Устройство телединамометрирования глубиннонасосных скважин Советский патент 1984 года по МПК F04B47/00 

Изобретение относится к телединамометрированию глубинно-насосных скважин и может быть использовано в нефт.едобыче для контроля режима рабо ты скважинных штанговых насосов и колонны штанг. По основному авт.св. №- 969968 известно устройство телединамометрирования глубинно-насосных скважин, содержащее датчик хода, подключенный через формирователь напряжения вертикальной развертки теоретической динамограммы к коммутатору, связанному с вертикальным входом динамоско па, горизонтальный вход которого подключен к датчику хода, и датчик усилия, подключенный одним из выходов к входу коммутатора, и снабженно формирователем импульса, электронным ключом и блоками вычитания и индика1щи, а вызюд датчика хода подключен к входу формирователя импульса, выхо которого одновременно связан с одним из входов электронного ключа и блока вычитания, другие входы последнего подключены соответственно к выходам датчика усилия и электронного ключа, причем другой вход электронно го ключа подключен к выходу формирователя напряжения вертикальной развертки теоретической динамограммы, а выход блока вычитания - к входу блока индикации -f . Однако известное устройство не позволяет при обработке телединамограмм фиксировать экстремальные значения нагрузок, действующих на глубинйо-насосное оборудование в каждом цикле работы насоса, что необходимо для контроля приведенного напряжения например, в точке подвеса колонны насосных штанг скважинных насосов. Это в свою очередь ограничивает функциональные возможности устройст ва телединамометрирования глубиннонасосного оборудования в части обес печения сокращения возможного числа обрьшов штанг установок скважинных насосов в процессе эксплу штанговых тации. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем осуществления контроля значений при веденного напряжения в точке подвес штанг для обеспечения сокращения числа обрьшов штанг в процессе эксп луатации глубинно-насосных скважин. Указанная цель достигается тем, что устройство теледииамометрирования глубинно-насосных скважин снабжено блоками вьиеления максимального и минимального значения сигналов усилия, дополнительным формирователем импульса и блоком памяти, входы блоков выделения максимального и минимального значений сигналов усилия подключены к выходу датчика усилия, а выход катвдого из них включен к соответствующему входу блока вычитания, другие входы которого связаны с выходами соответственно электронного ключа, блока памяти и основного и дополнительного формирователей импульса, причем вход последнего подключен к выходу датчика хода. На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства телединамометрирования глубинно-насосных скважин; на фиг. 2 - временная развертка сиг нала, получаемого на выходе датчика хода; на фиг. 3 - временные развертки сигналов, получаемые на выходе датчика усилия и формирователя напряжения вертикальной развертки теоретической динамограммы на фиг. 4 картина совмещения теоретической динамограммы с телединамограммой на экране динамоскопа. I Устройство телединамометрирования глубинно-Насосных скважин содержит датчик 1 хода, подключенный через формирователь 2 напряжения вертикальной развертки теоретической динамограммы к коммутатору 3, связанному с вертикальным входом динамоскопа А, горизонтальный вход которого подключен к датчику 1 хода, и датчик 5 усилия, подключенньм одним из выходов к входу коммутатора 3. Устройство тажке снабжено формирователем 6 импульса, электронным ключом 7 и блоками вычитания 8 и индикации 9, а выход датчика 1 хода подключен к входу формирователя 6 импульса, выход которого одновременно связан с одним из входов электронного ключа 7 и блока 8 вычитания, другие входы подключены соответственно к выходам датчика 5 усилия и электронного ключа 7, причем другой вход электронного ключа 7 подключен к выходу формирователя 2 напряжения вертикальной развертки теоретической динамограммы, а выход блока вычитания 8-к выходу блока 9 индикации. - 3 Кроме того, в устройство телединамометрирования глубинно-насосных скважин включены блоки вьщеления .максимального 10 и минимального 11 значения сигналов усилия, дополнительный формирователь 12 импульса и блок 13 памяти, входы блоков вьще ления максимального 10 и минимального 11 значения сигналов усилия подключены к выходу датчика 5 усилия, а выход каждого из них включен к соответствующему входу блока 8 вычитания другие входы которого связаны с выходами соответственно электронного ключа,, 7, блока 13 памяти и основного и дополнительного формирователей 6 и 12 импульса, причем вход последнего подключен к выходу датчика 1 хода. На фиг. 2-А приняты следующие обозначения: Р - усилия; S - ход; t - время; Т - период работы глубин ного насоса; Рф - фактическое значение нагрузки в момент времени t Р - теоретическое значение нагрузки; максимальное значение уси лия; ,- минимальное значение уси лия; P(t) - сигнал, получаемый на выходе датчика 5 усилия; Р (t) сигнал, получаемый на выходе формирователя 2 напряжения вертикальной развертки теоретической динамограммы; S(t) - сигнал, получаемый на выходе датчика 1 xoдaj 1 - теоретическая динамограмма нормальной работы насоса; II - практическая теле динамограмма. Устройство работает следующим образом. Сигнал P(t), получаемый на вько де датчика 5 усилия (фиг.1), однов менно поступает на вход блока 10 вьщеления максимального значения сигнала усилия и на вход блока 11 вьщеления минимального значения си нала усилия. В течение периода (Т) работы глубинного насоса на вьгходе блока 10 получают максимальное зна чение сигнала усилия (Pfy,Qy) , а на выходе блока 11 - минимальное (РП,,В конце периода времени Т, т.е. в момент t достижения сигнала хода минимальной величины (фиг.2, точка на выходе дополнительного формиров теля 12 импульса получают сигнал, которьш поступает на вход блока 8 вьг-гитания. При этом в блоке 8 вычи тания вьр-исляется значение приве164денйого напряжения в точке подвеса колонны штанг по формуле PiYian l ifiax I win рив-Д г 1 - l-uJT где6пр,д - приведенное напряжение в точке подвеса штанг, f - площадь поперечного сечения штанг. Значения fj,,, и допустимое значение приведенного напряжения б„„ рп для каждой скважины запоминаются в блоке 13 памяти. . При вычислении приведенного напряжения6прив. формуле (1) с выхода блоков 10 и 11 на соответствующие входы блока 8 вычитания поступают значения Р и , а с вькода блока 13 памяти на соответствующий вход блока 8 вьгштания поступают значения i, ибрр, д. Полученное в блок 8 вычитания значения dnpсравниваетсяс рр.о. Если „pS dnp. АОП, , то режим работы колонны штанг нормальный. При этом на выходе блока 8 вычитания сигнал не получают. Если же df,p. Jiip, режим работы колонны штанг предаварийный. При зтом на выходе блока 8 вычитания получают сигнал, который поступает в блок 9 индикации и информирует диспетчера о предаварийном режиме работы колонны штанг. Получаемый на выходе датчика 1 хода сигнал S(t) (фиг.1) одновременно поступает На вход формирователя 2 напряжения вертикальной развертки теоретической динамограммы и на вход основного формирователя 6 импульса. Основной формирователь 6 импульсов фиксирует момент времени t( достижения сигнала хода максимальной величины (фиг.2, точка М). В момент времени t на выходе основного формирователя 6 импульса получают сигнал, который одновременно поступает на вход электронного ключа 7 и блока 8 вычитания. При этом электронный ключ 7 открь вается и значение Pjy, с выхода формирователя 2 напряжения вертикальной развертки теорети- ческой динамограммы. пройдя через электронный ключ 7 поступает на соответствующий вход блока 8 вычитания. На другой вход блолса 8 вычитания в этот момент поступает значение Рд, с выхода датчика 5 усилия (фиг.З). В блоке 8 вычитания определяется разность значений (Р РСР Поскольку разность (Ру Рт) определяется в момент времени t , т.е. в концах хода полированного штока вверх, когда вес жидкости в насосных трубах уменьшается на величину веса жидкости в затрубном пространст ве, то значение (Р Рд) будет соответствовать фактической величине погружения насоса в жидкость. Значение (Ру„ Рт) с выхода блока 8 вычитания поступает на вход блока 9 индикации, который показывает фактическую величину погружения насоса в жидкость в данный момент времени. Как видно из фиг. 1, сигнал S(t) с выхода датчика 1 хода поступает и на горизонтальный вход динамоскопа 4. Так как выход формирователя 2 напряжения вертикальной развертки теоретической динамограммы через коммутатор 3 подключен на вертикальный вход динамоскопа 4, то на экране динамоскопа 4 получают теоретическую динамограмму 1 нормальной работы насоса (фиг.4). Для совмещения теоре тических и практических динамограмм выход датчика 5 усилия подключен на другой вход коммутатора 3. Коммутатор 3 с частотой 50 Гц подает сигнал P(t) и P4t) на вертикальный вход динамоскопа 4. Поэтому на экране динамоскопа 4 получают теоретическую динамограмму 1 , совмещенную с практической телединамограммойIf (фиг.4). Предлагаемое устройство кроме контроля режима работы глубинного насоса, позволяет контролировать режим работы колонны штанг и своевременно информировать диспетчера о предаварийном режиме их работы. При этом оперативно принимаются соответствующие меры (изменяют число качаний насоса, диаметр щтанг и т.д.), что исключает возможные аварийные режимы, т.е. предотвращается возможный случай обрыва штанг. Кроме того, применяя предлагаемое устройство, получают автоматическую информацию об экстремальных нагрузках, действующих на глубинно-насосное оборудование в каждом цикле работы насоса, что необходимо для контроля напряжения, возникающего в точке подвеса колонны щтанг. В результате сокращается количество обрывов колонны штанг в процессе эксплуатации глубинно-насосных скважин и повышаются технико-экономические показатели нефтяных скважин, оборудованных штанговыми насосами.

УСТРОЙСТВО ТЕЛВДИНАМОМЕТРИРОВАНИЯ ГЛУБИННО-НАСОСНЫХ СКВАЖИН по авт.св. № 969968, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем осуществления контроля значений приведенного напряжения в точке подвеса штанг для обеспечения сокращения числа обрывов штанг в процессе эксплуатации глубинно-насосньгх скважин, оно снабжено блоками выделения максимальнЬго и минимального значений сигналов усилия, дополнительный формирователем импульса и блоком памяти, входы блоков вьщеления максимального и минимального значений сигналов усилия подключены к. выходу датчика усилия, а выход каждого из них включен к соответствующему входу блока вычитания, другие входы которого связаны с выходами соответственно электронного ключа блока памяти и основного и дополнительного формирователей импульса, причем вход (О последнего подключен к выходу датчика хода.