Способ управления глубинно-насосной установкой нефтяных скважин Советский патент 1988 года по МПК E21B43/00 

4

4;

00

Изобретение относится к автоматизации управления нефтяных скважин в нефтедобывающей пром-сти. Цель - повышение эффективности работы глубинно-насосной установки (ГНУ). Для этого в kS4ecfBe М- раметра, характеризующего произ-сть ГНУ, измеряют дебит Q скважин и определяют производную дебита dQ/dt скважины по времени. Продолжительность т текущего периода откачки определяют по ф-ле -l-KzdQ/dt, где Ki и Кг - коэффициенты пропорциональности. По истечении времени откачки отключают ГНУ на период накопления. Формирование периода откачки по данному алгоритму позволит оперативно изменять время откачки в зависимости от величины текущего дебита скважины и скорости его изменения во времени. При этом про- извод-сть насоса увеличивается без риска срыва подачи, что повысит суточный дебит скважины в среднем на iO-15%. 2 иЛ.

00

со

Изобретение относится к а1зтоматизацин управления нефтяны.х скважин и может быть, использовано R нефте4о01 шаюп1ей промьил- ленности.

Целью изобретения является повышение эффективности работы глубинно-насосной установки.

На фиг. I показан пример формирования времени работы глубинно-насосной установки нефтяных скважин; на фиг. 2 - пример устройства, реализующего данныЦ способ.

Способ управления глубинно-насосной установкой нефтяных скважин заключается в том, что в качестве параметра, характеризующего производительность насосной установки, измеряют дебит Q скважин и определяют приращение дебита в различные моменты времени, продолжительность текущего периода откачки определяют как сумму, первое слагаемое которой пропорционально дебиту скважины, а второе пропорционально первой производной дебита скважины по времени, по истечении времени откачки отключают глубинно-насосную установку на период накопления. Формирование периода откачки по данному алгоритму позволит оперативно изменять время откачки в зависимости от величины текущего дебита скважины и скорости его изменения во времени. Так, составляющая, пропорциональна дебиту скважины, позволит уменьшить влияние помех в процессе работы и стабилизировать оптимальное время откачки. Составляющая, пропорциональная первой производной дебита скважины по времени, позволит повысить скорость изменения времени откачки, что исключает снижение динамического уровня в скважине ниже предельно допустимого.

Способ управления глубинно-насосной установкой нефтяных скважин заключается в следующем. Включают глубинно-насосную установку и периодически измеряют дебит скважинь Q через интервал времени At п после каждого второго измерения определяют разность измеренных значений дебита скважины AQi Q2-Qi. Через интервал времени 4t Лроизводят слёдую щие из- меренця и вновь определяют AQ2 Q3-Q2. Определяют первую производную дебита

скважины по времени

dQ AQ

dt

и продолжительность периодов откачки по формуле T,K,Q,-f , где К|, К2 - коэффициенты, зависящие от коэффициентов передачи регулятора и исполнительного Механизма. Интервал времени At, между которым проводится измерение дебита скважины, определяется стабильностью работы скважины и выбирается так, чтобы за цикл откачки произвести не менее 3-10 измерений дебита .Q, чтобы не допустить ложных отключений скважины.

Выбор коэффициентоп Ki. К проводится эмпирически на основе опытной характеристики эксплуатации скважины. Величина коэффициента Ki выбирается в диапа с зоне 0,05-0,04, затем на основе результатов

гл dQ начального измерения Q и - для данной

скважины, соотношение коэффициентов оп0К| dQ/dt

ределяется из уравнения

Зависимость величины т во времени приведена на фиг. 16. Из приведенной зависимости видно, что время работы глубинно- 5 насосной установки изменяется в зависимости от дебита Q, а максимальное время работы установки соответствует максимальной величине прироста дебита. При уменьшении дебита скважины время т работы глубинно-насосной установки уменьшается, 0 что исключает снижение динамического уровня ниже допустимого. При выполнении условия KiQ-K2dQ/dt 0 установка отключается.

Среднее время работы скважины равно

-ftp., при этом дебит скважины

с

(см. фиг. la) изменяется от рт(,5 т/сут до Qmajr 3,5 т/сут И при средней производительности глубинно-насосной установки 0 ,5 т/сут минимальное время откачки

2,5 ,

. сут, а максимальное время от- 2,и

25 качки сут. Среднее время от/,

качки тср., сут.

Если установить глубинно-насосную установку с производительностью ,5 т/сут, то при изменении дебита скважины будет неполностью использована производительность скважины, а при ,0 динамический уровень в скважине будет снижаться ниже предельно допустимого. При применении данного способа время работы глубинно- 5 насосной установки повысится в К

Тер 1,20 . „f. 1,20 раза, чем повышается

T/nin

Эффективность работы глубинно-насосной установки.

0 Устройство, реализующее данный способ состоит из датчика 1 дебита нефти, соединенного с аналого-цифровым преобразователем 2, вычислительного блока 3, управляющего блока 4, коммутатора 5, связанного с глубинно-насосной установкой 6.

5 Устройство работает следующим образом.

Включают глубинно-насосную установку 6 подачей запускающего снгнала 7 на уп0 -„

равляющий блок 4, при этом включается коммутатор 5. подающий питающее напряжение на глубинно-насосной установку 6. Датчик I дебита измеряет текущий дебит скважины, сигнал, пропорциональный до- биту скважины, подается на вход аналого- цифрового преобразователя 2, где преобразуется в код, пропорциональный входному сиг,налу, который подается на один вход вычислительного блока 3, на другой вход которого подается сигнал, отмечающий факт включения или отключения коммутатора 5. В вычислительном блоке 3 происходит формирование продолжительности времени т текущего периода откачки глубинно-насосной установки по указанной формуле.

При использовании данного способа суточный дебит скважины повыщается за счет увеличения производительности скважины, т. е. при жестко заданном времени работы скважины производительность насоса заведомо занижали, чтобы исключить срыв подачи. При определении времени откачки по данному алгоритму производительность насоса можно увеличить без риска срыва подачи, что повысит суточный дебит скважины в среднем на 10-15%.

, в )

3 ч

5,0

./;

Кроме того, умоиьигается число отключений глубинно-насосной установки, так как отключение происходит в случае снижения дебита скважины и его производной по вре мени, чем повын1ается надежность оборудования и сокращения время его простоя.

Формула изобретения

Способ управления глубинно-насосной установкой нефтяных скважин, осноранным на измерении производительности скважины, определении продолжительности текущего периода откачки и отключении глубинно- насосной установки на период накопления, отличающийся тем, что, с целью повыщония эффективности работы глубинно-насбсвбй установки, периодически измеряют дебит Q скважины, определяют производную дебита

dQ

скважины по времени, а продолжительность т текущего периода откачки определяют

T KiQ+KirfQ/dt,

где Ki и К2 коэффициенты пропорциональности.

tfffffK/l.

Фае.2