Устройство для автоматического управления глубиннонасосной установкой малодебитных нефтяных скважин Советский патент 1986 года по МПК F04B47/02 

ни между минимумами подключен к седьмому выходу блока управления.

Изобретение относится к области нефтедобычи, в частности к устройствам для автоматического управления глубиннонасосных установок малодебитных нефтяных скважин, и может быть использовано в нефтяной промышленности при эксплуатации скважин в режиме периодической от- качщ пластовых жидкостей.

Цель изобретения - повышение достоверности определения начального момента незаполнения насоса жидкостью.

На фиг,1 представлена блок-схема устройства для автоматического уп- равления глубиннонасосно.й установкой малодебитных нефтяных скважин; на фиг,2 - сигнал датчика усилия при заполнении насоса и его автокорреляционная функция, на фиг.З - то же, при незаполнении насоса и его автокорреляционная функция.

На фиг. 2 и 3 обозначено Up(i) - сигнал датчика усилия РхС) - ав токорреляционная функция сигнала датчика усилия; Т - длительность одного периода работы глубиннона- сосной установки; f - между минимумами двух автокорреляционных функций, соответствующих случая заполнения и незаполнения насоса жидкостью.

Устройство для автоматического управления глубиннонасосной установкой малодебитных нефтяных скважин содержит датчик 1 усилия, блок 2 включения-отключения электродвигателя установки, один из входов которого под1слючен к выходу первой схемы 3 сравнения, один вход которого связан через блок 4 изменения времени накопления с ОДНШ4 из выходов блока 5 управления, одновременно с одним из входов блока 6 памяти, с выходом счет- чика 7 времетш накопления, подклю

восьмой вход которого связан с вторым входом автокоррелятора.

5 о

д s

5

2

чениого своим входом к второму выходу блока 5 управления, к одному из входов которого подключен выход, формирователя 8 напряжения. Устрой- СТЕ1О также содержит счетчики времени откачки 9 и вычитающий 10, вторую схему 11 сравнения и делитель 12„ Выход делителя 12 связан с одним: из входов, второй схемы 11 сра.внения, а один из его входов подключен к третьему выходу блока 5 управления, своим четвертым выходом подключенного к одному из входов вычитающего счетчика 10, второй вход которого подключен к одному из выходов блока 6 памяти, причем третий вход вычитающего счетчика 10 связан с выходом счетчика 9 времени откачки, вход которого подключен к пятому выходу блока 5 управления, своим шестым выходом подключенного к второму входу блока 6 памяти, третий вход которого связан с вторым выходом вычитающего счетчика 10, а второй вход делителя 12 подключен к второму выходу блока 6 памяти, третий выход которого связан с одним из входов второй схе- r-jbi 11 сравнения.

Устройство снабжено дополнительной схемой 13 сравнения, автокоррелятором 14, блоком 15 нахоркдения минимума и счетчиком 16 продолжительности интервала времени между минимумами, выход которого одновременно связан с четвертым входом блока 6 памяти и одним из входов дополнительной схемы 13 сравнения, второй вход последней подключен к четвертому выходу блока 6 памяти, своим пятым входом связанного с выходом автокоррелятора 14, первый вход которого подключен к выходу датчика 1 усилия. При этом третий вход блока 5 управления связан с выходом блока 15 нахождения миниму-

3

ма, входы которого соответственно подключены к пятому выходу блока 6 памяти и одновременно с пятым входом блока 6 памяти к выходу автокоррелятора, а выход дополнительной схемы 13 сравнения связан с вторым входом блока 2 включения-отключения электродвигателя установки, в то время как вход счетчика 16 продолжительности интервала мезкду минимумами подключен к седьмому выходу блока 5 управления, восьмой выход которого связан с вторым дом автокоррелятора.

Предлагаемое устройство для автоматического управления глубинно- насосной установкой малодебитных нефтяных скважин работает следующим образом.

Глубиннонасосная установка (не показана) останавливается на определенное время J задаваемое блоком 4 изменения времени накопления и отсчитываемое счетчиком 7 времени накопления. Предварительно в вычитающий счетчик 10 из блока 6 памяти заносится число, соответствующее предыдущему времени 1ц(- накопления. На вход счетчика 7 времен накопления и вычитающего счетчика 10 одновременно поступают импульсы с частотой 50 Гц с выхода формирователя 8 напряжения через блок 5 управления (фиг.1). Момент окончания заданного времени Ьц; определяется с помощью первой схемы 3 сравнения, вырабатывающей сигнал, посредством которого через блок 2 включения-отключения включается электродвигатель глубиннонасосной установки и она переходит в режим откачки. К этому моменту в вычитающем счетчике 10 образуется код числа (t - tH ,-) последнее, а также число импульсов, соответствующее времени t ц; и подсчитанное счетчиком 7 времени накопления, фиксируются в блоке 6 памяти. В режиме откачки сигнал Up(t.) датчика 1 усилия поступает на вход автокор- релятора 14, который определяет значения автокорреляционной функции Ruptt ) этого сигнапа (фиг.2). В общем случае автокорреляционная функция исходного процесса Kl. t) - это математическое ожидание произведения центрированных значений XoCt) исходного процесса, соответ16428

ствующее двум моментам времени t, ta,

t°° +00

RxU,, (

сJ J1

-00 - оЛУ

(X,,Kг.t1.tг)dx,,dXг ,

где

W(X,,X2,t,,ti) математическое ожидание исходного процесса

(t);

одномерная плотность вероятности.

Для стационарных и квазистационарных процессов автокорреляционная функция является функцией интервала сдвига 1 ее значение определяется по формуле

1 М xl)--7rII tn.)X(ttx.-n),

где X(tt)i - значения исходного сигнала в дискретные XCtm ) моменты времени.

Вычисленные значения указанной функции переписываются в блок 6 памяти.

В блоке 15 нахождения минимума путем сравнения между собой соседних значений автокорреляционной функции выявляются моменты достижения этой функцией своих минимумов. При первом М11нимуме на выходе блока 15 нахождения минимума появляется импульс, которьй через блок 5 управления инициирует режим счета в счетчике 16 продолжительности интервала времени между минимумами. При появлении второго минимума следующий импульс с выхода блока 15 нахождения минимума через блок 5 управления закрывает вход счетчика 16 продолжительности интервала времени между минимумами. Теперь в этом счетчике будет цифровой код, пропорциональный продолжительности интервала времени t(, | между минимумами автокорреляционной функции сигнала Uptt) датчика 1 усилия. Текущее значение этой продолжительности в счетчике 16 продолжительности интервала времени между минимумами сравнивается дополнительной схемой 13 сравнения с предыдущим значением IM ,-1 хранящимся в блоке 6 памяти. При равенстве их указанные операции

по определению автокорреля1щоиной функции и ее минимумов повторяются, а значение продолжительности интервала времени tj/,-, между минимумами пересылается в блок 6 памяти. Если текущее значение указанного интервал времени превысит предыдущее значение дополнительной схемой 13 сравнения вырабатывается сиг- нал, по которому судят о смещении во времени положения минимума автокорреляционной функции сигнала датчика 1 усилия (фиг.З) и, следовательно, о незаполнении насоса жидкостью. Действие сигнала с выхода дополнительной сЗсемы13 сравнения через второй вход блока 2 включения-отключения отключает электродвигатель глубинона- сосной установки к переводит ее внов в режим накопления. Счетчиком 9 времени откачки фиксируется время откачки toi Предыдущее время откачки toi- , записанное в начале цикла откачки в вычитающий счетчик 10,

Ф(/г.f

уменьшится за время откачки на величину toi и на выходе вычитающего счетчика Ю получится разность

(toi-toi- i ) В делителе 12 эта разность делится на величину (tцi-t,.ij |) хранящзпося в блоке 6 памяти. Полученное частное (t-oi - toi-1) (.,tHI-1 ) используется для автоматического нахождения и поддержания оптимального времени накопления. Это частное сравнивается первой схемой 3 сравнения с постоянным числом в блоке 6 памяти.

Если полученное частное больше числа , то сигнал из блока 5 управления увеличивает уставку первой схемы 2 сравненияJ находящуюся в блоке 4 изменения времени накопления. Если меньше или равно то установка в блоке 4 изменения времени накопления уменьшается и каждое послед тощее время накопления принимается равным этому времени.

Редактор Л. Гратилло

Заказ 977/40

Тираж 587Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

,I, ||- jiLn-r1 - ГП - - --

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная,4

Сриг, 3

Составитель Э. Г 1нзбург

Техред С .Мигунова Корректор М. Пожо