Устройство для определения причин незаполнения жидкостью скважинных штанговых насосов глубиннонасосной установки

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 47/00 51) 4 входами дв полни ьных триг а управления чика времени сной: установсвязан одно- ходом блока входов основа, другой вход ятому входу подключен к оду счет иннонасо становки глуи, а выход по следнеговертым вдним из временно с че управления иного выходногкоторого подклблока управле ригге ючен(71) Институт кибернетики АН Азербайджанской ССР и Отдел автоматизированных систем управления АН Азербайджанской ССР(56) Авторское свидетельство СССРк 514945, кл. Е 21 В 43/00, 1974.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯПРИЧИН НЕЗАПОЛНЕНИЯ ЖИДКОСТЬЮ СКВАЖИННЫХ ШТАНГОВЫХ НАСОСОВ ГЛУБИННОНАСОСНОЙ УСТАНОВКИ, содержащее датчик усилия, выход которого черезфиксатор нулевого уровня подключенк первому входу блока управления,первый выход и второй вход которогосвязаны соответственно с входомсчетчика длительности импульсов. датчика усилия и с выходом формирователя напряжения сети, а выход счетчикадлительности импульсов датчика усилияподключен к первому входу элементасравнения, причем выход последнегочерез счетчик числа циклов незаполнения насоса подключен к первомувходу логической системы, второйвход которой через счетчик числа циклов работы насоса связанс вторымвыходом блока управления, а также 80117753 счетчик времени остановки глубиннонасосной установки, выход которогосвязан с входом основного выходноготриггера, при этом выход последнегоподключен к исполнительному реле,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью расширения функциональныхвозможностей и повышения точностиинформации, оно снабжено двумя дополнительными выходными триггерамии регистром памяти, входы которогоподключены к выходу счетчика длительности импульсов датчика усилияи третьему выходу блока управления,а выход - к второму входу элементасравнения, причем третий вход последнего связан с четвертым выходомблока управления, пятый выход и третий вход которого в свою очередь соответственно подключены к третьемувходу логической схемы и к выходу:,счетчика числа циклов работы насоса,выходы логической схемы связаны с ров, шестои выход блок1177Изобретение относится к устройствам для контроля работы насосов впроцессе их эксплуатации, вчастности к устройствам для определенияпричин незаполнения жидкостью скважинных штанговых насосов глубиннонасосной установки, и может бытьиспользовано в нефтедобыче,Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей и повы.шение точности информации.На Фиг, 1 представлена функциональная схема устройства для определения причин незаполнения жидкостьюскважинных штанговых насосов глубиннонасосной установки; на Фиг. 2схема блока управления операциями враскрытом виде; на фиг. 3 в . алгоритмработы устройства; на фиг. 4 а,б,всовмещенные друг с другом после вклю чения глубиннонасосной установки динамограммы работы скважинного штангового насоса в течение трех цикловпри незаполнении насоса жидкостью,вызванном влиянием пластового газа 25на работу насоса (а - замкнутая динамограмма, б - временная разверткасигнала, получаемая на выходе датчика усилия, в - сигнал, получаемыйна выходе фиксатора нулевого уровня)З 0на фиг. 5 а,б,в - совмещенные другс другом после включения глубиннонасосной установки динамограммы работы скважинного штангового насосав течение трех циклов при незаполнении насоса жидкостью, вызванном снижением динамического уровня жидкостив затрубном пространстве скважины доприема насоса (а - замкнутая динамограмма,б - временная развертка 40сигнала, получаемая на выходе датчика усилия, в - сигнал, получаемыйна выходе фиксатора нулевого уровня) .На Фиг, 1 и 2 приняты следующиеобозначения: а а, , а - входы 45блока управления ; в, в 2, ., в 6 -выходы блока управления; п,п,пэлементы И; Т, Т - триггеры, Т.Ш.триггер Имидта.50На фиг. 4 и 5 приняты следующиеобозначения: Р - усилие; Б - ходполированного штока;- времяЛ П Л - линии снятия нагрузки1 Я 3динамограммы соответственно в первом,уво втор 1 м и в третьем циклах работынасоса;СЛ - нупевой уровень сигнала;- длительность импульса датчи 539 2 ка усилия в первом цикле работы насоса. Устройство для определения причин незаполнения жидкостью скважинных штанговых насосов глубиннонасосной установки содержит датчик 1 усилия, выход которого через фиксатор 2 нулевого уровня подключен к первому входу а блока 3 управления, первый выход в и второй вход а которого связаны соответственно с входом счетчика 4 длительности импульсов датчика 1 усилия и с выходом Формирователя 5 напряжения сети. Выход счетчика 4 длительности импульсов датчика 1 усилия подключен к первому входу элемента б сравнения, причем выход последнего через счетчик 7 числа циклов незаполнения насоса подключен к первому входу логической схемы 8, второй вход который через счетчик 9 числа циклов работы насоса связан с вторым выходомв 2 блока 3 управления. Устройство содержит также счетчик 10 времени остановки глубиннонасосной установки, выход которого связан с входом основного выходного триггера 11, при этом выход последнего подключен к исполнительному реле 12Устройство снабжено двумя дополнительными выходными триггерами 13 и 14 и регистром 15 памяти, входы которого подключены к выходу счетчика 4 длительности импульсов датчика 1 усилия и третьему выходу вэ блока 3 управления, а выход - к второму входу элемента б сравнения, причем третий вход последнего связан с четвертым выходом в+ блока 3 управления, пятый выход в и третий вход а которого, в свою очередь,3соответственно подключены к третьему входу логической схемы 8 и к выходу счетчика 9 числа циклов работы насоса. Выходы логической схемы 8 связаны с входами двух дополнительных триггеров 13 и 14. Шестой выход в блока 3 управления подключен к 6входу счетчика 10 времени остановки глубиннонасосной установки, а выход последнего связан одновременно с четвертым входом а блока 3 управления и одним из входов основного выходного триггера 11, другой вход которого подключен к пятому входу аблока 3 управления.1177539 4 При подаче сигнала "Пуск" он поступает на первый вход основного выходного триггера 11 и переключает его в нулевое состояниеПри этом обесточивается исполнительное реле 12 и выключается электродвигатель станка-качалки (на чертежах не показаны). Кроме того, при поступлении сигнала "Пуск" на пятый вход а блока 3 управления, импульсы с выхода формирователя 5 напряжения сети, пройдя через шестой выход в блока 3 управления, поступают йа вход счетчика 10 времени остановки глубиннонасосной установки. Таким образом в счетчике 10 происходит подсчет времени остановки (Т ) глубиннонасосной установки.оПри достижении содержимым счетчика 10 времени остановки глубиннонасосной установки заданной величины (Тзд ) на его выходе вырабатывается сигнал, который поступает на второй вход основного триггера 11 и на четвертый вход а 4 блока 3 управления. При этом основной выходной триггер 11 устанавливается в состояние "1", поэтому срабатывает исполнительное реле 12 и включается электродвигатель станка-качалки. При этом фиксированный на нулевом уровне сигнал усилия Р(1) с выхода фиксатора 2 нулевого уровня поступает на первый вход а блока 3 управления. Далее импульсы с выхода формирователя 5 напряжения сети, пройдя через первый выход в блока 3 управления, поступают на вход счетчика 4 длительности импульса датчика 1 усилия. Таким образом, 4 в счетчике 4 происходит подсчет длительности импульса датчика 1 усилия. В конце временина четвертом выходе в 4 блока 3 управления получается сигнал, который поступает на вход элемента 6 сравнения. При этом в элементе 6 сравнения происходит сравнение текущего значения длнтельности импульса датчика 1 усилия С (вход счетчика 4 длительностй импульса датчика усилия) с предыдущим значением длительности импульса датчика 1 усилия 10 15 20 25 30 35 40 50 55 3Предлагаемое устройство для определения причин незаполнения жидкостью скважинных.штанговых насосов глубиннонасосной установки работает следующим образом.(выход регистра 15 памяти), в данном случае С=О. Если г ., как в данном случае,то на выходе элемент," 6 сравнения получается сигнал, который поступает на вход счетчика 7 числа циклов незаполнения насосов и увеличивает его содержимое на единицу. Если г 1 4 , то на выходе элемента 6 сравнения сигнал не вырабатывается. Далее на третьем выходе в блока 3 управления получается сигнал, который поСтупает на вход регистра 15 памяти. При этом значения с с выхода счетчика 4 длительности импульса датчика усилия записываются в регистр 15 памяти. Так как второй выход в блока 3 управления подключен на вход счетчика 9 числа циклов работы насоса, то в каждом цикле работы насоса - содержимое счетчика 9 числа циклов работы насоса увеличивается на единицу. Если содержимое счетчика 9 числа циклов работы насоса п меньше заданной величины ш, то на его выходе сигнал не вырабатывается и в следующем цикле работы насоса происходит аналогичное измерение длительности импульса датчика 1 усилия и его сравнения с , . При подсчете счетчиком 9 числа циклов работы насоса заданной величины ш на его выходе получается сигнал, который поступает на один из входов логической схемы 8 и на третий вход а блока 3 управления. При этом на пятом выходе в блока 3 управления получается сйгнал, который поступает на вход логической схемы 8, где происходит сравнение содержимого счетчика 7 числа циклов незаполнения насосов (К) с содержимым, счетчика 9 числа циклов работы насоса (ш) . Если К=ш, то на первом выходе логической схемы 8 вырабатывается сигнал, который поступает на вход первого дополнительного выходного триггера 13, сигнализирующий о том, что причиной не- заполнения насоса жидкостью является снижение динамического уровня жидкости до приема насоса (фиг. 5). Если К ( ш, то на втором выходе логической схемы 8 вырабатывается сигнал, который поступает на вход второго дополнительного выходного тригге-, ра 14, сигнализирующий о том, что/причиной незаполнения насоса жидкостью является влияние пластового газа на работу насоса (фиг. 4)1177539 сигнал. Фиг 7 Блок 3 управления работает следующим образом (фиг. 2).1 1При поступлении сигнала Пуск на пятый вход а блока 3 управления триггер Т устанавливается в единичФное состояние. Поэтому открывается элемент И и поступающие на второй вход а блока 3 управления импульсы2с выхода формирователя 5 напряжения сети (фиг. 1), проходят через элемент И и на шестом выходе в блока 3 управления вырабатываются соответствующие сигналы. При поступлении с выхода счетчика 10 времени останов ки глубиннонасосной установки (фиг,1) сигнала на четвертый вход а блока 3 управления, триггер Т переходит в нулевое состояние поэтому элемент И закрывается и прекращается прохожО дение импульсов через элемент И. При поступлении сигнала Р(С) с выхо/ да фиксатора 2 нулевого уровня (фиг. 1) на первый вход а блока 3 управления, срабатывает триггер Шмидта и на втором выходе в блока 3 управления получается высокий уровень напряжения. Высоким уровнем напряжения с выхода триггера Шмидта открывается элемент И 2 и поступающие на втррой вход аг блока 3 управления импульсы с выхода формирователя 5 напряжения сети (фиг. 1) проходят через элемент И и на первом выходе в блока 3 .управления вырабатываются соответствующие сигналы. При снижении сигнала Р до нулевого уровня на выходе фиксатора 2 нулевого уровня (фиг. 1) сигнал не получается, поэтому на первый вход а, блока 3 управления сигнал не поступает и триггер Шмидта переходит в нулевое состояние. При этом на инверсном выходе триггера Шмидта получается высокий уровень напряжения и на четвертом выходе в блока 3 управления вырабатывается соответствующий сигнал. Высокий уровень напряжения с инверсного выхода триггера Шмидта устанавливает триггер Т в нулевое состояние, на инверсном выходе триггера Т получается сигнал, который поступает на третий выход в блока 3 управления. При поступлении с выхода счетчика 9 числа циклов работы насоса (фиг. 1) сигнала на третий вход а блока 3 управления триггер Т переходит в единичное состояние 3и на пятом выходе вблока 3 управления получается соответствующий1177539 Составитель Э.Гинзбуредактор С.Патрушева Техред Ж,Кастелевич орректор О.Луговая Тираж 58 осударственн лам изобрете сква, Ж,аказ 5491/34 ВНдписное го комитета С ий и открытий