Устройство для автоматического управления глубинно-насосной установкой малодебитных нефтяных скважин Советский патент 1990 года по МПК F04B47/12 

СП

Ф о |

СО

-ч|

Изобретение относится к области нефтедобычи и может быть использовано для автоматического управления работой малодебитных нефтяных скважин. Цель изобретения - повышение точности работы устройства. Введение в устройство аналогового коммутатора (АК) 2, к входам которого подключены датчик 1 усилий и датчик 4 хода, при этом на управляющий вход АК 2 подводится управляющий сигнал троса 7 управления, а также подключение выхода АК 2 к входу блока 6 определения момента минимума позволяет повысить согласованность определения минимумов датчика 4 хода и датчика 1 усилий за счет повышения точности вводимых сигналов в АК 2 путем коррекции управляющим сигналом с блока 7 управления. 3 ил.

ГЧ)

Изобретение относится к нефтедобыче и может быть использовано для автоматического управления работой малодебитных нефтяных скважин.

Целью изобретения является повышение точности работы устройства.

На фиг.1 представлена блок-схема |предлагаемого устройства; на фиг,2 - -временные диаграммы дрейфа сигнала .датчика усилий; на фиг, 3 - временные диаграммы сигналов, получаемые на выходах датчиков усилий и хода. На фиг, 2 и 3 приняты следующие обозначения;

Up - сигнал с датчика усилий; Us - сигнал с датчика хода; Т - длительность одного периода

работы глубинного насоса; t9 - длительность между USMMH и USMO,KC., равная полупериоду

Т

t(,t-- длительность полупериодов

импульсов датчика усилия; С - длительность, изменяемая при незаполнении насоса жидкостью;

U - сигнал датчика усилий с выхода второго формирователя, Линии DE и D.,,.,, D E и D{E{ - уровни фиксации сигнала Uf(t) на ну- левом уровне снизу стабильного и дрейфующего сигнала датчика усилий, а линии FK и FfK, , Р к и F - уровни фиксации сверху.

Устройство содержит (фиг.1) датчик 1 усилий, аналоговый коммутатор 2, второй формирователь 3 напряжения, датчик 4 хода, блок 5 определе- ния момента максимума, блок 6 определения момента минимума, блок 7 управления, вторую схему 8 сравнения,первый формирователь 9 напряжения,схему 10 совпадения, делитель II, блок 12 памяти, счетчик 13 длительности импульса датчика усилия, счетчик 14 числа циклов работы насоса,счетчик 1 числа циклов незаполненных насоса, триггер 16 и реле 17, входящие в бло 18 отключения двигателя станка-качалки, первую схему 19 сравнения.

Датчик 1 усилий подключен одновременно к входам аналогового коммутатора 2 и второго формирователя 3 нап

ряжения, выход которого подключен к четвертому входу блока 7 управления, Датчик 4 хода подключен-одновременно к входу блока 5 определения момента

Q

0 5 Q

5

5

максимума и другому входу аналогового коммутатора 2, выход которого через блок 6 определения минимума подключен к третьему входу блока 7 управления. ,

Выход блока 5 определения момента максимума подключен к второму входу блока 7 управления, шестой выход которого подключен к третьему входу аналогового 2 коммутатора. Первый формирователь 9 напряжения подключен к пятому входу блока 7 управления. Третий, четвертый и пятый выходы блока 7 управления подключены соответственно к входам последовательно соединенных счетчика 13 длительности импульса датчика усилий, счетчика 14 числа циклов работы насоса и счетчика 15 числа циклов незаполнения насоса.

Первые выходы счетчиков 13 - 15 подключены к входам первой схемы 19 сравнения. Выходы схемы 10 совпадения соединены с вторыми выходами счет- чиков 14 и 15. Выходы блока 12 памяти подключены к вторым выходам блока 7 управления и счетчика 13 длительности импульса датчика усилий,, Выход блока 12 памяти подключен к третьему входу делителя 11. Первый и второй входы делителя 11 подключены соответственно к первому выходу блока 7 управления и третьему выходу счетчика 13 длительности импульса датчика уси- , лий. Выход делителя 11 через вторую схему 8 сравнения подключен одновременно к другому входу счетчика 14 числа циклов работы насоса и первому . входу блока 7 управления. Входы триггера 16 блока 18 отключения двигате- ля станка-качалки подключены к выходу первой схемы 19 сравнения и одному из выходов схемы 10 совпадения, другой ее выход подключен к шестому входу блока 7 управления. Выход триггера 16 соединен с реле 17,

Устройство работает следующим образом. Сигнал Us(t) с выхода датчика 4 хода поступает на вход блока 5 определения момента максимума и через аналоговый коммутатор 2 (на третьем входе которого сигнал из блока 7 управления У 16, разрешающий прохождению сигнала Us(t)) на вход блока 6 бпределения момента минимума, С момента появления мини- мума сигнала датчика 4 хода 1 мин , счетчиком 13 длительности импульса

51

датчика усилий производится измерение длительности te до момента появления максимума сигнала датчика 4 хода U5 мо,кс- сигнал на выходе блока

5определения момента максимума.Полученное значение t0, равное половине одного периода работы насоса

Т 2 записывается в блок 12 памяти.

Счетчик 13 длительности импульса датчика усилий обнуляется и начинается измерение длительности .Сигнал с датчика 1 усилий поступает одновременно через второй вход аналогового коммутатора 2 (на третьем входе которого сигнал с блока 7 управления У 17, разрешающий прохождение в блок

6определения минимума) на вход блока 6 определения минимума и вход второго формирователя 3 напряжения для формирования импульсов с крутизной переднего и заднего фронтов, необходимых для прохождения через цифровые элементы.

Как только сигнал Up(t) достигнет своего первого локального минимума 11рмин и момента заканчивается измерение длительности С .Измерение tc и -Г производится подсчетом импульсов частотой 50 Гц, которые заполняются в течение t и С счетчиком 13 длительности импульса датчика усилий.

После подсчета длительности С величины 10 и Ј подаются в делитель 11, где инициируется деление ---.

Второй схемой 8 сравнения производится сравнение полученного значения

t 0/ С с постоянной величиной А Если А, то это означает,

что насос работает с полным заполне- нием и уровень жидкости в затрубном пространстве еще не снизился до приема насоса Поэтому в следующем цикле работы глубинного насоса продолжают аналогичное измерение С , определяtoют отношение и сравнивают его

L

с постоянной величиной А.

Если А, то вторая схема

L

19 сравнения вырабатывает-сигнал, означающий, что возможно уровень жидкости в затрубном пространстве снизился до приема насоса Для проверки достоверности с момента появления

607976

первого сигнала о снижении уровня жидкости до приема насоса блок 7 уп- равления запускает счетчик 14 числа циклов работы насоса, который начина- ет подсчет числа циклов работы насоса, и счетчик 15 числа циклов незаполнения насоса, подсчитывающий число циклов незаполнения насоса, ,

«Q Содержимое счетчика 15 будет увеличено на 1, что будет свидетельствовать о качании с незаполненным насосом.

По истечении восьми циклов качаjr ний схемой 10 совпадения сравнивается число импульсов счетчика 15 и счетчика 14. В случае, если число импульсов счетчика 15 меньше числа им- пульсов счетчика 14, то появление

20 сигнала о снижении уровня жидкости в затрубном пространстве до приема насоса считается случайным, и блок 7 управления восстанавливает схему -в исходное состояние. Начинается новый

25 цикл проверки. В случае, если число импульсов счетчика 15 равно числу импульсов счетчика 14, то на выходе схемы 10 совпадения вырабатывается сигнал, который переключает триггер

3Q 16} в результате чего реле 17 отключает двигатель станка-качалки от сети, производится общий сброс и устройство переходит к выдержке заданного времени накопления жидкости.

Выдержка времени накопления жидкости осуществляется счетчиками 13 - 15. С первого формирователя 9 напряжения через блок 7 управления пропускаются импульсы частотой 50 Гц,

,,. После подсчета счетчиками 13 - 15 числа импульсов, соответствующих заданному времени накоплений жидкости, на выходе первой схемы 19 сравнения вырабатывается сигнал, переключающий

дс триггер 16 в исходное состояние,срабатывает реле 17 и происходит запуск двигателя станка-качалки и цикл повторяется.

5Q Формула изобретения Устройство для автоматического , управления глубинно-насосной установкой малодебитных нефтяных скважин по авт.св. № 1423795, отличаюсс щ е е с я тем, что, с целью повышения точности работы устройства, оно дополнительно содержит аналоговый коммутатор, третий, второй и первый входы ко.торого подключены соответст35

венно к шестому выходу блока управления, к выходу датчика усилий и входу формирователя напряжения, к выходу датчика хода и входу блока опредеРедактор Ю.Середа

Фиг.З

Составитель В.Дульнев Техред М.Дидык

Заказ 964

Тираж 494

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

ления момента максимума, а выход аналогового коммутатора соединен с входом блока определения момента минимума.

Корректор Н.Король

Подписное