Устройство автоматического регулирования режима работы газлифтных скважин Советский патент 1979 года по МПК E21B47/00 F04F1/20 

Изобретение относится к области следящих систем, обеспечивающих автоматическое регул фование параметров техноло гического процесса, в частности для регулирования расхода рабочего агента (газ, вовдух) в газлифтных ciCBaHcKHax, Известны устройства контроля технол гических параметров, имеющие датчик аварийных сигналов на контролируемом пункте (КП) и блок аварийной сигналива- ции на пункте управления (ПУ). Изменен состояния датчиков передаются па ПУ, где блоком аварийной сигнализации запоминаюгся и индивируются l , Недостатком указанного устройства является отсутствие контроля работоспособности аппаратуры и диапазона измене™ ния принимаемого сигнала. Наиболее близким техническим решением к данному изобретению являеачзя устройство автоматического регулирования параметрами, содержащее генератор, выходы которого соединены с синхронизирующими входами узла сравнения, про- обравователь частоты узел управления и узел индикации, причем выход узла управления соединен с управляющими входами узла задания уставок, выходного ког-./гмутатора и входного коммутатора, информационные входы последнего соединены с выходами датчиков перепада давлений, выход входного KON-tMyTaTopa соединен с информационным входом преобразователя частоты, выход которого соединен с первым информационным входом узла сравнения, второй информационный вход которого соединен с выходo i увла задания зоны нечувствительности, а третий информационный вход его соединен с выходом узла задания уставок, выход узла сравнения соединен с информационными входами уела задания зоны нечувствительности и выходного коммутатора, управляющие выходы которого соединены с регулирующими шаговыми вентилями 2. В таком устройстве отсутствуют контроль диапазона изд енения принимаемого сигнала, контроль работоспособности аппаратуры, а также защита. Это приводит при неисправностях к нарушению техкологического процесса и зачастую к аварийной ситуации. При этом отсутствие ивдикации неисправности увеличивает время ее обнаружения, Целью иэобретения является обеспечение надежности дискретного регулиоо- вания режима работы группы газлифтиых скважин. Поставленная цель достигается тем, что в устройство автоматического регулирования параметрами введены узел контроля, контрольный вход во Входной коммутатор и защитный вход в выходной коммутатор, при этом контрольный вход входного коммутатора соединен с выходом генератора, первый и второй информационные входы, а также управляющий вход узла контроля соответственно соединены с выходами преобразователя частоты, узла сравнения и узла управления, а вход уела контроля сошинен с входами узлов управления, индикации и с защитным входом выходного коммутатора. Изобретение позволяет повысить надежность ведения технологического процесса путем проверки наличия информации на выходе входного коммутатора, проверки соответствия принятой частоты датчиков их частотному диапазону, проверки работоспособности устройства путем подачи на вход контрольной частоты формирования сигнала неисправность и запрещения выдачи регулирующего сигнала ра данный объект при неиспраЬнос;ти На чертеже приведена структурная сх ма устройства автоматического регулиро вания параметрами. Устройство содержит датчики 1.,.,1к перепада давления, регулирующие шаговы вентили 2,.,,2к, генератор 3, узел 4 управления, входной коммутатор 5 с контрольным входом 6, Преобразователь 7 частоты, узел 8 контроля, состоящий и:з увла наличия информации (регистр 8), счетчик 82, анапиватора 8, и формирова теля 84 ( узел 9 задания уставок, увел Ю сравнения, выходной коммутатор 11 с защитным входом 12, узел 13 индикации и узел 14 задания зоны 14 задания зоны нечувствительности. Выход генератора 3 соединен с контрольным входом 6 входного коммутатор 5, с синхронизирующими входами узла 4 управления, преобразователя 7 частс ты и узла 10 сравнения. Выход увла 4 упраиления соединен с управляющими входами входного коммутатора 5, формирователя 8 и , узла 9 задания уставок и выходного коммутатора 11. Выходы датчиков перепада давлений 1,,.11 соединены с информационными входами входного коммутатора 5, выход которого соединен с информационным входом преобразователя 7 частоты, и первым информационным входам узл.а контроля 8 (регистр 8), Один из выходов преобразователя 7 частоты соединен со вторым информационным входом узла 8 контроля (счетчик 8,2), а другой выход с первым информационным входом узла сравнения 10, Выход последнего соединен с третьим информационным входом узла 8 контроля (анализатор 8 ), с информационными входами выходного коммутатора 11 и узла 14 задания зоны нечувствительности. Второй и третий информационные входы уела 10 сравнения соединены с выходами узлов задания установок и зоны нечувствительности 14. Выход узла 8 контроля (формирователь 84 ) соединен со входами увлов 4 управления, индикации 13, с защитным входом 12 выходного коммутатора 11| выходы последнего соединены регулирую щими шаговыми вентилями 2 ... 2 |, В групповой распределительной батарее (ГРВ) На нагнетательных линиях скважины 1 .... к устанавливаются датчики, перепада давления и регулирующие щаговые вентили. Эти элементы связаны с электронной частью устройства, которая осуществляет следующие функции: циклический опрос выходов датчиков перепада давлений; сравнение измеренных давлений с заданной уставкой для каждой скважины и при наличии рассогласования формирование сигнала для намерения расходного сечения регулирующего шагового вентиля на один щаг, знак которого определяется знаком рассогласования, а величина является постоянной и не зависящей от величины рассогласования; циклический и текущий контроль устройства и защиту от ложного регулирования процесса при возникновении неисправности и индикации неисправности. Устройство функционирует следующим образом. В исходном состоянии на информационных входах входного коммутатора 5 присутствуют частоты датчиков 1 .,.1), а на его контрольном входе, синхрониэирующих входах узлов управления 4, сравнения 10 и преобразователя частоты 7 присутствует частота генератора 3, В начале каждого цикла работы (режим контроля) производится 1-онтроль функционирования устройства. При атом увлом 4 управления выбирается контрольная уставка в узле 9 задания уставок, разрешается прохождение контрольной час тоты через входной коммутатор 5 на информационный вход преобразователя 7 частоты и на первый информационный вход узла 8 контроля, где регистром 8у запоминается факт наличия информации. Преобразование информации происходит счетом количества положительных или отрицательных импульсов частоты в течение определенного времени. В npcMiecce преобразования информации с первого выхода преобразователя выдаются импульсы, количества которых равны количеству переполнения его счетчика Эти импульсы поступают на второй информационный вход узла 8 контроля, где считаются счетчиком 8 2 . Результат преобразования со второго выхода преобразователя 7 частоты и значения контрольной уставки с выхода узла 9 задания уставок сравниваются в узле 10 сравнения. Резул тат сравнения выдается: на третий информационный вход узла 8 контроля. В узле контроля информация с выходов регистра 8 с счетчика 82.1 а также результаты сравнения анализируются;,анализатором 8j , который формирует через формирователь 8 сигнал неисправности в следующих случаях: при отсутствии информации; при содержании счетчика 82 меньше или больше заданного числа переполнений счетчика преобразователя частоты 7, при неравенстве преобразованной информации и контрольной уставки. В режиме контроля при появлении сигнала на выходе формирователя 84 в узле индикации 13 индицируетсянеисправность общая и запрещается переход узла управления 4 на рабочий режим.

При отсутствии сигнала неисправности узел управления 4 разрешает прохождение информации датчика перепада давлений 1 через входной коммутатор 5. Одновременно в узле задания уставок 9 выбирается уставка параметра, соответствующая первой скважине. Результат преобразования и выбранное значение уставки сравнивается в узле сравнения 10.

Формула изобретения

Устройство автоматического регулирования режима работы газлифтных скважин, содержащее генератор, выходы которого соединены с синхронизирующими входами узла сравнения, преобразователь частоты, узел управления и увел индикации, причем выход соединен с управляющими входами узла задания уставок, ВЕ,1ходиого Если измеряемый параметр не соответствует заданному, то узел сравнения 10выбирает один из сигналов отклонения f:kэльшe или Меньше, который поступает на информационный вход 12 выходного коммутатора 11. Одновременно анализатором 8.1 анализируются содержания регистра 8 , счетчика 8п и результат сравнения. Если в результате анализа не выявлена неисправность, то сигналы отклонения через выходной коммутатор 11проходят на вход регулирующего шагового вентиля 2. При выявлении неисправности сигналом формирователя 8 по защитному входу 12 запрещаются прохождения через выходной коммутатор 11 сигналов отклонения по данному адресу и в блоке индикации 13 индицируется неисправность канала регулирования режима работы первой скважины. После этого узел управления 4 разрешает прохождение частоты с датчика перепада давлений 1 через входной коммутатор 5, и в дальнейшем работа устройства продолжается аналогично вышеописанной. По окончании процесса регулирования режима работы к-той скважины начинается второй цикл работы устройства. В реальных условиях нефтепромысла происходит колебание давления в газораспределительной сети с одной стороны, а с другой - изменение на забое и устье скважины, что обуславливается состоянием нефтяного пласта и нефтесборной системы. В результате воздействия этих факторов как правило происходит нарушение- установленного режима лифтирования и ухудшаются технико-экономические по казатели газлифтной скважины. Использование предложенного устрой- . ства автоматического регулирования параметрами дает возможность значительно улучшить технике-экономические показатели газлифтных скважин.

коммутатора и входного коммутаторе,, ин-формацнонные входы последнего соединены с выходами датчиков перепада давлений, выход входного коммутатора соедч - нен с информационным входом преоОравователя частоты, выход которого соедк ем с. первым информацио 1ным входом увпк сравнения, второй информационньгй вход которого соединен о выходом узла задания 8ОНЫ нечувствительности, а третий информационный вход его соединен с выходом увла задания уставок, выход сравнения соединен с информационными входами узла задания зоны гачувствительности и Выходного KoivaiyTaTopa, управляющие выходы которого соединены с регулирующими ша говьши вентилямП;

о т л и ч а IO Щ е а с ;: ТС;:..;. 4TOi с ,:

лью обеспечения Ha.ao KHOcrir ;j::ic:Riier::oi :; регулирования режима работы г руппы гаалифтных , Б пего ввелоик :к:п

контроля, контрольный вход во входной коммутатор и защитный вход в выходной коммутатор, лри этом контрольный вход входного ко„ смутатора соединен с выходом генератора, первый и второй инфор1л- ац 1О1П1ые зходы, а также унравляющнй вход у гзла контроля ооответственно соединены с выходами преобразователя частоты, узла сравнения и узла управления, а выход узла контроля соединен с входами узлов управления, индикации и с защитным входом выходного комм.утатора.

Источники информации, принятые во внимание цри экспертизе 1. Купершмидт Я„ А., Малов В, С,, Современньш телеи8мерител1 ные системы,: М;,, Госэнергоиадат, 1961, с, 61-.

. Авторской свидетельство СССР № 304557, кл„ С 05 В 19/08, 28,11,69