Устройство для обработки телединамограмм глубинно-насосных скважин Советский патент 1989 года по МПК E21B43/00 

Содержимое накапливающего сумма- j тора 8 поступает на второй вход блока 10 деления в качестве делимого, на первый информационный вход которого поступает в качестве делителя значения числа отсчетов N с выхода счет- 20 чика 5 (Ufj ) ; См2 : Сч2. Сигнал 1 с четвертого выхода в блока Ib управления поступает на управляющие входы блоков 9 и 10 деления,

вает первый и второй блоки 12 и 17 сравнения, сигнал 1 с их выходов поступает на информационные входы первого элемента И 19. На его выход появляется 1, которая поступает н вход первого триггера 13. Одновреме ное выполнение указанных условий св детельствует об обрыве штанг (фиг.4 Если нагрузка на полированный шток изменяется на величину сил трения.

разрешая проведение операции деления. 25 происходит обрыв. При обрьше штанг Результаты деления с вькодов блоков 9 и И) деления поступают на первый и второй входы блока 11 вычитания, на управляющий вход которого поступав середине колонны и при обрыве штанг в скважлне с тяжелой нефтью д намограммы имеют узкие горизонтальные петли, лежащие ниже теоретическ линии веса штанг. Чем выше обрыв, тем меньше вес оставшейся части колонны штанг и тем ниже располагаетс динамограмма. С учетом отсчета от нулевой линии до линии теоретическо веса штанг и точного определения ме торасположения динамограммы при обрьше штанг фактическое среднее значен напряжения сигнала датчика усилия п ходе штанг вниз может составлять

с.пятого выхода в блока 16

ет

управления, разрешая проведение

операции вычитания. В результате

чего J полученное значе 1ие Л л,

СГ Tt+«С i

и

U;

( -

поступает на первый вход первого блока 12 сравнения, на второй вход которого с первого выхода блока 15 уставок постз пает значение уставки Л ц (номинальное значение средней величины разности сигнала датчика 1 усилия при ходе штанг вверх и вниз). Если на выходе первого блока 12 сравнени будет зафиксировано значение U 6 0,5Ьц , то сигнал логической 1 с выхода этого блока поступает на первые входы первого и второго элементов 19 и 20 И. На первые входы второго и третьего блоков 17 и 18 сравнения одновременно поступает с выхода второго блока 10 деления значение средней величины сигнала датчика 1 усилия при ходе штанг вниз

Vli

41 () на вторые входы второго

и третьего блоков 17 и 18 сравнения с блока 15 уставок поступают значения

вает первый и второй блоки 12 и 17 сравнения, сигнал 1 с их выходов поступает на информационные входы первого элемента И 19. На его выходе появляется 1, которая поступает на вход первого триггера 13. Одновременное выполнение указанных условий свидетельствует об обрыве штанг (фиг.4), Если нагрузка на полированный шток изменяется на величину сил трения.

происходит обрыв. При обрьше штанг

в середине колонны и при обрыве штанг в скважлне с тяжелой нефтью ди- намограммы имеют узкие горизонтальные петли, лежащие ниже теоретической линии веса штанг. Чем выше обрыв, тем меньше вес оставшейся части колонны штанг и тем ниже располагается динамограмма. С учетом отсчета от нулевой линии до линии теоретического веса штанг и точного определения мес торасположения динамограммы при обрьше штанг фактическое среднее значение напряжения сигнала датчика усилия при ходе штанг вниз может составлять

0

5

(0,5-0,8) (

«г ,и0,5(

21U7

N,

Значение

) соответствует динамо0

N «

грамме при обрыве штанг на половине глубины подвески или почти посереди- не колонны (фиг.4в).

При выполнении условий NIМг

иГ ZuT

(I t

N

)ф i.KN.

-).

Л(р jt 0,5 „

срабатьшают блоки 12 и 18 сравнения, сигнал 1 с их выходов поступает на входы второго элемента И 20, на

его выходе появляется 1

которая

поступает на вход второго триггера 21. Одновременное выполнение указанных условий свидетельствует о фонтанном характере работы насоса (фиг.5).

- Когда подъем жидкости происходит а счет энергии пласта, то наблюдается естественное, или действительное фонтанирование насосных скважин. В этом случае и приемный и нагнетательный клапаны все время открыты. Поэтому нагрузка на полированный шток как при ходе вверх, так и при ходе вниз определяется только весом штанг и трением. Следовательно, насос не совершает никакой полезной работы, а площадь динамограммы равна работе, затраченной на преодоление сил трений Отличительной особенностью динамо- граммы является отсутствие линий восприятия и снятия нагрузок. Очень большие количества свободного газа, поступающего в насос, в течение длисигналов на выходе триггеров 13 и 21 вызывает срабатывание блока 14 индикации.

Блок 16 управления работает следующим образом.

Сигналы, поступившие на входы усилителей ограничителей 23 и 2А по первому а, и второму я„ входам

блока 16 управления усиливаются и ограничиваются до уровня 1. Таким образом, в течение положительной части сигнала датчика 1 усилия на выхо;1е усилителя-ограничителя 23 присутствует 1, на выходе усилителя- ограничителя 24 - О. В течение отрицательной части сигнала датчика 1 усилия на выходе усилителя-ограничителя 23 присутствует О, а на

выходе усилителя-ограничителя 24 - 1. Сигнал с выхода усилителя-ограничителя 23 одновременно поступает на входы элементов И 26 и 28. Сигнал с выхода усилителя-ограничителя

Изобретение относится к нефтедобыче. Цель - повышение точности обработки за счет определения предаварийных ситуаций в работе глубинно - насосной скважины.Устройство содержит датчик 1 усилия, фиксатор 2 нулевого уровня положительной части сигнала, фиксатор 3 нулевого уровня отрицательной части сигнала, счетчики 4 и 5, аналого-цифровой преобразователь 6, накапливающие сумматоры 7 и 8, блоки 9 и 10 деления, блок 11 вычитания, блоки 12, 17, 18 сравнения, элементы И 19 и 20, триггеры 13 и 21, блок 14 индикации, блок 15 установок и блок 16 управления. Диагностируется состояние глубинно-насосного оборудования путем определения усредненных значений положительной и отрицательной частей сигнала датчика 1 усилия и сравнения их с заданными величинами при работе насоса. При включении устройства фиксируется первое значение положительной части сигнала датчика 1 усилия. Накапливается количество отсчетов положительной части сигнала в счетчике 4 и производится накопление в сумматоре 7 значений напряжения положительной части сигнала U_I датчика 1 усилия. Аналогично в счетчике 5 фиксируется количество отсчетов N₂ отрицательной части сигнала, а в сумматоре 8 накапливаются значения U_I. В блоках 9 и 10 деления вычисляются усредненные значения (U_*98Ж_Ф)_Ф И (U_IФ)_Ф. В БЛОКЕ 11 ВЫЧИТАНИЯ ФИКСИРУЕТСЯ ИХ РАЗНОСТЬ ΔU_Ф. ПОЛУЧЕННЫЕ ФАКТИЧЕСКИЕ ЗНАЧЕНИЯ СРАВНИВАЮТСЯ С НОМИНАЛЬНЫМИ ЗНАЧЕНИЯМИ БЛОКА 15 УСТАВОК. ПО РЕЗУЛЬТАТАМ СРАВНЕНИЯ СРАБАТЫВАЕТ ТРИГГЕР 13 ИЛИ 21, СВЯЗАННЫЙ С БЛОКОМ 14 ИНДИКАЦИИ. ПРИ ΔU_ф ≤ 0,5 ΔU_н и (U_иф)*98 0,8 U_н - обрыв штанги в колонне насосных труб. При ΔUρ≥ 1,1U_н - фонтанирование через насос. Применение устройства позволяет выявить предварительные неисправности и своевременно обеспечить безаварийную работу глубинно-насосоной установки. 6 ил.

тельного времени полностью парализуют 25 24 поступает на вход пятого элеменработу клапанов, и насос работает как фонтанный лифт. Кратковременные бурные фонтанные выбросы чередуются с редкими периодами более или менее нормальной работы насоса и длительными периодами полного срыва подачи. Контур динамограммы изображается в виде узкой горизонтальной петли, лежащей несколько вьщ1е теоретической линии веса штанг в жидкости, так как штанги находятся в сильно газированной среде, вследствие чего становятся тяжелее, что может составлять

(1.1 - 1.4).()„. Nt

-иг

Причем 1,1- ()ц - в тех слуWrt

Выходы дешифратора 30 с второг по (п-1)-й подключены к входам эл мента ИЛИ 29, 1 с выхода которо поступает на один из входов элеме И 25, разрешая прохождение сигнал

чаях, когда наблюдается естественное генератора 22 тактовой частоты на

Хи

г

фонтанирование (фиг.5а) ,

в тех случаях, когда наблюдается полуфонтанный характер работы насоса (фиг.56).

Далее, с задержкой времени, необходимой для срабатывания блоков 12, 17 и 18 сравнения и элементов И 19 и 20 с шестого выхода в блока 16 управления на управляющие входы триггеров 13 и 21 поступает 1, разрешая переход каждого триггера в состояние, соответствующее сигналу, присутствующему на их входах. Появление

50

55

входы элементов И 26 и 27.

Во время прохождения положител ной части сигнала датчика 1 усилия 1 с выхода усилителя-ограничител

23разрешает прохождение сигналов ге ратора 22-тактовой частоты через чет тый элемент И 26 и передается на перв выход в, блока 16 управления.

Во время прохождения отрицатель ной части сигнала датчика I усилия 1 с выхода усилителя-ограничител

24разрешает прохождение сигналов генератора 22 тактовой частоты чер

0

5

0

та И 27. При наличии на выходе таймера 32 сигнала 1, он поступает на вход третьего счетчика 31 через элемент И 28. Третий счетчик 31 и дешифратор 30 образуют распределитель импульсов. При этом выходы дешифратора 30 являются выходами распределителя импульсов, а вход третьего счетчика 31 - входом распределителя импульсов. Сигнал с первого выхода дешифратора 30 через четвертый элемент 36 задержки подается на третий выход BJ блока 16 управления .

Выходы дешифратора 30 с второго по (п-1)-й подключены к входам элемента ИЛИ 29, 1 с выхода которого поступает на один из входов элемента И 25, разрешая прохождение сигналов

генератора 22 тактовой частоты на

входы элементов И 26 и 27.

Во время прохождения положительной части сигнала датчика 1 усилия 1 с выхода усилителя-ограничителя

23разрешает прохождение сигналов генератора 22-тактовой частоты через четвертый элемент И 26 и передается на первый выход в, блока 16 управления.

Во время прохождения отрицательной части сигнала датчика I усилия 1 с выхода усилителя-ограничителя .

24разрешает прохождение сигналов генератора 22 тактовой частоты через

элемент И 27 и передается на второй выход в блока 16 управления.

После поступления сигнала другого вида с выхода усилителя-ограничителя 23 на п-м выходе дешифратора 30 появляется 1, а на выходе элемента ИЛИ 29 сигнал О, так как на всех его входах присутствует О, При этом запрещается прохождение импульсов генератора 22 тактовой частоты через элемент И 25. Сигнал 1 с п-го выхода дешифратора 30 включает таймер 32, на выходе которого на определенное заранее заданное время (в данном устройстве Т 1 ч), появляется О, запрещающий работу устройства. Кроме того, 1 с п-го выхода дешифратора 30 обнуляет третий счетчик 31 и через первый элемент 33 задержки поступает на четвертый выход в блока 16 управления. Сигнал 1 с п-го выхода дешифратора 30 через элементы 33 и 34 задержки подается на пятый выход в блока 16

управления, а через элементы

33 - 35

задержки подается на шестой выход Eg блока 16 управления. Обнулением третьего счетчика 31 после выработки необходимых выходных сигналов блока 16 управления дешифратор 30 приводит ся в нулевое состояние. На его первом выходе имеется сигнал 1, кото- рьй передается на третий выход в блока 16 управления (п n + 1), т.е устройство подготовлено для последующей обработки значения поступающего сигнала датчика 1 усилия в случае выдержки заданного времени останова Тр 1 ч. Но истечении заданного времени I выходе таймера 32 появляется 1 и все описанные процессы повторяются.

Таким образом, устройство определяет среднее значение положительной и отрицательной частей сигнала датчика усилия и по результатам сравнения с заранее заданными величинами предварительные ситуации работы глубинно-насосных скважин, оборудованных штанговыми насосами.

Формула изобретения

Устройство для обработки теледи- намограмм глубинно-насосных скважин, содержащее датчик усилия, фиксаторы нулево1 о уровня положительной и отрицательной части сигнала, первый

0

5

0

5

0

5

0

5

О

5

и второй счетчики, аналого-цифровой преобразователь, первый и второй накапливающие сумматоры, первый и второй блоки деления, блок вычитания, первый блок сравнения, первый триггер, блок уставок, блок индикации и блок управления, причем выход датчика усилия подключен к входу аналого-цифрового преобразователя и входам фиксаторов нулевого уровня положительной и отрицательной частей сигнала, выходы которых соответственно соединены с первым и вторым входами блока управления, первый выход которого подключен к входу первого счетчика и первому входу первого накапливающего сумматора, второй вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя и вторым входом второго накапливающего сумматора, управляющий вход которого Соединен с управляющими входами первого накапливающего сумматора, первого и второго счетчиков и третьим выходом блока управления, второй выход которого подключен к первому входу второго накапливающего сумматора и входу второго счетчика, выход которого соединен с первым входом второго блока деления, второй вход которого подключен к выходу второго накапливающего сумматора, управляющий вход соединен с четвертым выходом блока управления и управляющим входом первого блока деления, первьш и второй входы которого соответственно подключены к выходу первого счетчика и выходу первого накапливающего сумматора, выход соединен с первым входом блока вычитания, второй вход которого подключен к выходу второго блока деления, выход соединен с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого подключен к первому выходу блока уставок, при этом пятый и шестой выходы блока управления соответственно соединены с управляющим входом блока вычитания и управля- юшлм входом первого триггера, выход которого подключен к первому входу блока индикации, отличающееся тем, что, с целью повьпвения точности обработки за счет определения предаварийных ситуаций в работе глубинно-насосной скважины, оно снабжено вторым и третьим блоками сравнения, первым и вторым элементами И, вторым триггером,причем второй вход

второго блока сравнения соединен с вторым выходом блока уставок, третий выход которого подключен к второму входу третьего блока сравнения, первьй вход которого соединен с выходом второго блока деления и первым входом второго блока сравнения, выход которого подключен к второму входу первого элемента И, выход которого соединен с входом первого

Фиг. 2

а

.,

г /

гл г г.

фиг 3

триггера, первый вход подключен к выходу первого блока сравнения и первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом третьего блока сравнения, выход подключен к входу второго триггера, управляющий вход и выход которого соответственно соединены с шестым выходом блока управления и вторым входом блока индикации.

/

сриёЛ

фиг 5 2