Устройство для автоматического управления глубиннонасосной установкой нефтяной скважины Советский патент 1981 года по МПК E21B47/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ГЛУБИННОНАСОСНОЙ УСТАНОВКОЙ НЕФТЯНОЙ

Изобретение относится к нефтедобыче -и может быть использовано для автоматического управления работой глубиннонасосной установки нефтяных скважин.

Известно устройство для автоматического управления работой глубиннонасосной установки нефтяных скважин, содержащее датчик усилия, блок отключения двигателя станка-качалки, блок управления операциями, выходы которого подключены ко входам счетчика длительности импульса датчика усилий, /счетчика циклов работы насоса и счетчика числа циклов незаполнеция насоса, схему совпадения, схемы сравнения, фиксатор нулевого уровня и формирователь напряжения сети. Устройство автоматически задает .время накопления жидкости, по истечении которого включает электродвигатель станка-качалки к работе. При снижении динамического уровня жидкости в затрубном пространстве СКВАЖИНЫ

до приема насоса устройство отключает электродвигатель станка-качалки от сети. Далее устройство пере- ходит к выдержке времени накопления жидкости и ЦИ1Р1 повторяется l 1

Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет управлять работой глубиннонасосной установки при одновременно-раздельной эксплуатации нефтяных пластов.

10

Известно устройство для автоматического управления работой глубиннонасосной установки нефтяных скважин при одновременно раздельной эксплуатации, содержащее датчик уси15лия, блок постоянного напряжения, блок сравнения, формирователь напряжения, счетчик числа отключений, блок ввода, -счетчик числа отключений, счетчик временного интервала, схемы

20 совпадения, выходной триггер и исполнительное реле .

Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет 3 обнаружить неисправности, возникающие в насосах в процессе их работы. Кроме того, оно не дает возможность отнести неполадки к верхнему или нижнему из насосов. Цель изобретения - расширение функ цибнальньпс,возможностей устройства. Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено дополнительным блоком сравнения, дополнитель ным счетчиком временного интервала и двумя фиксаторами, при этом выход датчика усилия подключен к входам фиксаторов, выходы которых соответственно подключены к входам блока управления, один из входов которого подключен к выходу дополнительного блока сравнения, причем другой выход блока управления подключен к выходу дополнительного счетчика временного интервала, а выходы основного и дополнительного счетчиков временного интервала подключены к входам дополнительного блока сравнения. На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит датчик 1 усилия, блок 2 постоянного напряжения, основной блок 3 сравнения, формирова тель 4 напряжения, блок 5 управления, блок 6 ввода, блок 7 индикации, счетчик 8 числа отключений, основной счетчик 9 временного интервала, схемы. 10-12 совпадения, выходной триггер 13, исполнительное реле 14, первый фиксатор 15, второй фиксатор 16, дополнительный счетчик 17 временного интервала, дополнительный б:лок 18 сравнения. Устройство работает следующим образом. Предположим, что в исходном состоянии работают оба насоса (верхний и нижний) глубиннонасосНой установки УГР. С помощью блока 6 ввода запускается устройство и с выхода блока 6 в. блок 5 управления поступает соот ветствукяций сигнал. Сигнал с выхода датчика 1 усилия одновременно поступает на вход первого фиксатора 15 и второго фиксатора Г6. Первый фиксато 15 фиксирует положительную часть сиг нала усилия на нулевом уровне, а вто рой фиксатор 16 фиксирует отрицатель ную часть сигнала усилия на нулевом уровне. В момент времени, когда поло жительная чаоть импульса датчика уси лия начинает превьшать нулевой уровень, сигнал с выхода блока 5 управления поступает на вход дополнительного счетчика 17 временного интервала, который заполняется импульсами с выхода формирователя 4 напряжения. Заполнение счетчика 17 прекращается в момент времени, когда положительная часть импульса датчика усилия снижается до нулевого уровня. Таким образом дополнительный счетчик 17-временного интервала подсчитывает длительность заднего фронта импульса датчика усилия. В дополнительном блоке 18 сравнения производится сравнение значений величин времени указанных фронтов импульсов датчика. Если длительности фронтов равны, то это означает, что оба насоса работают нормально, т.е. не имеются неисправности в их работе. В этом случае на выходе дополнительного блока 18 сравнёш1Я вырабатывается соответствующий сигнал, который:, пройдя, через блок 5 управления, поступает на вход блока 7 индикации, который информирует о нормальной работе обоих насосов. Если же-длительности фронтов неравны, то это означает, что один из насосов ( верхний или нижнийР работает ненормально, т.е. имеется неисправность в их работе. В этом случае на выходе дополнительного блока 18 сравнения вырабатывается соответствующий сигнал, который поступает в блок 5 управления, далее блок 5 управления вырабатывает сигнал, который поступает в блок 7 индикации.. Блок 7 индикации сначала информирует о существовании неисправности в насосах..Далее для выявления неисправности в верхнем или нижнем насосе блок управления 5 вырабатывает сигнал об отключении верхнего насоса. Этот сигнал поступает на вход выходного триггера 13, переключает его, в результате чего срабатывает исполнительное реле 14 и отключает электродвигатель станка-качалки от сети. По истечении заданного времени остановки электродвигателя станка-качалки, которое подсчитывается основным счетчиком 9 временного интервала, на выходе схемы 12 совпадения вырабатывается импульс, который поступает на вход выходного триггера 13, переключает его 6 исходное состояние и запускает электродвигатель станкакачалки. После этого в течение од- ного периода работы глубинного насоса в блоке 3 сравнения происходит сравнение сигнала, получаемого на выходе датчика 1 усилия, с напряжением, получаемым на вькоде блока 2 постоянного напряжения. По истечеНИИ периода работы глубинного насоса, который подсчитывается основным счетчиком 9 временного интервала, на выходе схемы 11 совпадения получается импульс, который поступает в блок 5 управления. При этом, если команда Отключить верхний насос, не исполнена и продолжают работать оба насоса, то на выходе блока 3 сравнения получается сигнал, который поступает в блок 5 управления и процесс отключения глубиннонасосной установки до заданного числа N раз повторяется. Число отключений глубиннонасосной установки подсчитывается счетчиком 8. При достижении содержимого счетчика 8 числа Н на выходе схемы 10 совпадения йолуча ется сигнал, который поступает ,в бло 5 управления, который вырабатывает сигнал, поступающий в блок 7 индикации, последний информирует о том, что откпючатель верхнего насоса не работает. При исполнении команды Отключить верхний насос, на выходе блока 3 сравнения сигнал не постзшает. В это . случае устройство начинает проверять исправность нижнего насоса. При этом, аналогично проверке исправности обоих насосов, сигнал с выхода датчика 1 усилия одновременно посТуп ет на вход первого фиксатора 15 и вт рого фиксатора 16. Опять первьм фиксатором 15 фиксируется положительная часть сигнала усилия на нулевом уро не, а второй фиксатор 16 фиксирует о рицательную часть сигнала усилия на нуле1вом уровне. В результате опять в основном счётчике 9 временного интервала подсчитывается длительность переднего фронта импульса датчика усилия при работе только нижнего насоса, а в дополнительном счетчике 17 временного интервала подсчитывает:ся длительность заднего фронта импульса датчика усилия. В дополнительном блоке 18 сравнения производится сравнение их значе ий. Если они равны, то это означает, что нижний насос работает нормально, но имеется неисправность в верхнем насосе. Об этом информирует блок 7 индикации. Если же не равны, то это означает, что имеется неисправность в нижнем насосе . Об ётом также информирует блок 7 индикации. Устройство построено на интегральных микросхемах. Формула изобретения Устройство для автоматического управления глубиннонасосной установкой нефтяной скважины, содержащее дат чик усилия, блок постоянного напряжения, блок сравнения, счетчик числа отключений, схемы совпадения, выходной триггер, исполнительное реле, блок ввода и формирователь напряжения, отличающее.с я тем, что, с целью расширения функциональ1ШХ возможностей устройства, оно снабжено допохшительньш блоком сравнения, дополнительным счетчиком временного интервала и двумя фиксаторами, при этом выход датчика усилия подюлочеи к входам фиксаторов, выходы которых соответственно подключены к входам блока управления, один из которого подключен к выходу дополнительного блока сравнения, причем другой выход блока управления подключен к входу дополнительного счетчика временного интервала, а выход основного и дополнительного счетчиков Времеиного интервала подключены к входам дополнительного блока сравиеиия. Источикки информации, принятые во внимание при экспертизе i 1.Авторское свидетельство СССР 514945, кл. Е 21 В 43/00, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2648122/03, кл. Е 21 В 47/00, 1978.