SU1571228A1 - Устройство дл измерени дебита скважины - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к добыче нефти. Цель - повышение точности измерени  дебита. Устройство содержит станок-качалку с электроприводом, глубинный насос, преобразователь 2 мощности, датчик 15 давлени , датчик 18 положени  кривошипа станка-качалки, ключи 13, 16, блок 19 управлени , формирователи 14, 17 импульсов по мощности и давлению, блок 20 обработки, выполненный в виде двух калькул торов. Датчик 18 через блок 19 открывает ключи 13, 16 в нижнем положении кривошипа и закрывает в верхнем. За определенный промежуток времени ведут подсчет нормируемых импульсов на калькул торах. Процесс повтор етс  дл  нескольких циклов качани  насоса. Поднимают давление на устье путем закрыти  задвижки. Повтор ют процесс измерени  в течение того же количества циклов. Результаты фиксируютс  оператором. Последний на одном из калькул торов выполн ют дебит как частное от делени  приращений мощности и давлени  с нормирующими коэффициентами. Применение устройства позвол ет повысить оперативность получени  информации о дебите скважинной установки. 4 ил.

Description

Изобретение относитс  к добыче ефти и может быть использовано дл 

измерени  дебита скважин, оборудованных глубинными штанговыми насосами с приводом от станков-качалок.

Цель изобретени  - повышение точ- н|ости измерени  дебита.

На фиг. 1 представлена схема скпа- Ж;ины, оборудованной штанговым глу- инным насосом; на фиг. 2 - диаграмму мощности и давлени  при двух режи- йах работы; на фиг. 3 - структурна  Схема устройства; на фиг, 4 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство состоит из глубинного фтангового насоса 1, насосных штанг Ј, насосных труб 3, станка-качалки 4. асос 1 состоит из цилиндрического сорпуса 5, плунжера 6, приемного и Нагнетательного клапанов 7 и 8. Ка- tocHbie штанги 2 представл ют собой ётальные стержни круглого сечени  Ј утолщенными концами с резьбой и участками с квадратным сечением дл  захвата ключом. Верхн   коайн   штанга соедин етс  с устьевым штоком 9, который имеет полированную поверхность . Привод станка-качалки 4 осуществл етс  от электродвигател  1 О и управл етс  от станции 11 управлени  .

Электронна  часть устройства состоит из статического преобразовател  12 мощности с трансформаторами тока и напр жени , первого ключа 13, первого формировател  14 нормируемых импульсов, датчика 15 устьевого давлени , второго ключа 16, второго формировател  17 нормируемых импульсов , датчика 18 положени  кривошипа станка-качалки 4, блока 19 управлени  и блока 20 обработки.

Входы статического преобразовател  12 мощности предназначены дл  под0

5

0

5

0

5

0

5

ключени  соответственно через трансформаторы тока и напр жени  к одной из фаз силовой сети электродвигател  10, Его выход соединен с входом первого ключа 13, выход которого подключен к входу первого формировател 

14импульсов. Первый и второй выходы последнего соединены соответственно с первым и вторым входами блока

20 обработки, третий вход подключен к первому выходу блока 19 управлени , вход которого соединен с выходом датчика 18 положени  кривошипа станка-качалки, второй выход подключен к управл ющему входу первого ключа 13, третий выход соединен с управл ющим входом второго ключа 16. Вход его подключен к выходу датчика

15устьевого давлени , выход соединен через второй формирователь 17 импульсов с четвертым входом блока 20 обработки,

Формирователь 14 содержит схему формировани  нормируемых импульсов как по положительному значению мощности , так и по отрицательному. Формирователь 17 содержит аналогичную схему, но только по положительному значению давлени . Формирователи 14 и 17 включают интегратор, компаратор , ждущий мультивибратор, ключ и реле (не показано). Блок 19 управлени  содержит триггер, предназначенный дл  управлени  ключами 13 и 16. Блок 20 обработки выполнен в виде двух калькул торов.

Устройство работает следующим образом . 1

Производительность установки пропорциональна работе, совершаемой электродвигателем 10 привода на устьевом штоке 9. Показателем этой работы  вл ютс  активна  мощность и давление развиваемое насосом 1 на

51

устье скважины. В данном устройстве производительность установки равна

« -4-AVA t1--- - Ь т/сут

АР

ср.ц.хв

где ДР

ср, кв.

&Рср. ч. хв

И

средн   разностна  мощность за период хода устьевого штока вверх, кВт; среднее разностное давление на устье скважины при ходе устьевого штока вверх кгс/см2;

удельный вес жидкости в поверхностных услови х , т/м ;

432 - посто нный коэффициент .

Ка фиг. 2 показаны диаграммы а,о мощности и давлении при двух различных режимах работы установки и значени  величин, вход щих в формулу. Указанное устройство служит дл  измерени  и представлени  в цифровой форме величин приращени  мощности Д Р и давлени  Др за период хода устьевого штока 9 вверх при двух различных режимах работы установки, отличающихс  давление на устье.

После включени  устройства в работу датчик 18 положени  кривошипа станка-качалки в момент начала хода устьевого штока 9 вверх через блок 19 открывает ключи 13 и 16. Одновременно начинают формироватьс  импульсы по мощности и давлению, подсчет которых ведетс  в блоке 20. При достижении устьевым штоком 9 верхнего положени , датчик 18 положени  закрывает ключи 13 и 16. При следующем цикле качани  станка-качалки 4 подсчет импульсов повтор етс . Цикл измерени  занимает 10-15 циклов качани . Затем прикрываетс  задвижка на устье скважины до величины, пока давление на устье не поднимаетс  примерно в два раза. После этого процесс измерени  повтор етс  в течение того же числа циклов, что и при нормальном давлении на устье. .

После этого на калькул торе по заданной программе производитс  вычисление дебита путем делени  разностного значени  нормируемых импульсов по мощности, полученных при разных давлени х на устье, на разностное значение нормируемых импуль571228°

ч сов по давлению, полученных также при различных давлени х на устье, а также умножение результата делени  на удельный вес жидкости в поверхностных услови х, на посто нный коэффициент, равный 432, и коэффициент трансформации трансформаторного

тока

5

0

5

0

5

0

0

5

0

5

432 (М2 - Ml ) K-m .,,

Q ч т/сут

где Ml число нормируемых импульсов по мощности при номинальном давлении, имп; М2 - число нормируемых импульсов по мощности при повышенном давлении, имп;

81- число нормируемых импульсов по устьевому давлению при его номинальном значении , имп;

82- число нормируемых импульсов -по устьевому давлению при его повышенном значении , имп;

m - масштабный коэффициент по мощности, кВт;

п - масштабный коэффициент им/ z пульса по давлению, кгс/см ;

удельный вес поднимаемой жидкости в поверхностных услови х, т/м .

Рассмотрим работу устройства в соответствии с временной диаграм- мой (фиг. 4). На графике а показан характер изменени  выходного напр жени  с преобразовател  12 мощности во врем  хода устьевого штока. На графике b показан характер работы датчика 18 положени , когда в момент времени t в начале хода устьевого штока 9 вверх формируетс  импульс, который включает триггер блока 19. Работа триггера показана на графике &. После срабатывани  триггера начинаетс  интегрирование с формированием нормируемых импульсов, которые заканчиваютс  в моменты времени tg, tij., tg, а при по влении отрицательного напр жени  с преобразовател  12 мощности - в моменты времени t7, tg. В эти же моменты времени формируютс  импульсы, предназначенные дл  счета (график е ). Результат работы первого микрокалькул тора представлен на графикеж. С момента времени- ty no tg, когда устьевой шток 9 идет вниз, срабатывает датчик 18

положени , от которого триггер при- ходит в исходное состо ние, и подача напр жени  от преобразовател  12 мощности и датчика 15 давлени  прекращаетс . Процесс интегрировани  возобновл етс  вновь в момент времени t,, когда вновь срабатывает датчик 18 положени . Этот процесс повтор етс  несколько раз. Аналогичным образом работает система интегрировани  и регистрации напр жени , идущего от датчика 15 давлени . Этот процесс отражен на графиках V, U , К, Л .

На графике   показано изменение напр жени , идущего с датчика 15 давлени  в период хода устьевого штока вверх. На графике ц показана работа формировател  17 импульсов, а на графике К - счетные импульсы. Результат работы второго микрокалькул тора представлен на графике А.

Результаты работы микрокалькул торов фиксируютс  оператором. Затем на одном из них по указанной формуле определ етс  дебит.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  дебита скважины, оборудованной станком-качалкой с приводом, кривошипом и штанговым глубинным насосом, электродвигателем привода станка-качалки,

   5

   0

   5

   0

   5

   включающее датчик устьевого давлени  и блок управлени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени  дебита, оно снабжено статическим преобразователем мощности с трансформаторами тока и напр жени , первым и вторым ключами, датчиком положени  кривошипа станка-качалки, первым и вторым формировател ми нормируемых импульсов , причем входы статического преобразовател  мощности предназначены дл  подключени  соответственно через трансформаторы тока и напр жени  к одной из фаз силовой сети электродвигател  привода, выход соединен с входом первого ключа, выход которого подключен к входу первого формировател  нормирующих импульсов, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами блока обработки, третий вход которого подключен к первому выходу блока управлени , вход которого соединен с выходом датчика положени  кривошипа станка-качалки, второй выход подключен к управл ющему входу первого ключа, третий выход соединен с управл ющим входом второго ключа, вход которого подключен к выходу датчика устьевого давлени , выход соединен через второй формирователь нормирующих импульсов с четвертым входом блока обработки.

   Фаг 1

   Л н

   SSSS3SS

   Рун 7,9 нас/см2

   I Xoff ус/ ьевого ш/пома

   гЩ

   К

   фиг. 2

   Of

   ллл

   t I-д Я 1|--в-a-i H

   N ...

   /71fe f5

   IтT iif88 p, Ј

   s АЛЛ

   t,s

   r-rs

   t

   9

   t,s

   «f t

   L

   t,s