УСТРОЙСТВО для АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ МАЛОДЕБИТНЫХ НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН Советский патент 1970 года по МПК E21B43/00 E21B47/12 F04B47/00 G08C19/00 

Известны устройства для автоматической периодической эксплуатации малодебитпых нефтяных скважин, содержащие реле времени, задающее время накопления, и блок автоматического отключения двигателя станка-качалки по заданному коэффициенту заполнения насоса, включающее датчики пути и усилия.

Предложенное устройство отличается тем. что датчик .пути подключен к схеме установки заданного коэффициента заполнения насоса, датчик усилия подключен к схеме слежения за коэффициентом заполнения насоса, а указанные схемы через электронный ключ подсоединены к триггеру иуска, к которому подключено реле времени и исполнительное реле. Это увеличивает надел ность устройства.

Схема установки заданного коэффициента заполнения насоса выполнена в виде подключенных К датчику пути сравнивающего блока и схемы запоминания максимума напряжения, причем выход .последнего через потенциометр, устанавливающий заданный коэффициент заполнения насоса, .подключен к другому входу .сравнивающего блока. Схема слежения за коэффициентом заполнения насоса выполнена в виде подключенных к датчику усилий порогового блока и схемы запоминания максимума напряжения, причем выход последней через потенциометр, регулирующий порог срабатывания порогового блока, подключен к пороговому блоку. Это обеспечивает плавную установку заданного коэффициента заполнения насоса и устраняет нестабильность напряжения с выхода датчика пути и нестабильность выходного напряжения датчика усилия.

Па фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - блок-схема блока установки заданного коэффициента заполнения насоса; на фиг. 3 - блок-схема блока слежения за коэффициентом заполнения насоса; на фиг. 4 и 5 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг. 6 - идеализнроваипая динамогра.мма скважины при работе насоса с полным заполнением.

Устройство состоит из датчика пути /, датчика усилий 2, блока 3 установки заданного коэффициента заполнения насоса, блока 4 слежения за коэффициентом заполнения насоса, электронного ключа 5, триггера 6 пуска и остановки насоса, реле времени 7, задающего время накопления нефти в скважине, исполнительного реле 5. Блок установки задапиого коэффициента заполнения насоса включает схему запоминания 9 максимума напряжения от датчика пути, потенциометр 10, задающи заданный коэффициент заполнения насоса, и сравнивающее устройство //. Блок слежения за коэффициентом заполнения насоса содержит схему запоминания максимума напряжения датчика усилия 12, потенциометр 13,

задающий дорог срабатывания порогового устройства, и пороговое устройство 14.

При работе насоса с неполным заполнением дннамограмма скважины искажается (см. пунктирную линию на фиг. 6). Отрезок пути Я соответствует полному ходу плунжера насоса, а отрезок h соответствует ходу плунжера в жидкости (высота столба жидкости в рабочей части насоса). Коэффициент заполнения насоса равен

л- Дзап - - .

В течение времени прохождения плунжером пути /I усилие в штангах минимально и соответственно минимально напряжение на выходе датчика усилия.

Блок 4, следящий за коэффициентом заполнения /Сзап , вырабатывает импульс длительностью /зап соответствующей длительности хода плунжера на участке h. Блок 3, задающий коэффициент заполнения, вырабатывает короткий импульс, смещенный относительно заданного фронта импульса на определенное время уст , устанавливаемое органом регулировки в блоке 3.

Последовательность работы устройства следующая.

Реле времени вырабатывает импульс, переключающий триггер 6 в положение, при котором включается исполнительное реле 8 и двигатель насоса скважины. Время уст устанавливается равным времени зап при заданном коэффициенте заполнения. В начале работы

/Сзап больше заданного, поэтому /зап устИмпульс /зап с 4 залирает ключ 5 и импульс с блока 3 не проходит на триггер. По мере откачки жидкости /Сзап и соответственно время /зап начинают уменьшаться. Как только /зап уменьшится ниже заданной величины /уст импульс с блока 3 начнет проходить через ключ.5 так как запирающий импульс с блока 4 .приходит с запаздыванием и не успевает запереть ключ 5. Импульс с блока 3, пройдя через ключ 5, сбрасывает триггер 6 в положение, .при котором выключается исполнительное реле и двигатель насоса. В момент переброса триггера на реле времени 7 поступает пусковой импульс и включает реле. Через время, равное времени накопления нефти / „ак. реле 7 вновь выдает импульс, перебрасывающий триггер в состояние, при котором двигатель насоса включается. Цикл работы повторяется.

Формы напряжения в различных точках устройства .при его работе показаны на временных диаграммах (см. фиг. 4 и 5): а - форма напряжения на выходе датчика пути; б - форма напряжения на выходе датчика УСИЛИЯ; б - импульс с выхода блока 3; г - импульс с выхода блока 4; д - импульс на выходе ключа 5; е - напряжение на выходе пускового триггера.

Фиг. 4 характеризует работу устройства при коэффициенте заполнения, большем заданного. Фиг. 5 характеризует работу при коэффициенте заполнения, меньшем заданного. Видно,

что импульсы /зап И /уст фОМИруЮТСЯ ПрИ

сравнении напряжений с выхода датчиков с опорным напряжением /«. Прн этом блок 3 работает следующим образом (см. фиг. 2). Напряжение с выхода датчика пути подается на сравнивающее устройство // и схему 9 запоминания максимума, на выходе которой образуется напряжение f/M . Это напряжение подается через потенциометр 10 на второй вход сравнивающего устройства. Таким образом, последнее сравнивает текущее значение напряжения с датчика с опорным напряжением f/o, составляющим часть напряжения Uyt . Потенциометром 10 можно изменять величину t/o. однако при этом всегда сохраняется пропорциональность между U и f/o- Если напряжение на выходе датчика будет изменяться, то соответственно изменится и уровень При этом длительность /уст не зависит от напряжения на выходе датчика. Потенциометр

W задает заданный коэффициент заполнения. Аналогично .выполнен блок 4. Его отличие от блока 3 заключается в том, что в нем нрименено пороговое устройство 14 с регулируемым при помощи потенциометра 13 порогом

срабатывания. Это обеспечивает четкое выделение на выходе блока 4 импульса длительностью /уст. Работа блока 4 не зависит от уровня напряжения датчика усилия.

Предмет изобретения

1.Устройство для автоматической периодической эксплуатации малодебитных нефтяных

скважин, содержащее реле времени, задающее время накопления, и блок автоматического отключения двигателя станка-качалки по заданному коэффициенту заполнения насоса, включающее датчики пути и усилия, отличающееся

тем, что, с целью увеличения надежности устройства, датчик пути нодключен к схеме установки заданного коэффициента заполнения насоса, датчик усилия подключен к схеме слежения за коэффициентом заполнения наcoca, а указанные схемы через электронный ключ подсоединены к триггеру пуска, к которо му подключено реле времени и исполинтельное реле.

2.Устройство но н. 1, отличающееся тем, что, с целью обеспечения плавной установки

заданного коэффициента заполнения насоса а устранения нестабильности напряжения с выхода датчика пути, схема установки заданного коэффициента заполнения насоса выполнена в

виде подключенных к датчику пути сравнивающего блока и схемы запоминания максимума напряжения, причем выход последнего через потенциометр, устанавливающий заданный коэффициент заполнения насоса, подключен к

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью устранения нестабильности выходного напряжения датчика усилия, схема слежения за коэффициентом заполнения насоса выполнена в виде подключенных к датчику 5

усилий порогового олока и схемы запоминания максимума наиряжения, причем выход последней через потенциометр, регулирующий порог срабатывания порогового блока, подключен к пороговому олоку.

к KJlKJ y