Устройство управления процессом депарафинизации труб скребками Советский патент 1982 года по МПК E21B37/02 B08B9/00 

Изобретение относится к автоматизации нефтедобычи и может быть использовано при построении установок депарафинизации труб скребками. Известно электрическое устройство управления процессом депарафинизации труб скребками, содержащее датчики предельных максимальной и минимальной нагрузок, датчик глубины спуска, реле времени, датчик верхнего положения скребка и схему управления, вклю чающую в себя триггер включения и триггер реверса 1. Недостатком данного устройства является то, что команды на отключение двигателя фор мируются при срабатывании датчиков, как ми нимальной, так и максимальной гагрузок. Это вызьшает значительные динамические перегрузки оборудования установки депарафинизации. Наиболее близким к предлагаемому является устройство управления процессом депарафинизации труб скребками, содержащим датчик максимальной нагрузки, датчик глубины спуска, реле времени, датчик верхнего положения скребка, триггер включения, триггер реверса и формирователь стопового импульса {2. Недостатками данного устройства является то, что во время процесса депарафинизации в случае застревания скребка при ее подъеме, срабатывает датчик максимальной нагрузки и немедленно вырабатьшаются сигналы отключения двигателя и аварии. Восстановление вьшолняемых функций устройством управления и продолжение процесса депарафинизации возможно только после ликвидации застревания скребка вручную. Это приводит к нарушениям цикла очистки труб, а в связи с этим, к дополнительному запарафинированию труб и к непроизвооттельным простоям скважин, связанным с их очисткой. Цель изобретения - повышение надежности работы. Поставлешш цель достигается тем, о устройство, содержащее электродвигатель, силовую цепь коммутации, датчик глубины спуска, датчик максимальной нагрузки, триггер р еверса, триггер включения и формирова3 9 тель стопового импульса, снабжено тактовым генератором, двумя схемами 2И, тремя много входовьЫи схемами И, схемой ЗИ с двумя инверсными входами, схемой ЗИЛИ, двумя счетчиками импульсов, счетчиком импульсов циклов и триггером с динамическим входом включения, при этом схема ЗИЛИ входом подключена к датчикам глубины спуска и максимальной нагрузки и к дополнительному выключающему входу триггера реверса, а выходом подключена ко входу формирователя стопового импульса, выход которого подключен к первому входу первой схемы 2И, второй вход которо подключен к датвдку максимальной нагрузки и к дополнительному включающему входу триггера реверса, подклю ченного выходом к силовой цепи коммутации соединенной входами с триггером включения, триггером реверса и формирователем стопового импульса, а выходом - с электродвигателем, причем выход первой схемы 2И подключен к динамическому входу включения триггера включе шя, вход выключения которо го соединен с дополнительным выключаю1уим входом триггера реверса, а выход этого триггера подключен через первый вход последовательно включенной второй схемы 2И и счетный вход первого счетчика импульсов к первой миоговходовой схеме И, выход которо подключен к выключающему входу триггера включения, ко входу установки в ноль первого счетчика и счетному входу счетчика импульсов циклов, подключенному через вторую многовходовую схему И к выключающему входу триггера включения, причем второй вход второй схемы 2И подключен к тактовому генератору, к которому подключен неинверсный вход одной из схем И, выход которо через счетный вход второго счетчика импульсов и третью многовходовую схему И подключен к первому инверсному входу схемы ЗИ и входу установки в ноль счетчика импульсов циклов, а второй инверсный вход схемы ЗИ подключен ко входу установки в ноль второго счетчика импульсов и к выходу триггера реверса. На чертеже изображена схема предлагаемо го устройства. Устройство содержит датчики 1 глубины спуска и максимальной нагрузки 2, два триггера - триггер 3 реверса и триггер 4 включения, схему ЗИЛИ 5, формирователь 6 стопового импульса, силовые цепи 7 коммутации, рлектродвигатель 8, .схему 2И 9, схему 10 задержки, включающую в себя Р Tpiirrep 11, схему 2И 12, счетчик 13 и схему И 14, счетчик 15 циклов со схемой И 16, фильтр 17, ниж1шх частот, содержащий схему ЗИ с двумя и mepcными входами 18 и счетчик 19 с подключенной к выходу схемой И 20. Синхронизация элементов схемы осуществляется тактовым генератором 21. Пуск устройства происходит при подаче сигнала управления на входы триггеров 3 и 4, при этом через силовые цепи коммутации происходит включение двигателя 8 и спуском скребка начинается процесс депарафинизации. При достижении скребком заданной глубины спуска, сработает датвдк 1 глубины. Сигналом этого датчика включается триггер 3 реверса, изменяющий через силовые цепи 7 коммутавди направление вращения двигателя 8 и одновременно через схему ЗИЛИ 5 формирователем 6 стопового импульса подается стоповой импульс для кратковременной остановки двигателя. По окончании стопового импульса вращение двигателя 8 происходит в обратном направлении; что приводит к подъему скребка, В случае застревания скребка на подъеме, возрастает нагрузка на двигатель 8, при достижении ее заданной величитш сработает датчик 2 максимальной нагрузки. Сигнал этого датчика изме1шт состояние триггера 3 реверса и через схему ЗИЛИ 5 и уже известный формирователь 6 вновь сформирует стоповый импульс. По окончании стопового импульса включится двигатель и, через схему 2И 9, установится в 1 триггер 11 элемента 10 задержки. При этом двигатель 8 включается на спуск, а генератор 21 через схему 2И заполняет счетчик 13. Импульс с выхода схемы И 14 появится тогда, когда счетчик запол}штся заданным количеством импульсов, отсчитав нужную величину задержки. Моменг появления отого импульса фиксирует конец спуска. При этом триггер 3 реверса изменяет свое состояние на противоположное, формирователь 6 стопового импульса выдает на силовые цепи коммутации стоповЬш импульс, а счетчик 15 изменяет состояние на единицу, схема 2И 9 закрывается и импульс на вход элемента 10 задержки не поступает, так как перегрузка ликвидирована и датчик 2 сигнала не выдает. По окончании стопового импульса начнется подъем скребка. За счет полученного кратковременного спуска, положение скребка в полости трубы относительно препятствия изменяется и возможен его проход и завершение цикла очистки. Если же прохождение скребка не произошло, то вновь срабатьгоает датчик 2 максимальной нагрузки и описанный ранее процесс повторяется. Произойдет новый кратковременный спуск, при котором состояние счетчика 15 изменится еще на единицу. Так будет продолжаться до тех пор, пока, либо скребок пройдет препятствие, либо произойдет заполнение элемента 10 задержки до момента ерабатьшания схемы И 16. В первом случае появление нового импульса на выходе элемента 10 задержки возможно через достаточно длительный промежуток времеьш, в течение которого через схему ЗИ 18 заполнится счетчик 19 фильтра 17 нижних частот и через схему И 20 установки в нуль счетчик 15, подготовив его к новому циклу спуско-подъемных операций. Во втором - произойдет заполнение счетчика 15 до срабатывания схемы И 20, опрокидьшания триггера 4 включения и вьщачи с выхода схемы И 16 аварийного сигнала, По сравнению с известным применение ., предлагаемого устройства позволяет сократить количество аварийных ситуаций, возникающих при депарафинизации труб скребками и связанных с застреванием скребка и необходимостью его извлечения, что в конечном итоге повышает надежность установки депарафиниза ции, и, следовательно, улучшает эксплуатацион ные параметры скважины, оборудованной такой установкой. Каждое аварийное , застревание скребка сопровождается необходимостью проведения ремонтных работ по извлечению его из подъемных труб и очистки их от пара фина. На производство такой работы затрачивается около 24 бригадочасов. При этом помимо твердых затрат, связанных с ремонто скважина оказывается простаивающей, в течение не менее 3-х суток, что, при механизированном способе добычи, сопровождается потерей сотен кубических метров нефти от каж дой скважины. Формула изобретения Устройство управления процессом депарафинизации труб скребками, содержащее электродвигатель, силовую цепь коммутации, датчик гл бины спуска, датчик максимальной нагрузки, триггер реверса, триггер включения и фор мирователь стопового и шупьса, о т л-и чающееся тем, что, с целью повышения надежности. работы, оно снабжено тактовым генератором, двумя схемами 2И, тремя-много входовыми схемами И, схемой ЗИ с двумя инверсными входами, схемой ЗИЛИ, счетчиками импульсов, счетчиком импульсов циклов и три1тером с дина1 п1ческим входом включения, при этом схема ЗИЛИ входом подключена к датчикам глубины спуска и максимальной нагрузки и к дополнительному выключающему входу триггера реверса, а выходом подключена ко входу формирователя стопового импульса, выход KOTOfforo подключен к первому входу первой схемы 2И, второй вход которой подключен к датчику максимальной нагрузки и к дополнительному включающему входу триггера реверса, подключенного выходом к силовой цепи коммутации, соединенной входами с триггером включения,, триггером реверса и формирователем стопового импульса, а выходом - с зяектродвигателем, причем выход перво схемы 2Й подключен к динамическому входу включения триггера включения, вход выключегшя которого соединен с дополнительным выключающим входом триггера реверса, а выход этого триггера подключен через первый вход последовательно включенной второй схемы 2И и счетный вход первого счетчика импульсов к первой многовходовой схеме И, выход которой подключен к выключающему входу триггера включения, к входу установки в ноль первого счетчика импульсов и к счетному входу счетчика И1 пульсов циклов, подключе1шому через вторую многовходовую схему И к выключающему входу триггера включения, причем второй вход второй схемы 2И подключен к тактовому генератору, к которому подключен неинверсны вход одной из схем И, выход которой через счетный вход второго счетчика имульсов и третью многовходовую схему И подключен к первому инверсно1иу входу схемы ЗИ и входу установки в ноль счетчика импульсов циклов, а второй инверсный вход схемы ЗИ подключен к входу установки в ноль второго счетчика импульсов и к выходу триг-. гера реверса. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Кублановский А. Б. Автоматизация и телемеханизация добычи нефти, М., 1958, с. 168-170. 2.Кулизаде К. Н. Электрооборудование в нефтедобыче, Баку, 1960, с. 480-585 (прототип) .