RU2103503C1 - Устройство для контроля дебитов компонентов продукции скважин - Google Patents
Устройство для контроля дебитов компонентов продукции скважин Download PDFInfo
- Publication number
- RU2103503C1 RU2103503C1 RU96112568A RU96112568A RU2103503C1 RU 2103503 C1 RU2103503 C1 RU 2103503C1 RU 96112568 A RU96112568 A RU 96112568A RU 96112568 A RU96112568 A RU 96112568A RU 2103503 C1 RU2103503 C1 RU 2103503C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- outputs
- gas
- output
- inputs
- liquid
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Использование: для измерения дебита двухфазных потоков эксплуатационных скважин. Сущность изобретения: в заявляемое устройство для контроля дебитов компонентов продукции скважин введен управляемый масштабирующий усилитель, оптимальный коэффициент усиления которого задается микропроцессорным контроллером. Это позволило получить требуемую точность измерения дебитов жидкости и газа при изменении режимов работы скважины в широком диапазона. Устройство позволяет измерять дебит скважин по жидкости и газу с необходимой точностью без сепарации газожидкостного потока в широком диапазоне изменения режимов работы скважин. 2 ил.
Description
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при измерении дебита двухфазных потоков эксплуатационных газовых, газоконденсатных и нефтяных скважин.
Известны устройства для измерения дебита скважин, включающие сепаратор для разделения продукции скважин на жидкую и газовую фазы и стандартные сужающие элементы для раздельного измерения расходов газа и жидкости [1].
Недостаток таких измерительных устройств заключается в необходимости использования специального дополнительного сепаратора со сложной обвязкой и большим количеством запорной и регулирующей арматуры, что повышает стоимость измерительного устройства и усложняет его эксплуатацию.
Также известно устройство для определения дебитов компонентов продукции скважин, содержащее измерительный модуль, включающий пьезокерамический датчик пульсаций давления и согласующий усилитель, подключенный к двум идентичным каналам, состоящим из фильтров соответственно нижних и верхних частот, блоков детектирования, блоков извлечения квадратного корня и интеграторов, причем выходы последних подключены к блоку вычитания сигналов, подсоединенного к регистраторам расходов жидкости и газа [2].
Недостатком известного устройства является невысокая точность определения дебитов при изменении режимов работы скважин, когда в процессе контроля существенно изменяется расход. В этих случаях приходится работать при пониженном коэффициенте усиления.
Задачей изобретения является повышение точности раздельного определения дебитов жидкости и газа в широком диапазоне изменения режимов работы скважины.
Решение задачи достигается тем, что в устройство для контроля дебитов компонентов продукции скважин, содержащее измерительный модуль, включающий последовательно соединенные датчик пульсаций давления и согласующий усилитель, фильтры нижних и верхних частот и регистраторы дебитов жидкости и газа, согласно изобретению дополнительно введены управляемый масштабирующий усилитель, первый и второй вычислители среднеквадратичного значения сигналов, первый и второй преобразователи "напряжение - частота", первый и второй счетчики импульсов и микропроцессорный контроллер с клавиатурой, причем выход согласующего усилителя подключен к первому входу масштабирующего усилителя, выход которого подключен к входам фильтров нижних и верхних частот, выходы которых соответственно подключены к входам первого и второго вычислителей среднеквадратичного значения сигналов, выходы которых через первый и второй преобразователи "напряжение - частота" подключены к входам первого и второго счетчиков импульсов, выходы которых подсоединены к первому и второму входам микропроцессорного контроллера, первый и второй выходы которого подсоединены соответственно к регистраторам жидкости и газа, третий выход подключен к второму входу масштабирующего усилителя, а четвертый выход подключен к нулевым входам вычислителей среднеквадратичного значения сигналов и счетчиков импульсов.
Функционирование предлагаемого устройства осуществляется в соответствии с эмпирическими зависимостями, связывающими расход компонентов газожидкостного потока с пульсациями давления в соответствующих частотных диапазонах
где Q1 и Q2 - расход газа и жидкости соответственно;
A, B, α, β - коэффициенты, определяемые на этапе калибровки;
q1i, q2i - среднеквадратичные значения сигналов соответственно в первом и втором частотных диапазонах в i-м цикле измерений;
ΔP1(t), ΔP2(t) - сигналы, пропорциональные скорости пульсаций давления потока соответственно в первом и втором частотных диапазонах;
Ki - коэффициент усиления сигнала датчика в i-м цикле измерения;
T - длительность одного цикла измерений;
N - количество циклов измерений.
где Q1 и Q2 - расход газа и жидкости соответственно;
A, B, α, β - коэффициенты, определяемые на этапе калибровки;
q1i, q2i - среднеквадратичные значения сигналов соответственно в первом и втором частотных диапазонах в i-м цикле измерений;
ΔP1(t), ΔP2(t) - сигналы, пропорциональные скорости пульсаций давления потока соответственно в первом и втором частотных диапазонах;
Ki - коэффициент усиления сигнала датчика в i-м цикле измерения;
T - длительность одного цикла измерений;
N - количество циклов измерений.
На фиг.1 показана блок-схема устройства; на фиг.2 - блок-схема алгоритма работы микропроцессорного контроллера.
Устройство для контроля дебитов компонентов продукции скважин по жидкости и газу содержит измерительный модуль 1, в состав которого входят пьезокерамический датчик 2 пульсаций давления потока и согласующий усилитель 3. Выход согласующего усилителя соединяется с вторичным измерительным прибором 4, в состав которого входят управляемый масштабирующий усилитель 5, фильтры нижних и верхних частот 6 и 7, первый и второй вычислители среднеквадратичного значения сигнала 8 и 9, первый и второй преобразователи "напряжение - частота" 10 и 11, первый и второй счетчики импульсов 12 и 13, микропроцессорный контроллер 14, цифровые индикаторы расхода жидкости 15 и газа 16, клавиатура 17.
Измерительный модуль 1 устанавливается на трубопроводе 18 на расстоянии от 1 м до 1,6 м от специального сужающего устройства 19, устанавливаемого в трубопровод для более интенсивной турбулизации потока и формирования его структуры. Конструктивно измерительный модуль выполнен так, чтобы пьезокерамический элемент 2, защищенный металлическим корпусом, находился непосредственно в потоке.
Вторичный измерительный прибор 4 выполнен переносным и может периодически подключаться к одному из измерительных модулей 1.
Устройство работает следующим образом.
Пьезокерамический элемент 2 осуществляет преобразование пульсаций давления потока в пропорциональный электрический сигнал, который поступает на согласующий усилитель 3, служащий для предварительного усиления сигнала и согласования высокоомного сопротивления пьезокерамического датчика с входным сопротивлением вторичного измерительного прибора 4. Электрический сигнал с выхода согласующего усилителя 3 поступает на вход масштабирующего усилителя 5. Оптимальный коэффициент усиления этого усилителя задается автоматически от микропроцессорного контроллера 14, в зависимости от усредненного значения амплитуды поступающего сигнала, либо оператором с помощью клавиатуры 17. С выхода масштабирующего усилителя 5 сигнал поступает на фильтры 6 и 7 нижних и верхних частот соответственно. Фильтр 6 выделяет первую информативную полосу частот (первый частотный диапазон), интенсивность сигнала в которой связана с расходом жидкой фазы. С выхода фильтра сигнал поступает на вычислитель среднеквадратичного значения сигнала 8, вычисляющий его интенсивность за время одного цикла измерений. Вычислитель 8 осуществляет детектирование сигнала и его интегрирование за время одного цикла измерений. С выхода вычислителя 8 сигнал поступает на преобразователь 10 "напряжение - частота". Сигнал с выхода преобразователя 10 поступает на счетчик импульсов 12, который осуществляет счет импульсов за определенный период времени и преобразует их в двоичный код. Следует отметить, что вычислители среднеквадратичного значения 8 и 9, а также счетчики импульсов 12 и 13 обнуляются микропроцессорным контроллером 14 в начале каждого цикла измерений. Таким образом, сигнал в двоичном коде на выходе счетчика импульсов 12 соответствует интенсивности пульсаций давления потока в первой информативной полосе частот за время одного цикла измерений. Сигнал с выхода счетчика импульсов 12 поступает на первый вход микропроцессорного контроллера 14, в котором осуществляется их суммирование и накопление в течение заданного количества циклов измерений. По окончании измерений полученное значение индицируется на цифровом индикаторе 15 в виде кода, соответствующего расходу жидкой фазы.
Аналогично производится расчет газовой фазы. Сигнал с выхода масштабирующего усилителя 5 поступает на фильтр верхних частот 7, выделяющий вторую информативную полосу частот (второй частотный диапазон). Далее сигнал поступает на вычислитель среднеквадратичного значения сигнала 9, с выхода которого - на преобразователь 11 "напряжение - частота". С выхода преобразователя 11 сигнал поступает на счетчик импульсов 13, сигнал с выхода которого в двоичном коде поступает на второй вход микропроцессорного контроллера 14 и после соответствующей обработки индицируется цифровым индикатором 16 в виде кода, соответствующего расходу газовой фазы.
Алгоритм работы микропроцессорного контроллера 14 приведен на фиг.2. Он содержит следующие основные операторы:
20 - пуск;
21 - подпрограмма самотестирования;
22 - подпрограмма инициализации ресурсов системы, задание (по умолчанию) значений коэффициента усиления K масштабирующего усилителя 5 и количества циклов измерений N;
23 - опрос клавиш клавиатуры изменения K и N;
24 - ввод новых значений K и N;
25 - опрос клавиш "измерение";
26 - обнуление вычислителей среднеквадратичного значения сигнала 8 и 9 и счетчиков импульсов 12 и 13;
27 - проверка окончания времени одного цикла измерений;
28 - считывание показаний счетчиков импульсов 12 и 13;
29 - расчет оптимального значения коэффициента усиления K;
30 - корректировка коэффициента усиления K масштабирующего усилителя 5;
31 - расчет Σq , Σq ;
32 - проверка количества циклов измерений (i = N?);
33 - вычисление усредненных значений Q1 и Q2 в соответствии с формулами 1 и 2;
34 - вывод значений Q1 и Q2;
35 - конец.
20 - пуск;
21 - подпрограмма самотестирования;
22 - подпрограмма инициализации ресурсов системы, задание (по умолчанию) значений коэффициента усиления K масштабирующего усилителя 5 и количества циклов измерений N;
23 - опрос клавиш клавиатуры изменения K и N;
24 - ввод новых значений K и N;
25 - опрос клавиш "измерение";
26 - обнуление вычислителей среднеквадратичного значения сигнала 8 и 9 и счетчиков импульсов 12 и 13;
27 - проверка окончания времени одного цикла измерений;
28 - считывание показаний счетчиков импульсов 12 и 13;
29 - расчет оптимального значения коэффициента усиления K;
30 - корректировка коэффициента усиления K масштабирующего усилителя 5;
31 - расчет Σq
32 - проверка количества циклов измерений (i = N?);
33 - вычисление усредненных значений Q1 и Q2 в соответствии с формулами 1 и 2;
34 - вывод значений Q1 и Q2;
35 - конец.
Claims (1)
- Устройство для контроля дебитов компонентов продукции скважин, содержащее измерительный модуль, включающий последовательно соединенные акустический датчик пульсаций давления потока продукции на устье скважины и согласующий усилитель, фильтры нижних и верхних частот и регистраторы дебитов жидкости и газа, отличающееся тем, что в него дополнительно введены масштабирующий усилитель, первый и второй вычислители среднеквадратичного значения сигналов, первый и второй преобразователи напряжение частота, первый и второй счетчики импульсов и микропроцессорный контроллер с клавиатурой, причем выход согласующего усилителя подключен к первому входу масштабирующего усилителя, выход которого подключен к входам фильтров нижних и верхних частот, выходы которых соответственно подключены к входам первого и второго вычислителей среднеквадратичного значения сигналов, выходы которых через первый и второй преобразователи напряжение частота подключены к входам первого и второго счетчиков импульсов, выходы которых подсоединены к первому и второму входам микропроцессорного контроллера, первый и второй выходы которого подсоединены соответственно к регистраторам дебитов жидкости и газа, третий выход подключен к второму входу масштабирующего усилителя, а четвертый выход подключен к нулевым входам вычислителей среднеквадратичного значения сигналов и счетчиков импульсов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96112568A RU2103503C1 (ru) | 1996-06-18 | 1996-06-18 | Устройство для контроля дебитов компонентов продукции скважин |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96112568A RU2103503C1 (ru) | 1996-06-18 | 1996-06-18 | Устройство для контроля дебитов компонентов продукции скважин |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU96112568A RU96112568A (ru) | 1998-01-27 |
RU2103503C1 true RU2103503C1 (ru) | 1998-01-27 |
Family
ID=20182252
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96112568A RU2103503C1 (ru) | 1996-06-18 | 1996-06-18 | Устройство для контроля дебитов компонентов продукции скважин |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2103503C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2654099C1 (ru) * | 2017-06-21 | 2018-05-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" | Устройство для контроля расхода компонентов продукции скважин |
-
1996
- 1996-06-18 RU RU96112568A patent/RU2103503C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1.SU, авторское свидетельство, 1728476, кл. E 21 B 47/10, 1993. 2. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2654099C1 (ru) * | 2017-06-21 | 2018-05-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" | Устройство для контроля расхода компонентов продукции скважин |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1135363C (zh) | 一种具有可控转移函数的涡旋流量计及流率输出方法 | |
US5050092A (en) | Fan efficiency measuring apparatus | |
KR970028447A (ko) | 고 분해능 유량계의 조정 및 흐름량 측정 방법 | |
CN100385207C (zh) | 基于dsp的低成本智能涡街流量计信号处理系统 | |
KR101223855B1 (ko) | 신호처리방법, 신호처리장치, 및 코리올리 유량계 | |
WO1990004230A1 (en) | Signal processing method and apparatus for flowmeters | |
RU2103503C1 (ru) | Устройство для контроля дебитов компонентов продукции скважин | |
JP5135367B2 (ja) | 流量計測装置及び方法 | |
RU94045842A (ru) | Аппарат кориолисова типа для измерения массового расхода жидкого потока | |
CA1131933A (en) | Apparatus for drawing off fluid in a predetermined manner | |
RU2103502C1 (ru) | Устройство для контроля дебита газовых, газоконденсатных и нефтяных скважин | |
RU2105145C1 (ru) | Способ измерения расхода фаз газожидкостного потока | |
CN1314996A (zh) | 粒子计数器的估计方法和实施所说的方法的装置/ | |
US4515529A (en) | Energy transducer for hydraulic wind power conversion system and instrumentation therefor | |
RU2101698C1 (ru) | Устройство для измерения концентрации взвешенных веществ в жидкости | |
RU2337322C1 (ru) | Счетчик газа | |
RU2084827C1 (ru) | Устройство для определения расхода и количества жидкости, подаваемой насосным агрегатом | |
RU2154162C2 (ru) | Устройство для контроля расхода компонентов продукции скважин | |
SU1732163A1 (ru) | Расходомер | |
RU2148711C1 (ru) | Устройство для контроля расхода компонентов продукции скважин | |
RU2488780C1 (ru) | Счетчик газа | |
SU1060791A1 (ru) | Способ определени дебита скважины | |
RU2151286C1 (ru) | Устройство для контроля расхода компонентов продукции скважин | |
RU2151287C1 (ru) | Устройство для контроля расхода компонентов продукции скважин | |
RU13094U1 (ru) | Расходомер переменного перепада давления |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110619 |