Способ управления газлифтом Советский патент 1993 года по МПК F04F1/00 

Изобретение относится к насосострое- нию, в частности к системам автоматического управления газлифтом.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей и повышение надежности управления путем своевременного скачкообразного изменения давления подачи и расхода рабочего агента при периодических возмущениях в системе пласт-скважина.

На фиг. 1 показана принципиальная схема газлифта и система управления; на фиг.2 - функциональная схема управления; на фиг.З - характеристики нагрузки (1, 2 и 3) соответственно при среднем - С, высоком - В и низком - Н гидростатических давлениях, построенных в координатах Vr-Рк, где Vr - обьем закачки рабочего агента; Рк - давление рабочего агента; Рк.н. Рк.с. Рк.а - соответственно низкое, среднее и высокое рабочие давления; РСт.и, PCI с., Рств - соответственно низкое, среднее и высокое гидростатические давления; AI - рабочая точка

при номинальном среднем давлении рабочего агента; А - рабочая точка при низком давлении рабочего агента; А - рабочая точка при высоком давлении рабочего агента; на фиг А - то же, при увеличении обводнен- нбсти продукции (характеристика 2 ). где Рст - гидростатическое давление столба обводненной нефти; А - рабочая точка при высоком давлении рабочего агента

Газлифт содержит трубопровод 1 подачи рабочего агента, эксплуатационную колонну 2 и концентрично установленную внутри нее с образованием межтрубного пространства фонтанную колонну 3, газлиф- тный рабочий клапан 4, управляемый давлением в фонтанной колонне 3 и установленный в ее нижней части, датчик 5 давления в межтрубном пространстве, блок 6 определения знака отклонения давления в межтрубном пространстве, датчик 7 давления на буфере скважины, блок 9 определения знака отклонения давления на буфере,

00

ю va

&

о

при этом датчики 5 и 7 давления подключены соответственно к блокам 6 и 9, датчик 10 расхода смеси на выходе фонтанной колонны 3, подключен к блоку 11 определения знака отклонения расхода смеси, датчик 12 расхода рабочего агента, регулирующий клапан 13, установленные на трубопроводе 1 подачи рабочего агента в межтрубное пространство и связанные с регулятором расхода 14, блок 15 управления трехходовыми клапанами 16 и 17, установленными на выходе ГРБ последовательно на трубопроводе 1 подачи рабочего агента и соединенные со стороны нормально закрытых клапанов(НЗ) (на фиг.1 и фиг.2 НЗ клапаны зачернены) с подводящими газовыми линиями ГРБ соответственно низкого - Н и высокого - В давлений, а со стороны нормально открытого клапана (НО) с линией среднего - С давления, блок 18 анализа отклонений расхода смеси q, давлений в межтрубном пространстве РК и на буфере Ре, связанный с блоками 6, 9, 11 и 15, а блоки б и 9 связаны с блоком 14, при этом блоки 6, 9, 11, 14 и 15 связаны с централизованным пунктом 19 управления системой газлифтных скважин. Блок 6 определения знака отклонения (см. фиг.2) содержит задатчик 20, последовательно соединенные между собой реле 21, фильтр 22, устройство 23 сравнения и преобразователь 24, при этом задатчик 20 соединен с устройством 23 сравнения, контакты реле 21 соединены с датчиком 5 давления.

Блок 9 определения знака отклонения содержит задатчик 25, последовательно соединенные между собой реле 26, фильтр 27, устройство 28 сравнения и преобразователь 29, при этом задатчик 25 соединен с устройством 28 сравнения, контакты реле 26 соединены с датчиком 7 давления.

Блок 11 определения знака отклонения содержит триггер 30, задатчик 31, устройство 33 сравнения и преобразователь 34, при этом задатчик 31 соединен с устройством 33 сравнения, датчик 10 с фильтром 32, а выход преобразователя 34 подается на S-вход триггера 30.

Блок 14 регулирования расхода рабочего агента содержит устройство 35 управления, задатчик 36, при этом сигнал датчика 12 расхода рабочего агента подается на устройство 35 управления, а выход устройства управления подается на регулирующий клапан 13, причем на вход устройства 35 управления подаются сигналы с фильтров 22 и 27 соответственно значения усредненных давлений в межтрубном пространстве и на буфере.

Блок 15 управления трехходовыми клапанами 16 и 17 содержит элементы ИЛИ 37 и 38, триггеры 39 и 40 и элемент ИЛИ-НЕ 41, причем сигналы с прямых выходов триг- герое 39 и 40 подаются на трехходовые клапаны 16 и 17 соответственно.

Блок 18 анализа отклонений содержит элементы ИЛИ 42, 43, 44, 45, 46, элементы И 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, триггеры 54 и 55, элемент ИЛИ-НЕ 56.

Система управления работает в реальном масштабе времени и ориентирована на использование микропроцессорных (МП) средств. Регулятор расхода газа реализует- ся цифровым контролером на базе МП, для которого составляется программа принятого метода регулирования расхода рабочего агента.

Способ управления газлифтом реализуется следующим образом.

До пуска газлифта исследуют скважину по методу АзНИИ и строят регулировочные кривые q(Vr), PK(Vr) и P6(Vr), После снятий

характеристик режим задается в виде номинального перепада давления Д Рс на диафрагме дифференциального манометра при номинальном среднем - С давлении рабочего агента Рк.с- Объемный расход рабочего агента определяется как

Vr 1 КС

ViPc

к.с.

5

5

0

5

где Vr.i - расход рабочего агента, в м3/сут;

К - масштабный коэффициент ( );

С - коэффициент часового расхода, учитывающий тип камеры дифференциального манометра, в м3/ч;

Д Рс - номинальная величина перепада

давления на диафрагме, в Па;

Рк.с - номинальное давление подачи рабочего агента, в Па,

Рабочий агент нагнетается в газлифт- ную скважину, где имеют место гидростатический и скоростной напоры. Гидростатическая составляющая потерь, как правило, превалирует иад скоростной составляющей.

В процессе работы газлифта сопротивление потоку нагнетаемого рабочего агента в фонтанной колонке будет меняться, вызывая колебания напора при данном расходе.

На фиг.З и фиг.4 представлены характеристики нагрузки, построенные в координатах Vr-PK. Увеличение гидростатического давления (см. фиг.З, кривая 2; фиг.4, кривая 2 ) способствует смещению рабочей точки впево по прямой Р«.с параллельно оси Vr.

Уменьшение гидростатического давления (см. фиг.З, кривая 3) сместит рабочую точку вправо по прямой Рк.с. Однако регулятор 14 расхода рабочего агента обеспечит постоянное значение расхода только в пре- делах незначительных изменений гидростатического напора за счет изменения степени дросселирования потока клапаном 13, поэтому колебания расхода смеси на выходе не устраняются. .

При увеличении гидростатического давления требуется увеличить объем подачи рабочего агента с целью увеличения отбора из скважины (больше, чем поступает из пласта) в этом случае рабочий агент следует подавать при более высоком давлении Рк в (см. фиг.З. кривая 2, рабочая точка фиг.4, кривая 2, рабочая точка А ). Скважина реагирует на изменение давления подачи рабочего агента быстрее, чем расхода. Изменение давления должно быть достаточным для того, чтобы вызвать резкое изменение расхода. Регулятор расхода 14 при этом будет поддерживать заданный номинальный перепад на диафрагме ДРС. Тогда рас- ход рабочего агента будет

Ркв , ()

При уменьшении гидростатического давления, наоборот, необходимо уменьшить объем подачи рабочего агента, в этом случае давление подачи должно быть снижено Рк.н (см. фиг.З, кривая 3, рабочая точка А ).

Тогда расход рабочего агента будет

Vr.3 - КС PC Р н ,(Vr Э Vr 1)

Продолжительность подключения трубопровода 1 подачи рабочего агента к линиям высокого - В или низкого - Н давлений будет продолжаться до тех пор, пока на выходе преобразователя 34, блока 11 определения знака отклонения расхода смеси на выходе фонтанной колонны 3 не будет зафиксировано отклонение в пределах нормы, после чего блок 15 управления трехходовыми клапанами переключит трубопровод 1 на линию номинального среднего - С давления Р«.с и т.д. Такое управление газлифтом позволит стабилизировать режим работы скважины, увеличить средний отбор за счет сокращения периода неэффективной работы в условиях периодических параметрических возмущений в системе пласт - скважина. Кроме того, подключение к линиям высокого и низкого давлений расширяет технологические возможности газлифта.

В процессе газлифта датчиком 10 измеряются значения расхода смеси на выходе фонтанной колонны 3 и подаются на фильтр 32 блока 11 определения знака отклонения расхода. После прохождения сглаживающего фильтра средняя величина расхода qcp подается в устройство 33 сраьнения, где производится сравнение этого расхода с номинальным значением qH, установленным задатчиком 31.

Обьемный расход на выходе фонтанной колонны оценивается за интервал времени г (часы, сутки) по перепаду давления на датчике 10 расхода (диафрагме), Хотя измерять смесь таким способом с необходимой точностью невозможно, тем но менее использовать в целях управления отклонений измеряемого параметра вполне приемлемо.

Величина рассогласования Aq-qCp -qH подается на вход преобразователя 34 с характеристикой

sign (Aq)

+ 1 при A q Дф;

О при Aq3 Aq Aq3

- 1 при Aq - Aq3 ,

где Aqa - заданное допустимое значение рассогласования расхода смеси (принимаем ± 5% от qH).

Если рассогласование lAql Aq3, то сигнал с выхода преобразователя 34 подается на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 56 блока 18 и на S-вход триггера 30, с прямого выхода которого подается сигнал на катушки реле 21 и 26 соответственно блока б определения знака отклонения давления Р в

межтрубном пространстве и блока 9 определения знака отклонения давления Ре на буфере скважины. Одновременно сигнал с прямого выхода триггера 30 подается на первые входы элементов И 50 и 53, на второй вход элемента ИЛИ-НЕ 56 блока 18, на катушки реле 21 и 26 и замыкает их контакты, которые подключают датчик 5 к блоку 6, а датчик 7 - к блоку 9, Датчики 5 и 7 фиксируют в течение заданного интервала времени изменение значения давлений в межтрубном пространства и на буфере. После прохождения фил ьтров 22 и 27 средние величины давлений Р« и Ре подаются на устройства 23 и 27 сравнения, где происходит сравнение с их номинальными значениями Ркс и Ре с, установленными за- датчиками 20 и 25 соответственно. Величины рассогласований в межтрубном пространстве А Р Рк - Рк с и нз буфере ДРб ° Рб - Рб с подаются на входы

преобразователей 24 и29 с характеристиками

+ 1 при Д Рк А Рк.с ;

О при -ДРк.с ДРк ДРк.с;

-1 при-ДРк ,

+ 1 при Д Ре Д Рб.с ;

О при -ДРб.с ДРе ДРб.с;

- 1 при Д Ре - Д Рб.с,

где ДРк.с и ДРб.с - допустимые значения рассогласований давлений в межтрубном пространстве и на буфере скважины COOT- ветственно (принимаем соответственно ±5% РК.С; ±5% Рб.с). .

Если рассогласование До, &цз, то с выхода преобразователя 34 подается сигнал на S-вход триггера 30 и на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 56 блока 18, а с прямого выхода триггера 30 сигнал одновременно подается на первые входы элементов И 50 и 53. на второй вход элемента ИЛИ-НЕ 56 и катушки реле 21 и 26 соответственно блока 6 определения знака отклонения давления в межтрубном пространстве и блока 9 определения знака отклонения давления на буфере скважины. Одновременно сигнал +1 с выхода преобразователя 34 подается на первые входы элементов И 47 и 52 блока 18. Сигнал с прямого выхода триггера 30 подается на катушки реле 21 и 26 и замыкает их контакты, которые подключают датчик 5 к блоку 6, а датчик 7 - к блоку 9. Датчик 5 и 7 фиксируют в течение заданного интервала времени изменение значений давлений в межтрубном пространстве и на буфере. После прохождения фил ьтров 22 и 27 средние величины давлений Рк и Рб подаются на устройства 23 и 28 сравнения, где производится сравнение их с номинальными значениями РК.С и Рб.с установленными задатчиками 20 и 25 соответственно. Величины рассогласований подаются на входы преобразователей 24 и 29.

Если фиксируется sign (ДРк) + 1 при ДРК ДРк.сИ81дп()+1 при ДРб Рб.с, то это характеризует увеличение динамического пластового давления в зоне влияния сква- жины.

Сигнал +Г с выхода преобразователя 24 блока б подается на вторые входы элементов И 47,48 и 49 блока 18, где на первые

0

5

Q

5 g 5 о 5 §Q

gg

входы элементов И 47 и 52 подается сигнал +Г с преобразователя 34 блока 11, а на третьи входы элементов И 47 и 48 подается сигнал +1 с выхода преобразователя 29 блока 9.

В блоке 18 однозначно определяется элемент И 47 на первый, второй и третий входы которого одновременно подаются сигналы +1, +Г и +Г с выходов преобразователей 34, 24 и 29г соответственно. Сигнал с выхода элемента И 47 подается на первый вход элемента ИЛИ 46. с выхода которого сигнал подается на второй вход элемента И 50, на первый вход которого подается сигнал с прямого выхода триггера 30, а выход элемента И 50 одновременно подается на S-вход триггера 55 и на первый вход элемента ИЛИ 43, выход которого подается на R-вход триггера 30 блока 11, осуществляется сброс прямого выхода триггера 30, а сигнал с прямого выхода триггера 55 одновременно подается на S-вход триггера 40, на второй вход элемента ИЛИ 37, на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 4Т блока 15 и на второй вход элемента ИЛИ 42 блока 18, выход которого подается на R-вход триггера 54, осуществляется сброс прямого выхода триггера 54, а прямой выход триггера 54 одновременно связан с вторыми входами элементов ИЛИ-НЕ 41 и ИЛИ 38, с S-входом триггера 39 блока 15 и с вторым входом элемента ИЛИ 45 блока 18. Сигнал с прямого выхода триггера 40 подается на трехходовой клапан 17, осуществляется переключение трубопровода 1 подачи рабочего агента с линии номинального среднего - С давления на линию высокого - В давления, расход рабочего агента в межтрубное пространство увеличивается за счет увеличения давления подачи, а регулятор 14 будет по прежнему отрабатывать заданную величину перепада номинального режима ДРс на диафрагме. Отбор из скважины будет превалировать над притоком из пласта, затем расход на выходе начнет снижаться и как только отклонение будет удовлетворять неравенству IAql Д qa, т.е. параметр выходного показателя - расход смеси находится в норме, на выходе преобразователя 34 блока 11 сигнал будет равен О, а выход преобразователя 34 одновременно связан с первым входом элемента ИЛИ-НЕ 56 блока 18 и S-входом триггера 30 блока 11, а второй вход элемента ИЛИ-НЕ 56 связан с прямым выходом триггера 30, который находится в состоянии сброс, т.е. сигнал на его прямом выходе равен О. С выхода элемента ИЛИ-НЕ 56 блока 18 сигнал подается на первые входы элементов ИЛИ 42 и 45, выходы которых подаются на R-входы .триггеров 54 и 55 соответственно, осуществляется сброс их прямых выходов, а прямые выходы триггеров 55 и 54 одновременно связаны с первым и вторым входами элемента ИЛИ- НЕ 41 и S-входами триггеров 40 и 39 блока 15 соответственно, а выход элемента ИЛИ- НЕ 41 подается на первые входы элементов ИЛИ 37 и 38, вторые входы которых связаны с прямыми выходами триггеров 55 и 54 соответственно. Выходы элементов ИЛИ 37 и 38 подаются на R-входы триггеров 39 и 40 соответственно, осуществляется сброс их прямых выходов, а прямые выходы триггеров 39 и 40 связаны с трехходовыми клапанами 16 ,и 17 соответственно. Сигнал с прямых выходов триггеров 39 и 40 будет равен О, (НЗ) клапаны трехходовых клапанов 16 и 17 отключают трубопровод 1 подачи рабочего агента от линий высокого - В и низкого - Н давлений, трубопровод подключается к линии номинального среднего - С рабочего давления. Система вновь готова к определению знака отклонения выходного показателя на выходе фонтанной колонны 3.

Если же при Aq A q3, sign (Д Рк) - -1 при Д РК -Д Рк. с и sign (Д Ре) - -1 при А Рб - ДРб.с. то это характеризует увеличение производимости выкида. Тогда сигнал +1 с выхода преобразователя 34 блока 11 подается на первые входы элементов И 47 и 52 блока 18, сигнал -Г с выхода преобразователя 24 одновременно подается на вторые входы элементов И 51 и 52, а с выхода преобразователя 29 поступает на третьи входы элементов И 49, 51 и 52 блока 18. В блоке 18 однозначно определяется элемент Л 52 на первый, второй и третий входы которого одновременно подаются сигналы +Г, -Г и -Г с выходов преобразователей 34, 24 и 29 соответственно.

Сигнал с выхода элемента И 52 подается на первый вход элемента ИЛИ 44, с выхода которого сигнал подается на второй вход элемента И 53, на первый вход которого подается сигнал с прямого выхода триггера 30 блока 11. С .выхода элемента И 53 сигнал одновременно подается на S-еход триггера 54 и на второй вход элемента ИЛИ 43, выход которого подается на R-вход триггера 30 блока 11, осуществляется сброс прямого выхода триггера 30. а прямой выход триггера 54 одновременно подается на S-аход триггера 39. на вторые входы элементов ИЛИ-НЕ 41 и ИЛИ 38 блока 15 и на второй вход элемента ИЛИ 45 блока 18, выход которого подается иа Р.-аход триггера 55, осуществляется сброс прямого выхода

триггера 55, а прямой выход триггера 55 одновременно связан с первым входом элемента ИЛИ-НЕ 41, с S-входом триггера 40 и вторыми входами элементов ИЛИ 37 и 42 5 блоков 15 и 18 соответственно.

Сигнал с прямого выхода триггера 39 подается на трехходовой клапан 16, осуществляется переключение трубопровода 1 подачи рабочего агента с линии номиналь0 ного среднего - С рабочего давления на линию низкого - Н рабочего давления, расход рабочего агента в межтрубное пространство уменьшается за счет снижения давления подачи, а регулятор 14 будет по5 прежнему отрабатывать заданную величину перепада ДРС на диафрагме. Приток из пласта будет превалировать над отбором из скважины, расход начнет снижаться и как только отклонение будет удовлетворять не0 равенству Aq Aq 3 на выходе преобразователя 34 блока 11 сигнал будет равен О, далее аналогично предыдущему осуществляется сброс прямых выходов триггеров 39 и 40, которые связаны с трехходовыми

5 клапанами 16 и 17 блока 15, (ИЗ) клапаны трехходовых клапанов 16 и 17 отключают трубопровод 1 подачи рабочего агента от линий высокого - В и низкого - Н рабочих давлений, трубопровод подключается к

0 линии номинального среднего - С рабочего давления. Система вновь готова к определению знака отклонения выходного показателя на выходе колонны 3.

Если при недопустимом отрицательном

5 отклонении расхода смеси, т.е. Aq - Aq3, в течение заданного интервала времени зафиксировало sign (ДРК) -1 при А Рк - -А Рк.с ч sign (А Ре) -1 при А Ре А- Рб.с, то это характеризует уменьшение динами0 ческого пластового давления в зоне влияния скважины.

Сигнал с выхода преобразователя 34 подается на S-вход триггера 30 и на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 56 блока 18, одно5 временно сигнал с прямого выхода триггера 30 блока 11 подается на второй вход элемента ИЛИ-НЕ 56, на первые входы элементов И 50 и 53 блока 18 и катушки реле 2t и 26, контакты которых подключают дат0 чик 5 к блоку 6, а датчик 7 - к блоку 9. Одновременно сигнал -1 с выхода преобразователя 34 подается на первые входы элементов И 48. 49 и 51 блока 18.

Сигнал -1 с выхода преобразователя

5 24 блока 6 подается на вторые входы элементов И 51 и 52 Блока 18, на третьи входы элементов И 49,51 и 52 подаете я си г нал -1 е выхода преобразователя 29 блока 9. В блоке 18 однозначно определяется элемент

51, на первый, второй и третий входы оторого одновременно подаются сигналы -Г, -Г и -Г с выходов блоков 34, 24 и 9 соответственно.

Сигнал с выхода элемента И 51 подаетя на второй вход элемента ИЛИ 44, с выхоа которого сигнал подается на второй вход элемента И 53, на первый вход которого подается сигнал с прямого выхода триггера 30, а с выхода элемента И 53 сигнал одновременно подается на S-вход триггера 54 и на второй вход элемента ИЛИ 43, выход которого подается на R-вход триггера 30 блока 11, осуществляется сброс его прямого выхода, а сигнал с прямого выхода триггера 54 одновременно подается на S- вход триггера 39, на вторые входы элементов ИЛИ-НЕ 41 и ИЛИ 38 блока 15, на второй вход элемента ИЛИ 45 блока 18, выход которого подается на R-вход триггера 55, осуществляется сброс его прямого выхода, а прямой выход триггера 55 одновременно связан с первым входом элемента ИЛИ-НЕ 41, S-входом триггера 40 и вторыми входами элементов ИЛИ 37 и 42.

Сигнал с прямого выхода триггера 39 блока 15 подается на трехходовой клапан 16, осуществляется переключение трубопровода 1 подачи рабочего агента с линии номинального среднего - С рабочего давления на линию низкого - Н рабочего давления, расход рабочего агента уменьшается за счет уменьшения давления подачи, а регулятор 14 будет по-прежнему отрабатывать заданную величину перепада ДРс на диафрагме. Приток из пласта будет превалировать над отбором, затем расход начнет увеличиваться и как только отклонение будет удовлетворять неравенству lAql Aq3 на выходе преобразователя 34 блока 11 сигнал будет равен О, далее аналогично предыдущему осуществляется сброс прямых выходов триггеров 39 и 40, которые связаны с трехходовыми клапанами 16 и 17 блока 15, (НЗ) клапаны трехходовых клапанов 16 и 17 отключают трубопровод t подачи рабочего агента от линий низкого - Н и высокого - В рабочих давлений, трубопровод подключается к линии номинального среднего - С рабочего давления. Система вновь готова к определению знака отклонения выходного показателя на выходе фонтанной колонны 3.

Если при фиксируется sign (ДРк) - + 1 при ДРц Рк.с и sign (Д Ре) - -1 при ДРб - ДРб.с, то это характеризует увеличение водной фазы в продукции скважины (увеличение удельного веса и плотности смеси).

Сигнал +1 с выхода преобразователя 24 одновременно подается на вторые входы элементов И 47, 48 и 49 блока 18, а на первые входы элементов И 48,49 и 51 подается

сигнал -Г с выхода преобразователя 34 блока 11. На третьи входы элементов И 49, 51 и 52 подается сигнал -1 с выхода преобразователя 29 блока 9. В блоке 18 одно- . значно определяется элемент И- 49, на

первый, второй и третий входы которого подаются сигналы -1, +1 и -1 с выходов преобразователей 34, 24 и 29 соответственно.

Сигнал с выхода элемента И 49, подается на третий вход элемента ИЛИ 46, с выхода которого сигнал подается на второй вход элемента И 50, на первый вход которого подается сигнал с прямого выхода триггера 30 блока 11, а с выхода элемента И 50 сигнал

одновременно подается на S-вход триггера 55 и на первый вход элемента ИЛИ 43, выход которого подается на R-вход триггера 30, осуществляется сброс прямого выхода триггера 30.

Сигнал с прямого выхода триггера 55 одновременно подается на S-вход триггера 40, на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 41, на второй вход элемента ИЛИ 37 блока 15 и на второй вход элемента ИЛИ 42 блока 18, выход которого подается-на R-вход триггера 54, осуществляется сброс его прямого выхода, а прямой выход триггера 54 одновременно связан с вторыми входами элементов ИЛИ 38, ИЛИ-НЕ 41 и с S-входом

триггера 39.

Сигнал с прямого выхода триггера 40 подается на трехходовой клапан 17, осуществляется переключение трубопровода 1 подачи рабочего агента с линии номинального среднего - С рабочего давления на линию высокого - В рабочего давления, расход рабочего агента в межтрубное пространство увеличится за счет увеличения давления подачи, а регулятор 14 по-прежнему будет отрабатывать заданное значение перепада Д Рс на диафрагме. Отбор из скважины будет превалировать над притоком из пласта, водная фаза форсированно будет выноситься на поверхность, чем стимулируется приток из пласта. Как только расход смеси установится в пределах нормы, т.е. lAq | Дрз, на выходе преобразователя 34 блока 11 сигнал будет равен О. Далее осуществляется сброс прямых выходов триггерое 39 и 40, которые связаны с трехходовыми клапанами 16 и 17 блока 15, (НЗ) клапаны трехходовых клапанов 16 и 17 отключают трубопровод 1 подачи рабочего агента от линий высокого - В и низкого рабочих давлений, трубопровод подключается к линии номинального среднего - С рабочего давления. Система вновь готова к определению знака отклонения выходного показателя на-выходе фонтанной колонны 3.

Если же при До, - Д q3 фиксируется sign ( ДРк) + 1 приДРк ДРк.си 81дпД(Рб) + 1 при ДРб Д Рб.с. то это характеризует уменьшение проводимости выкида скважины (образование парафиновых и гидратных послоений).

Сигнал +Г с выхода преобразователя 24 одновременно подается на вторые входы элементов И 47, 48 и 49 блока 18, а на первые входы элементов И 48,49 и 51 подается сигнал -1 с выхода преобразователя 34 блока 11. На третьи входы элементов И 47, 48 подается сигнал +Г с выхода преобразователя 29 блока 9. В блоке 18 однозначно определяется элемент И 48 на первый, второй и третий входы которого подаются сигналы -1. + 1 и + 1 с выходов преобразователей 34, 24 и 29 соответственно. Сигнал с выхода элемента И 48 подается на второй вход элемента ИЛИ 46, с выхода которого сигнал подается на второй вход элемента И 50, на первый вход которого подается сигнал с прямого выхода триггера 30 блока 11, а с выхода элемента И 50 сигнал одновременно подается на S-вход триггера 55 и на первый вход элемента ИЛИ 43, выход которого подается на R-вход триггера 30, осуществляется сброс прямого выхода триггера 30. Сигнал с прямого выхода триггера 55 одновременно подается на S-вход триггера 40, на первый вход элемента ИЛ И- НЕ 41, на второй вход элемента ИЛИ 37 блока 15 и на второй вход элемента ИЛИ 42 блока 18. выход которого подается на R- вход триггера 54, осуществляется сброс его прямого выхода, а прямой выход триггера 54 одновременно связан с вторыми входами элементов ИЛИ 38, ИЛИ-НЕ 41 и с S-входом триггера 39.

Сигнал с прямого выхода триггера 40 подается на трехходовой клапан 17, осуществляется переключение трубопровода 1 подачи рабочего агента с линии номинального среднего - С рабочего давления на линию высокого - В рабочего давления, расход рабочего агента в межтрубное пространство увеличится за счет увеличения давления подачи, а регулятор 14 по-прежнему будет отрабатывать заданное значение перепада ДРС на диафрагме. Отбор из скважины будет превалировать над притоком из пласта, что способствует созданию условий для размыва наслоений в линии выкида

скважины. Как только расход установится в пределах нормы, т.е. lAql Aqa, на выходе преобразователя 34 блока 11 сигнэл будет равен О. Далее осуществляется сброс 5 прямых выходов триггеров 39 и 40, которые связаны с трехходовыми клапанами 16 и 17 блока 15, (НЗ) клапаны трехходовых клапанов 16 и 17 отключают трубопровод 1 подачи рабочего агента от линий высокого - В и

0 низкого - Н рабочих давлений, трубопровод подключается к линии номинального среднего - С рабочего давления. Система вновь готова к определению знака отклонения выходного показателя на выходе фон5 таяной колонны 3.

Система каждый раз будет отрабатывать последовательность переключений трубопровода 1 подачи рабочего агента с линии номинального среднего - С рабоче0 го давления на линию высокого - В или низкого - Н рабочего давлений и обратно до тех пор, пока отклонение выходного показателя расхода смеси не будет в пределах нормы.

5 Рассмотрим применение предлагаемого и известного способов управления газлифтной скважиной на примере гипотетической скважины.

Сравнение предлагаемого и известного

0 способов производится по ценке эффективности управления подачей рабочего агента в изменившихся условиях эксплуатации.

В номинальном режиме эксплуатации скважины расход рабочего агента, приве5 денный к стандартным условиям при замере диафманометром составит

Vr.1 - КС Рс Р,

к.с ,

где К - 24 С - 1.70 м5/4 при диаметре диафрагмы d - 3/8 , диаметре трубопровода D - 2/2 и фланцевом соединении (удельный вес рабочего агента по отношению к воздуху равен 1).

ДРс-0,4-105Па; Рк.с-5-106 Па

После подстановки значений получим Vr.i-24-10 3-1,70

1/0,4- 105 -5 -106- 18288 мэ/сут При подключении к линии высокого (В) давления (ДРС ° const)

Vr.2 - К -С УДРс Рм,,

гдеРк.в-7 -106Па. Тогда Vr.2-24 -1,70

У0,4 105 -7-10° 21624 м3/сут. (увеличение расхода рабочего агента соста- вит 18,2%).

При подключении к линии низкого (Н) давления (ДРС const):

Vr.3

КС VAPc Р

К.Н I t

где РК.Н 3 Тогда

106Па.

При этом степень открытия регулирующего клапана должна быть уменьшена.

Так как значения степени открытия регулирующего клапана лучше иметь высокой из-за потерь на дросселировании, то предлагаемый способ предпочтителен.

Кроме того, если связать перепад давления по расходомеру с перепадом давления в регулирующем клапане, тогда получим соотношение

Сущность изобретения: подают рабочий агент по трубопроводу, в межтрубное пространство (МТП) фонтанной колонны. Вводят рабочий агент в трубное пространство камеры. Измеряют давление в МТП и изменяют подачу рабочего агента в зависимости от изменений давления ь МТП. Наряду с изменением давления в МТП измеряют давление и расход смеси на выходе из фонтанной колонны. Сравнивают измеренные параметры с их номинальными значениями и в зависимости от сочетания полученных рассогласований производят переключение трубопровода подачи рабочего агента с линии номинального среднего рабочего давления на линию высокого или низкого давления и наоборот. 4 ил.

гЗ

Vr.3 24 -10 -1,70

«Л),4 -105 -3-

(уменьшение расхода рабочего агента составит 23%).

В известном способе изменялась величина задания величины перепада (ДРс).

Тогда для увеличения расхода рабочего агента при (Рк.с const) Рк.с 5 -106 Па будем иметь:

Vr.2 - КС VAP -Рк.с

Для обеспечения Vr.2 Vr.2 21624 м3/сут необходима новая установка перепада

АР (У&У

1л. г с-тг I

Рк.с (К С)2

откуда

А Рс

(21624)2

5 106 -(24 1JO)2 0,56-105Па,

При этом степень открытия регулирующего клапана должна быть увеличена. Если необходимо снизить подачу рабочего агента при Рк.с 5 %106 Па будем иметь:

Vr.3 К-С VAP -РК.С

Для обеспечения /г.з Vr.3 14112 м3/сут необходима новая уставка перепада 50

ДРГ

оМ.

откуда ДРС

Рк.с (К С)2

(14112)2

5 106(24

0,24- 105Па.

Ро АРс

Ю

5

0

5

0

5

0

5

0

5

где Рк давление в линии подачи рабочего агента перед клапаном;

Рр - давление рабочего агента на устье скважины;

KL постоянная, характеризующая сопротивление потоку в клапане.

Если давление а межтрубном пространстве скважины будет принимать периодически значения: Ррл 6,5 МПа, Рр.2 4,5 МПа, Рр.з 2,5 МПа, то располагая источником давления соответственно: Рк.в 7,0 МПа; Рк.с 5,0 МПа; РК.Н 3 МПа при заданном перепаде АРс 0,4- 105 Па будет согласно соотношению иметь KL Idem (сечение клапана остается прежним

Рк.в-Рр.1 Рк.с-Рр.2

Рк н - Рр.з - 0.5 МПа).

Такое жесткое регулирование давления питания позволяет значительно расширить диапазон изменения расхода рабочего агента при минимальном дросселировании потока, оперативно реагировать на изменившееся, состояние системы и в значительной степени стабилизировать процесс газлифта.

Формула изобретенияСпособ управления газлифтом, включающий подачу рабочего агента по трубопроводу з межтрубное пространство фонтанной колонны, ввод рабочего агента в трубное пространство фонтанной колонны, измерение давлений а межтрубном пространстве и изменение подачи рабочего агента а зависимости от изменения давления е межтрубьом пространстве, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей и повышения надежности управления путем своеврз- менного скачкообразного изменения давления подачи и расхода рабочего агента при периодических возмущениях в системе пласт-скважина, наряду с измерением давлений в межтрубном пространстве измеряют давление и рзсход смеси на выходе из

фонтанной колонны, сравнивают измеренные параметры с их номинальными значениями и в зависимости от сочетания полученных рассогласований производят

риг.1

переключение трубопровода подачи рабочего агента с линии номинального среднего рабочего давления на линию высокого или низкого давления и наоборот

/о

0Ш:

pz

№

Q

мыт

Rf.Mfla

фе/г.#

Составитель Ч.Ахмедов Редактор Л.НароднаяТехред М.Моргентал

1827440

8 Ю VriO far

10 Vr,f0 M3/eyr. Корректор Н.Кешеля