УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ПОДАЧИ ЖИДКОСТИ ГЛУБИННО-НАСОСНЫХ УСТАНОВОК НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН Советский патент 1967 года по МПК G01P13/00 

Известные устройства для контроля и автоматичеокого управления подачей жидкости глубннно-насосных установок нефтяных скважин, содержащие сигнализатор подачи, выполненный в виде обратного .клапана с шариком и рычажной системой, замыкающей выходные контакты электрической измерительной схемы, .подключенной к счетно-решающему устройству, не обладают достаточной надежностью индикации ввиду инерционности электрического счетно-решающего устройства.

Б нредлагаемом устройстве этот недостаток устранен благодаря тому, что счетно-решающее устройство выполнено в виде трех электронных реле времени с общим источником питания. Ко входу первого реле с несколькими временными выдержками, устанавливаемыми в зависимости от величины подачи, подключен выход сигнализатора подачи, причем выход первого электронного реле времени через,устройство перезаряда соединен с одноименными сбросовыми входами своего и второго электронного реле времени с постоянной выдержкой и с выходом, включенным в цепь аварийной сигнализации. Вторые одноименные сбросовые входы реле соединены с выходом третьего электронного реле времени, а одноименные импульсные входы первых двух реле - с выходом формирователя импульсов большой скважности.

Принцип работы описываемого устройства заключается в интегрировании времени наличия подачи жидкости на устье нефтяной -скважины за определенный промежуток времени с

целью усреднения коэффициента подачи (отношение времени наличия жидкости на устье нефтяной скважины к времени одного цикла раОоты глубинного .насоса) за это время и его сравнения с заданным коэффициентом (заданной постоянной времени).

Промежуток времени и заданный коэффициент лодачи определяются в зависимости от геологических данных скважин, а также параметрами глубинно-насосной установки (производительность и т. п.).

На чертеже представлена структурная схема устройства .контроля подачи жидкости.

Оно состоит из бесконтактного датчика подачи 1, устанавливаемого на устье нефтяной

скважины,-и электрического счетно-рещающего сравнивающего блока 2, состоящего из блока питания , трех, электронных реле времени 4- 6, из которых 5 и 6 являются сравнивающими, формирователя импульсов 7 и схемы перезаряда 5.- Датчик подачи / сигнализирует о наличии или .отсутствии потока ж.ид.кости и состоит из корпуса 9, самоуплотняющегося шарикового клапана, седло W которого запрессовано в -корпусе 9, а шарик // .находится в метой пружиной 12 из бериллиевой бронзы, колпака J.3 и прозрачного диэлектрического материала, индуктивной катушки i4 .ц электронион cxeiMbi 10 датчика.

Воспринимающим элементом датчика является индуктивная катушка 14 на ферритовом стержне, включенная в колебательный контур полупроводникового LC-генератора.

Реле времени 4--6 электрического блока представляют собой устройства, выполненные па полупроводниковых элементах, измерительным органом которых является обычный интегрирующий НС-контур, который включен во втором реле в пороговое устройство, выпол.ненное на, кремниевом стабилитроне, а в реле 6 и 6 включен вместе с кремниевым диодом в выходную диагональ моста. В реле 4 с открытием стабилитрона срабатывает чувствительный усилитель на одном транзисторе, а в реле 5 и 6 с открытием запретных диодов срабатывают высокочувствительные спусковые устройства (усилители с сильными положительными обратными связями,). Для повышения чувствительности срабатывания реле 5 и 6 использован принцип накладывания на зарядный ток конденсатора узких импульсов постоянной скважности, поступающих с формирователя 7, что обеспечивает -надежное переключение спускового устройства на грани срабатывания. Для .резкого уменьшения влияния температурно нестабильного сопротивления утечки суммирующих конденсаторов в реле 4 и 5 при изменении температуры окружающей среды использована схема 8, обеспечивающая перезаряд суммирующих конденсаторов.

Реле времени 4 предназначено для установки в исходное состояние реле 5 и 6, а затем производит их одновременный запуск после включения напряжения питания.

Реле времени 5, зарядная депь которого подключена к выходу датчИКа подачи J, установленного на устье «афтяной скважины (-за.ряд происходит только при наличии на устье скважины подачи жидкости), имеет несколько выдержек времени, соответствующих .различным коэффициентам подачн, устаиавливаемых с помощью изменения сопротивления зарядной цепи интегрирующего КС-контура.

Реле времени 6 имеет определенную постоянную временную выдержку, а течение которой .происходит интегрирование временн на личия лодачн жидкости на устье скважины с помощью реле 5.

Устройство работает следующим образом. С пускам электродвигателя глубинно-насосной установки включается и устройство. С пода,чей питания реле времени 4 устанавливает в исходное положение реле 5 и , а затем через рпределенное время (прибливительно 5 сек, необходимых для полного перез-аряда емкостей интегрирующих КС-лонтуров) осуществляет их одновременный запуск. С подачей .напряжения питания на счетно-решающий сравнивающий блок 2 подается и питание к электрической схеме 15 датчика подачи. В случае наличия динамического напора струи жидкости через клапан шарик II приподнимается. Свободный конец Г-оОразной консольной пружины 12 отходит от торца индуктивной катушки 14, в результате чего с выхода электрической схемы 16 снимается электрический

сигнал в виде тока (величина его устанавливается в зависимости от величины контролируемого коэффициента подачи) и лоступает на иу.ммирующии конденсатор реле 5. В случае отсутствии динамического напора через клапан шарик 1J остается в седле W. Свободный конец Г-ооразиой пластинчатой пружины 12 остается напротив торца индуктивной катушки J4, являющейся воспринимающим элементом, в результате чего сигнал тока с выхода

электрической схемы 15 датчика отсутствует.

Таким образом, при нормальной работе глу.бинно-насосной установки, во время которой

фактический коэффициент подачи жидкости

оольше или равен заданному, реле времени

5 срабатывает раньше, чем реле 6, производя перезаряд емкостей интегрирующих КС-контуров 5 и 6 реле в течение 5 сек, с помощью схемы перезаряда 6. Следующие циклы работы устройства при нормальной работе установки будут аналогичны вышеописанному.

При уменьшении фактического коэффициента подачи жидкости относительно заданного реле времени 6 сработает раньше реле 5, самоблокируется и выдаст на телеячейку, а с нее по каналу связи в диспетчерскую промысла сигнал, характеризующий уменьшение дебита данной скважины.

Таким образом, бесконтактное устройство

подачи жидкости обеспечивает непрерывный автоматический контроль за дебитом жидкости нефтяных скважин с различными коэффициентами подачи их глубинно-насосных установок, а также обеспечивает посылку аварийного сигнала в диспетчерский пункт промысла при уменьшении дебита жидкости .скважины ниже установленной нормы.

Предмет изобретения

Устройство контроля подачи жидкости глубинно-насосных установок нефтяных скважин, содержащее устанавливаемый на выходной линии скважины сигнализатор По.дачи,

выполненный, например, в виде обратного шарикового клапана с катушкой, включенной в ЬС- Контур, выход которого подключен к электрическому счетно-решающему устройству, отличающееся тем, что, с целью ловьгшения надежности, счетно-решающее устройство выполнено в виде трех электронных реле времени с общим источником питания, ко входу первого реле с .несколькими временными выдержками, устанавливаемыми в зависимости

пализатора подачи, причем выход первого злектроиного реле времени через устройство перезаряда соединен с одноименными сбросовыми входами своего и второго электронного реле времепн с постоянной выдержкой и с выходом, включен; ыл{ в цепь аварийной сигнализадии, вторые одноименные сбросовые входы указанных реле соединены с выходом третьего электро(ного реле времени, а одноименные импульсные входы первых двух реле с выходом формирователя импульсов большой скважности.