Устройство для получения и регистрации динамограмм штанговых глубинно-насосных установок Советский патент 1987 года по МПК E21B31/00 E21B23/00 

Изобретение относится к автоматизации нефтедобычи, а именно к динамометрнрова- ник) |нтанговы глубинно-насосных установок (ШГНУ) нефтяных скважин.

Целью изобретения является обеспечение возможности автоматической регистрации динамограмм па бумажной ленте.

Принцип действия устройства основан на из.мерепии сигнала усилия в моменты времени, соответствуюнще постоянным нри- ран1.ениям сигнала перемещения, и .хранении получаемых значений усилия в такой |рследовательности, что при регистрации на чувствительный элемент однокоординат- ного ленточного самописца поступают последовательно нары точек, из которых одиа 11рина.длежит первой ветви динамограммы при ходе штанг вверх, пачипая с ее начала, а вторая нринадлежит второй ветви динамограммы при ходе 1птанг, В1Н13 начиная с ее конн.а. В результате на бумажной лепт е формируется заи.1трихованная динамограм- м а.

На фиг. 1 приведена структура предла- аемого устройства; па фиг. 2 - сигналы перемещепия и усилия; на фиг. 3 (а, б) - сформированная на бумажной ленте дина- MOi ptiMMB и ее фра1 мент.

1)едла аемое устройство состоит из переда юнгей, прием но-преобразую шей и регистрируюп.ей частей. Передающая часть содержит установленные на ШГПУ датчики нереме1цения 1 и усилия 2, нреобразую- lUHe соответствующие величины в частоту имнульсов, ностунающих в смеситель 3. Прием но-преобразуюп1,ая часть содержит разделяюнхие фильтры 4 и 5, мультиплексор (), иреобразователь 7 частоты в код, 1ервый , второй и третий триггеры 8, 9 и 10, генератор П тактовых имнульсов, tiep- вый и второй элементы И 12 и 13, первый и второй блоки элементов К 4 и 15, первый, второй и третий блоки 16, 17 и 18 памяти, первый и второй счетчики 19 и 20 адреса, блок 21 сравнения, ден ифратор 22, третий и четвертый блоки э.чементов И 23 и 24, 6;ioK элементов ИЛИ 25, -j. ievienT ПН 26, эле.мент ИЛИ 27, иреобразователь 28 кода в папряжепие. Регистрируюп1ая часть состоит из чувствительного элемента 29 с пишугцим органом 30, реле-включателя 31, нриводного электродвигателя 32, нриемного 33 и подающего 34 роликов, которые н)о- тягивают бумажную ленту 35.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Частота, пропорциональная пере.мепге- нию и усилию с датчиков 1 и 2, смешивается в смесителе 3 и поступает но ;1инии в ириемио-преобразующую часть на разделяющие фильтры 4 и 5. Фильтр 4 пропускает полосу частот датчика перемещения, фильтр 5 - полосу частот датчика усилий. В пачальпый момент триггеры 8 и 9 находятся в единично.м состоянии, .мультиплексор 6 коммутирует к выходу свой третий свободный вход. Счетчики 19 и 20 адреса обнулены. Счетчик 19 --- суммирующий, считает до п, счетчик 20 - реверсивный, считает до 0,5 п и обратно. По сигналу Пуск, поступающему па R-входы устаповки в «О триг- I epoB 8 и 9, последние сбрасываются. Сигнал с выхода триггера 9 поступает на перfj вый управляющий вход мультиплексора 6, устанавливая ег о в первое н.оложение, при котором выход фильтра 4 подключается к входу преобразователя 7 частоты в код. На выходе последнего формируются коды Кд5 соответствующие частотному сигналу

5 с датчика перемещения. Эти коды сравниваются в блоке 21 сравнения с нервым из образцовых кодов из первого блока 16 памяти. В первом блоке памяти хранится, пачипая с иача.тьного адреса, набор п образQ новых кодов равпоквантованпых значений сигнала неремещепия. При равепстве кода текущего значения перемещения с первым образцовым кодом, соответствующим началу цикла качания, блок 21 сравнения выдает сигнал, переключающий мультиплек5 сор 6 во второе положение, нри котором коммутируется фи,льтр 5. Частотный сигнал усилия поступает в преобразователь 7, преобразуется в код Кд Р и через блок элементов И 15 по заднему фронту сигнала с блока

„ 21 еравпения записывается в третий блок 18 иамяти при том же состоянии адреспог о счетчика 19. Поскольку в блок сравпепия теперь поступает КдР, равенство napyina- ется, сигнал с выхода блока 21 сравнения переключает мультиплексор 6 в первое по5 ложепие, при котором па вход преобразователя 7 поступает сигнал перемещения с выхода фильтра 4. Одновременно сигналом с блока 21 сравнения через элемент ИЛИ 27 увеличивается на единицу содержимое первого .счетчика 19 адреса. Вновь сравниваются текущие значе:1ия пере.мепдения с очередны.м образцовым к(;дом и в момент равенства ко.д значения усилия зацисыва- ется в третий блок пампт iS но адресу, содержащемуся в счетчике 19. Такие циклы

5 повторяются 0,5 п раз. Когда записывается 0,5 п точек, т.е. половина всех точек динамограммы, счетчиком 19 адреса, отхчиты- вается ноловипа адресов, но которы.м хранятся образцовые коды неремещения, и дешифратор 22 выдает сигнал, устанавливаю0 щий триггер 8 в единичное состоящ1е. Вновь проводятся циклы сравнения текупьих значений перемещепия с образцовыми, но теперь в моменты равенства коды значений усилия записываются во второй блок 17 иамяти через блок элементов И 14 по адресам, фор.мируемым вторым счетчиком 20 адреса. Счетчик 20 адреса работает в режиме суммирования, подсчитывая импульсы, поступающие с блока 21 сравнения, через

0

элемент ИЛИ 27 и элемент И 13. После ввода второй половины точек динамограммы дешифратор 22 выдает сигнал, поступающий на счетный вход триггера 10 и перебрасывающий его в единичное состояние. Завершается этап ввода сигналов датчиков, начинается этап регистрации динамо- граммы.

Сигна ч с выхода триггера 10 устанавливает в единицу триггер 9, переключает в режим считывания информации блоки памяти 17 и 18, переключает в режим вычитания счетчик 20 адреса, а также разрешает поступление импульсов с тактового генератора 11 через элемент И 12. Кроме того, он вызывает срабатывание реле 31, включающего электродвигатель 32. Электродвигатель начинает врашать ведуший (приемный) ролик 33, начинается протяжка бумажной ленты 35 с подаюшего ролика 34. Сигнал с выхода триггера 9 устанавливает мультиплексор 6 в третье положение, при котором на выход скоммутирован свободный вход. После ввода динамограммы, т.е. после счета до п, счетчик 19 адреса переходит в нулевое состояние. Теперь в него начинают поступать импульсы с тактового генератора 11 через элемент И 12 и элемент ИЛИ 27. Одновременно импульсы с выхода элемента ИЛИ 27 поступают на вычитающий вход счетчика 20 адреса. Счетчики адреса ведут счет причем счетчик 19 считает от 1 до 0,5 п, а счетчик 20 - от 0,5 п до 1. Таким образом, из блоков 17 и 18 памяти одновременно вызываются коды пар точек, принадлежащих одной ординате динамограммы. Последовательность тактовых импульсов с генератора 11, имеющих форму меандра, поступает на входы третьего блока элементов И 23 и через элемент НЕ 26 - на входы четвертого блока элементов И 24. В течение импульсов с генератора 11 код точки динамо- граммы из второго блока 17 памяти через блок элементов И 23, блок элементов ИЛИ 25 поступает на преобразователь 28 кода в напряжение. Пропорциональное коду напряжение поступает на чувствительный элемент 29, преобразующий его в соответствующее положение пишущего органа 30. На протягиваемой бумажной ленте 35 прочерчивается короткая горизонтальная черточка, соответствующая выводимой точке динамограммы. В течение паузы между импульсами с генератора 11 из блока 18 памяти через блок элементов И 24 и блок элементов ИЛИ 25 на преобразователь 28 поступает код другой точки, принадлежащей этой же ординате динамограммы. Напряжение с выхода преобразователя 28 поступает на чувствительный элемент 29 и вызывает перемещение пишущего органа 30 в соответствующее положение. На ленте

прочерчивается короткая горизонтальная черточка на уровне, cooтвeтcтвyющe : выводимой точке динамограммы. Таким образом, блоки элементов И 23 и 24 поочередно

в течение одного периода импульсной последовательности генератора подключают блоки 17 и 18 памяти через блок элементов ИЛИ 25 к входу преобразователя 28 кода в напряжение. На выходе преобразоQ вателя поочередно формируются напряжения, пропорциональные кодам точек, принадлежащих верхней и нижней ветвям динамограммы. Циклы вывода пар точек повторяются 0,5 п раз. В результате на ленте формируется заштрихованная динамограм5 ма. После этого пишущий орган приводится в начальное положение, формируя отметку нулевой линии, и лента протягивается еще в течение 0,5 п тактов генератора 1, т.е. еще на длину динамограм.мы. Затем

0 дещифратор 22 перебрасывает триггер 10. Размыкаются контакты реле 31, электродвигатель отключается, прекращается протяжка ленты. Регистрация динамограммы завершается.

25

Формула изобретения

0

Устройство для получения и регистрации динамограмм штанговых глубинно- насосных установок, содержащее датччк

0 перемещения и датчик усилия, подключенные к смесителю, выход которого через линию связи подключен к входам разделительных фильтров, выходы которых соединены с первым и вторь1м входами мультиплексора, выход последнего соединен с входом

5 преобразователя частота-код. блок памяти, дешифратор и генератор тактовых импульсов, отличающееся тем, что, с целью автоматической регистрации динамограмм, устройство снабжено триггерами, эле.мен- тами И, НЕ и ИЛИ, счетчиками адреса.

блоком сравнения, преобразователем коднапряжение, блоками элементов И и ИЛИ, реле включения самописца и самописцем, при этом выход преобразователя частота - код соединен с первыми входами блоков

5 элементов И и блока сравнения, выход которого соединен с вторыми входами блоков элементов И, с первым входом элемента ИЛИ и третьим входом мультиплексора, выход генератора тактовых импульсов соединен с первыми входа.ми первого элемента

0 И и третьего блока элементов И непосредственно и через элемент НЕ с первым входом четвертого блока элементов И. выходы первого и второго блоков элементов И подключены к первым в.ходам соответствую- щих блоков памяти, выходы которых соединены с вторыми входами третьего и четвертого блоков элементов И. выходы последних соединены с входами блока элементов ИЛИ. выход которого через преобразователь код-напряжение нодключен к самописцу, при этом кнопка Пуск соединена с К-в одами первого и второго триггеров, прямой Fiыxoд riepBoix) триггера соединен с нерным входом второго элемента И и третьим входом нервого блока элементов И, инверсный выход нервого триггера соединен с третьим входом второг О блока эле- MeirroB И, первый выход дешифратора соединен с входом третьего триггера, выход которого соединен с S-входом второго триггера, с вторыми входами нервого и второго блоков памяти, с вторым входом нервого элемента И, с входом реле включения само

писца и нервым входом нервого счетчика адреса, второй вход которого соединен е выходом второго элемента И, а выход - с третьим входом нервого блока нам яти, выход нервого элемента И соединен с вто- рьгм входом элемента ИЛИ, которого нодключен к входу второго счетчика адреса и к второму входу второго элемента И, выход второго счетчика адреса соединен с входом ден1ифратора и ретьим входом второго блока памяти непосредственно и через третий блок нам яти - с вторым входом блока сравнения, второй выход дешифратора соедииен с S-входом первого триггера.

Изобретение относится к автоматизации нефтедобычи и позволяет обеспечить возможность автоматической регистрации динамограмм (ДГ) на бумажной ленте (БЛ) 35. Устройство состоит из передающей, прие.мно-преобразующей и регистрирующей частей. Передающая часть содержит датчики перемещения 1 и усилия 2, подключенные к смесителю 3. Приемно-пре- образующая часть содержит разделяющие фильтры 4 и 5, мультинлексор 6. преобразователь 7 частоты в код, триггеры 8, 9 и 10, генератор 11 тактовых импульсов, элементы И 12 и 13, элемент ИЛИ 27, блоки элементов И 14, 15, 23 и 24 и элементов ИЛИ 25, блоки 16, 17 и 18 памяти, счетчики адреса 19 и 20, блок 21 сравнения, дешифратор 22, элемент НЕ 26 и преобразователь 28 кода в напряжение. Регистрируюн1ая часть состоит из чувствительного элемента 29 с пищущим органом 30, реле-включателя 31. приводного электродвигателя 32, приемного и подающего роликов 33 и 34, протягивающих БЛ 35. Принцип действия устройства основан на измерении сигнала усилия в моменты времени, соответствующие по- стояннь м приращением сигнала перемещения И хранения получаемых значений усилия. Для этого при регистрации на чувствительный элемент 29 поступают последовательно пары точек. Одна из точек принадлежит первой ветви ДГ при ходе .П1танг вверх, начиная с ее начала. Другая точка принадлежит второй ветви ДГ при ходе щтанг вниз, начиная с ее конца. На БЛ 35 формируется зaнJтpи.oвaннaя ДГ. 3 ил. i сл со to о со СО --J

ЕЕ

4-в-в-в