RU2228459C2 - Устройство контроля дебита нефти для штанговых глубинно-насосных установок - Google Patents
Устройство контроля дебита нефти для штанговых глубинно-насосных установок Download PDFInfo
- Publication number
- RU2228459C2 RU2228459C2 RU2002115510/06A RU2002115510A RU2228459C2 RU 2228459 C2 RU2228459 C2 RU 2228459C2 RU 2002115510/06 A RU2002115510/06 A RU 2002115510/06A RU 2002115510 A RU2002115510 A RU 2002115510A RU 2228459 C2 RU2228459 C2 RU 2228459C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- microprocessor
- sucker
- unit
- output
- multiplexer
- Prior art date
Links
Landscapes
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Abstract
Устройство предназначено для использования в области нефтедобычи в составе информационно-измерительных систем, применяется для контроля за работой штанговых глубинно-насосных установок (ШГНУ), а также для косвенного подсчета количества добытой нефти и обеспечивает сбор и накопление информации о работе ШГНУ. Состоит из установленных на каждой ШГНУ измерительного модуля (ИМ) и блока регистрации (БР). Съем информации производится периодически с помощью портативного компьютера или специального накопительного устройства по линии связи или с помощью частотного передатчика. ИМ состоит из преобразователя усилий (ПУ), который подключается к усилителю сигнала блока БР, включающего в себя мультиплексор (М), аналого-цифровой преобразователь (АЦП), блок питания (БП), часы реального времени с будильником, микропроцессор (МП), имеющий в своем составе постоянно запоминающее устройство, последовательный двунаправленный порт ввода/вывода информации (В/В), аккумуляторную батарею, резервную батарею питания, частотный передатчик, блок перезапуска микропроцессора при его остановке. ИМ и БР устанавливаются в траверсы ШГНУ. Позволяет получать и накапливать информацию о работе и дебите ШГНУ, увеличить точность измерений, обеспечить надежность и снизить затраты на производство. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области нефтедобычи и применимо для диагностирования состояния скважинных штанговых глубинно-насосных установок (ШГНУ) и подсчета дебита ШГНУ.
Известна система телединамометрирования глубинных штанговых насосов (патент РФ №2160385, МПК F 04 В 47/00, бюл. №15, 2001 г.), содержащая установленные на каждой глубинно-насосной установке датчики усилия, соединенные с коммутатором. Через канал связи датчики усилия соединены с приемным трактом измерения усилия, выход которого соединен с входом блока масштабирования, последовательно соединенного с блоком селектирования и вычислительным устройством. Блок адаптирующихся колебаний выполнен из последовательно соединенных блока измерения периода хода полированного штока, генератора синусоидальных колебаний и интегратора. Выход блока адаптирующихся колебаний подключен к входу блока масштабирования.
Дополнительно введен блок определения положения полированного штока, выполненного из последовательно соединенных блока дифференцирования и блока формирования импульсов. Вход блока определения положения полированного штока соединен с приемным трактом измерения усилия, а его выход соединен с блоком измерения периода кода полированного штока.
Недостатком такой системы является низкая надежность из-за наличия проводов связи и питания, зависимость от приемника информации и источника внешнего питания, что приводит при сбоях к потерям информации, наличие погрешности в измерениях.
Наиболее близким к заявляемому только в части измерения усилий является устройство для диагностирования состояния скважинного глубинно-насосного оборудования, содержащее измерительный модуль, состоящий из датчика усилия, установленного в узле канатной подвески, и датчика положения, взаимодействующего с полированным штоком станка-качалки, и блок регистрации сигналов с приемными трактами измерения усилия, периода хода полированного штока (см. патент РФ №2168653, приоритет от 06.09.1999 г., МПК F 04 B 47/00, бюл. №16, 2001 г.). Запись информации по усилию происходит после того, как устройство получит сигнал от датчика положения штока и определит период хода ШГНУ, следующим образом: сигнал о периоде поступает в генератор синусоидальных колебаний, сигнал с генератора поступает на вход мультиплексора одновременно с сигналом датчика положения о начале периода хода ШГНУ и одновременно происходит запись информации по усилию как функции от сигнала генератора синусоидального сигнала, т.о. в память записывается зависимость "усилие-перемещение".
К недостаткам такого способа записи информации, реализуемого техническим решением по патенту №2168653, относится погрешность при имитации перемещения штока ШГНУ с помощью генератора синусоидального сигнала, т.к. генератор имеет свою погрешность и, кроме того, функция реального перемещения полированного штока ШГНУ не является синусоидальной, а имеет более сложную формулу и зависит от величины сил трения в скважине, мощности насоса, глубины подвеса и др. величин (см. Т.М. Алиев и др. "Телединамометрирование глубинно-насосных скважин". Баку, Азербнешр, 1963), таким образом, устройство сохраняет в памяти уже искаженную информацию.
К недостаткам этого устройства также относится наличие датчика положения, усложняющего монтаж и эксплуатацию из-за наличия проводов, вследствие чего падает надежность системы, усложняется схема устройства и его наладка при массовой эксплуатации.
Задачей создания предлагаемого изобретения является разработка устройства, которое позволяет получать и накапливать информацию о работе ШГНУ и дебите ШГНУ, увеличить точность измерений, обеспечить надежность и снизить затраты на производство.
Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в формуле изобретения, таких как устройство контроля дебита нефти для штанговых глубинно-насосных установок, содержащее измерительный модуль, который включает преобразователь усилия в напряжение, установленный между траверсами штанговой глубинно-насосной установки, тракт измерения усилия включает в себя усилитель, мультиплексор с раздельными входами, аналого-цифровой преобразователь, кроме того, блок регистрации содержит микропроцессор со встроенными постоянным запоминающим устройством и оперативным запоминающим устройством, при этом выход преобразователя усилия соединен с входом усилителя, а выход усилителя - с входом мультиплексора, выход мультиплексора подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, который подключен к порту микропроцессора, при этом, микропроцессор подсоединен своим портом к мультиплексору, и отличительных существенных признаков, таких как блок регистрации с трактом измерения усилия, представляет собой один узел с измерительным модулем, при этом блок регистрации дополнительно содержит часы реального времени, блок питания, аккумуляторную батарею и резервную батарею питания, причем резервная батарея питания подключена к часам реального времени, подключенным к двунаправленному порту микропроцессора, и выходом - к блоку питания, при этом аккумуляторная батарея и источник внешнего питания подключены к блоку питания, а выход блока питания к входу мультиплексора, при этом микропроцессор подключен к частотному передатчику, к блоку перезапуска микропроцессора, выход которого подключен к входу сброса микропроцессора, и двунаправленными портами, к дополнительно введенному в блок регистрации перепрограммируемому постоянному запоминающему устройству и к двунаправленному порту ввода-вывода на внешние устройства.
Поставленную задачу можно решить, отказавшись от использования датчика положения и генератора синусоидальных колебаний, который имитирует пройденный путь полированного штока ШГНУ при возвратно-поступательном движении и вносит погрешность в измерения, а производить запись информации в память, поступающей с преобразователя усилий (ПУ) в течение нескольких периодов хода полированного штока. Информация записывается как линейная функция от времени, задается период квантования с использованием часов реального времени с высокой точностью, после чего, полученная информация анализируется по соответствующей программе методом быстрого преобразования Фурье с целью вычисления периода колебаний. Далее оцениваются точки излома графика и определяется точка восприятия нагрузки, которая является началом периода колебаний. Полученный период в виде "усилие-время" записывается в перезаписываемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ) блока регистрации (БР) и анализируется известными методами для получения коэффициента подачи ШГНУ и текущею дебита, эти значения также заносятся в ППЗУ. Полученная информация: зависимость "усилие-время", коэффициент подачи, дебит и время измерения, записанная в ППЗУ БР, накапливается для дальнейшей выгрузки в персональную электронную вычислительную машину (ПЭВМ) и обработки известными методами для линейных функций, а также сложных функций, более точно имитирующих реальное перемещение полированного штока ШГНУ. с учетом всех параметров примененного оборудования ШГНУ и индивидуального различия скважин и построения на их основе зависимостей "усилие-перемещение", т.е. динамограмм для целей учета и анализа. Дополнительно введены в блок схему БР часы реального времени с будильником (ТАЙМЕР), которые позволяют производить измерения в реальном масштабе времени, выдерживать необходимые интервалы времени между измерениями и технологические задержки, а также осуществлять запуск измерений в заданное время. Для обеспечения автономной работы введена аккумуляторная батарея (АКК). Введен блок питания с возможностью управления от микропроцессора и таймера, что позволяет экономично использовать ресурсы аккумулятора. Дополнительно введен блок частотного передатчика (ЧП), обеспечивающий передачу информации. Введен двунаправленный порт ввода вывода (В/В). Введен блок перезапуска микропроцессора (БПМ), обеспечивающий перезапуск микропроцессора в случае его остановки по какой-либо причине. Введена дополнительная резервная батарея питания для обеспечения бесперебойной работы ТАЙМЕРА.
Указанные выше отличительные признаки, каждый в отдельности и все совместно, направлены на решение поставленной задачи и являются существенными. Использование существенных отличительных признаков в известном уровне техники не обнаружено, следовательно, предлагаемое техническое решение соответствует критерию патентоспособности "новизна".
Единая совокупность новых существенных признаков с общими известными обеспечивает решение поставленной задачи, является не очевидным для специалистов в данной области техники и свидетельствует о соответствии заявленного технического решения критерию патентоспособности "изобретательский уровень".
Изобретение поясняется описанием конкретного, но не ограничивающего его примера реализации и прилагаемой блок-схемой на чертеже.
Устройство для контроля дебита нефти для штанговых глубинно-насосных установок содержит измерительный модуль 1, зажимаемый между траверсами ШГНУ таким образом, чтобы усилия, действующие в штангах ШГНУ, полностью передавались на измерительный модуль, включающий в себя преобразователь усилия в напряжение 2, блок регистрации 3 с трактом измерения усилия, представляющий собой один узел с блоком измерений, тракт измерения усилия включает в себя усилитель 4, мультиплексор 5 с раздельными входами, АЦП 6, кроме того, блок регистрации 3 содержит микропроцессор 7 с встроенным ПЗУ и ОЗУ, при этом выход преобразователя усилия 2 соединен с входом усилителя 4, а выход усилителя 4 с первым входом мультиплексора 5, выход мультиплексора 5 подключен к входу АЦП, который подключен к порту микропроцессора, при этом микропроцессор 7 подключен своим портом к мультиплексору 5. Блок регистрации 3 дополнительно содержит часы реального времени 8, блок питания 9, аккумуляторную батарею 10 и резервную батарею питания 11. Резервная батарея питания 11 подключена к часам реального времени 8, которые подключены к двунаправленному порту микропроцессора 7 и к блоку питания 9, аккумуляторная батарея 10 и источник внешнего питания подключены к входам блока питания 9, а выход блока питания подключен к входу мультиплексора 5, при этом микропроцессор 7 связан двунаправленным портом с дополнительно введенным в блок регистрации 3 перепрограммируемым постоянным запоминающим устройством 13, микропроцессор 7 подключен своим выходом к частотному передатчику 14 и к блоку перезапуска микропроцессора 15, а блок перезапуска микропроцессора 15 подключен своим выходом к входу сброса микропроцессора 7, микропроцессор 7 подключен двунаправленным портом к устройству ввода-вывода 12.
Перед описанием работы принимаем, что масштабный коэффициент по усилию определен и записан в память, нуль измерительного канала усилий установлен.
Работает устройство следующим образом: запуск БР 3 происходит с помощью ТАЙМЕРА 8, который выдает команду на включение БП 9, измерительный модуль 1 и БР 3 представляют собой один узел, зажимаемый между траверсами штанговой глубинно-насосной установки таким образом, чтобы усилия, действующие в штангах, полностью передавались на измерительный модуль, преобразователь усилий 2 - это мост из тензорезисторов, преобразует информацию об усилии, приложенном к полированному штоку, в сигналы, которые через усилитель 4 поступают на вход мультиплексора 5 и далее, через АЦП 6 поступает в МП 7, который осуществляет прием и обработку информации в соответствии с заданной программой, МП 7 начинает запись сигнала ПУ 2 в собственное ОЗУ и прекращает запись через некоторое время. В результате работы программы получаем записанный в ППЗУ 13 один период колебаний ШГНУ в виде "усилие-время" и др. информацию. После чего ТАЙМЕР 8 выдает команду на выключение БП 9 и через некоторое время опять на включение и т.д., передача информации осуществляется с помощью частотного передатчика ЧП 14 и также двунаправленного порта ввода/вывода 12.
Съем информации производится периодически с помощью портативного компьютера или специального накопительного устройства по линии связи или с помощью частотного передатчика.
Claims (1)
- Устройство контроля дебита нефти для штанговых глубинно-насосных установок, содержащее измерительный модуль, который включает преобразователь усилия в напряжение, установленный между траверсами штанговой глубинно-насосной установки, тракт измерения усилия который включает в себя усилитель, мультиплексор с раздельными входами, аналого-цифровой преобразователь, кроме того, блок регистрации, который содержит микропроцессор со встроенными постоянным запоминающим устройством и оперативным запоминающим устройством, при этом выход преобразователя усилия соединен с входом усилителя, а выход усилителя - с входом мультиплексора, выход мультиплексора подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, который подключен к порту микропроцессора, при этом микропроцессор подсоединен своим портом к мультиплексору, отличающееся тем, что блок регистрации с трактом измерения усилия представляет собой один узел с измерительным модулем, при этом блок регистрации дополнительно содержит часы реального времени, блок питания, аккумуляторную батарею и резервную батарею питания, причем резервная батарея питания подключена к часам реального времени, подключенным к двунаправленному порту микропроцессора, и выходом - к блоку питания, при этом аккумуляторная батарея и источник внешнего питания подключены к блоку питания, а выход блока питания - к входу мультиплексора, при этом микропроцессор подключен к частотному передатчику, к блоку перезапуска микропроцессора, выход которого подключен к входу сброса микропроцессора, и двунаправленными портами, к дополнительно введенному в блок регистрации перепрограммируемому постоянному запоминающему устройству и к двунаправленному порту ввода-вывода на внешние устройства.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002115510/06A RU2228459C2 (ru) | 2002-06-10 | 2002-06-10 | Устройство контроля дебита нефти для штанговых глубинно-насосных установок |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002115510/06A RU2228459C2 (ru) | 2002-06-10 | 2002-06-10 | Устройство контроля дебита нефти для штанговых глубинно-насосных установок |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002115510A RU2002115510A (ru) | 2003-12-20 |
RU2228459C2 true RU2228459C2 (ru) | 2004-05-10 |
Family
ID=32678577
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002115510/06A RU2228459C2 (ru) | 2002-06-10 | 2002-06-10 | Устройство контроля дебита нефти для штанговых глубинно-насосных установок |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2228459C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105007022A (zh) * | 2015-09-02 | 2015-10-28 | 安徽钟南电器有限责任公司 | 一种油田抽油机的变频补偿节能控制装置 |
CN116838300A (zh) * | 2023-09-01 | 2023-10-03 | 沈阳科来沃电气技术有限公司 | 油梁式抽油机的频率闭环控制方法、系统、装置、介质 |
-
2002
- 2002-06-10 RU RU2002115510/06A patent/RU2228459C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105007022A (zh) * | 2015-09-02 | 2015-10-28 | 安徽钟南电器有限责任公司 | 一种油田抽油机的变频补偿节能控制装置 |
CN116838300A (zh) * | 2023-09-01 | 2023-10-03 | 沈阳科来沃电气技术有限公司 | 油梁式抽油机的频率闭环控制方法、系统、装置、介质 |
CN116838300B (zh) * | 2023-09-01 | 2023-10-31 | 沈阳科来沃电气技术有限公司 | 油梁式抽油机的频率闭环控制方法、系统、装置、介质 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108803502B (zh) | 数据收集装置及系统、数据服务器、数据收集方法及计算机可读取的非易失性的记录介质 | |
DK2913640T3 (en) | Measuring system, measuring device, measuring device, and measuring method | |
US9080438B1 (en) | Wireless well fluid extraction monitoring system | |
US20170159422A1 (en) | Hydrocarbon Well Performance Monitoring System | |
US11060392B2 (en) | Wireless load position sensor | |
US10197449B2 (en) | Device for reading and transmitting measured temperature values | |
US9588253B2 (en) | Method and apparatus for remote siphon drainage type rainfall measurement with self-compensation function | |
US10815770B2 (en) | Method and device for measuring surface dynamometer cards and operation diagnosis in sucker-rod pumped oil wells | |
CN206657470U (zh) | 与抽油机一起使用的杆式泵控制器 | |
US20200392834A1 (en) | Well pump diagnostics using multi-physics sensor data | |
US11560784B2 (en) | Automated beam pump diagnostics using surface dynacard | |
RU2228459C2 (ru) | Устройство контроля дебита нефти для штанговых глубинно-насосных установок | |
US20150377673A1 (en) | Coriolis flow meter and method of measuring mass flow rate | |
US4389164A (en) | Automatic liquid level controller | |
CN110167436B (zh) | 血压测定装置、系统和存储介质 | |
CN117405075A (zh) | 一种智能沉降监测方法及系统 | |
US20100021314A1 (en) | Method and apparatus for monitoring the performance of a compressor | |
RU2213262C1 (ru) | Комплекс управления режимом откачки и контроля дебита нефти для штанговых глубинно-насосных установок | |
CN102829796A (zh) | 一种可相互定位的计步器 | |
US11226217B2 (en) | Field device, system, and waveform data output method | |
CN1950678A (zh) | 用于确定和/或监控介质的体积和/或质量流量的超声测量仪表 | |
CN109642557A (zh) | 操作计量装置的方法 | |
US11713991B2 (en) | Drop test measuring system and method(s) of use thereof | |
RU2221168C1 (ru) | Комплекс для диагностики насосного оборудования нефтяных скважин | |
CN103925946A (zh) | 管道瓦斯气体抽采计量装置及系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040611 |