SU1504333A1

SU1504333A1 - Устройство дл обработки телединамограмм глубинно-насосных скважин

Info

Publication number: SU1504333A1
Application number: SU874334096A
Authority: SU
Inventors: Александр Владимирович Федяшин; Ширин Магеррам Оглы Османов
Original assignee: Специальное Конструкторское Бюро "Кибернетика" С Опытным Производством Института Кибернетики Ан Азсср
Priority date: 1987-11-30
Filing date: 1987-11-30
Publication date: 1989-08-30

Abstract

Изобретение относитс к нефтедобыче. Цель - повышение точности обработки за счет определени предаварийных ситуаций в работе глубинно - насосной скважины.Устройство содержит датчик 1 усили , фиксатор 2 нулевого уровн положительной части сигнала, фиксатор 3 нулевого уровн отрицательной части сигнала, счетчики 4 и 5, аналого-цифровой преобразователь 6, накапливающие сумматоры 7 и 8, блоки 9 и 10 делени , блок 11 вычитани , блоки 12, 17, 18 сравнени , элементы И 19 и 20, триггеры 13 и 21, блок 14 индикации, блок 15 установок и блок 16 управлени . Диагностируетс состо ние глубинно-насосного оборудовани путем определени усредненных значений положительной и отрицательной частей сигнала датчика 1 усили и сравнени их с заданными величинами при работе насоса. При включении устройства фиксируетс первое значение положительной части сигнала датчика 1 усили . Накапливаетс количество отсчетов положительной части сигнала в счетчике 4 и производитс накопление в сумматоре 7 значений напр жени положительной части сигнала U_I датчика 1 усили . Аналогично в счетчике 5 фиксируетс количество отсчетов N₂ отрицательной части сигнала, а в сумматоре 8 накапливаютс значени U_I. В блоках 9 и 10 делени вычисл ютс усредненные значени (U_*98Ж_Ф)_Ф И (U_IФ)_Ф. В БЛОКЕ 11 ВЫЧИТАНИЯ ФИКСИРУЕТСЯ ИХ РАЗНОСТЬ ΔU_Ф. ПОЛУЧЕННЫЕ ФАКТИЧЕСКИЕ ЗНАЧЕНИЯ СРАВНИВАЮТСЯ С НОМИНАЛЬНЫМИ ЗНАЧЕНИЯМИ БЛОКА 15 УСТАВОК. ПО РЕЗУЛЬТАТАМ СРАВНЕНИЯ СРАБАТЫВАЕТ ТРИГГЕР 13 ИЛИ 21, СВЯЗАННЫЙ С БЛОКОМ 14 ИНДИКАЦИИ. ПРИ ΔU_ф ≤ 0,5 ΔU_н и (U_иф)*98 0,8 U_н - обрыв штанги в колонне насосных труб. При ΔUρ≥ 1,1U_н - фонтанирование через насос. Применение устройства позвол ет вы вить предварительные неисправности и своевременно обеспечить безаварийную работу глубинно-насосоной установки. 6 ил.

Description

Содержимое накапливающего сумма- j тора 8 поступает на второй вход блока 10 делени в качестве делимого, на первый информационный вход которого поступает в качестве делител значени числа отсчетов N с выхода счет- 20 чика 5 (Ufj ) ; См2 : Сч2. Сигнал 1 с четвертого выхода в блока Ib управлени поступает на управл ющие входы блоков 9 и 10 делени ,

вает первый и второй блоки 12 и 17 сравнени , сигнал 1 с их выходов поступает на информационные входы первого элемента И 19. На его выход по вл етс 1, котора поступает н вход первого триггера 13. Одновреме ное выполнение указанных условий св детельствует об обрыве штанг (фиг.4 Если нагрузка на полированный шток измен етс на величину сил трени .

разреша проведение операции делени . 25 происходит обрыв. При обрьше штанг Результаты делени с вькодов блоков 9 и И) делени поступают на первый и второй входы блока 11 вычитани , на управл ющий вход которого поступав середине колонны и при обрыве штанг в скважлне с т желой нефтью д намограммы имеют узкие горизонтальные петли, лежащие ниже теоретическ линии веса штанг. Чем выше обрыв, тем меньше вес оставшейс части колонны штанг и тем ниже располагаетс динамограмма. С учетом отсчета от нулевой линии до линии теоретическо веса штанг и точного определени ме торасположени динамограммы при обрьше штанг фактическое среднее значен напр жени сигнала датчика усили п ходе штанг вниз может составл ть

с.п того выхода в блока 16

ет

управлени , разреша проведение

операции вычитани . В результате

чего J полученное значе 1ие Л л,

СГ Tt+«С i

и

U;

( -

поступает на первый вход первого блока 12 сравнени , на второй вход которого с первого выхода блока 15 уставок постз пает значение уставки Л ц (номинальное значение средней величины разности сигнала датчика 1 усили при ходе штанг вверх и вниз). Если на выходе первого блока 12 сравнени будет зафиксировано значение U 6 0,5Ьц , то сигнал логической 1 с выхода этого блока поступает на первые входы первого и второго элементов 19 и 20 И. На первые входы второго и третьего блоков 17 и 18 сравнени одновременно поступает с выхода второго блока 10 делени значение средней величины сигнала датчика 1 усили при ходе штанг вниз

Vli

41 () на вторые входы второго

и третьего блоков 17 и 18 сравнени с блока 15 уставок поступают значени

вает первый и второй блоки 12 и 17 сравнени , сигнал 1 с их выходов поступает на информационные входы первого элемента И 19. На его выходе по вл етс 1, котора поступает на вход первого триггера 13. Одновременное выполнение указанных условий свидетельствует об обрыве штанг (фиг.4), Если нагрузка на полированный шток измен етс на величину сил трени .

происходит обрыв. При обрьше штанг

в середине колонны и при обрыве штанг в скважлне с т желой нефтью ди- намограммы имеют узкие горизонтальные петли, лежащие ниже теоретической линии веса штанг. Чем выше обрыв, тем меньше вес оставшейс части колонны штанг и тем ниже располагаетс динамограмма. С учетом отсчета от нулевой линии до линии теоретического веса штанг и точного определени мес торасположени динамограммы при обрьше штанг фактическое среднее значение напр жени сигнала датчика усили при ходе штанг вниз может составл ть

0

5

(0,5-0,8) (

«г ,и0 ,5(

21U7

N,

Значение

) соответствует динамо0

N «

грамме при обрыве штанг на половине глубины подвески или почти посереди- не колонны (фиг.4в).

При выполнении условий NIМг

иГ ZuT

(I t

N

)ф i.KN .

-).

Л(р jt 0,5 „

срабатьшают блоки 12 и 18 сравнени , сигнал 1 с их выходов поступает на входы второго элемента И 20, на

его выходе по вл етс 1

котора

поступает на вход второго триггера 21. Одновременное выполнение указанных условий свидетельствует о фонтанном характере работы насоса (фиг.5).

- Когда подъем жидкости происходит а счет энергии пласта, то наблюдаетс естественное, или действительное фонтанирование насосных скважин. В этом случае и приемный и нагнетательный клапаны все врем открыты. Поэтому нагрузка на полированный шток как при ходе вверх, так и при ходе вниз определ етс только весом штанг и трением. Следовательно, насос не совершает никакой полезной работы, а площадь динамограммы равна работе, затраченной на преодоление сил трений Отличительной особенностью динамо- граммы вл етс отсутствие линий воспри ти и сн ти нагрузок. Очень большие количества свободного газа, поступающего в насос, в течение длисигналов на выходе триггеров 13 и 21 вызывает срабатывание блока 14 индикации.

Блок 16 управлени работает следующим образом.

Сигналы, поступившие на входы усилителей ограничителей 23 и 2А по первому а, и второму „ входам

блока 16 управлени усиливаютс и ограничиваютс до уровн 1. Таким образом, в течение положительной части сигнала датчика 1 усили на выхо;1е усилител -ограничител 23 присутствует 1, на выходе усилител - ограничител 24 - О. В течение отрицательной части сигнала датчика 1 усили на выходе усилител -ограничител 23 присутствует О, а на

выходе усилител -ограничител 24 - 1. Сигнал с выхода усилител -ограничител 23 одновременно поступает на входы элементов И 26 и 28. Сигнал с выхода усилител -ограничител

тельного времени полностью парализуют 25 24 поступает на вход п того элеменработу клапанов, и насос работает как фонтанный лифт. Кратковременные бурные фонтанные выбросы чередуютс с редкими периодами более или менее нормальной работы насоса и длительными периодами полного срыва подачи. Контур динамограммы изображаетс в виде узкой горизонтальной петли, лежащей несколько вьщ1е теоретической линии веса штанг в жидкости, так как штанги наход тс в сильно газированной среде, вследствие чего станов тс т желее, что может составл ть

(1.1 - 1.4).()„. Nt

-иг

Причем 1,1- ()ц - в тех слуWrt

Выходы дешифратора 30 с второг по (п-1)-й подключены к входам эл мента ИЛИ 29, 1 с выхода которо поступает на один из входов элеме И 25, разреша прохождение сигнал

ча х, когда наблюдаетс естественное генератора 22 тактовой частоты на

Хи

1.4 (--)«

г

фонтанирование (фиг.5а) ,

в тех случа х, когда наблюдаетс полуфонтанный характер работы насоса (фиг.56).

Далее, с задержкой времени, необходимой дл срабатывани блоков 12, 17 и 18 сравнени и элементов И 19 и 20 с шестого выхода в блока 16 управлени на управл ющие входы триггеров 13 и 21 поступает 1, разреша переход каждого триггера в состо ние , соответствующее сигналу, присутствующему на их входах. По вление

50

55

входы элементов И 26 и 27.

Во врем прохождени положител ной части сигнала датчика 1 усили 1 с выхода усилител -ограничител

23разрешает прохождение сигналов ге ратора 22-тактовой частоты через чет тый элемент И 26 и передаетс на перв выход в, блока 16 управлени .

Во врем прохождени отрицатель ной части сигнала датчика I усили 1 с выхода усилител -ограничител

24разрешает прохождение сигналов генератора 22 тактовой частоты чер

0

5

0

та И 27. При наличии на выходе таймера 32 сигнала 1, он поступает на вход третьего счетчика 31 через элемент И 28. Третий счетчик 31 и дешифратор 30 образуют распределитель импульсов. При этом выходы дешифратора 30 вл ютс выходами распределител импульсов, а вход третьего счетчика 31 - входом распределител импульсов. Сигнал с первого выхода дешифратора 30 через четвертый элемент 36 задержки подаетс на третий выход BJ блока 16 управлени .

Выходы дешифратора 30 с второго по (п-1)-й подключены к входам элемента ИЛИ 29, 1 с выхода которого поступает на один из входов элемента И 25, разреша прохождение сигналов

генератора 22 тактовой частоты на

входы элементов И 26 и 27.

Во врем прохождени положительной части сигнала датчика 1 усили 1 с выхода усилител -ограничител

23разрешает прохождение сигналов генератора 22-тактовой частоты через четвертый элемент И 26 и передаетс на первый выход в, блока 16 управлени .

Во врем прохождени отрицательной части сигнала датчика I усили 1 с выхода усилител -ограничител .

24разрешает прохождение сигналов генератора 22 тактовой частоты через

элемент И 27 и передаетс на второй выход в блока 16 управлени .

После поступлени сигнала другого вида с выхода усилител -ограничител 23 на п-м выходе дешифратора 30 по вл етс 1, а на выходе элемента ИЛИ 29 сигнал О, так как на всех его входах присутствует О, При этом запрещаетс прохождение импульсов генератора 22 тактовой частоты через элемент И 25. Сигнал 1 с п-го выхода дешифратора 30 включает таймер 32, на выходе которого на определенное заранее заданное врем (в данном устройстве Т 1 ч), по вл етс О, запрещающий работу устройства. Кроме того, 1 с п-го выхода дешифратора 30 обнул ет третий счетчик 31 и через первый элемент 33 задержки поступает на четвертый выход в блока 16 управлени . Сигнал 1 с п-го выхода дешифратора 30 через элементы 33 и 34 задержки подаетс на п тый выход в блока 16

управлени , а через элементы

33 - 35

задержки подаетс на шестой выход Eg блока 16 управлени . Обнулением третьего счетчика 31 после выработки необходимых выходных сигналов блока 16 управлени дешифратор 30 приводит с в нулевое состо ние. На его первом выходе имеетс сигнал 1, кото- рьй передаетс на третий выход в блока 16 управлени (п n + 1), т.е устройство подготовлено дл последующей обработки значени поступающего сигнала датчика 1 усили в случае выдержки заданного времени останова Тр 1 ч. Но истечении заданного времени I выходе таймера 32 по вл етс 1 и все описанные процессы повтор ютс .

Таким образом, устройство определ ет среднее значение положительной и отрицательной частей сигнала датчика усили и по результатам сравнени с заранее заданными величинами предварительные ситуации работы глубинно-насосных скважин, оборудованных штанговыми насосами.

Claims

Формула изобретени

Устройство дл обработки теледи- намограмм глубинно-насосных скважин, содержащее датчик усили , фиксаторы нулево1 о уровн положительной и отрицательной части сигнала, первый

0

5

0

5

0

5

0

5

О

5

и второй счетчики, аналого-цифровой преобразователь, первый и второй накапливающие сумматоры, первый и второй блоки делени , блок вычитани , первый блок сравнени , первый триггер, блок уставок, блок индикации и блок управлени , причем выход датчика усили подключен к входу аналого-цифрового преобразовател и входам фиксаторов нулевого уровн положительной и отрицательной частей сигнала, выходы которых соответственно соединены с первым и вторым входами блока управлени , первый выход которого подключен к входу первого счетчика и первому входу первого накапливающего сумматора, второй вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразовател и вторым входом второго накапливающего сумматора, управл ющий вход которого Соединен с управл ющими входами первого накапливающего сумматора, первого и второго счетчиков и третьим выходом блока управлени , второй выход которого подключен к первому входу второго накапливающего сумматора и входу второго счетчика, выход которого соединен с первым входом второго блока делени , второй вход которого подключен к выходу второго накапливающего сумматора, управл ющий вход соединен с четвертым выходом блока управлени и управл ющим входом первого блока делени , первьш и второй входы которого соответственно подключены к выходу первого счетчика и выходу первого накапливающего сумматора , выход соединен с первым входом блока вычитани , второй вход которого подключен к выходу второго блока делени , выход соединен с первым входом первого блока сравнени , второй вход которого подключен к первому выходу блока уставок, при этом п тый и шестой выходы блока управлени соответственно соединены с управл ющим входом блока вычитани и управл - юшлм входом первого триггера, выход которого подключен к первому входу блока индикации, отличающеес тем, что, с целью повьпвени точности обработки за счет определени предаварийных ситуаций в работе глубинно-насосной скважины, оно снабжено вторым и третьим блоками сравнени , первым и вторым элементами И, вторым триггером,причем второй вход

второго блока сравнени соединен с вторым выходом блока уставок, третий выход которого подключен к второму входу третьего блока сравнени , первьй вход которого соединен с выходом второго блока делени и первым входом второго блока сравнени , выход которого подключен к второму входу первого элемента И, выход которого соединен с входом первого

01 .Г7Г1

Фиг. 2

а

.,

г /

гл г г.

фиг 3

триггера, первый вход подключен к выходу первого блока сравнени и первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом третьего блока сравнени , выход подключен к входу второго триггера , управл ющий вход и выход которого соответственно соединены с шестым выходом блока управлени и вторым входом блока индикации.

/

сриёЛ

фиг 5 2