управления, к одному из входов которого подключен выход формирователя напряжения, счетчик времени откачки и вычитающий счетчик,вторую схему сравнения и делитель,выход которого связан с одним извходов второй схемы сравнения, аодин из входов - с третьим выходомблока управления, четвертым выходомподключенного к одному из входоввычитающего счетчика, другой входкоторого подключен к одному из выходов блока памяти, причем третий нЯО 1216428 А вход вычитающего счетчика связан с выходом счетчика времени откачки,вход которого подключен к пятому выходу блока управления, шестым выходом подключенного к другому входублока памяти, третий вход которогосвязан с вторым выходом вычитающего счетчика, а второй вход делителя подключен к другому выходу блокапамяти, третий выход которого связан с одним из входов схемы сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения достоверности определения начального момента незаполнения насоса жидкостью,оно снабжено дополнительной схемой сравнения, автокоррелятором,блоком нахождения минимума и счетчиком продолжительности интервалавремени между минимумом, выход которого одновременно связан с четвертым входом блока памяти и однимиз входов дополнительной схемы сравнения, другой вход последней подключен к четвертому выходу блока памяти, пятым входом связанного с выходом автокоррелятора, первый входкоторого подключен к выходу датчикаусилия, при этом третий вход блокауправления связан с выходом блоканахождения минимума, входы которогосоответственно подключены к пятомувыходу блока памяти и одновременнос пятым входом блока памяти к выходу автокоррелятора, а вход дополнительной схемы сравнения связанс вторым входом блока включенияотключения электродвигателя установки, в то время как вход счетчикапродолжительности интервала време1216428 10 ни между минимумами подключен кседьмому выходу блока управления,Изобретение относится к области нефтедобычи, в частности к устройствам для автоматического управления глубиннонасосных установок малодебитных нефтяных скважин, и может быть использовано в нефтяной промышленности при эксплуатации скважин в режиме периодической откачки пластовых жидкостей.Цель изобретения - повышение достоверности определения начального момента незаполнения насоса жидкостью,На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для автоматического уп равления глубиннонасосной установкой малодебитных нефтяных скважин, на фиг.2 - сигнал датчика усилия при заполнении насоса и его авто- корреляционная Функция, на Фиг.3 - О то же, при незаполнении насоса и его автокорреляционная Функция.На Фиг. 2 и 3 обозначено 1)Р 1) - сигнал датчика усилия, Р 1) - автокорреляционная функция сигнала 25 датчика усилия; Т - длительность одного периода работы глубиннонасосной установки; Р - смещение между минимумами двух автокорреляционных Функций, соответствующих случаям заполнения и незаполнения насоса жидкостью.Устройство для автоматического управления глубиннонасосной установкой малодебитных нефтяных скважин содержит датчик 1 усилия, блок 2 включения-отключения электродвигателя установки, один из входов которого подключен к выходу первой схемы 3 сравнения, один вход которого связан через блок 4 изменения времени накопления содним из выходов блока 5 управления, одновременно с одним из входов блока 6 памяти, с выходом счетчика 7 времени накопления, подклювосьмой вход которого связан с вторым входом автокоррелятора. ченного своим входом к второму выходу блока 5 управления, к одному из входов которого подключен выход, формирователя 8 напряжения. Устройство также содержит счетчики времени откачки 9 и вычитающий 10, вторую схему 11 сравнения и делитель 12. Выход делителя 12 связан с одним из входов, второй схемы 11 сравнения, а один из его входов подключен к третьему выходу блока 5 управления, своим четвертым выходом подключенного к одному из входов вычитающего счетчика 10, второй вход которого подключен к одному из выходов блока 6 памяти, причем третий вход вычитающего счетчика 10 связан с выходом счетчика 9 времени откачки, вход которого подключен к пятому выходу блока 5 управления, своим шестым выходом подключенного к второму входу блока 6 памяти, третий вход которого связан с вторым выходом вычитающего счетчика 10, а второй вход делителя 12 подключен к второму выходу блока 6 памяти, третий выход которого связан с одним из входов второй схе-мы 11 сравнения.Устройство снабжено дополнительной схемой 13 сравнения, автокоррелятором 14, блоком 15 нахождения минимума и счетчиком 16 продолжительности интервала времени между минимумами, выход которого одновременно связан с четвертым входом блока 6 памяти и одним из входов дополнительной схемы 13 сравнения, второй вход последней подключен к четвертому выходу блока 6 памяти, своим пятым входом связанного с выходом автокоррелятора 14, первый вход которого подключен к выходу датчика 1 усилия. При этом третий вход блока 5 управления связан с выходом блока 15 нахождения миниму 1216428ма, входы которого соответственно подключены к пятому выходу блока 6 памяти и одновременно с пятым входом блока 6 памяти к выходу авто- коррелятора, а выход дополнительной схемы 13 сравнения связан с вторым входом блока 2 включения-отключения электродвигателя установки, в то время как вход счетчика 16 продолжительности интервала между минимумами подключен к седьмому выходу блока 5 управления, восьмой выход которого связан с вторым вх; - дом автокоррелятора.Предлагаемое устройство для автоматического управления глубинно- насосной установкой малодебитных нефтяных скважин работает следующим образом.Глубиннонасосная установка (не показана) останавливается на определенное время .н;задаваемое блоком 4 изменения времени накопления и отсчитываемое счетчиком 7 времени накопления, Предварительно в вычитающий счетчик 10 из блока 6 памяти заносится число, соответствующее предыдущему времени г.н; 1 накопления. На вход счетчика 7 времени накопления и вычитающего счетчика 10 одновременно поступают импульсы с частотой 50 Гц с выхода Формирователя 8 напряжения через блок 5 управления (Фиг,1). Момент окончания заданного времени .н, определяется с помощью первой схемы 3 сравнения, вырабатывающей сигнал, посредством которого через блок 2 включения-отключения включается злекф тродвигатель глубиннонасосной уста- новки и она переходит в режим откачки. К этому моменту в вычитающем счетчике 10 образуется код числа(1 н; - н-) последнее, а также число импульсов, соответствующее времени Е н; и подсчитанное счетчиком 7 времени накопления, Фиксируются в блоке 6 памяти. В режиме откачки сигнал Ор(1.) датчика 1 усилия поступает на вход автокоррелятора 14, который определяет значения автокорреляционной Функции, КЦр(11 этого сигнапа (Фиг,2). В общем случае автокорреляционная Функция исходного процесса Х(1) это математическое ожидание произведения центрированных значений Х,й) исходного процесса, соответ ствующее двум моментам времени 1, и+од гце х - математическое ожиданиеисходногопроцесса; Й(Х, Х 11 х) - одномернаяплотность О 15 вероятности.Для стационарных и квазистационарных процессов автокорреляционная функция является функцией интервала сдвига= .,-1 и ее значение опреде ляется по Формуле и:125где Хйп) и - значения исходного сигнала в дискретные Х(1 т,+И) моментывремени.Вычисленные значения указаннойфункции переписываются в блок 6 памяти.В блоке 15 нахождения минимумапутем сравнения между собой соседних значений автокорреляционнойФункции выявляются моменты достижения этой функцией своих минимумов.35 При первом минимуме на выходе блока15 нахождения минимума появляетсяимпульс, который через блок 5 управления инициирует режим счетав счетчике 16 продолжительности ин тервала времени между минимумами.При появлении второго минимума следующий импульс с выхода блока 15 нахождения минимума через блок 5 управления закрывает вход счетчика 16 45 продолжительности интервала времени между минимумами. Теперь в этомсчетчике будет цифровой код, пропорциональный продолжительности интервала времени Й , между минимумами 50 автокорреляционной функции сигналаОр датчика 1 усилия. Текущее значение этой продолжительности всчетчике 16 продолжительности интервала времени между минимумами срав нивается дополнительной схемой 13сравнения с предыдущим значением1,-1 хранящимся в блоке 6 памяти.При равенстве их указанные операции5 по определению автокорреляционной Функции и ее минимумов повторяются, а значение продолжительности интервала времени 1, между минимумами пересылается в блок 6 памяти. Если текущее значение указанного интервала времени 1 м, превысит предыдущее значение 1 Ндополнительной схемой 13 сравнения вырабатывается сиг нал, по которому судят о смещении во времени положения минимума авто" корреляционной Функции сигнала датчика 1 усилия (Фиг,3) и, следовательно, о незаполнении насоса жидкостью. 15 Действие сигнала с выхода дополнительной схемы 13 сравнения через второй вход блока 2 включения-отключения отключает электродвигатель глубинонасосной установки и переводит ее вновь 20 в режим накопления. Счетчиком 9 времени откачки Фиксируегся время откачки 1 О; Предыдущее время откачки 1-, записанное в начале цикла откачки в вычитающий счетчик 10,25 уменьшится за время откачки на величину 11 и на выходе вычитающего счетчика 10 получится разность 11 -,). В делителе 12 эта разность делится на величину 1 н;-н,-1) хранящуюся в блоке 6 памяти, Полученное частное 1"о- о 1-1)используется для автоматического нахождения и поддержания оптимального времени накопления, Это частное сравнивается первой схемой 3 сравнения с постоянным числомв блоке 6 памяти. Если полученное частное больше числа Ф, то сигнал из блока 5 управления увеличивает уставку первой схемы 2 сравнения, находящуюся в блохе 4 изменения времени накопления. Если меньше или равно , то установка в блоке 4 изменения времени накопления уменьшается и каждое послецующее время накопления принимается равным этому времени.1216428 Заказ 977/40 Тираж 587 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5