БЕСПРОВОДНОЙ ДИНАМОГРАФ ДЛЯ КОНТРОЛЯ РАБОТЫ СКВАЖИННЫХ ШТАНГОВЫХ НАСОСОВ Российский патент 2015 года по МПК F04B47/00 

Изобретение относится к области автоматизации скважинной добычи нефти и может быть использовано для диагностики состояния насосного оборудования и управления электроприводами скважин, эксплуатируемых глубинно-насосным способом.

Известен динамограф для контроля работы скважинных штанговых насосов, содержащий датчик усилия гидравлический с тензодатчиком давления и тензоусилителем, механизм силового подключения динамографа к канатной подвеске, датчик перемещения, снабженный пусковой кнопкой, расположенной на устье скважины и установленной с возможностью регулирования ее высоты (RU 2113619 от 20.06.1998).

Недостатками данного динамографа являются сложность конструкции гидравлического датчика усилия, невысокая надежность датчика перемещения из-за наличия пусковой кнопки, а также подключение датчиков усилия и перемещения к регистрирующим устройствам посредством соединительных проводов, которые подвержены частым обрывам из-за расположения датчиков на движущихся элементах конструкции станка-качалки и порывов ветра.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является устройство динамометрирования скважинных штанговых глубинно-насосных установок, содержащее последовательно соединенные датчик силоизмерительный и усилитель, подключенные к первому входу контроллера, со вторым входом которого соединен датчик перемещения, интерфейс, связанный с первым выходом контроллера, и устройство управления и индикации, радиоблок, соединенный с третьим входом контроллера, и интерфейс, содержащий дополнительный разъем для подключения внешних устройств (RU 26087 от 09.07.2002).

Недостатком устройства является невозможность длительной автономной работы из-за использования в качестве источника питания аккумуляторной батареи, которую требуется периодически подзаряжать и заменять, для чего необходимо останавливать процесс откачки и демонтировать устройство.

Перечисленные недостатки обусловлены тем, что питание датчиков осуществляется либо по соединительным проводам, либо от аккумуляторных батарей, которые требуется периодически подзаряжать и заменять.

Для того чтобы обеспечить длительную автономную работу без соединительных проводов, в известном устройстве необходимо использовать альтернативные источники энергии, такие как солнечные батареи, электромагнитные генераторы, что усложняет конструкцию, увеличивает габариты, снижает надежность и эксплуатационные характеристики динамографа.

Технической задачей изобретения является повышение надежности и эксплуатационных характеристик динамографа за счет отказа от использования для питания соединительных проводов и аккумуляторных батарей.

Поставленная задача достигается тем, что в беспроводном динамографе для контроля работы скважинных штанговых насосов, устанавливаемом на станке-качалке и содержащем последовательно соединенные датчик силоизмерительный и усилитель, подключенные к первому входу контроллера, со вторым входом которого соединен датчик перемещения, и радиоблок, соединенный с третьим входом контроллера, согласно изобретению дополнительно содержатся формирователь питающего напряжения, к которому подключена приемная высокочастотная катушка, при этом на основании станка-качалки установлен генератор высокочастотных колебаний и передающая высокочастотная катушка с возможностью передачи генерируемых высокочастотных колебаний на приемную высокочастотную катушку.

На чертеже представлена схема беспроводного динамографа для контроля работы скважинных штанговых насосов, содержащего последовательно соединенные датчик 1 силоизмерительный и усилитель 2, датчик 3 перемещения, подключенные к контроллеру 4, радиоблок 5, приемную высокочастотную катушку 6 и формирователь 7 питающего напряжения, а также установленные на основании станка-качалки генератор 8 высокочастотных колебаний и передающую высокочастотную катушку 9.

Устройство работает следующим образом. При работе станка-качалки усилия, возникающие в точке подвеса штанг, передаются на датчик 1 силоизмерительный, сигнал с его выхода проходит через усилитель 2 и поступает на первый вход контроллера 4. Текущее положение точки подвеса штанг станка-качалки измеряется датчиком 3 перемещения и поступает на второй вход контроллера 4. Информация об усилии и положении передается в систему телемеханики посредством радиоблока 5.

Для питания устройства на основании станка-качалки установлен генератор 8 высокочастотных колебаний и передающая высокочастотная катушка 9. Генерируемые высокочастотные колебания принимаются приемной высокочастотной катушкой 6, подключенной к формирователю 7 питающего напряжения.

Таким образом, в предложенном устройстве обеспечиваются беспроводные передача информации и передача электроэнергии для функционирования динамографа. Отсутствие соединительных проводов к динамографу для передачи информации и подвода питающего напряжения повышает надежность и эксплуатационные характеристики устройства, так как соединительные провода являются самыми ненадежными и часто выходящими из строя элементами динамографов. При использовании для питания аккумуляторных батарей возникают эксплуатационные недостатки, вызванные необходимостью периодической их зарядки и замены, для чего необходимо останавливать процесс эксплуатации скважины. В отличие от устройств, где для питания используются солнечные батареи и системы из взаимоподвижных магнитов и катушек, данное устройство обеспечивает работу как в темное время суток, так и при остановленном станке-качалке. Следовательно, предложенный беспроводной динамограф для контроля работы скважинных штанговых насосов обладает высокой надежностью, практически неограниченным ресурсом непрерывной работы, а также высокими эксплуатационными характеристиками.

Изобретение относится к области автоматизации скважинной добычи нефти и может быть использовано для диагностики состояния насосного оборудования и управления электроприводами скважин, эксплуатируемых глубиннонасосным способом. Динамограф устанавливается на станке-качалке и содержит последовательно соединенные датчик силоизмерительный и усилитель, подключенные к первому входу контроллера, со вторым входом которого соединен датчик перемещения, и радиоблок, соединенный с третьим входом контроллера. Дополнительно содержит формирователь питающего напряжения, к которому подключена приемная высокочастотная катушка. На основании станка-качалки установлен генератор высокочастотных колебаний и передающая высокочастотная катушка с возможностью передачи генерируемых высокочастотных колебаний на приемную высокочастотную катушку. Применение беспроводного динамографа для контроля работы скважинных штанговых насосов позволяет отказаться от использования соединительных проводов, аккумуляторных батарей, солнечных батарей, что повышает надежность, обеспечивает практически неограниченный ресурс непрерывной работы, высокие эксплуатационные характеристики. 1 ил.

Беспроводной динамограф для контроля работы скважинных штанговых насосов, устанавливаемый на станке-качалке и содержащий последовательно соединенные датчик силоизмерительный и усилитель, подключенные к первому входу контроллера, со вторым входом которого соединен датчик перемещения, и радиоблок, соединенный с третьим входом контроллера, отличающийся тем, что дополнительно содержит формирователь питающего напряжения, к которому подключена приемная высокочастотная катушка, при этом на основании станка-качалки установлен генератор высокочастотных колебаний и передающая высокочастотная катушка с возможностью передачи генерируемых высокочастотных колебаний на приемную высокочастотную катушку.