SU1108193A1 - Устройство дл обработки телединамограмм глубиннонасосных скважин - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ТЕЛЕДИНАМОГРАМ/П ГЛУБИННОНАСОСНЫХ СКВАЖИН, содержащее датчик усили , фиксатор нулевого уровн  положительной части сигнала, фиксатор нулевого уровн  отрицательной части сигнала, первый и второй счетчики, блок сравнени , блок уставки, триггер и блок управлени , причем выход датчика усили  соединен с входами фиксаторов нулевого уровн  положительной и отрицательной части сигнала, выходы koTOpbrx соединены соответственно с первым и вторым входами блока управлени , первый и второй выходы которого соединены соответственно с входами первого и второго счетчиков, выход блока сравнени  соединен с первым входом триггера, а второй вход блока сравнени  соединен с выходом блока уставки, отличающеес  тем, что, с целью обеспечени  определени  отложений в колонне насосных труб, в него введены аналого-цифровой преобразователь, первый и второй накапливающие сумматоры, первый и второй блоки делени , блок вычитани , причем выход датчика усили  соединен с входом аналого-цифрового преобразовател , выход которого соединен с первыми входами первого и второго накапливающих сумматоров , выходы которых соединены с первыми входами соответственно первого и второго блоков делени , выходы которых соединены соответственно с первым и. вторым входом блока вычитани , выход которого соединен с первым входом блока сравнени , выход первого счетчика соединен с вторым входом первого блока делени , выход второго счетчика соединен с вторым входом второго блока делени , первый выход блока управлени  соединен с вторым входом первого накапливающего сумматора, второй выход блока управлени  соединен с вторым входом второго накапливающего сумматора, третий выход блока управлени  соединен с обнул ющими входами первого и второго счетчиков и обнул ющими входами первого и второго накапливающих сумматоров, четвертый выход блока управлени  соединен с третьими входами первого и второго блоков делени , п тый выход блока управлени  соединен с третьим входом блока вычитани , щестой выход блока управлени  соединен с вторым входом триггера. (О 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что блок управлени  содержит генератор тактовой частоты, первый, второй, третий и четвертый элементы И, элемент ИЛИ, первый и второй усилители-ограничители, таймер, третий счетчик, дешифратор, первый , второй, третий и четвертый элементы задержки, причем выход генератора тактовой частоты соединен с первым входом перСХ ) вого элемента И, выход которого соединен с первыми входами второго и третьего элементов И, выход второго элемента И  вл со етс  первым выходом блока управлени , выОд ход третьего элемента И  вл етс  вторым выходом блока управлени , вход первого усилител -ограничител   вл етс  первым входом блока управлени , вход второго усилител -ограничител   вл етс  вторым входом блока управлени , выход первого усилител ограничител  соединен с вторым входом второго элемента И и с первым входом четвертого элемента И, выход второго усилител ограничител  соединен с вторым входом третьего элемента И, выход таймера соединен с вторым входом четвертого элемента И, вы

Description

ход которого соединен с входом третьего счетчика, выход которого соединен с входом дешифратора, первый выход которого соединен с входом четвертого элемента задержки , выход которого  вл етс  третьим выходом блока управлени ,п-й выход дешифратора (где п-количество выходов дешифратора) соединен с обнул ющим входом третьего счетчика, входом таймера и входом первого элемента задержки, выход которого  вл етс  четвертым выходом блока управлени  и соединен с входом второго элемента задержки , выход которого  вл етс  п тым выходом блока управлени  и соединен с входом третьего элемента задержки, выход которого  вл етс  шестым выходом блока управлени  с второго по (пА) -и выходы дешифратора соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И.

1

Изобретение относитс  к нефтедобыче и предназначено дл  обработки телединамограмм глубиннонасосных скважин, оборудованных штанговыми насосами, в процессе их работы.

Известно устройство дл  обработки телединамограмм глубиннонасосных скважин, содержащее датчик усили , фиксатор нулевого уровн  положительной части сигнала, фиксатор нулевого уровн  отрицательной части сигнала, первый и второй счетчики, устройство сравнени , триггер и блок управлени , причем выход датчика усили  соединен с входами фиксаторов нулевого уровн  положительной и отрицательной части сигнала , выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами блока управлени , первый и второй зыходы которого соединены соответственно с входами первого и второго счетчиков, выход устройства сравнени  соединен с вторым входом триггера 1.

Недостатком данного устройства  вл етс  невозможность определени  отложений парафина и песка в колонне насосных труб.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  обработки телединамограмм глубиннонасосных скважин, содержащее датчик усили , фиксатор нулевого уровн  положительной части сигнала, фиксатор нулевого уровн  отрицательной части сигнала, первый и второй счетчики, устройство сравнени , блок установки, триггер и блок управлени , причем выход датчика усили  соединен с входами фиксаторов нулевого уровн  положительной и отрицательной части сигнала, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами блока управлени , первый и второй выходы которого соединены соответственно с входами первого и второго счетчиков, выход устройства сравнени  соединен с вторым входом триггера, а второй вход устройства сравнени  соединен с выходом блока уставки 2.

Недостатком известного устройства  в.л етс  невозможность определени  отложений

парафина и песка в колонне насосных труб.

Цель изобретени  - обеспечение определени  отложений парафина и песка в колонне насосных труб.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  обработки телединамограмм глубиннонасосных скважин, содержащее датчик усили , фиксатор нулевого уровн  положительной части сигнала, фиксатор нулевого уровн  отрицательной части сигнала, первый и второй счетчики, блок сравнени , блок уставки, триггер и блок управлени , причем выход датчика усили  соединен с входами фиксаторов нулевого уровн  положительной и отрицательной части сигнала,

выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами блока управлени , первый и второй выходы которого соединены соответственно с входами первого и второго счетчиков, выход блока сравнени  соединен с первым входом триггера, а второй вход блока сравнени  соединен с выходом блока уставки, введены аналогоцифровой преобразователь, первый и второй накапливающие сумматоры первый и второй блоки делени , блок вычитани , причем выход датчика усили  соединен с входом аналого-цифрового преобразовател , выход которого соединен с первыми входами первого и второго накапливающих сумматоров, выходы которых соединены с первыми входами соответственно первого

и второго блоков делени , выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входом блока вычитани , выход которого соединен с первым входом блока сравнени , выход первого счетчика соединен с вторым входом первого блока делени , выход

второго счетчика соединен с вторым входом второго блока делени , первый выход блока управлени  соединен с вторым входом первого накапливающего сумматора.

второй выход блока управлени  соедине.. с вторым входом второго накапливающего сумматора , третий выхо блока управлени  соединен с обнул ющими входами первого и второго счетчиков и обнул ющими входами первого и второго накапливающих сумматоров , четвертый выход блока управлени  соединен с третьими входами первого и второго блоков делени , п тый выход блока управлени  соединен с третьим входом блока вычитани , шестой выход блока управлени  соединен с вторым входом триггера.

При этом блок управлени  содержит генератор тактовой частоты, первый, второй, третий и четвертый элементы И, элемент ИЛИ, первый и второй усилители-ограничители , таймер, третий счетчик, дешифратор, первый, второй, третий и четвертый элементы задержки, причем выход генератора тактовой частоты соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первыми входами второго и третьего элементов И, выход второго элемента И  вл етс  первым выходом блока управлени , выход третьего элемента И  вл етс  вторым выходом блока управлени , вход первого уси лител -ограничител   вл етс  первым входом блока управлени , вход второго усилител -ограничител   вл етс  вторым входом блока управлени , выход первого усилител -ограничител  соединен с вторым входом второго элемента И и первым входом четвертого элемента И, выход второго усилител -ограничител  соединен с вторым входом третьего элемента И, выход таймера соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с входом третьего счетчика, выход которого соединен с входом дешифратора, первый выход которого соединен с входом четвертого элемента задержки , выход которого  вл етс  третьим выходом блока управлени , п-й выход дешифратора (где п-количество выходов дешифратора ) соединен с обнул ющим входом третьего счетчика, входом таймера и входом первого элемента задержки, выход которого  вл етс  четвертым выходом блока управлени  и соединен с входом второго элемента задержки, выход которого  вл етс  п тым выходом блока управлени  и соединен с входом третьего элемента задержки, выход которого  вл етс  шестым выходом блока управлени , с второго по (п-1)-й выходы дешифратора соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И.

На фиг. 1 приведена функциональна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2авременные зависимости сигнала усили , получаемые на выходе датчика усили , в координатах усилие - врем  (P-t); на фиг. 26 сигнал , получаемый на выходе фиксатора нулевого уровн  положительной части сигнала; на фиг. 2в - сигнал, получаемый на выходе фиксатора нулевого уровн  отрицательной части сигнала в координатах напр жение - врем  (U-t); на фиг. 3 - динамограммы (1-2-3-4 - теоретическа ; крива  А- после очистки насосных труб от отложений; крива  В- после длительной эксплуатации при наличии отложений в насосных трубах в координатах усилие (Р) - перемещение ({) штанги).

0 Устройство состоит из датчика 1 усили , фиксатора 2 нулевого уровн  положительной части сигнала, фиксатора 3 нулевого уровн  отрицательной части сигнала первого и второго счетчиков 4 и 5, аналого-цифрового преобразовател  (АЦП) 6, первого и второго накапливающих сумматоров 7 и 8, первого и второго блоков 9 и 10, делени , блока 11 вычитани , блока 12 сравнени , триггера 13, блока 14 индикации или исполнительного механизма, блока 15 уставки и блока 16

Q управлени , состо щего из генератора 17 тактовой частоты, первого и второго усилителей-ограничителей 18 и 19, первого, второго , третьего и четвертого логических элементов И 20-23 соответственно, логического элемента ИЛИ 24, дешифратора 25, счетчи5 ка 26, таймера 27 и первого, второго, третьего и четвертого элементов 28-31 задержки соответственно.

Устройство работает следующим образом .

Сигнал датчика 1 усили  (фиг. 2а) поступает на вход фиксаторов 2 и 3 нулевого уровн  положительной и отрицательной части сигнала и вход АЦП 6. Фиксаторы 2 и 3 нулевого уровн  фиксируют соответственно положительную и отрицательную часть сигнала на нулевом уровне (фиг. 26 и в). Это позвол ет независимо от изменени  нул  датчика 1 усили  получить положительную и отрицательную часть сигнала на посто нном уровне. Выходы фиксаторов 2 и 3 нулевого уровн  соединены с первым и вторым входами блока 16 управлени .

Блок управлени  работает следующим образом .

Сигналы с фиксаторов 2 и 3 нулевого уровн  поступают на входы усилителей-ограничителей 18 и 19, которые уси.тивают и ограничивают сигналы до уровн  «1. Таким образом, в течение положительной части сигнала датчика усили  на выходе уси,г1ител ограничител  18 присутствует «1, на выходе усилител -ограничител  19 - «О, а в

Q течение отрицательной части сигнала датчика усили  на вы.ходе усилител -ограничител  18 присутствует «О, на выходе усилител -ограничител  19 - «1. Сигнал с выхода усилител -ограничител  18 поступает на первый вход логического элемента И 23 и

5 при наличии на выходе таймера 27 «1 проходит на информационный вход счетчика 26. Счетчик 26 и дешифратор 25 образуют распределитель импульсов. Сигнал с первого выхода дешифратора 25 через п тый выход блока 16 управлени  поступает на третий (обнул ющий ) вход накапливающих сумматоров 7 и 8 и обнул ющие входы счетчиков 4 и 5. После поступлени  с выхода усилител -ограничител  18 второго и последующих импульсов «1 поочередно возникают на втором и последующих выходах дешифратора 25. Сигнал с второго и последующих выходов дешифратора 25 до{п-1)-го включительно поступает на входы элемента ИЛИ 24, при этом на его выходе по вл етс  «1, котора  поступает на второй вход элемента И 20, разреша  прохождение сигналов генератора 17 тактовой частоты на первые входы элементов И 21 и 22. Во врем  прохождени  положительной части сигнала датчика 1 усили  «1 с выхода усилител -ограничител  18 разрешает прохождение сигналов генератора 17 тактовой частоты через элемент И 21 через первый выход блока управлени  на информационный вход счетчика 4 и второй вход накапливающего сум.матора 7, разреша  суммирование содержимого сумматора 7 с текущим сигналом на выходе АЦП 6, подаваемым на первый вход сумматора 7. Во врем  прохождени  отрицательной части сигнала датчика 1 усили  «1 с выхода усилител -ограничител  19 разрешает прохождение сигналов генератора 17 тактовой частоты через элемент И 22 через второй выход блока 16 управлени  на инфор.мационный вход счетчика 5 и второй вход накапливающего сумматора 8, разреша  суммирование содержимого накапливающего сумматора 8 с текущим сигналом на выходе АЦП 6, подаваемым на первый вход накапливающего су.мматора 8. После поступлени  п-го сигнала с выхода усилител -ограничител  18 на п-ом выходе дешифратора 25 по вл етс  «1, а на выходе элемента ИЛИ 24 - «О, который запрещает прохождение импульсов генератора 17 через логический элемент И 20. Таким образом, в накапливающем сумматоре 7 находитс  сумма значений N отсчетов положительной части сигнала датчика 1 усили , в счетчике 4 хранитс  число отсчетов Ni. В накапливающем сумматоре 8 находитс  сумма значений N отсчетов отрицательной части сигнала датчика 1 усили , в счетчике 5 хранитс  число отсчетов N. Содержимое накапливающего сумматора 7 поступает на первый вход блока 9 делени  в качестве делимого, на второй вход которого поступает в качестве делител  значение М1числа отсчетов с выхода счетчика 4. Содержимое накапливающего сумматора 8 поступает на первый вход блока 10 делени  в качестве делимого, на второй вход которого поступает в качестве делител  значени  Ng числа отсчетов с выхода счетчика 5. С п-го выхода дешифратора 25 «1 включает таймер 27, на выходе которого на определенное заранее заданное врем  (например 1 ч) по вл етс  «О. Кроме того, «1 с п-го выхода дешифратора 25 обнул ет счетчик 26 и через элемент 28 задержки и четвертый выход блока 16 управлени  поступает на третьи входы блоков 9 и 10 делени , разреша  проведение операции делени . Результаты делени  с выходов блоков 9 и 10 делени  поступают на первый и второй входы блока 11 вычитани , на третий вход которого поступает «1 с п того выхода блока 16 управлени , с и-го выхода дешифратора 25 через элементы 28 и 29 задержки , разреша  проведение операции вычитани . Полученна  разность поступает на первый вход блока 12 сравнени , на второй вход которого поступает значение уставки с выхода блока 15 уставки. При превышении величины на первом входе блока 12 сравнени  над величиной уставки на выходе блока 12 сравнени  по вл етс  «1, котора  поступает на первый вход триггера 13, на второй вход которого поступает «1 с шестого выхода блока 16 управлени , а именно с п-го выхода дещифратора 25 через элементы 2830 задержки. Триггер 13 переходит в единичное состо ние, на его выходе по вл етс  «1, котора  может включить блок индикации или непосредственно исполнительный .механизм 14. С п-го выхода дещифратора 25 «1 обнул ет счетчик 26, после чего на первом выходе дещифратора 25 по вл етс  «1, котора  через элемент 31 задержки и третий выход блока 16 управлени  поступает на обнул ющие входы счетчиков 4 и 5 и обнул ющие входы накапливающих сумматоров 7 и 8, обнул   их. Таким образом, предлагаемое устройство определ ет среднее значение положительной и отрицательной части сигнала датчика усилител  и по результатам сравнени  с заранее заданной величиной позвол ет судить о состо нии колонны насосных труб. При по влении отложений парафина в насосных трубах гидравлическое сопротивление возрастает, поэтому возрастает величина усили  на балансире станка-качалки при движении штанг вверх. При движении штанг вниз гидравлическое сопротивление частично разгружает колонку штанг и дополнительно снижает нагрузку на балансир. Таким образом, разность усилий на балансире при движении штанг вверх и вниз возрастает по мере роста отложений парафина или песка. Превышение величиной этой разности величины уставки свидетельствует о наличии значительных отложений парафина и о необходимости онистки колонны насосных трубЭто может осуществл тьс  или тическим включением штанговрашателк (при наличии на штанге скребков) по сигналу на выходе триггера 13, или путем подлива гор чей нефти, или путем закачки параПредлагаемое устройство позвол ет определ ть как факт наличи  отложений в колонне насосных труб, так и момент превышени  количества отложений сверх количества, вызываюшего опасность возникновени  аварийной ситуации.

Отложени  парафина уменьшают проходное сечение труб, увеличива  этим гидравлическое сопротивление при движении жидкости , при этом увеличиваетс  давление на насос и утечки жидкости через плунжер и клапаны насоса. Дебит скважины снижаетс  вплоть до прекращени  подачи жидкости насосом.

В малодебптмых -кважинах отложение парафина происходит интенсивнее. Точное определение момента необходимости проведени  депар;и| 11 1и,чации труб позвол ет сохранить посто нство .тебита скважины, сократить врем  n;i JICMOHT н обеспечить ритмичную безавар1111нук работу глубиннонасосной установки.

Своевре.менное вы вление значительных отложений парафина и проведение депарафпнизации позвол ет снизить среднюю нагрузку на штанги в процессе экснлуата 1ии, умеш.шить веро тность их обрыва и снизить частоту ре.монтов.

Указанные причины привод т к увеличению добычи нефти и снижению ее себестоимости .

JЛ

25

г

16

а

vyv

и

гл /

о

и

г г г

ё

фие.2

фие.З

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ТЕЛЕДИНАМОГРАММ ГЛУБИННОНАСОСНЫХ СКВАЖИН, содержащее датчик усилия, фиксатор нулевого уровня положительной части сигнала, фиксатор нулевого уровня отрицательной части сигнала, первый и второй счетчики, блок сравнения, блок уставки, триггер и блок управления, причем выход датчика усилия соединен с входами фиксаторов нулевого уровня положительной и отрицательной части сигнала, выходы Которых соединены соответственно с первым и вторым входами блока управления, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входами первого и второго счетчиков, выход блока сравнения соединен с первым входом триггера, а второй вход блока сравнения соединен с выходом блока уставки, отличающееся тем, что, с целью обеспечения определения отложений в колонне насосных труб, в него введены аналого-цифровой преобразователь, первый и второй накапливающие сумматоры, первый и второй блоки деления, блок вычитания, причем выход датчика усилия соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с первыми входами первого и второго накапливающих сумматоров, выходы которых соединены с первыми входами соответственно первого и второго блоков деления, выходы которых соединены соответственно с первым и. вторым входом блока вычитания, выход которого сое динен с первым входом блока сравнения, выход первого счетчика соединен с вторым входом первого блока деления, выход второго счетчика соединен с вторым входом второго блока деления, первый выход блока управления соединен с вторым входом первого накапливающего сумматора, второй выход блока управления соединен с вторым входом второго накапливающего сумматора, третий выход блока управления соединен с обнуляющими входами первого и второго счетчиков и обнуляющими входами первого и второго накапливающих сумматоров, четвертый выход блока управления соединен с третьими входами первого и второго блоков деления, пятый выход блока управления соединен с третьим входом блока вычитания, шестой выход блока управления соединен с S вторым входом триггера.

2. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что блок управления содержит генератор тактовой частоты, первый, второй, третий и четвертый элементы И, элемент ИЛИ, первый и второй усилители-ограничители, таймер, третий счетчик, дешифратор, первый, второй, третий и четвертый элементы задержки, причем выход генератора тактовой частоты соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первыми входами второго и третьего элементов И, выход второго элемента И является первым выходом блока управления, выход третьего элемента И является вторым выходом блока управления, вход первого усилителя-ограничителя является первым входом блока управления, вход второго усилителя-ограничителя является вторым входом блока управления, выход первого усилителяограничителя соединен с вторым входом второго элемента И и с первым входом четвертого элемента И, выход второго усилителяограничителя соединен с вторым входом третьего элемента И, выход таймера соединен с вторым входом четвертого элемента И, вы ход которого соединен с входом третьего счетчика, выход которого соединен с входом дешифратора, первый выход которого соединен с входом четвертого элемента задержки, выход которого является третьим выходом блока управления,п-й выход дешифратора (гдеη-количество выходов дешифратора) соединен с обнуляющим входом третьего счетчика, входом таймера и входом первого элемента задержки, выход которого являет ся четвертым выходом блока управления и соединен с входом второго элемента задержки, выход которого является пятым выходом блока управления и соединен с входом третьего элемента задержки, выход которого является шестым выходом блока управления с второго по(п-1)-й выходы дешифратора’’ соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И.