Устройство для автоматического диагностирования технического состояния эксплуатационной колонны труб в паронагнетательных скважинах Советский патент 1991 года по МПК E21B47/06 

№1

.- тт

С4f Т

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при промысловых исследованияхскважин, в частности для обработки термограмм паронагнетательных скважин в процессе паротеплового воздействия на нефтяные пласты, и является усовершенствованием известного устройства по авт. св. ISfe 1550120.

Целью изобретения является повышение точности диагностирования технического состояния эксплуатационной колонны труб паронагнетательных скважин за счет автоматического определения количественной величины утечки теплоносителя.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 - блок-схема алгоритма работы устройства; на фиг.З - характерная термограмма паронагнетательной скважины в режиме ее прогрева, где Нс - глубина скважины; t - температура теплоносителя; Нп - глубина перфорации обсадной колонны: Д Н - приращение глубины скважины; Дти -- при- ращение.температуры теплоносителя на участке АБ термограммы; Ati - приращение температуры теплоносителя на участке БС термограммы; р - угол наклона участка АБ термограммы; рг -угол наклона участка БС термограммы, участок БС термограммы соответствует негерметичной части эксплуатационной колонны.

Устройство содержит датчики температуры 1 и глубины 2, счетчик 3 глубины, первый блок 4 индикации, блок 5 аналого-цифрового преобразователя, первый 6, второй 7, третий 8 и четвертый 9 регистры памяти, блок 10 вычитания, первый 11 и второй 12 блоки сравнения., блок 13 уставки, триггер 14 контроля, элемент И 15, блок 16 сигнализации, блок 17 управления, мультиплексор 1&, блок 19 вычислителя и второй блок 20 индикации. Выход датчика 1 температуры подключен к информационному входу блока 5 аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к информационному входу первого регистра б памяти. Выход первого регистра 6 памяти одновременно подключен к первому входу блока 10 вычитания и информационному входу второго регистра 7 памяти, выход и разрешающий вход которого подключен соответственно к второму входу блока 10 вычитания и четвертому выходу Ьл блока 17 управления, Четвертый вход аи блока 17 управления подключен к инверсному выходу триггера 14 контроля, выход которого подключен к второму выходу блока 10 вычитания. Первый выход блока 10 вычитания подключен к информационному входу

третьего регистра 8 памяти, выход которого одновременно подключен к первому входу первого блока 11 сравнения и информационному входу четвертого регистра 9 памяти.

Выход и разрешающий вход четвертого ре гистра 9 памяти подключены соответственно к второму входу первого блока 1 1 сравнения и шестому выходу be блока 1 управления. Пятый вход as блока 17 управления одновременно подключен к входу блока 16 сигнализации и выходу первого блока 11 сравнения. Разрешающие входы первого 6 и третьего 8 регистров памяти подключены соответственно к третьему Ьз и пятому bs

выходам блока 17 управления. Третий вход аз блока 17 управления подключен к выходу второго блока 12 сравнения, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам счетчика 3 глубины и блока

13 уставки. Второй аа и первый bi выходы блока 17 управления подключены соответственно к пусковому входу блока 5 аналого- цифрового преобразователя и первому входу элемента И 15. Выход элемента И 15

подключен к входу счетчика 3 глубины, выход которого подключен к входу первого блока 4 индикации. Второй вход элемента И 15 одновременно подключен к выходу датчика 2 глубины и второму входу аз блока 17

управления. Выход четвертого регистра 9 памяти подключен к первому информационному входу мультиплексора 18, второй информационный вход которого подключен к выходу третьего регистра 8 памяти. Третий

вход (адресный вход) мультиплексора 18 подключен к первому выходу (адресному выходу) блока 19 вычитателя, первый вход(информационный вход) которого подключен к выходу мультиплексора 18. Выход первого

блока 11 сравнения подключен к второму входу (вход Пуск) блока 19 вычислителя, второй выход (выход на печать) которого подключен к входу второго блока 20 индикации. Первый вход ai блок 7 управления

является входом пуска устройства к работе. В качестве мультиплексора 18 в устройстве используется микросхема типа П155КП5.

В качестве блока 19 вычислителя в устройстве используется программируемый мультикалькулятор Электроника МК-46, позволяющий производить ввод и запись в адресуемые регистры памяти значения от одного до семи параметров (цифровой информации), производить обработку принятой информации по программе, введенной в программную память микрокалькулятора и выводить результаты обработки на цифро- печатающий блок.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении сигнала Пуск на первый вход а 1 блока 17 управления устройство приводится в исходное состояние Далее при спуске датчика 1 температуры в скважину через каждый интервал глубины Н на выходе датчика 2 глубины получается один импульс, который одновременно поступает на второй вход 32 блока 17 управления и на второй вход элемента И 15. Так как на первый вход элемента И 15 поступает высокий потенциал с первого выхода bi блока 17 управления, то импульсы с выхода датчика 2 глубины, пройдя через элемент И 15, поступают на вход счетчика 3 глубины. Выход последнего связан с первым входом второго блока 12 сравнения, второй вход которого связан с выходом блока 13 уставки, где предварительно устанавливается глубина перфорации Нп обсадной колонны. Поэтому во втором блоке 12 сравнения происходит сравнение содержимого счетчика 3 глубины Нс с выходным импульсом блока 13 уставки т.е. сравнение Нс и Нп

Если , то на выходе второго блока 12 сравнения получается сигнал 1 который поступает на трети вход аз блока 17 управления. При этом на втором выходе Ь2 блока 17 управления вырабатывается сигнал, который поступает на вход запуска бло ка 5 аналого-цифрового преобразователя Так как выходдатчика 1 температуры теплоносителя подключен на информационный вход блока 5 аналого-цифрового преобразователя, то в блоке 5 аналого-цифрового пое- образователя происходит преобразование текущего значения выходного аналогового сигнала датчика 1 температуры в цифровой код. Далее на четвертом выходе Ы блока 17 управления вырабатывается сигнал, который поступает на вход разрешения записи второго регистра 7 памяти. Так как выход первого регистра 6 памяти подключен на информационный вход второго регистра 7 памяти, то при этом предыдущее значение температуры теплоносителя хи с выхода первого регистра 6 памяти записывается во второй регистр 7 памяти. Далее на третьем выходе Ьз блока 17 управления вырабатывается сигнал, который поступает на вход разрешения записи первого регистра 6 памяти. Так как выход блока 5 аналого-цифрового преобразователя подключен на информационный вход первого регистра 6 памяти, то при этом текущее значение температуры теплоносителя ti с выхода блока 5 аналого- цифрового преобразователя записывается в первый регистр 6 памяти. Далее значения ti и ti-1 соответственно с выхода первого 6 и

второго 7 реi игл ров памяти поступлю cnoi ветственно на первый и второй входы бис л 10 вычитания, где определяется абсолнн нос значение разности температур Axil Xi - 11 - 1

Если IAti| / .где г заданное число то это означает, что нет признака негерме тичности эксплуатационной колонны труб.

8этом случае на втором выходе блока 10 вычитания получается сигнал О, и трип ер

14 контроля остается в исходном (нулевом) состоянии, т.е. с инверсного выхода тригге ра 14 контроля на четвертый вход ад блока 17 управления поступает сигнал 1 В этом

случае устройство переходит в режим ожи дания поступления следующего сигнала с выхода датчика 2 глубины на второй вход Я2 блока 17 управления и при поступлении сиг нала с выхода датчика 2 глубины на второй

вход а блока 17 управления все описанные операции повторяются

Если /Atif / . . то это означает, что имеется признак негерметичности эксплуатационной колонны В этом случае на втором выходе блока 10 вычитания получается сигнал 1. который поступает на вход трш- гера 14 контроля и переключает его в еди ничное состояние Поэтому с инверсного выхода триггера 11 контроля на четвертый

вход а.1 блока 17 управления поступает сиг нал О. В этом случае устройство переходит к уточнению достоверности признака негерметичности эксплуатационной колонны труб и определению глубины негерметичности колонны труб При этом на шестом выходе be блока 17 управления вырабатывается сигнал, который поступав i на вход разрешения записи четвертого регистра 9 памяти. Гак как выход третьего регистра 8

памяти подключен на информационный вход четвертого регистра 9 памяти, то при этом содержимое третьего регистра 8 памяти, т.с предыдущее значение разности температур AIM. записывается и четвертый

регистр 9 памяти. Далее на пятом выходе bs блока 17 управления вырабатывается сигнал, который поступает на вход разрешения записи третьего регистра 8 памяти. При этом текущее значение разности темпера

тур Axi записывается в третий регистр 8 памяти. Далее значение AXI и А хн соответственно с выхода третьего 8 и четвертого

9регистров памяти поступают соответственно на первый и второй входы первого

блока 11 сравнения, где происходит сравнение AXI с Ati-i.

Если -i . то это означает, что предыдущий признак негерметичности эксплуатационной колонны труб является

ложным. При этом на выходе пбрвого блока 11 сравнения получается сигнал О, который поступает на вход блока 16 сигнализации и на пятый вход as блока 17 управления. В этом случае устройство переходит в ре- жим ожидания поступления следующего сигнала с выхода датчика 2 глубины на второй вход а блока 17 управления и при поступлении сигнала с выхода датчика 2 глубины на второй вход аг блока 17 управ- ления все описанные операции повторяются.

Если Ati Ati-1, то это означает, что на данной глубине имеется негерметичность в эксплуатационной колонне труб. При этом на выходе первого блока 11 сравнения получается сигнал 1й, который поступает на выход блока 16 сигнализации, на пятый вход as блока 17 управления и на второй вход блока 19 вычислителя. При этом блок 16 сигнализации сигнализирует о наличии негерметичности эксплуатационной колонны труб на данной глубине. При поступлении сигнала 1 на пятый вход as блока 17 управления на его выходе bi пол- учается низкий потенциал, который поступает на первый вход элемента И 15. Поэтому элемент И 15 закрывается, поступление импульсов с выхода датчика 2 глубины на вход счетчика 3 глубины прекращается, а первый блок 4 индикации показывает глубину негерметичности эксплуатационной колонны труб. Кроме того, при поступлении сигнала с выхода первого блока 11 сравнения на второй вход блока 19 вычислителя, послед- ний вычисляет величину утечки теплоносителя по формуле

«-(-S T-O-WO:

. -1 ) 100 (

:-г-,).,оо.

Программа вычисления значения ДО для микрокалькулятора приведена в таблице .

Постоянные числа 1 и 100 (из формулы) предварительно вводятся в память микро- калькулятора Электроника МК-46 (соответственно в его адресуемые регистры Р4 и Р5).

При вычислении ДО значения Ati с выхода третьего регистра 8 памяти записы- ваются в адресный регистр РЗ микрокалькулятора Электроника МК-46, а значения с выхода четвертого регистра 9 памяти-в

адресуемый регистр Р2 микрокалькулятора Электроника МК-46.

Кроме того, заранее в адресуемый регистр Р9 микрокалькулятора Электроника МК-46 вводится код эксперимента: 20000003, где цифра 2 соответствует количеству вводимых параметров ( Ati и Ati i) из внешних источников информации (из блоков 8 и 9), а цифра 3 - необходимости вывода результата вычисления AQ нацифро-печата- ющее устройство (второй блок 20 индикации). Сначала на первом выходе блока 19 вычислителя получается двоичный код 001. который поступает на третий вход мультиплексора 18. При этом последний коммутирует выход четвертого регистра 9 памяти на первый вход блока 19 вычислителя, в результате чего значения Ati-1 из четвертого регистра 9 памяти передаются в блок 19 вычислителя, где на первом его выходе получается двоичный код 010, который поступает на третий вход мультиплексора 18. При этом мультиплексор коммутирует выход третьего регистра 8 памяти на первый вход блока 19 вычислителя, в результате чего значения Ati из третьего регистра 8 памяти передаются в блок 19 вычислителя. После этого блок 19 вычислителя вычисляет значения АО по формуле и значение утечки теплоносителя АО с; второго выхода блока 19 вычислителя поступает на вход второго блока 20 индикации, где печатается значение утечки теплоносителя. На этом работа устройства прекращается

Если Нс Нп, на выходе второго блока 12 сравнения получается сигнал О, который поступает на третий вход аз блока 17 управления. В этом случае на его первом выходе 0 получается низкий потенциал, который поступает на первый вход элемента И 15 и закрывает его. Этим работа устройства прекращается.

Таким образом, устройство автоматически диагностирует техническое состояние эксплуатационной колонны труб паронагне- тательных скважин и автоматически определяет количественную величину утечки теплоносителя непосредственно в процессе измерения температуры теплоносителя.

Применение устройства позволяет повысить точность установления оптимального режима паротеплового воздействия на нефтяные пласты, чго способствует повышению эффективности промысловых исследований паронагнетательных скважин и тем самым повышению добычи нефти.

Формула изобретения

Устройство для автоматического диагностирования технического состояния эксплуатационной колонны труб в паронагнетатель- ных скважинах.по авт.св 1550120 отличающееся тем, что, с целью повышения точности диагностирования за счет автоматического определения количественной величины утечки теплоносителя, оно снабжено мультиплексором, блоком вычислителя и вторым блоком индикации, причем первый и второй входы мультиплексора соответственно подключены к выходу чгтверю го регистра памяти и выходу третьего регистра памяти, выход соединен с первым входом блока вычислителя, второй вход которого подключен к выходу первого блока сравнения, первый и пто- рой выходы соединены соответственно с треть им входом мультиплексора и входом второго блока индикации

Изобретение относится к нефтедобыче. Цель - повышение точности диагностирования технического состояния эксплуатационной колонны труб паронагнетательных скважин. Уст-во содержит датчики 1,2 температуры и глубины,счетчик 3 глубины пор вый блок 4 индикации, блок 5 янглого-муф рового преобразователя, регистры fi. 7 R, О памяти, блок 10 вычитания, блоки ;1, 12 ., нения, блок 13 уставки, триггер 1--1 контроле элемент И 15, блок 16 сигнализации, блок Г7 управления. Для достижения цепи устр- 0 имеет мультиплексор 18, блок 19 вычиглчн1. ля, второй блок 20 индикации. В рогисфзч 8 и 9 хранятся соответстпенно приращения температур .At, и Лтч ПРИ t, А: . - блок II срапнения дает г о т .. : вычислителя. Последний вычисляет значение утечки теплоносителя по формуле .А . ( А ь - 1)-1СО. Мультиплексор 18 управляется С Т- .-: ip, в качество которого применен микрокалькулятор №- 46. о л ок 0 отоЬклглг..м значение угечки гепло:-(О .:итсля. Прммснг;1- - устр-ва позволяет повысить точность установления оптимального режима паротрллово; воздействия на ппаст. что способствует noRi.i шению добычи кефтм. 3 ил., 1 табт

Hr.

He

Риг.З