RU2352768C2 - Power consumption minimisation method while ensuring given liquid rate and associated control unit - Google Patents
Power consumption minimisation method while ensuring given liquid rate and associated control unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2352768C2 RU2352768C2 RU2007129518/03A RU2007129518A RU2352768C2 RU 2352768 C2 RU2352768 C2 RU 2352768C2 RU 2007129518/03 A RU2007129518/03 A RU 2007129518/03A RU 2007129518 A RU2007129518 A RU 2007129518A RU 2352768 C2 RU2352768 C2 RU 2352768C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- equipment
- control unit
- input
- pumping
- value
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Alarm Systems (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
1. Область техники1. The technical field
Изобретение относится к области добычи жидких полезных ископаемых, в основном, в нефтедобывающей промышленности, и может быть использовано при глубинно-насосной эксплуатации, в частности, нефтяных скважин.The invention relates to the field of production of liquid minerals, mainly in the oil industry, and can be used in deep-pump operation, in particular, oil wells.
2. Уровень техники2. The level of technology
Известен способ добычи нефти, в котором выбирают насос с производительностью, соответствующей максимальной для данной скважины скорости притока нефти, и осуществляют регулирование числа оборотов двигателя так, чтобы отток жидкости был равен ее максимальному притоку. В итоге имеет место непрерывный, равномерный процесс откачки жидкости. По данному способу мощность насосной установки однозначно определяются дебитом, соответственно, расход энергии фиксируется (патент РФ №2280151, МПК Е21В 43/12).A known method of oil production, in which a pump is selected with a capacity corresponding to the maximum oil inflow rate for a given well, and the engine speed is controlled so that the fluid outflow is equal to its maximum inflow. As a result, there is a continuous, uniform process of pumping liquid. According to this method, the power of the pumping unit is uniquely determined by the flow rate, respectively, the energy consumption is fixed (RF patent No. 2280151, IPC EV 43/12).
Недостатком способа является отсутствие возможности для экономии электроэнергии, расходуемой в процессе работы насосной установки.The disadvantage of this method is the lack of opportunities for saving energy consumed during the operation of the pumping unit.
Известны способы, реализующие циклический режим работы. К ним относится принятый в части способа за наиболее близкий аналог способ добычи скважинной жидкости, в котором размещают глубинно-насосное оборудование на рациональной глубине и осуществляют перекачку жидкости в систему нефтесбора насосом, с возможностью его работы в циклическом режиме штатной добычи жидкости, с выбором насоса откачки мощностью П1>>П2, где П1 - номинальная производительность насоса; П2 - ожидаемый дебит жидкости (патент РФ №2190087, МПК 7 Е21В 43/00).Known methods that implement a cyclic mode of operation. These include the well fluid production method adopted in the method part for the closest analogue, in which the downhole pumping equipment is placed at a rational depth and the fluid is pumped to the oil recovery system by a pump, with the possibility of its operation in the cyclic mode of regular fluid production, with the choice of a pump for pumping power П1 >> П2, where П1 - nominal pump capacity; P2 - the expected flow rate of the liquid (RF patent No. 2190087, IPC 7 EV 43/00).
Недостаток способа состоит в том, что он не обеспечивает возможность получения заданного дебита при минимальном расходе энергии. Способ предполагает оптимизацию по комплексу параметров только величины дебита. В перечень параметров, по которым ведется оптимизация в известном техническом решении, расход энергии на подъем жидкости не входит.The disadvantage of this method is that it does not provide the ability to obtain a given flow rate with a minimum energy consumption. The method involves optimization of a set of parameters only the flow rate. The list of parameters by which optimization is carried out in a known technical solution does not include energy consumption for raising a liquid.
В части устройства за наиболее близкий аналог принято устройство комплектное ШГС5805-ИЭ (АРЕЖ. 656427.001 ТУ, Москва, 2004), включающее ключ 1, блок управления 3, причем первый вход ключа 1 соединен с силовой электросетью, второй вход - с выходом блока управления 3. Выход ключа 1 связан с шиной питания электропривода насоса и входом блока измерителя 2. Выход блока 2 соединен с входом блока управления 3.In terms of the device, the complete SHGS5805-IE device (AREZh. 656427.001 TU, Moscow, 2004), which includes a
Недостаток устройства состоит в том, что оно не обеспечивает автоматическое регулирование управляющих параметров, при которых заданный дебит реализуется с минимальными затратами электроэнергии.The disadvantage of this device is that it does not provide automatic control parameters, at which a given flow rate is realized with minimal energy consumption.
3. Сущность изобретения3. The invention
3.1. Задача3.1. A task
Техническая задача состоит в минимизации расходов электроэнергии при обеспечении заданного дебита жидкости.The technical problem is to minimize energy consumption while ensuring a given flow rate.
Технический результат заключается возможности получения заданного дебита при минимальных затратах электроэнергии.The technical result consists in the possibility of obtaining a given flow rate with minimal energy consumption.
3.2. Перечень чертежей3.2. List of drawings
На фиг.1 представлена временная диаграмма работы оборудования при циклическом режиме работы.Figure 1 presents the timing diagram of the equipment during cyclic operation.
На фиг.2 приведена кривая восстановления давления, характеризующая процесс заполнения скважины после откачки жидкости и выключения насосного оборудования.Figure 2 shows the pressure recovery curve characterizing the process of filling the well after pumping out the liquid and turning off the pumping equipment.
На фиг.3 представлена зависимость средней скорости притока жидкости от времени простоя насосного оборудования в циклическом режиме работы.Figure 3 shows the dependence of the average fluid flow rate on the downtime of pumping equipment in a cyclic mode of operation.
На фиг.4 представлена блок-схема устройства управления, где: 1 - ключ, 2 - блок измерителя, 3 - блок управления, 4 - первый модем, 5 - канал связи, 6 - второй модем, 7 - блок регулятора.Figure 4 presents a block diagram of a control device, where: 1 - key, 2 - meter unit, 3 - control unit, 4 - first modem, 5 - communication channel, 6 - second modem, 7 - controller block.
3.3. Отличительные признаки3.3. Features
Способ, в отличие от известного способа, включает следующие операции.The method, in contrast to the known method, includes the following operations.
Насосное оборудование выбирают с максимально допустимой производительностью, после установки оборудования на рациональной глубине включают его и проводят контрольную откачку жидкости, в процессе контрольной откачки измеряют реальную производительность установленного оборудования и требуемое значение коэффициента эксплуатации как отношение заданного дебита к измеренной производительности, процесс откачки завершают по граничным параметрам оборудования, при выключенном оборудовании измеряют кривую восстановления давления, по которой и заданному дебиту определяют максимально возможное время простоя оборудования; эту величину вводят в программу работы оборудования, далее запускают оборудование в штатную работу в циклическом режиме, в процессе штатной работы в каждом цикле производят измерение текущей величины коэффициента эксплуатации, как отношения времени работы в цикле к длительности цикла, сопоставляют полученную величину с требуемым значением и поддерживают дебит на заданном уровне путем регулирования интервала простоя оборудования (интервала заполнения) в сторону уменьшения или увеличения в зависимости от уменьшения или увеличения текущего коэффициента эксплуатации, при этом размещают глубинно-насосное оборудование на рациональной глубине по скорости восстановления давления жидкости в скважине, равной или превышающей требуемый дебит, а завершение процесса откачки жидкости может осуществляться по снижению величины тока, который потребляет двигатель, до нижней границы допуска (сигналу недогрузки).Pumping equipment is selected with the maximum permissible performance, after installing the equipment at a rational depth, turn it on and carry out a control pumping of the liquid, during the control pumping process, measure the real productivity of the installed equipment and the required value of the operating coefficient as the ratio of the set flow rate to the measured capacity, the pumping process is completed by boundary parameters equipment, when the equipment is off, measure the pressure recovery curve, according to Ora and specified production rate determines the maximum possible downtime; this value is entered into the equipment operation program, then the equipment is launched into regular operation in a cyclic mode, during normal operation in each cycle, the current value of the operating coefficient is measured as the ratio of the operating time in the cycle to the cycle duration, the obtained value is compared with the required value and maintained flow rate at a given level by adjusting the downtime of the equipment (filling interval) in the direction of decreasing or increasing depending on the decrease or increase in tech at the same time, the downhole pumping equipment is placed at a rational depth in terms of the rate of restoration of fluid pressure in the well equal to or greater than the required flow rate, and the completion of the pumping process can be carried out by reducing the amount of current consumed by the engine to the lower tolerance limit (signal underloading).
Устройство, в отличие от известного, содержит первый и второй модемы, канал связи и блок регулятора, причем порт ввода-вывода блока управления через первый модем, канал связи и второй модем и связаны с портом ввода-вывода блока регулятора.The device, in contrast to the known one, contains the first and second modems, a communication channel and a controller unit, the input / output port of the control unit through the first modem, a communication channel and a second modem being connected to the input / output port of the controller unit.
Существо предложенного способа заключается в следующем.The essence of the proposed method is as follows.
Выбирают тип насосного оборудования с наиболее низким удельным потреблением энергии на единицу объема поднимаемой жидкости, а также минимизируют в допустимых пределах нагрузку на двигатель насосного оборудования. Тип насосного оборудования выбирают исходя из задания на дебит жидкости и с учетом того, что с повышением производительности оборудования удельный расход энергии на откачку кубометра жидкости снижается. Это положение иллюстрируется таблицей 1, в которой сведены справочные данные по производительности различных насосных установок (столбец 2), затратам электроэнергии (столбец 4) и вычисленному удельному расходу энергии на кубометр поднимаемого продукта (столбец 5).Choose the type of pumping equipment with the lowest specific energy consumption per unit volume of the liquid to be lifted, and also minimize the load on the pumping equipment engine within acceptable limits. The type of pumping equipment is selected based on the task for the fluid flow rate and taking into account the fact that with an increase in the productivity of the equipment, the specific energy consumption for pumping out a cubic meter of fluid is reduced. This position is illustrated by table 1, which summarizes the reference data on the performance of various pumping units (column 2), energy costs (column 4) and the calculated specific energy consumption per cubic meter of the product to be lifted (column 5).
Минимизацию расхода энергии осуществляют выбором оборудования, максимально превосходящего заданный дебит. По максимуму производительность ограничивают приемлемостью технико-экономических характеристик оборудования (поскольку с увеличением производительности установки увеличиваются ее размеры и стоимость).Minimization of energy consumption is carried out by the choice of equipment that maximally exceeds a given flow rate. To the maximum, productivity is limited by the acceptability of the technical and economic characteristics of the equipment (since with an increase in the productivity of the installation, its size and cost increase).
Выбор ведется по паспортным данным установок (например, для откачки 40 кубометров жидкости в сутки выбирают установку с производительностью 125 кубометров в сутки, что позволяет снизить затраты энергии на 13%, таблица 1).The choice is made according to the passport data of the plants (for example, for pumping 40 cubic meters of liquid per day, they choose a plant with a capacity of 125 cubic meters per day, which reduces energy costs by 13%, table 1).
Паспортная производительность установки может отличаться от реальной из-за различия в плотности тестовой жидкости и жидкости в конкретной скважине.The rating performance of the installation may differ from the real one due to differences in the density of the test fluid and the fluid in a particular well.
Для определения реальной производительности проводят контрольную откачку жидкости. В процессе контрольной откачки измеряют реальную производительность насоса в конкретных условиях скважины. Измерение проводят одним из известных способов (например, измерением времени заполнения мерной емкости).To determine the real performance carry out a control pumping liquid. In the process of control pumping, the actual pump performance is measured in specific well conditions. The measurement is carried out by one of the known methods (for example, by measuring the time it takes to fill a measuring tank).
Процесс откачки завершают автоматическим выключением оборудования по его граничным параметрам, например по снижению величины тока двигателя до нижней границы допуска (недогрузке).The pumping process is completed by automatically turning off the equipment according to its boundary parameters, for example, by reducing the motor current to the lower tolerance limit (underload).
Нагрузку на двигатель при циклическом режиме добычи оценивают не только по объему поднимаемой жидкости, но учитывают и воздействие на насос столба жидкости в затрубном пространстве. В интервале времени заполнения (когда оборудование простаивает) в затрубном пространстве накапливается столб жидкости («подпор»), давление которого по закону сообщающихся сосудов способствует последующему подъему жидкости в трубе насоса. При этом уменьшается нагрузка на двигатель насоса и, соответственно, снижается потребление энергии, причем, чем выше давление столба жидкости, тем ниже нагрузка.The load on the engine during the cyclic production mode is estimated not only by the volume of the liquid being lifted, but also the effect on the pump of the liquid column in the annulus is taken into account. In the filling time interval (when the equipment is idle), a column of liquid (“backwater”) accumulates in the annulus, the pressure of which, according to the law of communicating vessels, facilitates the subsequent rise of liquid in the pump pipe. This reduces the load on the pump motor and, accordingly, reduces energy consumption, and the higher the pressure of the liquid column, the lower the load.
Минимизацию расхода энергии достигают обеспечением максимально допустимого давления столба жидкости. Такое давление реализуют назначением максимально допустимой величины интервала простоя насосного оборудования в циклическом режиме (Тпр, фиг.1).The minimization of energy consumption is achieved by providing the maximum allowable pressure of the liquid column. This pressure is realized by assigning the maximum allowable value for the idle interval of the pumping equipment in a cyclic mode (Tpr, Fig. 1).
Максимально допустимую величину времени простоя назначают с помощью кривой восстановления давления (фиг.2), характеризующей процесс заполнения скважины после откачки жидкости и выключения насосного оборудования. Ход кривой объясняется следующим образом. Когда жидкость из скважины откачена до минимально допустимого уровня (точка «О» на кривой фиг.2), то в начале интервала заполнения скорость притока максимальна. С течением времени давление столба жидкости уравновешивает пластовое давление, приток уменьшается и замедляется. Если насосное оборудование не включать, то в итоге приток вообще прекратится.The maximum allowable downtime is assigned using the pressure recovery curve (Fig. 2), which characterizes the process of filling the well after pumping out the liquid and turning off the pumping equipment. The course of the curve is explained as follows. When the fluid from the well is pumped to the minimum acceptable level (point "O" on the curve of figure 2), then at the beginning of the filling interval, the flow rate is maximum. Over time, the pressure of the liquid column balances the reservoir pressure, the flow decreases and slows down. If the pumping equipment is not switched on, then the flow will cease altogether.
Характер кривой хорошо апроксимируется относительным выражением:The nature of the curve is well approximated by the relative expression:
Р=1-E-T,P = 1-E -T ,
где Р - давление столба жидкости, Т - время в часах (и минутах).where P is the liquid column pressure, T is the time in hours (and minutes).
Крутизна кривой различна для различных скважин, но характер кривой сохраняется. Начальный участок кривой (ОА) соответствует максимальной скорости заполнения. Далее рост замедляется (участки АВ, ВС), а затем вообще прекращается. Точка «О» (время Т0) соответствует давлению в точке установки насосного оборудования.The steepness of the curve is different for different wells, but the nature of the curve is preserved. The initial portion of the curve (OA) corresponds to the maximum filling rate. Further, growth slows down (sections AB, BC), and then stops altogether. Point “O” (time T0) corresponds to the pressure at the installation point of the pumping equipment.
Расчетный график зависимости средней скорости от времени простоя (фактически времени усреднения) представлен на фиг.3. Средняя скорость дана в относительных единицах - относительно максимальной скорости на начальном участке кривой.The calculated graph of the average speed versus downtime (actually averaging time) is presented in FIG. 3. The average speed is given in relative units - relative to the maximum speed in the initial section of the curve.
Кривую восстановления давления измеряют после окончания процесса контрольной откачки и выключения оборудования. Измерение осуществляют, например, с помощью промышленных средств погружной телеметрии. Реальный пример полученных данных приведен в таблице 2. Реальная кривая восстановления давления представлена на фигуре 2.The pressure recovery curve is measured after the end of the control pumpdown process and the equipment is turned off. The measurement is carried out, for example, using industrial means of immersion telemetry. A real example of the data obtained is shown in table 2. The actual pressure recovery curve is shown in figure 2.
Максимально допустимой величине простоя соответствует такая точка на кривой фиг.2, в которой средняя скорость кривой, характеризующей дебит, уменьшается ниже допустимой величины (ниже пунктирной линии на фиг.3). Например, это точка «А» на фиг.2 (интервал простоя Т0-Т1). Если величину интервала уменьшить, то дебит не уменьшится, а максимальная высота столба уменьшится. Если же величину интервала увеличить, то высота столба увеличится, но дебит уменьшится, что недопустимо по условиям эксплуатации.The maximum allowable idle value corresponds to such a point on the curve of figure 2, in which the average speed of the curve characterizing the flow rate decreases below the allowable value (below the dashed line in figure 3). For example, this is point “A” in FIG. 2 (downtime interval T0-T1). If the interval value is reduced, the flow rate will not decrease, and the maximum column height will decrease. If the interval value is increased, then the column height will increase, but the flow rate will decrease, which is unacceptable under operating conditions.
Время откачки (время работы оборудования) в процессе работы устанавливается автоматически в зависимости от производительности выбранного насосного оборудования. Поскольку за время простоя в затрубном пространстве накапливается значительный столб жидкости, насос работает с его номинальной производительностью. Время откачки столба зависит при этом от соотношения производительности насоса и дебита жидкости.The pumping time (equipment operating time) during operation is set automatically depending on the performance of the selected pumping equipment. Since a considerable column of liquid accumulates in the annulus during downtime, the pump operates at its rated capacity. The evacuation time of the column depends on the ratio of pump capacity and fluid flow rate.
Чем выше это соотношение, тем выше относительная скорость откачки, и тем меньше становится требуемое время работы насоса относительно времени заполнения. Отношение за заданный календарный период (например, за сутки) характеризует коэффициент эксплуатации оборудования.The higher this ratio, the higher the relative pumping speed, and the shorter the required pump run time relative to the fill time. The ratio for a given calendar period (for example, per day) characterizes the coefficient of equipment operation.
При известной и постоянной производительности насоса коэффициент эксплуатации характеризует величину дебита. Отношение заданного дебита к измеренной величине производительности насоса определяет требуемую величину коэффициента эксплуатации Кт.With a known and constant pump capacity, the operating coefficient characterizes the flow rate. The ratio of the set flow rate to the measured value of the pump capacity determines the required value of the coefficient of operation Kt.
Текущий контроль дебита осуществляют следующим образом. По установившейся практике дебит измеряют в течение достаточно длительных отрезков календарного времени (сутки, месяц и т.п.). Длительные интервалы берут для обеспечения точности, что отвечает коммерческим и технологическим целям контроля. Однако такой контроль не оперативен и не обеспечивает достаточно быстрой реакции при регулировании.Current control of the flow rate is as follows. According to established practice, the flow rate is measured over a sufficiently long period of calendar time (day, month, etc.). Long intervals are taken to ensure accuracy, which meets the commercial and technological control objectives. However, such control is not operational and does not provide a sufficiently fast response during regulation.
Согласно предлагаемому способу для достижения оперативности регулирования контроль дебита осуществляют с максимальной быстротой - за время каждого цикла (минимально допустимое время).According to the proposed method, to achieve the efficiency of regulation, the flow rate control is carried out with maximum speed - during each cycle (minimum allowable time).
Контроль ведут путем измерения отношения времени работы Тр в очередном цикле к длительности этого цикла Тц (фиг.1). Это отношение характеризует текущее (в отличие от календарного) реальное значение коэффициента эксплуатации Кр в заданном цикле.The control is carried out by measuring the ratio of the operating time Tr in the next cycle to the duration of this cycle TC (figure 1). This ratio characterizes the current (in contrast to the calendar) real value of the coefficient of exploitation of Kr in a given cycle.
Получение заданного дебита реализуют с помощью процессов настройки и последующей штатной работы.Obtaining a given flow rate is realized using the setting processes and subsequent regular work.
В процессе настройки определяют начальное время простоя оборудования. Если в составе оборудования имеются средства погружной телеметрии, то, зная требуемый дебит, начальное значение определяют по кривой восстановления давления (фиг.2, 3 или таблица 2). Например, это интервал Т0-T1.The setup process determines the initial downtime of the equipment. If the equipment includes immersion telemetry, then, knowing the required flow rate, the initial value is determined by the pressure recovery curve (figure 2, 3 or table 2). For example, this is the interval T0-T1.
При отсутствии в составе оборудования устройств погружной телеметрии величину начального интервала назначают так, чтобы величина Кр была меньше величины Кт (скорость притока выше или равна требуемой), затем интервал простоя Тпр постепенно увеличивают до тех пор, пока величина Кр не превзойдет величину Кт. При этом скорость притока начинает уменьшаться и соответствовать скорости в точке «А» на кривой фиг.2.In the absence of submersible telemetry devices in the equipment, the value of the initial interval is set so that the value of Kp is less than the value of Kt (the inflow rate is higher than or equal to the required value), then the idle time interval Tpr is gradually increased until the value of Kp exceeds the value of Kt. In this case, the flow rate begins to decrease and corresponds to the speed at point "A" in the curve of figure 2.
Полученную величину времени простоя вводят в программу работы оборудования и затем запускают оборудование в штатную работу в циклическом режиме.The resulting downtime is entered into the equipment work program and then the equipment is started up in a regular operation in a cyclic mode.
В процессе штатной работы в каждом рабочем цикле (фиг.1) измеряют его параметры - время работы Тр и длительность цикла Тц. По результатам измерений вычисляют реальное текущее значение коэффициента эксплуатации Кр и сравнивают его с требуемым значением Кт.In the process of regular work in each working cycle (Fig. 1), its parameters are measured - the operating time Tr and the duration of the cycle TC. According to the measurement results, the real current value of the operating coefficient of the CR is calculated and compared with the required value of CT.
При наличии существенных отклонений установку величины дебита на заданном уровне осуществляют путем управления интервалом заполнения, уменьшая его, если дебит меньше заданного, или увеличивая интервал, если дебит превысил заданную величину.If there are significant deviations, the flow rate is set at a predetermined level by controlling the filling interval, decreasing it if the flow rate is less than the specified one, or by increasing the interval if the flow rate exceeds a predetermined value.
Минимизацию расходов энергии обеспечивают в итоге за счет:As a result, minimization of energy consumption is ensured by:
- применения насосного оборудования с максимально допустимой производительностью с наиболее низким удельным расходом энергии на кубометр откачиваемой жидкости;- use of pumping equipment with the maximum permissible performance with the lowest specific energy consumption per cubic meter of pumped liquid;
- обеспечения максимально допустимого давления столба жидкости, заполняющей затрубное пространство;- ensuring the maximum allowable pressure of the liquid column filling the annulus;
- повышения плотности жидкости в затрубном пространстве вследствие дегазации, что способствует увеличению давления столба жидкости и снижению нагрузки на двигатель.- increasing the density of the liquid in the annulus due to degassing, which contributes to an increase in the pressure of the liquid column and to reduce the load on the engine.
Реальное снижение расходов энергии подтверждено на практике. Так, на месторождении одного из нефтегазодобывающих предприятий применение предлагаемого способа привело к снижению затрат энергии до 40%.A real reduction in energy consumption is confirmed in practice. So, in the field of one of the oil and gas companies, the application of the proposed method has led to a reduction in energy costs up to 40%.
Достоинство способа - в возможности получать заданный дебит жидкости с существенным сокращением затрат энергии. Способ прост и удобен в эксплуатации.The advantage of this method is the ability to obtain a given flow rate of the liquid with a significant reduction in energy costs. The method is simple and convenient to operate.
Способ реализуется с помощью устройства, в состав которого входят: ключ 1, блок измерителя 2, блок управления 3, первый и второй модемы 4 и 6, канал связи 5 и блок регулятора 7. Первый вход ключа 1 соединен с силовой электросетью, второй вход - с выходом блока управления 3. Выход ключа 1 связан с шиной питания электропривода насоса и входом блока измерителя 2. Выход блока 2 соединен с входом блока управления 3. Порт ввода-вывода блока управления 3 через первый модем 4, канал связи 5 и второй модем 6 соединен с портом ввода-вывода блока регулятора 7.The method is implemented using the device, which includes: key 1,
Ключ 1 осуществляет коммутацию напряжения силовой сети и обеспечивает включение и выключение питания двигателя насосного оборудования по команде от блока управления 3.Key 1 carries out the switching of the voltage of the power network and provides switching on and off the power of the pumping equipment motor upon command from the
Блок измерителя 2 осуществляет контроль состояния насосного оборудования (включено-выключено) путем измерения и аналого-цифрового преобразования величины тока, потребляемого двигателем, а также контроль давления на приеме насоса по данным, поступающим от погружного телеметрического оборудования, если им укомплектовано насосное оборудование. Данные от устройств погружной телеметрии поступают по линии электропитания двигателя насоса.The
Блок управления 3 реализует циклический режим работы насосного оборудования, при этом управляет работой ключа 1, ведет информационный обмен с блоком регулятора 7 по каналу связи 5 через модемы 4 и 6. По результатам информационного обмена устанавливает параметры цикла работы скважинного оборудования и проводит коррекцию их значений.The
Первый модем 4 осуществляет физическое и логическое сопряжение блока управления 3 с каналом связи 5.The
Канал связи 5 обеспечивает двухсторонний обмен цифровыми сообщениями между блоками 3 и 7 через модемы 4 и 6.Communication channel 5 provides two-way digital messaging between
Второй модем 6 осуществляет физическое и логическое сопряжение блока регулятора 7 с каналом связи 5.The second modem 6 performs physical and logical pairing of the
Блок регулятора 7 осуществляет регулирование параметров цикла для поддержания заданного дебита при минимальных затратах электроэнергии. Регулирование ведет по результатам обработки данных, регулярно поступающих от блока управления 3.The block of the
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
До начала рабочего процесса в блок регулятора 7 вводят данные о реальной производительности насосного оборудования и заданном дебите жидкости. По этим данным блок производит вычисление величины требуемого коэффициента эксплуатации Кт. Если в составе насосного оборудования отсутствуют средства погружной телеметрии, то в память блока регулятора вводят также начальное значение времени простоя. Величину начального интервала назначают так, чтобы величина Кр была меньше величины Кт (скорость притока выше или равна требуемой).Prior to the start of the working process, data on the actual productivity of the pumping equipment and the specified flow rate of the liquid are introduced into the
В начале рабочего процесса блок 7 запрашивает и получает информацию о состоянии насосного оборудования от блока 3. Далее включает оборудование (если оно было выключено) и по команде оператора запускает процесс контрольной откачки жидкости.At the beginning of the working process,
После завершения откачки (получения от блока 3 сигнала останова оборудования по недогрузке) блок в автоматическом режиме периодически запрашивает и получает данные о давлении на приеме насоса. Интервал между информационными обменами зависит от темпа поступления данных от погружного телеметрического оборудования и составляет величину, например, 10-15 минут.After pumping is completed (receiving from the unit 3 a signal to shut down the equipment due to underload), the unit automatically periodically requests and receives data on the pressure at the pump inlet automatically. The interval between information exchanges depends on the rate of receipt of data from submersible telemetry equipment and is, for example, 10-15 minutes.
В процессе получения данных осуществляет вычисление разностей между каждыми последующим и предыдущим отсчетами значений параметра, сопоставление разностей и измерение времени до текущего отсчета. По вычисленным разностям определяет точку, в которой разность уменьшилась ниже заранее заданной допустимой величины, и фиксирует время данного отсчета. Это время соответствует начальному значению интервала простоя.In the process of obtaining data, it calculates the differences between each subsequent and previous samples of the parameter values, compares the differences and measures the time to the current sample. Based on the calculated differences, it determines the point at which the difference decreases below a predetermined allowable value, and fixes the time of this reference. This time corresponds to the initial value of the idle interval.
Далее блок регулятора 7 передает по каналу связи 5 начальную величину времени простоя Тпр в блок управления 3, который использует ее в качестве регулируемого параметра цикла. Переданное время простоя используется блоком 3 до обновления (коррекции). Факт приема данных блок управления 3 подтверждает передачей квитанции.Next, the
После получения квитанции регулятор 7 подает в блок 3 команду на запуск оборудования в штатную работу в циклическом режиме и далее контролирует параметры цикла. В процессе контроля регулятор запрашивает и получает от блока 3 данные о состоянии оборудования (включено-выключено) и осуществляет измерение времени работы оборудования Тр и полного времени цикла Тц (фиг.1).After receiving the receipt,
В конце каждого цикла регулятор 7 вычисляет реальную величину коэффициента эксплуатации Кр как отношение Кр=Тр/Тц и сравнивает ее с величиной Кт.At the end of each cycle, the
Если разность Кр-Кт ниже допустимой величины, то время простоя (Тпр, фиг.1) регулятор не изменяет. Если же разность выше допуска, то в зависимости от знака разности регулятор уменьшает или увеличивает время простоя и передает измененную величину блоку управления 3, который обновляет ее значение в памяти. Уменьшать время простоя регулятор будет при положительном знаке разности (уменьшении дебита). Увеличивать - при отрицательном знаке (дебит увеличился).If the difference Kr-CT is lower than the permissible value, then the downtime (Tpr, Fig. 1) does not change the controller. If the difference is higher than the tolerance, then, depending on the sign of the difference, the controller reduces or increases the downtime and transfers the changed value to the
При отсутствии средств погружной телеметрии начальное значение времени простоя, которое было заранее введено в память регулятора, считывают из памяти регулятора. Далее блок регулятора 7 передает по каналу связи эту величину в блок управления 3, который использует ее в качестве регулируемого параметра цикла-времени простоя Тпр. Факт приема данных блок управления 3 подтверждает передачей квитанции. Далее начальное значение от цикла к циклу постепенно увеличивают до тех пор, пока величина Кр не превзойдет величину Кт. В этой ситуации скорость притока соответствует скорости в точке «А» на кривой фиг.2. Далее процесс управления соответствует процессу, описанному выше.In the absence of means of immersion telemetry, the initial value of the idle time, which was previously entered into the controller's memory, is read from the controller's memory. Further, the
Устройство реализуется с помощью известных технических средств.The device is implemented using known technical means.
Блоки 1, 2 и 3 реализуются с помощью устройства комплектного ШГС 5805 ИЭ или его модификаций. Ключ 1 реализуется с помощью силовых реле, транзисторных ключей и тиристорных регуляторов (для обеспечения «плавного» пуска двигателя). Блок измерителя 2 реализуется с помощью токовых трансформаторов и обычных цифровых логических и преобразующих микросхем. Блок управления 3 реализуется с помощью стандартного микроконтроллера (например, ПИК-процессора или аналогичного), блок регулятора 7 реализуется, например, на основе стандартных одноплатных ЭВМ. Реализация канала связи 5 зависит от территориального размещения комплектного управляющего устройства и регулятора 7. Для организации канала могут быть использованы проводные или беспроводные линии связи с одним из стандартных интерфейсов и протоколов взаимодействия. Реализация первого и второго модемов 4 и 6 зависит от выбранного типа канала 5. Это могут быть интерфейсные узлы (например, RS-232 или 485), радиомодемы и т.п.
Claims (4)
П1>>П2,
где П1 - номинальная производительность насоса;
П2 - ожидаемый дебит жидкости,
отличающийся тем, что выбирают насос с максимально допустимой производительностью, после установки оборудования включают его и проводят контрольную откачку жидкости, в процессе контрольной откачки измеряют реальную производительность установленного оборудования и требуемое значение коэффициента эксплуатации как отношение заданного дебита к измеренной производительности, процесс откачки завершают по граничным параметрам оборудования, при выключенном оборудовании измеряют кривую восстановления давления; по которой и заданному дебиту определяют максимально допустимое время простоя оборудования; эту величину вводят в программу работы оборудования, далее запускают оборудование в штатную работу в циклическом режиме, в процессе штатной работы в каждом цикле производят измерение текущей величины коэффициента эксплуатации, как отношения времени работы в цикле к длительности цикла, сопоставляют полученную величину с требуемым значением, и поддерживают дебит на заданном уровне путем регулирования интервала заполнения в сторону уменьшения или увеличения в зависимости от уменьшения или увеличения текущего коэффициента эксплуатации.1. A method of minimizing energy consumption, in which, to ensure a given flow rate, deep-well pumping equipment is placed at a rational depth and the fluid is pumped to the oil recovery system by a pump with the possibility of its operation in the cyclic mode of regular fluid production, with the choice of a pump for pumping capacity
P1 >> P2,
where P1 is the rated capacity of the pump;
P2 - the expected flow rate of the liquid,
characterized in that they select the pump with the maximum allowable capacity, turn it on after installing the equipment and carry out a control pumping of the liquid, during the control pumping process, measure the actual performance of the installed equipment and the required value of the operating coefficient as the ratio of the set flow rate to the measured capacity, the pumping process is completed by boundary parameters equipment, with the equipment turned off, measure the pressure recovery curve; by which and a given flow rate determine the maximum allowable downtime of the equipment; this value is entered into the equipment operation program, then the equipment is launched into regular operation in a cyclic mode, during normal operation in each cycle, the current value of the operating coefficient is measured as the ratio of the operating time in the cycle to the duration of the cycle, the obtained value is compared with the required value, and maintain the flow rate at a predetermined level by adjusting the filling interval in the direction of decreasing or increasing depending on the decrease or increase in the current coefficient of operation .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007129518/03A RU2352768C2 (en) | 2007-08-01 | 2007-08-01 | Power consumption minimisation method while ensuring given liquid rate and associated control unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007129518/03A RU2352768C2 (en) | 2007-08-01 | 2007-08-01 | Power consumption minimisation method while ensuring given liquid rate and associated control unit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007129518A RU2007129518A (en) | 2007-12-10 |
RU2352768C2 true RU2352768C2 (en) | 2009-04-20 |
Family
ID=38903639
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007129518/03A RU2352768C2 (en) | 2007-08-01 | 2007-08-01 | Power consumption minimisation method while ensuring given liquid rate and associated control unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2352768C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011145982A1 (en) * | 2010-05-19 | 2011-11-24 | Chudnovskiy Aleksei Aleksandrovich | Method and device for increasing oil recovery from formations in the oil extraction process |
RU2558087C2 (en) * | 2013-10-22 | 2015-07-27 | Сергей Владимирович Шумилин | Oil and gas deposit control method |
RU2558088C2 (en) * | 2013-10-23 | 2015-07-27 | Сергей Владимирович Шумилин | Method of oil and gas well control |
-
2007
- 2007-08-01 RU RU2007129518/03A patent/RU2352768C2/en active IP Right Revival
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011145982A1 (en) * | 2010-05-19 | 2011-11-24 | Chudnovskiy Aleksei Aleksandrovich | Method and device for increasing oil recovery from formations in the oil extraction process |
RU2558087C2 (en) * | 2013-10-22 | 2015-07-27 | Сергей Владимирович Шумилин | Oil and gas deposit control method |
RU2558088C2 (en) * | 2013-10-23 | 2015-07-27 | Сергей Владимирович Шумилин | Method of oil and gas well control |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007129518A (en) | 2007-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100511068C (en) | Intelligent pressure regulating water supply controlling method | |
CA2747066C (en) | Method for controlling a compressor system | |
RU2352768C2 (en) | Power consumption minimisation method while ensuring given liquid rate and associated control unit | |
CN102644585B (en) | Air compressor hybrid control system and method | |
CN102162443A (en) | Speed regulating and energy saving control method for multi-pump station municipal drainage pipe network system | |
CN108279632A (en) | A kind of pumping plant wisdom draining Dispatching Control System | |
CN109236248A (en) | The automatic balancing method and beam type automatic leveling pumping unit of beam pumping unit | |
CN202899210U (en) | Rotary hydraulic system of excavator | |
CN105007022A (en) | Frequency-conversing compensating and energy saving control apparatus of oil pumping unit in oil fields | |
CN100561043C (en) | A kind of boiler feedwater flow control and pressure compensating system | |
CN202579138U (en) | Variable frequency power-saving control system of circulating pump | |
CN103591087A (en) | Temperature control device and control method for pumping hydraulic system and engineering machinery | |
CN201236381Y (en) | Municipal drainage pump station collecting well fluid level control energy-saving apparatus | |
CN113309186B (en) | Water purification plant clean water pool water level management energy-saving control method and system | |
CN108894983B (en) | A kind of sludge screw pump speed regulation intelligent control method | |
RU2352822C1 (en) | Method of pump operation in pumping fluid into bench | |
CN203906242U (en) | Intelligent circulation pump controller | |
CN113562789A (en) | Water inlet constant-current buffer system | |
CN112629144A (en) | Control method of industrial circulating cooling water system | |
RU2806837C1 (en) | Control system for hydraulic drives of two sucker rod pumps | |
CN109899279B (en) | Energy-saving scheduling system and scheduling method for pump station | |
CN112624389A (en) | Water purification system capable of changing pulse wastewater discharge and control method | |
CN111681126A (en) | Intelligent control system and method based on energy efficiency evaluation of water treatment lifting pump set | |
CN215977494U (en) | Remote control system of booster pump station | |
CN211813505U (en) | Flow control device of water treatment equipment and sewage treatment system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20111027 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140802 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20150710 |
|
RH4A | Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation |
Effective date: 20160704 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20161027 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170802 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20180504 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner |