SU1102901A1

SU1102901A1 - Способ определени коэффициента заполнени глубинного штангового насоса

Info

Publication number: SU1102901A1
Application number: SU833561816A
Authority: SU
Inventors: Евгений Ильич Феоктистов; Юрий Денисович Коловертнов; Леонид Кронидович Прозоров
Original assignee: Feoktistov Evgenij; Kolovertnov Yurij D; Prozorov Leonid K
Priority date: 1983-03-10
Filing date: 1983-03-10
Publication date: 1984-07-15

Abstract

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАПОЛНЕНИЯ ГЛУБИННОГО ШТАНГОВОГО НАСОСА, включающий регистрацию кривой потребл емой электродвигателем мощности при ходе штанг вниз, отличающийс тем, что, с целью повьш1ени точности определени , из кривой, потребл емой электродвигателем мощности выдел ют кривую, соответствующую второй гармонике по отношению к частоте качани штангового насоса, после чего определ ют кри , вую, соответствующую разности между кривыми потребл емой электродвигателем Мощности и вторбй гармоникой, фиксируют на ней момент начала нарастани максимальной пики мощности и по величине мощности, соответствукнцей этому моменту, определ ют коэффициент заполнени насоса.

Description

Изобретение относитс к области нефтедобычи и может быт.ь использовано дл контрол за работой глубиннонасосных скважин, в частности, дл контрол их производительности. Известен способ контрол производитепьности скважин, основанный на контроле потребл емой мощности приводного электродвигател С13. По известному способу производительность насосной установки определ етс в зависимости от потребл емой электродвигателем мощности. Посредством статического преобразовател мощности контролируетс потребл ема электродвигателем мощность. Значение мощности интегрируетс и отображаетс на цифровом индикаторе в единицах объемного расхода добываемой нефти. , Известный способ контрол производительности глубинного насоса отно ситс к статистическим способам, его показани существенно завис т от глубины скважины, в св зи с чем этот способ обладает низкой точность и недостаточной надежностью. Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ определени коэффи циента заполнени глубинного щтангрвого насоса, включающий регистрацию кривой потребл емой электродвигателе мощности при ходе щтанг вниз 12}. В известном способе производ т интегрирование кривой мощности и полуценное значение сравнивают с заданным значением и тем самым определ ют опустошение насоса. Потребл ема эне ги определ етс как произведение нагрузки на штангах на скорость пе,ремещени этих штанг. Как известно, при работе станкакачалки ,, привод щего в действие глубинный штанговый насос, вследствие действи инер1Д10нных сил в кинематических звень х привода возникают вынузщенные колебани двойной (по отношению к числу качени ) частоты Амплитуда этих колебаний имеет большую величину и существенно вли ет на механическую нагрузку в штангах и на форму кривой МОЩНОСТИ. Под вли нием инерционных сил форма кривой существенно искажаетс , расошфровка ее становитс затруднительной, а иногда и невозможной. Внесенные нелинейные искажени в кривую мощности от действи инерционных сил снижают точность. Цель изобретени - повышение точности определени коэффициента заполнени глубинного штангового насоса. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу определени коэффициента глубинного штангового насоса, включающему регистрацию кривой потребл емой электродвигателем мощности при ходе штанг вниз, из указанной кривой выдел ют кривую, .соответствующую второй гармонике по отношению к частоте качани штангового насоса, после чего опре-. дел ют кривую, соответствукидую разнос ти между кривыми потребл емой электродвигателем мощности и второй гармоникой , фиксируют на ней момент начала нарастани максимальной пики мощности и по величине мощности, соответствующей этому моменту, определ ют коэффициент заполнени насоса. На фиг. 1 изображена схема, реализующа предложенный способ; на фиг. 2 - типична реальна крива потребл емой мощности электроприводом глубинного штангового насоса прихода штанг вниз; на фиг. 3 - разностна крива мощности, полученна в результате вьсчитанн из кривой потребл емой мощности (изображенной на фиг. 2) второй ее гармоники (на фиг. 2 и 3 оси ординат соответствуют потребл емой мощности, а оси абсцисс - положению головки балансира станка качалки). Сущность способа заключаетс в следующем. При работе глубинного штангового насоса потребл ема электродвигателем 1 мощность контролируетс с помощью статического преобразовател мощности 2. Типична форма сигнала мсмцности на выходе преобразовател 2 изображена на фиг. 2. Выходной сигнал статического преобразовател мощности подаетс на вход блока 3 вьзделени второй гармоники и одновременно на вход блока 4 задержки (врем задержки сигнала в блоке 4 задаетс равным времени обработки сигнала в блоке 3). В блоке 3 из контролируемой мощности вьщел етс втора гармоника (по отношению к частоте качани штангового насоса). Блок 3 может быть выполнен с использованием активного фильтра, настроенного на частоту второй гармоники . Электрический сигнал, соответствующий второй гармонике, далее

J

подаетс на вычислительное устройство 5, на другой вход которого подаетс электрический сигнал от блока задержки 4, соответствующий контролируемой мощности. В вычислительном устройстве 5 из контролируемой мощности вычитают вторую гармонику, далее разностна крива мощности воспроизводитс на экране устройства 6. В качестве устройства воспроизведени разностной кривой мощности может быть использован, например , осциллограф с электроннолучевой трубкой

Разностна крива мощности изображена на фиг. 3. За счет вычитани второй гармоники нелинейные искажени формы кривой мощности (за счет действи инерционных сил) не вли ют на предложенный способ, в результате чего обеспечиваетс более высока его точность. В предложенном способе используетс реальна - , скорость движени привода, а не его модель, что также повышает точность и надежность контрол .

По разностной кривой определ етс коэффициент заполнени глубинного штангового насоса в ручном или автоматическом режимах. Определение коэффициента заполнени глубинного штангового насоса, например, в ручном режиме осуществл ют в следукщей последовательности. Определ ют координату начала переднего фронта макгсимальной тшки мощности. Эта координата и соответствует координате разгрузки штанг от столба поднимаемой жидкости.

На фиг. 3 координата разгрузки обозначена точкой с При ходе штанг вниз плунжер с подвижным клапаном перемещаетс сначала в незаполненной части объема насоса. Когда подвижный клапан при ходе штанг вниз соприкоснетс с нефтью в насосе, подвижный клапан откроетс и произойдет разгрузка штанг на величину столба поднимаемой нефти в скважине. В свою очередь, эта разгрузка приведет к естественной разбалансировке станкакачалки и, как следствие этого, к увеличению потребл емой мощности электродвигателем. Увеличение мощное ти происходит до ее максимальной пики

029014

по линииса|-Ь (фиг. 3), соответствующей переднему фронту максимальной пики мощности..

Нарастание переднего фронта мак , симальной пики мощности начинаетс в точке сх .

Полна длина хода плунжера иасоса пропорциональна длине оси абсцисс на фиг. 3, т.е. Длине d«. Часть пути O плунжера на отрезке Л перемещаетс в незаполненном по высоте обхеме насоса . Следовательно, коэффициент заполнени насоса К определ етс как отношение длины хода dl к df , т,е.

15

К

(ЗС

Коэффициент заполнени васоса практически всегда меньше единицы. Он позвол ет определить, например, суточную производительность глубинного насоса.

ИЗ

5Ч160.24 () ,

25

de

где k -г;- коэффициент заполнени di

насоса

cJ - диаметр насоса j

S - длина хода насоса,

h - число качаний балансира

в минуту.

Коэффициент заполнени насоса по предлагаемому способу также можно определить и в автоматическом режиме, например, путем анализа разностной кривой мощности с привлечением средств микропроцессорной техники,.

.Предложенный способ также позвол ет через определенную производительность оценить динамический уровень в затрубном пространстве и следить за исправностью самого насоса и глубинно-насосной установки в целом.

Внедрение предложенного способа позволит оперативно следить за производительностью нефт ной скважины, оборудованной глубинным штанговым насосом , а также за состо нием насоса и наземного оборудовани . Оперативный контроль за производительностью нефт ной скважины позвол ет своевременно обнаружить потерю добычи °по контролируемой скважине.

IBO

Фи8.2

Claims

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАПОЛНЕНИЯ ГЛУБИННОГО ШТАНГОВОГО НАСОСА, включающий регистрацию кривой потребляемой электродви- гателем мощности при ходе штанг вниз, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, из кривой, потребляемой электродвигателем мощности выделяют кривую, соответствующую второй гармонике по отношению к частоте качания штангового насоса, после чего определяют кри, вую, соответствующую разности между кривыми потребляемой электродвигателем Мощности и второй гармоникой, фиксируют на ней момент начала нарастания максимальной пики мощности и по величине мощности, соответствующей этому моменту, определяют коэффициент заполнения насоса.

SU „„1102901