Устройство для автоматического исследованияи упРАВлЕНия глубиННОНАСОСНОйуСТАНОВКОй МАлОдЕбиТНыХ НЕфТяНыХ СКВАжиН Советский патент 1981 года по МПК E21B47/00 E21B47/12 F04B47/00 

в затрубном пространстве до приема насоса. Устройство содержит датчик 1 усилий , блок 2 включения - отключения двигателя станка-качалки, блок 3 управления, выходы которого подключены к входам счетчика 4 длительност импульса датчика усилий, счетчика 5 циклов работы насоса и счетчика 6 числа циклов незаполнения насоса, схему 7 совпадения, первую и вторую схемы 9 и 8 сравнения, делитель 10 и блок 11 памяти, входы которого под ключены к выходам блока 3 управления вычитающего счетчика 16, счетчика 4 длительности импульса, счетчика 5 циклов работы и счетчика 6 циклов незаполнения. Выход блока 11 памяти подключен к входу второй схемы 8 сравнения ик одному извходов делителя 10. Устройство включает в себя фиксатор 12 нулевого уровня, формирователь 13 напряжения, триггер 14 и исполнительное реле 15, кроме того, оно имеет вычитающий счетчик 16, счетчик 17 времени откачки и блок 18 времени накопления. Кривая зависимости количества жид кости, откаченной за один .цикл от времени накопления (фиг. 2), имеет нелинейный участок и участок ОА, который можно .считать линейным. Он ха рактеризуется незначительным противодавлением накопленной жидкости в затрубном пространстве, почти не уменьшаквдим скорость ее притока к забою скважины. Нелинейный участок ACI характеризуется влиянием против давления, на скорость притока, поэто му следует эксплуатировать скважину в режиме, соответствующем участку О этой кривой. Однако уменьшение времени накопления и откачки приводит к частым включениям-отключениям дви гателя станка-качалки, что отрицательно сказывается на состоянии обо рудования. Исходя из этого рекомендуется режим, характеризующийся точ кой, расположенной ближе к концу ли нейного участка. При данном состоянии насоса, аналогичный вид имеет зависимость t f (t) (кривая II н фиг. 2). Для получения этой зависимости устанавливают различные значе ния времени накопления и каждый раз замеряют время откачки, необходимое для снижения динамического уровня в затрубном пространстве до приема насоса. Оптимальным режимом работы считается такой режим, когда t соответствует концу линейного участка зависимости (точка В на кривой II) и to определяется по снижению, динамического уровня до приема насоса. Устройство работает следующим образом. Скважина останавливается на определенное время, задаваемое блоком изменения .времени накопления и отсч тываемое объединенным двоичным счетчиком, который образуется засчет объединения счетчиков 4, 5 и 6. Предварительно в вычитающий счетчик 16 из блока памяти заносится число, соответствующее предыдущему времени накопления 1ц. На вход объединенного и вычитающего счетчиков одновременно поступают импульсы с частотой 50 Гц с выхода формирователя 13. Момент окончания заданного времени накопления 1ц определяется при помощи первой схемы- сравнения,вырабатывающей сигнал, воздействующий с помощью выходного триггера 14 и исполнительного реле 15 на двигатель станка-качалки. Число импульсов, соответствующее t и подсчитанное объединённым счетчиком, фиксируется в блоке памяти. При этом в вычитающем счетчике образуется дополнительный код числа (t,) . Поскольку абсолютная величина этого числа велика, то без- заметного увеличения погрешности можно считать его обратным кодом этой разности, что позволяет, воспользовавшись инверсными выходами вычитающего счетчика, без какого-либо преобразования полу-, чить прямой код числа (,) , который передается в блок памяти. В режиме откачки сигнал P(t) с выхода датчика 1 усилий пос,тупает на вход фиксатора 12 нулевого уровня и фиксируется на нулевом уровне сверху и снизу (пунктирные линии DE, FK, D Е , F Ки на фиг. 3 а,б). Это позволяет независимо от изменения нуля датчика усилия получить сигнал P(t) на постоянном уровне и фиксировать точки А, В и С, которые определяют длительности полупериода .импульса датчика ц и t усилия. Счетчиком 4 длительности импульса датчика 1 усилий в каждом цикле работы глубинного насоса производится измерение длительности полупериодов импульса датчика и t.j усилия, т.е. счетчик 4 в течение времени t и t заполняется импульсами частотой 50 Гц с выхода формирователя 13. После подсчета счетчиком 4 длительности Ц ее величина записывается в блок 11 памяти, а после подсчета длительности t ее величина подается в делитель 10. Делителем 10 определяется величина Схемой 8 сравнения производится сравнение полученного значения с постоянной величиной, равной 1,1. t 1,1, то насос работает с полным заполнением и уровень жидкости в затрубном пространстве еще не снизился до приема насоса. Поэтому в следующем цикле работы глубинного насоса продолжаются аналогичные нчмерения t и t, определение отношенияи сравнение его с постоянной величиной, равной 1,1. Если - 2-1,1 то схема 8 сравнения вырабатывает сигнал, означающий, что возможно, уровень жидкости в затрубном пространстве снизился до приема насоса. Для проверки достоверности с момента появления первого сигйала о снижении уровня жидкости до приема насоса блок 3 управления запускает счетчик 5, который начинает подсчет числа циклов работы насоса, и счетчик б, подсчитывающий число циклов незаполнения насоса. Схема 7 совпадения сравнивает содержимое счетчика 6 с содержимым сч)тчика 5. В случае, если содержимое счетчика б меньше содержимого счетчика 5, то появление сигнала о снижении уровня жидкости в затрубном пространстве до приема насоса считается случайным и блок 3 управления восстанавливает схему в исходное состояние. Начинается новый цикл проверки. В случае, если содержимое счетчика б равно- содержимому счетчика 5, то на выходе схемы 7 совпадения выраб 1тывается сигнал, который переключает выходной триггер 14, в результате чего выключается двигатель насоса и устройство переходит к вьвдержке времени накопления. Время откачки фиксируется счетчиком 17, а предварительно записанное в вычитающий счетчик из счетчика вре мени откачки число t. уменьшается на такую же величину и на его инверс ных выходах получается разность t(, В делителе 10 она делится на разность tH - хранящуюся в бло ке памяти, а полученное отношение частное, характеризующее наклон учас ка кривой to f(tn) сравнивается второй схемой 8 сравнения с постоянным числом if , хранящимся в блоке 11 памяти и представляющим собой.,наименьший допустимей угол наклона участка кривой к оси абсцисс. Если это отношение больше числа v, то сигнал из блока 3 управления увеличивает уставку первой схемы 9 сравнения, находящуюся в блоке 18 изменени$ времени накопления, если полученное отношение f, то уставка в блоке 18 уменьшается и каждое последующее время накопления принимается равным этому времени. Таким образом, находится и поддерживается оптимальное время накопления для режима периодической откачки. Формула изобретения Устройство для автоматического управления глубиннонасосной установкой малодебитных нефтяных скважин по авт. св. 603744, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства за счет определения оптимального времени накопления, оно снабжено блоком изменения времени накопления, вычитающим счетчиком и счетчиком времени откачки, при этом один из входов вычитгиощего счетчика подключен к одному из выходов блока управления и через счетчик времени откачки подключен к другому выходу блока управления, а выходы соответственно подключены к одному из входов делителя и одному из входов блока памяти, три других входа которого подключены соответственно к выходам счетчиков циклов работы и циклов .незаполнения насоса и к входу второй схемы сравнения, причем вход блока управления подключен через блок изменения времени накопления к входу второй схемы сравнения. Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 603744, кл. Е 21 В 47/12, 1975.

«Ж,. f,, Фнг.г

Ф

Ф.За