SU1224443A2

SU1224443A2 - Устройство дл автоматического управлени глубинно-насосной установкой малодебитных нефт ных скважин

Info

Publication number: SU1224443A2
Application number: SU843754207A
Authority: SU
Inventors: Юнис Аббасали Оглы Махмудов; Александр Михайлович Елисеенко; Александр Васильевич Кушнарев
Original assignee: Институт Кибернетики Ан Азсср
Priority date: 1984-06-14
Filing date: 1984-06-14
Publication date: 1986-04-15

Description

Изобретение относитс к нефтедобыче, предназначено дл автоматического управлени глубинно-насосной установки малоде- битных нефт ных скважин, эксплуатирующихс в режиме периодической откачки жидкости , и вл етс дополнительным к основному авт. св. № 603744.

Цель изобретени - расширение функциональных возможностей путем управлени установкой, длительность сигнала датчика усилий которой при незаполнении насоса уменьшаетс .

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства дл автоматического управлени глубинно-насосной установки малодебитных нефт ных скважин; на фиг. 2 - динамограм- ма дл случа , когда длительность сигнала датчика усилий, развернутого- в функции времени, увеличиваетс при незаполнении насоса жидкостью; на фиг. 3 - то же, когда длительность сигнала датчика усилий, развернутого в функции времени, уменьшаетс при незаполнении насоса жидкостью; на фиг. 4 - временные зависимости сигналов, получаемых на выходах датчика усилий и дополнительного формировател , дл случа , когда их длительности увеличиваютс при

вход которого совместно с одним из входов первого конъюнктора 14 св зан с выходом дополнительного формировател 18 напр жени , своим входом соединенного с выходом фиксатора 20 нулевого уровн . Второй вход

и выход первого конъюнктора 14 подключены соответственно к выходу первого инвертора 12 и к одному из входов дизъюнктора 16, другой вход которого св зан с выходом второго конъюнктора 15. В свою очередь выход

10 дизъюнктора 16 соединен с вторым входом блока 3 управлени , а второй выход делител 10 подключен к третьему входу блока 11 пам ти.

Выходы основного формировател 21 напр жени и датчика 1 усилий св заны

5 соответственно с третьим входом блока 3 управлени и входом фиксатора 20 нулевого уровн , а выходы последовательно соединенных счетчика 4 длительности импульса датчика усилий, счетчика 5 числа циклов работы насоса и счетчика 6 числа циклов незаполнени насоса св заны с входами схемы 9 сравнени , выход которой одновременно с одним из выходов схемы 7 совпадени подключены к входам триггера 22 блока 2 отключени двигател станка-качалки, своим выходом

20

незаполнении насоса жидкостью; на фиг. 5- 25 св занного с входом реле 23 упом нутого

блока 2. Вторые выходы счетчиков 5 и 6 соответственно числа циклов работы насоса и числа циклов незаполнени насоса подключены на входы схемы 7 совпадени , второй выход которой св зан с четвертым входом

то же, дл случа , когда их длительности уменьшаютс при незаполнении насоса жидкостью .

Устройство дл автоматического управлени глубинно-насосной установки малодебитных нефт ных скважин содержит (фиг. 1) датчик 1 усилий, блок 2 отключени двигател станка-качалки, блок 3 управлени , выходы которого подключены к входам счетчика 4 длительности импульса датчика усилий, счетчика 5 числа циклов работы насоса и счетчика 6 числа циклов незаполне- 35 ни насоса, схему 7 совпадени и схемы 8 и 9 сравнени . В устройстве имеютс делитель 10 и блок 11 пам ти, входы которого подключены соответственно к выходу блока 3 управлени и к счетчику 4 длительности импульса датчика усилий, при этом выход блока 11 пам ти подключен к одному из входов делител 10, второй вход которого подключен к выходу блока 3 управлени - , а третий вход делител 10 соединен с выходом счетчика 4 длительности импульса датчика 45 усилий, причем выход делител 10 подключен через схему 8 сравнени к входу блока 3 управлени . Устройство также снабжено двум инверторами 12 и 13, двум конъюнк- торами 14 и 15, дизъюнктором 16, элеменблока 2. Вторые выходы счетчиков 5 и 6 соответственно числа циклов работы насоса и числа циклов незаполнени насоса подключены на входы схемы 7 совпадени , второй выход которой св зан с четвертым входом

30 блока 3 управлени , своим четвертым выходом подключенного к третьему входу делител 10, а один из входов счетчика 5 числа циклов работы насоса подключен к выходу схемы 8 сравнени .

В результате внешних воздействий на механическую систему креплени и настройки датчика 1 усилий (например, при капитальном ремонте глубинного оборудовани ) его выходной сигнал может изменитьс таким образом, что не будет соответствовать грузке балансира станка-качалки, а будет измен тьс в противоположной с ней фазе. В этом случае при незаполнении насоса жидкостью длительность сигнала датчика усилий будет уменьшатьс и наступление незаполнени насоса не будет зафиксировано.

Дл оперативного устранени этого недостатка следует при первых же признаках уменьшени длительности сигнала датчика 1 усилий подавать его дл дальнейшего анализа инвертированным, что позволит правильно определить момент снижени жидтом 17 индикации и дополнительными фор- 50 кости до приема насоса. Об уменьшении

мирователем 18 напр жени и схемой 19 сравнени , входы которой соединены с соответствующими выходами блока 11 пам ти и делител 10, а ее выход одновременно св зан с входами первого инвертора 12, элемента 17 индикации и одним из входов второго конъюнктора 15, второй вход последнего подключен к выходу второго инвертора 13,

55

длительности сигнала датчика усилии при незаполнении насоса суд т по сравнению ее текущего и предыдущего значений (фиг. 2 и 3). Факт изменени в настройке датчика усилий индицируетс , что позвол ет более оперативно отреагировать на это вление. На фиг. 4 и 5 прин ты следующие обозначени : Up - сигнал с датчика усили ;

0 дизъюнктора 16 соединен с вторым входом блока 3 управлени , а второй выход делител 10 подключен к третьему входу блока 11 пам ти.

0

5 5

0 блока 3 управлени , своим четвертым выходом подключенного к третьему входу делител 10, а один из входов счетчика 5 числа циклов работы насоса подключен к выходу схемы 8 сравнени .

В результате внешних воздействий на механическую систему креплени и настройки датчика 1 усилий (например, при капитальном ремонте глубинного оборудовани ) его выходной сигнал может изменитьс таким образом, что не будет соответствовать наQ грузке балансира станка-качалки, а будет измен тьс в противоположной с ней фазе. В этом случае при незаполнении насоса жидкостью длительность сигнала датчика усилий будет уменьшатьс и наступление незаполнени насоса не будет зафиксировано.

Дл оперативного устранени этого недостатка следует при первых же признаках уменьшени длительности сигнала датчика 1 усилий подавать его дл дальнейшего анализа инвертированным, что позволит правильно определить момент снижени жид0 кости до приема насоса. Об уменьшении

Т - длительность одного периода работы глубинного насоса; ti и t2 - длительности полупериодов импульсов датчика усили ; Цф - сигнал датчика усили с выхода второго формировател ; УФ - инверсный сигнал второго формировател с выхода второго инвертора. Крива ABC соответствует случаю полного заполнени насоса жидкостью, крива AiBiCi - случаю снижени уровн жидкости в затрубном пространстве до приема насоса. Линии DE и D|Ei соответствуют фиксированию сигнала Up(t) на нулевом уровне снизу, а линии FK и FiKi - фиксированию сигнала Up(t) на нулевом уровне сверху.

Описанное устройство дл автоматического управлени глубинно-насосной установки малодебитных нефт ных скважин работает следующим образом.

Сигнал Up(t) с выхода датчика 1 усилий поступает на вход фиксатора 20 нулевого уровн и фиксируетс на нулевом уровне сверху и снизу (фиг. 4 и 5) - пунктирные линии DE, FK и DjEi, FiKi. Это позвол ет независимо от изменени нул датчика усилий получить сигнал Up(t) на посто нном уровне и фиксировать точки А, В и С, которые определ ют длительности полупериодов импульса датчика усилий ti и iz- Сигнал Up(t) с выхода фиксатора нулевого уровн поступает на вход дополнительного формировател 18 напр жени дл формировани импульсов Уф (фиг. 4 и 5) с крутизной переднего и заднего фронтов, необходимых дл дальнейшего прохождени через цифровые элементы. Счетчиком 4 длительности импульса датчика усилий в каждом цикле работы глубинного насоса производитс измерение длительности полупериодов импульса датчика усилий ti и ta, т. е. счетчик 4 в течение времени t| и t заполн етс импульсами частотой 50 Гц с выхода основного формировател 21 напр жени , поступающими через блок 3 управлени . После подсчета счетчиком 4 длительности ti ее величина записываетс в блок 11 пам ти, а после подсчета длительности t2 ее величина подаетс в делитель 10. Делителем 10 определ етс величина т- и запоминаетс в блоке 11

о2

пам ти, если при незаполнении насоса дополнительной схемой 19 сравнени устанавливаетс , что делителем 10 текущее полученное значение т увеличиваетс по срав 2 нению с его значением в предыдущем цикле,

хранившемс в блоке 11 пам ти, то это означает , что сигнал поступает с правильно настроенного датчика 1 усилий. В этом случае импульсы иф поступают с дополнительного формировател 18 напр жени через первый конъюнктор 16 в блок 3 управлени .

Если сравнение текущего и предыдущего значений отнощени схемой сравнени 19 показывает, что его величина убывает, то

0

это означает, что сигнал поступает с неправильно настроенного датчика I усилий. Этот факт отражаетс элементом 17 индикации, а сигнал в блок 3 управлени с дополни.- тельного формировател 18 напр жени 5 поступает через второй инвертор 13, второй конъюнктор 15 и дизъюнктор 16 инвертированным , что позвол ет и в этом случае правильно определить момент снижени жидкости до приема насоса. Кроме того, предполагаетс , что элемент 17 индикации обладает пам тью, способной сохранить факт неправильной настройки датчика 1 усилий до момента устранени этого недостатка. Схемой 9 сравнени производитс сравt , - нение полученного значени т- с посто нной

Dt2

величиной, равной 1,1.

Если т- 1,1, то это означает, что насос

12

работает с полным заполнением и уровень жидкости в затрубном пространстве еще не снизилс до приема насоса. Поэтому в следующем цикле работы глубинного насоса продолжаютс аналогичные измерени ti

и t2, определение отношени г- и сравнение J его с посто нной величиной, равной 1,1.

Если же 7- 1,1, то схема 9 сравнени

12

вырабатывает сигнал, означающий, что возможно уровень жидкости в затрубном пространстве снизилс до приема насоса. Дл проверки достоверности с момента по влени первого сигнала о снижении уровн жидкости до приема насоса блок 3 управлени запускает счетчик 5 числа циклов работы насоса, и счетчик 6 числа циклов незаполнени насоса, подсчитывающий число циклов незаполнени насоса. Схема 7 совпадени сравнивает содержимое счетчика 6 числа циклов незаполнени насоса с содержимым счетчика 5 числа циклов работы насоса. В случае, если содержимое счетчика 6 числа циклов незаполнени насоса меньше содержимого счетчика 5 числа циклов работы насоса, то по вление сигнала о снижении уровн жидкости в затрубном пространстве до приема -насоса считаетс случайным и блок 3 управлени восстанавливает схему в исходное состо ние. Начинаетс новый цикл проверки.

0

5

0

5

В случае, если содержимое счетчика 6 числа циклов незаполнени насоса равно содержимому счетчика 5 числа циклов работы насоса, то на выходе схемы 7 совпадени вырабатываетс сигнал, который переключает выходной триггер 22, в результате через реле 23 блока 2 двигатель станка-качалки отключаетс от сети, производитс общий сброс и устройство переходит к выдержке

заданного времени накоплени жидкости. Задание времени накоплени жидкости осуществл етс объединенным разр дным двоичным счетчиком, который образуетс за счет объединени счетчика 4 длительности импульса датчика усилий, счетчика 5 числа циклов работы насоса и счетчика 6 числа циклов незаполнени насоса. На вход объединенного счетчика импульсы с частотой 50 Гц с выхода основного формировател 21 напр жени пропускаютс блоком 3 управлени . После подсчета объединенным двоичным счетчиком определенного числа импульсов.

соответствующих заданному времени накоплени жидкости, на выходе схемы 9 сравнени , св занной со счетчиком 4 длительности импульса датчика усилий, счетчиком 5 числа циклов работы насоса и счетчиком 6 числа циклов незаполнени насоса, вырабатываетс сигнал, который переключает выходной триггер 22 в исходное состо ние, а реле 23 осуществл ет запуск двигател станка-качалки, и цикл повтор етс .

(fluг. г

Up

(раг.З

К

Редактор М. Келемеш Заказ 1902/30

Составитель Э. Гинзбург

Гехред И. ВересКорректор В. Бут га

Тираж 586Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

фиг. 5

Claims

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ГЛУБИННОНАСОСНОЙ УСТАНОВКОЙ МАЛОДЕБИТНЫХ НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН по авт. св. № 603744, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено двумя инверторами, двумя конъюнкторами, дизъюнктором, элементом индикаций и дополнительными формирова- телем напряжения и схемой сравнения, входы которой соединены с соответствующими выходами блока памяти и делителя, а ее выход одновременно связан с входами первого инвертора, элемента индикации и одним из входов второго конъюнктора, другой вход последнего подключен к выходу второго инвертора, вход которого совместно с одним из входов первого конъюнктора связан с выходом дополнительного формирователя напряжения, своим входом соединенного с выходом фиксатора нулевого уровня, при этом другой вход и выход первого конъюнктора подключены соответственно к выходу первого инвертора и к одному из входов дизъюнктора, другой вход которого связан с выходом второго конъюнктора, выход дизъюнктора соединен с вторым входом блока управления, а второй выход делителя подключен к третьему входу блока памяти.

фиг.1 >