RU1798491C - Способ передачи информации с глубинного прибора - Google Patents

Abstract

Назначение; изобретение относитс  к управлению разработкой нефт ных месторождений на основе автоматизированного контроп  геофизических параметров механизированных нефт ных скважин. Сущность изобретени : способ включает измерение величин глубинных параметров, преобразование их в сигналы давлени  и формирование информационных сигналов дл  передачи от прибора на поверхность. Дополнительно перемещают совместно с колонной насосных штанг посто нный магнит и создают противодействующее этому перемещение электромагнитное поле противоположной полюсам посто нного магнита пол рности. Затем в зависимости от изменени  величин глубинных параметров регулируют величину напр женности и тока противодействующего электромагнитного тока , формиру  Информационные сигналы давлени  на, колонне насосных штанг. При .этом достигаетс  повышение эффективности передачи , информации в скважинах, оборудованных штанговыми насосами за счет того, что дл  формировани  информационного сигнала давлени , в отличие от известного способа, используетс  не энерги  автономного источника питани , а энерги  перемещени  колонны насосных штанг, преобразуема  в противодействующее усилие. 3 ил. №

Description

Изобретение относитс  к области управлени  разработкой нефт ных месторождений на основе автоматизированного контрол  за физическими параметрами механизированных нефт ных скважин, оборудованных штанговыми насосами.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности передачи информации за счет снижени  энергетических затрат непосредственно в скважинах, оборудованных штанговыми насосами.

Способ реализуетс  следующей последовательностью операций.

Измер ют величины глубинных параметров .

При .перемещении колонны насосных штанг вверх преобразуют часть ее энергии перемещени  в противодействующее усилие за счет установленных на насосно-ком- прессорной трубе из диэлектрического материала электромагнитной обмотки, а против ее на штанге из немагнитного материала посто нного магнита, и создани  при перемещении их друг относительно друга противодействующего электромагнитного пол , противоположного полюсам посто нного магнита.

, Формируют информационные сигналы давлени  на колонне насосных штанг за счет пондермоторной электромагнитной си

4 Ч

лы путем регулировани  величины напр женности магнитного пол  Н тока I противодействующего электрическому полю Е. При этом:Е -В-У

где В - магнитна  индукци  посто нного магнита; V - скорость движени  посто нного магнита.

На поверхности выдел ют сигналы дав- ле.ни  на колонне насосных штанг с последующим их преобразованием в значение измер емых величин параметров и регистрацией . Вследствие использовани  при формировании информационных сигналов давлени  преобразованной в противодей- ствующее усилие части энергии перемеще- ни  вверх колонны насосных штанг, снижаютс  энергетические затраты от автономного источника питани , вследствие чего повышаетс  эффективность передачи информаци  с глубинного прибора.

На фиг. 1 приведен общий вид устройства дл  осуществлени  способа передачи информации с глубинного прибора; на фиг, 2 - структурна  электрическа  схема уст: ройства; на фиг. 3 - временна  диаграмма сигналов управлени  устройства дл  осуществлени  способа.

Устройство (фиг. 1) содержит колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) 1 со штанговым насосом 2, размещенным в пре- делах обсадной колонны 3. Внутри колонны НКТ 1 размещена колонна насосных штанг 4, на одной из которых, выполненной из немагнитного материала, установлен посто нный магнит 6. Напротив магнита 6 на НКТ 7, выполненной из диэлектрического материала , установлена электромагнитна  обмотка 8, соединенна  отрезком кабел  9с глубинным прибором 10. Структурна  электрическа  схема устройства содержит со- вместно с электрической схемой прибора 10 (фиг. 2) реле 11 с управл емыми электродами (контактами) 12 и формирователь сигнала хода насосных штанг (ФМСХ) 13. Структурна  электрическа  схема прибора 10 включает инверторы (ИР) 14, 15, схемы выделени  переднего фронта импульсов (СМВПФ) 16, 17 схемы задержки импульсов (СМЗИ) 18,19.20, счетчик импульсов (СЧИ)21, цифровой компаратор (ЦРК) 22, схемы совпа- дений И (CMC) 23, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 24 с датчиком физической величины, например, давлени  (на схеме не изображен), блок канальной пам ти (БККП) 25, согласующий усилитель 26.

При этом управл емые электроды 12 реле 11 соединены параллельно электромагнитной обмотке 8, незаземленный вывод которой подсоединен ко входу ФМСХ 13,

выход которого подключен к объединенным входам ИР 14 и СМВПФ 16.

Выход СМВПФ 16 подключен одновременно ко входу СМЗИ 18 и ко входу синхронизации считывани  БККП 25. Выход СМЗИ 18 подключен к счетному входу СЧИ 21, выходы которого подсоединены к входам ЦРК 22, выход последнего подключен к объединенным входам схемы И CMC 23 и ИР 15.

Выход инвертора .ИР 15 подключен к управл ющему входу разрешени  считыва- .ни  БККП 25.

Выход ИР 14 подсоединен ко второму входу схемы И CMC 23, выход которой подключен к схеме СМВПФ 17. Выход СМВПФ 17 одновременно подключен к управл ющему входу запуска АЦП 24 и ко входу СМЗИ 19, выход которой подсоединен к управл ющему входу записи БККП 25 и СМЗИ 20. Выход СМЗИ 20 соединен со входом сброс О СЧИ 21. Информационные выходы АЦП 24 подсоединены к информационным входам БККП 25, информационный выход которого через СПУ 26 подключен к управл ющему входу реле 11. При этом функциональные узлы 14-23 выполн ют роль схемы синхронизации работы узлов измерени  АЦП 24 физического параметра , БК.КР 25 соответственно, узла передачи информ-ации (реле 11). Выход формировател  ФМСХ 13  вл етс  тактовым входом синхронизации электрической схемы прибора 10. А выход СПУ 26  вл етс  информационным выходом электрической схемы прибора.

Устройство работает следующим, образом ..

При перемещении колонны насосных штанг 4 вверх совместно с посто нным магнитом 6, согласно закону электромагнитной индукции, в обмотке 8 возбуждаетс  противодействующее электрическое поле Е - В V, пропорциональное магнитной индукции В и скорости перемещени  V посто нного магнита 6 относительно обмотки 8. Формирователь сигнала хода насосных штанг вверх 13, выполненный, например, на основе ждущего одновибратора, запускаетс  по переднему фронту импульса пол рности , соответствующей Е от перемещени  магнита 6 вверх и формирует импульс С1 (фиг. 3) длительности, не превышающей времени хода насосных штанг вверх.

СМВПФ 16 формирует синхроимпульс СЗ (см. фиг, 3), который подаетс  одновременно через СМЗИ 18 на счетный вход СЧИ 21 (С4-) и на вход управлени  БККП 25 (СЗ).

Сравниваемое опорное число ЦФК 22 равно числу задействованных двоичных  чеек БККП 25 с учетом числа информационных разр дов, а также разр дов адреса и команд (по необходимости). На выходе ЦРК22 в процессе счета имеетс  сигнал, соответствующий О (С5), который через ИР 15 (С6) обеспечивает режим считывани  в последовательном коде с БККП 25 по сигналу синхроимпульса СЗ. При этом информативные импульсы, соответствующие логической 1, с БККП 25 через СПУ 26 подаютс  на управл ющий вход реле 11 и обеспечивают с посредством электродов 12 короткое замыкание электромагнитной обмотки 8. Ток короткого замыкани  управл ет величиной напр женности магнитного пол  Н. Как

известно Н --,

где N - число витков обмотки 8, I - длина обмотки 8 в метрах.

При этом за счет образующейс  пондер- моторной силы F BIN, противодействующей перемещению посто нного магнита 6 с колонной штанг 4, формируютс  на ней сигналы давлени . Т. е. создаётс  электромагнитное поле пол рности противоположной полюсам магнита 6, что и создает противодействующее усилие перемещению колонны насосно-компрессорных штанг, причем за счет преобразовани  энергии их перемещени .

Возможны варианты схемы глубинного прибора, когда за один ход насосных штанг может быть передана сери  информационных сигналов.

Селекци , обработка (сжатие информации ) и передача информации на поверхности производитс  известными приемами и устройствами, широко описанными в технической литературе, например, за счет измерени  потребл емой мощности э/двигателем ШГН при ходе насосных штанг вверх и выделени  информационных сигналов также известными методами, используемыми в импульсной технике.

Окончание передачи информации (изъ тие всей информации из блока канальной пам ти) соответствует срабатывают ЦРК 22, на выходе которого по вл етс  положительный импульс (С5). При этом с инвертора ИР 15 поступает на блок канальной пам ти сигнал Сб, запрещающий считывание. Одновременно , во врем  обратного хода насосных штанг вниз с инвертора ИР 14 на CMC 23 поступает сигнал положительной пол рности С2. При этом на выходе CMC 23 образуетс  сигнал С7. который на схеме

СМВПФ 17 формирует сигнал С8, запускающий АЦП 24 на врем  сигнала С9 и после СМЗИ 19 (СЮ), обеспечивающий запись информации АЦП 24 на БККП 25. Одновременно после СМЗИ 20 образуетс  сигнал С11, который производит сброс СЧИ 21 в состо ние О и, соответственно, смену выходного потенциала ЦРК 22 на первоначальный. При очередном перемещении насосных

штанг вверх схема глубинного прибора подготовлена к повторной передаче информации .

Питание глубинного прибора осуществл етс  автономным источником питани ,

который на фиг. не изображен.

Технико-экономическое преимущество предлагаемого изобретени  заключаетс  в минимизации количества энергии в сква- жинных услови х, потребл емой от автономных источников питани  дл  передачи информации с глубинного прибора на поверхность в скважинах, оборудованных ШГН. Этим обеспечиваетс  снижение энергетических затрат непосредственно в скважинах , и соответственно высока  эффективность передачи информации.

Формул а изобретени 

Способ передачи информации с глубинного прибора, включающий измерение величины глубинных параметров, преобразование их в сигналы давлени  и формирование информационных сигналов

дл  передачи от прибора на поверхность, от пинающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности передачи информации за счет снижени  энергетических затрат непосредственно в скважинах, оборудованных штанговыми насосами, преобразуют часть энергии перемещени  колонны насосных штанг вверх в противодействующее усилие путем установки на насосно-компрессорной трубе из диэлектрического материала электромагнитной обмотки, а против нее на штанге из немагнитного материала - посто нного магнита и перемещени  его совместно с колонной насосных штанг, создают противодействующее этому перемещению электромагнитное поле, противоположной полюсам посто нного магнита пол рности, и информационные сигналы формируют путем регулировани  величин напр женности и тока

электромагнитного пол  зависимости от изменени  величин глубинных параметров.

О5

Т

оо о гЈ

s

N

i

I.

.J

ct

«.

C(

d

C6l

Cl C

c$

CIQ &/

Ј

.H

(

f

ж

Фиг. З