Способ передачи информации с глубинного прибора

(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофирики (72) А,С.Шатунов и А,А.Шатунов(56) Система контроля давления СКД, ТУ 25-15. 1026-85.Авторское свидетельство СССР В 1486601; кл. Е 21 В 47/12, 1987 (54) СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ С ГЛУБИННОГО ПРИБОРА(57) Назначение; изобретение относится к управлению разработкой нефтяных месторождений на основе автоматизированного контроля геофизических параметров механизированных нефтяных скважин, Сущность. изобретения: способ включает измерение величин глубинных параметров, преобразование их в сигналы давления и формирование информационных сигналов Изобретение относится к области управления разработкой нефтяных месторождений на основе автоматизированного контроля за физическими параметрами механизированных нефтяных скважин, оборудованных штанговыми насосами.Целью изобретения является повышение эффективностй передачи информации за счет снижения энергетических затрат не. посредственно в скважинах, оборудованных штанговыми насосами.Способ реализуется следующей последовательностью операций.Измеряют величины глубинных параметро ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) для передачи от прибора на поверхность, Дополнительно перемещают совместно с колонной насосных штанг постоянный магнит и создают противодействующее этому перемещение электромагнитное поле противоположной полюсам постоянного магнита полярности. Затем в зависимости от изменения величин глубинных параметров регулируют величину напряженности и тока противодействующего электромагнитного тока, формируя Информационные сигналы давления на колонне насосных штанг, При этом достигается повышение эффективности передачи информации в скважинах, оборудованных штанговыми насосами за счет того, что для формирования информационного сигнала давления, в отличие от известного способа, используется не энергия автономного источника питания, а энергия перемещения колонны насосных. штанг, преобразуемая в противодействующее усилие, 3 ил,При .перемещении колонны насосных .СО штанг вверх преобразуют часть ее энергии,ф перемещения в противодействующее уси- со лие за счет установленных на насосно-компрессорной трубе из диэлектрического материала электромагнитной обмотки, ас против ее на штанге из немагнитного материала постоянногО магнита, и создания при ф перемещении их друготносительно друга противодействующего электромагнитного поля, противоположного полюсам постоянного магнйта., Формируют информационные сигналы давления на колонне. насосных штанг за счет пондермоторной электромагнитной силы путем регулирования величины напря- выход которого подключенк обьединеннымженности магнитного поля Н тока противо- входам ИР 14 и СМВПФ 16,действующего электрическому полю Е, При Выход СМВПФ 16 подключен одновременно ко входу СМЗИ 18 и ко входу синхрогде В - магнитная индукция постоянного 5 низации считывания БККП 25. Выход СМЗИн Ч - скорость движения постоянно подключен к счетному входу СЧИ 21, выам РКго магнита. ходы которого подсоединены к входам ЦНа поверхности выделяют сигналы дав, выход последнего подключен к обьедиления на колонне насосных штанг с после- ненным входам схемы "И" СМС 23 и ИР 15.ю им их преобразованием в значение "0 Выход инвертора ИР 15 подключен кизмеряемых величин параметров и регист- управляющему входу разрешения с т ачи ыврацией. Вследствие использования при ния БККП 25,формировании информационных сигналов Выход ИР 14 подсоединен ко второмудавления преобразованной в противодей- входу схемы "И" СМС 23, выход котороствующее усилие части энергии перемеще- "5 подключен к схеме СМВПФ 17, Выходния вверх колонны насосных штанг, СМВПФ 17 одновременно подключен купснижаются энергетические затраты от авто- равляющему входу запуска АЦП 24 и ко вхономного источника питания, вследствие че- ду СМЗИ 19, выход которой подсоединен кго повышается эффективность передачи управляющему входу записи БККП 25 и .информация с глубинного прибора, 20 СУЗИ 20. Выход СМЗИ 20 соединен со вхоНа фиг. 1 приведен общий вид устрой- дом сброс "0" СЧИ 21. Информационныества для осуществления способа передачи выходы АЦП 24 подсоединены к информаинформации с глубинного прибора; на фиг, ционным входам БККП 25, информацион 2 - структурная электрическая схема уст- ный выход которого через СПУ 26ойства; на фиг. 3 - временная диаграмма 25 подключен к управляющему входу реле 11.ройства;сигналовуправленияустройства для осуще- При этом функциональные узлы 1 -23 вьствления спосо э,вления способа, полняют роль схемы синхронизации работыУстройство (фиг, 1) содержит колонну узлов измерения АЦП 24 физическогопаранасосно-компрессорных труб (НКТ) 1 со метра, БККР 25 соответственно, узла перештанговым насосом 2, размещенным в пре дачи информации (реле 11), Выходделах обсадной колонны 3, Внутри колонны формирователя ФМСХ 13 является тактоНКТ 1 размещена колонна насосных штанг вым входом синхронизации электрической4, на одной из которых, выполненной из схемы прибора 10.АвыходСПУ 26 являетсянемагнитного материала, установлен посто- информационным выходом электрическойянный магнит 6, Напротив магнита 6 на НКТ 35 схемы прибора,7, выполненной из диэлектрического мате- Устройство работает следующим. обрариала, установлена электромагнитная об- зом,. мотка 8, соединенная отрезком кабеля 9 с . При перемещении колонны насосныхглубинным прибором 10. Структурная элек- штанг 4 вверх совместно с постоянным магтрическая схема устройства содержит со нитом 6, согласно закону электромагнит.вместносэлектрическойсхемойприбора 10 ной индукции, в обмотке 8 возбуждается(фиг. 2) реле 11 с управляемыми электрода- противодействующее электрическое полеми(контактами) 12 и формирователь сигна- Е = - В Ч, пропорциональное магнитнойла хода насосных штанг (ФМСХ) 13, индукции В и скорости перемещения Ч поСтруктурная электрическая схема прибора 45 стоянного магнита 6 относительно обмотки10 включает инверторы (ИР) 14, 15, схемы 8, Формирователь сигнала хода насосныхвыделения переднего фронта импульсов . штангвверх 13,выполненный, например,на(СМВ ПФ) 16, 17 схемы задержки импульсов основе ждущего одновибратора, запускает(СМЗИ) 18, 19,20, счетчик импульсов(СЧИ)21, ся по переднему фронту импульса полярноцифровой компаратор(ЦРК) 22, схемы совпа сти, соответствующей Е от перемещениядений "И" (СМС)23,аналого-цифровойпреоб- магнита 6 вверх и формирует импульс С 1раэователь (АЦП) 24 с датчиком физической (фиг. 3) длительности, не превышающей вревеличины, например, давления (на схеме не мени хода насосных штанг вверх,изображен), блок канальной памяти (БККП) СМВПФ 16 формирует синхроимпульс25, согласующий усилитель 26, 55 СЗ (см, фиг, 3), который подается. одновреПри этом управляемые электроды 12 ре- . менно через СМЗИ 18 на счетный вход СЧИле 11 соединены параллельно электромаг (С 4) и на вход управления БККП 25 (СЗ),нитной обмотке 8, незаземленный вывод Сравниваемое опорное число ЦФК 22которой подсоединен ко входу ФМСХ 13, равночислузадействованныхдвоичныхячеек БККП 25 с учетом числа информационныхразрядов, а также разрядов адреса и команд(по необходимости). На выходе ЦРК 22в процессе счета имеется сигнал, соответствующий "0" (С 5), который через ИР 15 (Сб)обеспечивает режим считывания в последовательном коде с БККП 25 по сигналу синхроимпульса СЗ. При этом информативныеимпульсы, соответствующие логической "1",с БККП 25 через СПУ 26 подаются на управляющий вход реле 11 и обеспечивают с посредством электродов 12 короткоезамыкание электромагнитной обмотки 8.Ток короткого замыкания управляет величи. ной напряженности. магнитного поля Н, Какйизвестно Н =где й - число витков обмотки 8, 1 - длинаобмотки 8 в метрах,При этом за счет образующейся пондермоторной силы Р= ВЮ, противодействующей перемещению постоянного магнита 6 сколонной штанг 4, формируются на ней сигналы давления. Т, е. создается электромагнитное поле полярности противоположнойполюсам магнита 6, что и создает противодействующее усилие перемещению колонны насосно-компрессорных штанг, причемза счет преобразования энергии их перемещения.Возможны варианты схемы глубинногоприбора, когда за один ход насосных штангможет быть передана серия информационных сигналов,Селекция, обработка (сжатие информации) и передачаинформации на поверхности производится известными приемами иустрОйствами, широко описанными в технической литературе, например, за счетизмерения потребляемой мощности э/двигателем ШГН при ходе насосных штангвверх и выделения информационных сигналов также известными методами, используемыми в импульсной технике.Окончание передачи информации (изъятие всей информации из блока канальнойпамяти) соответствует срабатывают ЦРК 22,на выходе которого появляется положительный импульс (С 5). При этом с инвертора ИР15 поступает на блок канальной памяти сигнал С 6, запрещающий считывание. Одновременно. во время обратного ходанасосных штанг вниз с инвертора ИР 14 наСМС 23 поступает сигнал положительнойполярности С 2. При этом на выходе СМС 23образуется сигнал С 7. который на схеме10 15 30 35 40 45 55 электромагнитного поля зависимости от изменения величин глубинных параметров.20 25 СМ ВП Ф 17 формирует сигнал С 8. запуска-. ющий АЦП 24 на время сигнала С 9 и после СМЗИ 19 (С 10), обеспечивающий запись информации АЦП 24 на БККП 25, Одновременно после СМЗИ 20 образуется сигнал С 11, который производит сброс СЧИ 21 в состояние "0" и, соответственно, смену выходного потенциала ЦРК 22 на первоначальный. При очередном перемещении часосных штанг вверх схема глубинного прибора подготовлена к повторной передаче информации.Питание глубинного прибора осуществляетсяавтономным источником питания,который на фиг, не изображен.Технико-экономическое преимущество предлагаемого изобретения заключается в минимизации количества энергии в. скважинных условиях, потребляемой от автономных источников питания для передачи информации с глубинного прибора на поверхность в скважинах, оборудованных ШГН, Этим обеспечивается снижение энергетических затрат непосредственно в скважинах, и соответственно высокая эффективность передачи информации. Формула изобретения СпоСоб передачи информации с глубинного прибора, включающий измерение величины глубинных параметров, преобразование их в сигналы давления и формирование информационных сигналов для передачи от прибора на поверхность,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности передачи информации за счет снижения энергетических затрат непосредственно в скважинах, аборудованных штанговыми насосами, преабразуют часть энергии перемещения колонны насосных штанг вверх в противодействующее усилие путем установки на насосно-компрессорной трубе из диэлектрического материала электромагнитной обмотки, а против нее на штанге из немагнитного материала - постоянного магнита и перемещения его совместно с колонной насосных штанг, создают противадействующее этому перемещению электромагнитное поле, противоположной полюсам постоянного магнита полярности, и информационные сигналы формируют путем регулирования величин напряженности и така1798491 Составитель А.ШатуновРедактор Т.Горячева Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская м при ГКНТ ССС Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1 Заказ 758 ВНИИПИ Гос Тираж Подписноерственного комитета по изобретениям и открры 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5