Устройство для измерения дебита скважины

1571228 510 ключи 13, 16 в нижнем положении кривошипа и закрывает в верхнем. За оп.ределенный промежуток времени ведутцодсчет нормируемых импульсов накалькуляторах, Процесс повторяетсядля нескольких циклов качания насоса, Поднимают давление на устье путем закрытия задвижки, ПовторяютПроцесс измерения в течение того же Изобретение относится к добыче нефти и может быть использовано дляизмерения дебита скважин, оборудованных глубинными штанговыми насосами с приводом от станков -качалок .Цель изобретения - повышение точости измерения дебита.На фиг. 1 представлена схема скваяины, оборудованной штанговым глуг 1 инным насосом; на фиг, 2 - диаграмма мощности и давления при двух режи Мах работы; на фиг. 3 - структурная схема устройства; на фиг, 4 - временные диаграммы работы устройства,Устройство состоит из глубинного 3 О фтангового насоса 1, насосных штангнасосных труб 3, станка-качалки 4, 1 асоссостоит иэ цилиндрического орпуса 5, лунжера 6, приемного и агнетательного клапанов 7 и 8, Насосные штанги 2 прецставляют собой стальные стержни круглого сеченияутолщенными концами с резьбой и участками с квадратным сечением для захвата ключом. Верхняя крайняя штан га соединяется с устьевым штоком 9, который имеет полированную поверхность, Привод станка-качалки 4 осуществляется от электродвигателя 1 0 и управляется от станции 11 управ ления.Электронная часть устройства состоит из статического преобразователя 1 2 мощностис трансформаторами тока и напряжения, первого ключа 13, первого Формирователя 1 4 нормируемых импульсов, датчика 15 устьевого давления, второго ключа 16, второго формирователя 17 нормируемых импульсов, датчика 18 положения кривошипа55 станка-качалки 4, блока 19 управления и блока 20 обработки.Входы статического преобразователя 12 мощности предназначены для подколичества циклов. Результаты фиксируются оператором. Последний на одном из калькуляторов выполняет дебит как частное от деления приращений мощности и давления с нормирующими коэффициентами, Применение устройства позволяет повысить оперативность получения информации о дебитескважинной установки, 4 ил,ключения соответственно через трансформаторы тока и напряжения к однойиз Фаз силовой сети электродвигателя10 Его выход соединен с входом первого клоча 13, выход которого подключен к входу первого Формирователя14 импульсов, Первый и второй выходы последнего соединены соответственно с первым и вторым входами блока20 обработки, третий вход подключенк первому выходу блока 19 управле -ния, вход которого соединен с выходом датчика 18 положения кривошипастанка-качалки, второй выход подключен к управляющему входу первого клю -ча 13, третий выходсоединен с управляющим входом второго ключа 16,Вход его подключен к выходу датчика15 устьевого давления, выход соединен через второй формирователь 17импульсов с четвертым входом блока20 обработки,Формирователь 14 содержит схемуФормирования нормируемых импульсовкак по положительному значению мощности, так и по отрицательному. Формирователь 17 содержит аналогичнуюсхему, но только по положительномузначению давления. Формирователи 14и 17 включают интегратор, компаратор, ждущий мультивибратор, ключ иреле (не показано), Блок 19 управления содержит триггер, предназначенный для управления ключами 13 и 16,Блок 20 обработки выполнен в видедвух калькуляторов.Устройство работает следующим образом. Произв од ительнос ть ус тановк ипропорциональна работе, совершаемойэлектродвигателем 10 привода наустьевом штоке 9, Показателем этойработы являются активная мощность идавление, развиваемое насосом 1 на515712286 устье скважины. В данном устройстве, сов по давлению, полученных также производительность установки равна при различных давлениях на устье,а также умножение результата деле п 5ния на удельный вес жидкости в поср,ц хв верхностных условиях, на постоянныйкоэффициент, равный 432, и коэффицигде ЬР - средняя разностнаяд Ь с хь Р д Рент трансформации трансформаторногомощность за периодтокахода устьевого штокавверх, кВт;Ь Р- среднее разностноеср Ч,хВдавление на устьескважины при ходеустьевого штока вверх,кгс/сми - удельный вес жидкостив поверхностных условиях, т/мЭ,432 - постоянный коэффициент,На фиг. 2 показаны диаграммы О,омощности и давлении при двух различных режимах работы установки и значения величин, входящих в формулу. Указанное устройство служит для измерения и представления в цифровой форме величин приращения мощности Р идавления 4 р за период. хода устьевогоштока 9 вверх при двух различных режимах работы установки, отличающихся давление на устье.После включения устройства в работу датчик 18 положения кривошипастанка-качалки в момент начала ходаустьевого штока 9 вверх через блок19 открывает ключи 13 и 1 б. Одновременно начинают формироваться импульсы по мощности и давлению, подсчеткоторых ведется в блоке 20. При достижении устьевым штоком 9 верхнегоположения, датчик 18 положения закрываетключи 13 и 16. При следующемцикле качания станка-качалки 4 под-счет импульсов повторяется, Цикл измерения занимает 1 0-1 5 циклов качания, Затем прикрывается задвижкана устье скважины до величины, покадавление на устье не поднимаетсяпримерно в два раза. После этогопроцесс измерения повторяется в течение того же числа циклов, что ипри нормальном давлении на устье.После этого на калькуляторе позаданной программе производится вычисление дебита путем деления раэностного значения нормируемых импульсов по мощности, полученных приразных давлениях на устье, на разностное значение нормируемых импуль 1 О 432 (М 2 - М 1 ) К шЯ - ч. - ч- т/сут (В 2 - В 1) и где М 1 в . число нормируемых импульсов по мощности прн номинальном давлении, имп;М 2 - число нормируемых импульсов по мощности при повышенном давлении, имп;20В 1 - число нормируемых импульсов по устьевому давлениюпри его номинальном значении импВ 2 - число нормируемых импульсов по устьевому давлениюпри его повышенном значении, имп;ш - масштабный коэффициент помощности, кВт;и - масштабный коэффициент им 2пульса по давлению, кгс/смп- удельный вес поднимаемойжидкости в поверхностныхзусловиях, т/мРассмотрим работу устройства в 35 соответствии с временной диаграммой (Фиг. 4). На графике а показанхарактер изменения выходного напряжения с преобразователя 1 2 мощностиво время хода устьевого штока. На 40 графике о показан характер работыдатчика 18 положения, когда в моментвремени С в начале хода устьевогоштока 9 вверх формируется импульс,который включает триггер блока 19.45 Работа триггера показана на графике о, После срабатывания триггераначинается интегрирование с Формированием нормируемых импульсов, которые заканчиваются в моменты времени 5 О 1, 1, 16, а при появлении отрицательного напряжения с преобразователя 12 мощности - в моменты времениВ эти же моменты времени формируются импульсы, предназначенные 55 для счета (график 8). Результат работы первого микрокалькулятора представлен на графикек, С момента времени 1- по 1 б, когда устьевой шток9 идет вниз, срабатывает датчик 18положения, от которого триггер приходит в исходное состояние, и подача напряжения от преобразователя 1 2 мощности и датчика 15 давления прекра 5 щается. Процесс интегрирования возобновляется вновь в момент времени 1, когда вновь срабатывает датчик 18 положения. Этот процесс повторяется несколько раз, Аналогичным образом работает система интегрирования и регистрации напряжения, идущего от датчика 15 давления. Этот процесс отражен на графиках , О К, Л. 15На графике ) показано изменение напряжения, идущего с датчика 15 давления в период хода устьевого штока вверх, На графике О показана работа формирователя 17 импульсов, а награфике К - счетные импульсы. Результат работы второго микрокалькулятора представлен на графике Л,Результаты работы микрокалькуляторов Фиксируются оператором. Затем 25 на одном из них по указанной формуле определяется дебит.Формула изобретения30Устройство для измерения дебита скважины, оборудованной станком-качалкой с приводом, кривошипом и штанговым глубинным насосом, электродвигателем привода станка-качалки,35 включающее датчик усть евого давления и блок управления, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения дебита, оноснабжено статическим преобразователем мощности с трансформаторами тока н напряжения, первым и вторымключами, датчиком положения кривошипа станка-качалки, первым и вторымформирователями нормируемых импульсов, причем входы статического преобразователя мощности предназначеныдля подключения соответственно черезтрансформаторы тока и напряжения кодной из фаз силовой сети электродвигателя привода, выход соединенс входом первого ключа, выход которого подключен к входу первого формирователя нормирующих импульсов,первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами блока обработки, третийвход которого подключен к первомувыходу блока управления, вход которого соединен с выходом датчика положения кривошипа станка-качалки,второй выход подключен к управляющему входу первого ключа, третийвыход соединен с управляющим входомвторого ключа, вход которого подключен к выходу датчика устьевого давления, выход соединен через второйформирователь нормирующих импульсовс четвертым входом блока обработки.Ф 8 Составитель А. РРедактор И. Касарда Техред М.Ходанич Корректор Э. Лончаков ССР 3 В ЮЮЮПрои 495 Тираж 489 ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при.ГКНТ113035, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/5 дственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1