Устройство для автоматического диагностирования состояния скважинной штанговой насосной установки Советский патент 1983 года по МПК F04B47/00 

Изобретение относится к устройствам, используемым в области нефте добычи, предназначенным для автоматического диагностирования состояни скважинкой шланговой насосной установки в процессе ее работы. Известно устройство для диагности рования режима работы скважинной штанговой насосной установки, содер жащее датчик усилий с выходным сигнгшом в виде линейного перемещения, фиксируемого одной координатой регистратора и датчик перемещений с выходным сигналом, связанным с цере мещением. диаграммной ленты регистра тора 1. Недостаток этого устройства для диагностирования режима работы сква жинной штанговой насосной установки состоит в невозможности осуществления автоматического диагностировани состояния насосной установки. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для автоматичес кого диагностирования состояния .скважинной штанговой насосной установки, содержащее датчик усилия,блор управления, блок сопоставления, станцию управления двигателем станка-качсшки- и систему телемеханики, причем выходы блока сопоставления подключены соответственно к - входам блока управления, станции управления двигателем станка-качалки и системы. телемеханики С2 . Недостаток устройства для автоматического диагностирования состояния скважинной штанговой насосной установки состоит в том, что оно обладае узкими функциональными возможностями из-за невозможности определения нарушений режима работы насоса, связан ных, например, с обрывом штанг, естественным фонтанированием, снижением уровня нефти в скважине до прие ма насоса и т.д. Цель изобретения -г расширениэ функциональных возможностей. Указанная цель достигается тем, что устройство для автоматического диагностирования состояния скважинной штанговой насосной установки, содержащее датчик усилия, блок управления, блок сопоставления,станцию управления двигателем станка-качалки и систему телемеханики, причем выходы блока сопоставления подключены соответственно к входам блока управления, станции управления двигателем станка-качалки и системы телемеханики, снабжено интегратором, двумя , регистратором, двумя дат икамя крайних положений, связанными с входами блока управления, выходы которого, соединены с датчиком усилия, управляющими входами обоих ключей и регистратором, причем выход датчика усилия включен к входу интегратора через первый ключ, выход интегратора подключен к входам регистратора и блока сопоставления, а второй ключ включен между вторым входом интегратора и его выходом. На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 временная зависимость приложенного к полированному штоку станка-качалки усилия, преобразованного в напряжение UBX . Устройство для автоматического диагностирования состояния скважинной штанговой насосной установки состоит из датчика 1 усилия, предназначенного для преобразования усилия на полированном штоке (не показан) в напряжение, пропорциональное преобразуемому усилию, блока 2 управления, предназначенного для координации работы устройства в целом, блока 3 сопоставления, станции 4 управления двигателем станка-качалки (не показаны) и системы 5 телемеханики, причем выходы блока 3 сопоставления подключены соответственно к входам блока 2 управления, станции 4 управления двигателем станка-качалки и системы 5 телемеханики. Устройство снабжено интегратором 6, предназначенным для интегрирования выходного напряжения датчика 1 усилия, двумя ключами 7 и 8, первый из которых предназначен для задания длительности интегрирования, а второй - для возврата интегратора б в исходное положение, регистратором 9 напряжения и двумя датчиками 10 и 11 крайних положений, первый из которых - верхнего крайнего положения, а второй - нижнего крайнего положе.йня, предназначенные для оповещания блока 2 управления о прохождении точкой подвеса штанг (не показана) соответствующих крайних положений. Датчики 10 и 11 крайних положений связаны с входами блока 2 управления, выходы которого соединены с датчиком 1 усилия, управляющими входами обоих ключей 7 и 8 и регистратором 9, причем выход датчика 1 усилия включен к входу интегратора б через первый ключ 7, выход интегратора 6 подключен к входам регистратора 9 и блока 3 сопоставления выходного напряжения интегратора 6 с напряжениями уставок, а второй ключ 8 включен между вторым входом интегратора 6 и его выходом. Устройство для автоматического диагностирования состояния скважинной штанговой | асосной установки работает следующим образом. Приложенное к полированному штоку станка-качалки усилие преобразуется датчиком 1 усилия в напряжение Ugjj. При прохождении точки подвеса штанг через крайнее нижнее положение датчик 11 подает сигнал на блок 2 управления, который ключом 8 возвра щает интегратор 6 в исходное положе ние (выходное напряжение интегратор равно нулю), а затем ключом 7 соеди няет выход датчика 1 усилия с входо интегратора 6, на выходе которого действует напряжение равное Ue ивыч в момент времени -t., точка штанг проходит верхнее крайнее положение, о чем датчиком 10 оповещается блок 2 управления. Последний при этом воздействует на датчик 1 усилия, из-за чего его выходное напряжение меняет знак на противопо ложный. Точка подвеса штанг/, двигаясь вниз в момент времени- ij, дост гает нижнего крайнего положения, а напряжение на выходе интегратора б в это же время определяется зависимостью,«c.)K, о.t где площадь фигуры ОАБВЕ (фиг.2); W2- площадь -фигуры ЕВГДЯС; 4tt) площадь фигуры АВВЗ. (Jgjj (t связано однозначной зависимостью с усилием на полированном щтоке, а i также однозначно связан с пере.мещением полированного штока, поэтому напряжение на выходе инта ратораBb,-((2) () функционально зависит от работы, производимой полированным штоком Af,. В момент t2 датчик 11 нижнего крайнего положения воздействует на блок 2 управления, который, во-первых, ключом 7 блокирует интегратор 6, из-за чего в течение времени от tj до .i напряжение выхода интегратора б остается равным ) ° вторых, разрешает работу регистратора 9 и блрка 3 сопоставления. Регистратором 9 фиксируется значение Ug, (tJ, а в блоке 3 сопоставления уровень Ug(j,y(t2) сравнивается с напряжениями уставок. Результат сравнения подается в систему 5 телемеханики и передается на диспетчерский пульт. В случае, когда U.g, (t) блоком 3 сопоставления выдается команда на остановку станка-качалки. Последняя передается на диспетчерский пульт как сигнал аварии, если условие UB.X (ij) min УСТОЙЧИВО выполняется при неоднократном автоматическом запуске через определенный интервал времени, задаваемый станцией 4 управления двигателем станка-качалки. Предлагаемое устройство позволяет, осуществлять прямой контроль нагрузки в точке подвеса штанг, непосредственно связанных с плунжером скважинного насоса. Это позволяет точно, безошибочно, с автоматической расиифровкрй определять режим работы насоса.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ СОСТОЯНИЯ СКВАЖИННОЙ ШТАНГОВОЙ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ содержащее датчик усилия, блок управления, блок сопоставления, станцию управления двигателем станка-качалки и систему телемеханики, причем выходы блока сопоставления подключены соответственно к входам блока управления, станции управления двигателем станка-качалки и системы телемеханики, отличающеес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено интегратором, двумя ключами, регистратором, двумя датчиками крайних положений, связанными с входами блока управления, выходы которого соединены с датчиком усилия, управляющими входами обоих ключей и регист.ратором, причем выход датчика усилия включен к входу интегратора через первый ключ, выход интегратора под.ключен к входам регистратора и бло- р ка сопоставления, а второй ключ g включен между вторым входом интегра(О тора и его выходом. 4 СХ) да к|

А - --