(54) АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТБЮ ГАЗОВЫХ СКЬАЖИН шлейфах газовых скважин; m (по числу регулируемых скважин) блоков ограничени и регул тор давлени , подключенный первым входом к газосборному коллектору , а выходом к блокам ограничени сигнала , св занным с вторым входом регул торов расхода регулируемых скважин; п-m ручных задатчиков, подключенных к вторым входам регул торов расхода базовых скважин 2. При изменении отбора газа из коллектора давление в нем отклон етс от наперед заданного значении. Главный регул тор давлени воспринимает это отклонение и автоматически через блоки ограничени сигнала измен ет задание всем регул торам расхода . Последние, воздейству на свои исполнительные механизмы, измен ют производительность газовых скважин до тех пор, пока давление в газосборном коллекторе не восстановитс до заданного значени . 3 тех случа х, когда пластовое давление низкое и не позвол ет достичь заданного максимально допустимого давлени , в газосборном коллекторе на входе главного регул тора давлени всегда остаетс величина разбаланса. Она преобразуетс регул торо.м по пропорционально-интегральному закону в выходной сигнал, величина которого дости гает пре/1ельного значени и всегда превыщае .т значение сигналов, пропорциональных максимально допустимым производительност м газовых скважин. Поэтому блоки ограниТени не пропускают выходной сигнал главного регул тора давлени : на их выходах остаютс сигналы , пропорциональные максимально допустимым производительност м скважин. Эти сигналы проход т (как задание.) на вход регул торов расхода. Регул торы расхода , воздейству на исполнительные механизмы , открывают их полностью (на тех скважинах, на которых производительность не достигает максимально допустимого значени ) либо до такой величины, при которой производительность скважины равна максимально допустимому значению. Если на производительность скважины налагаютс двусторонние ограничени вида q. q. , где qi. и q - минимально и максимально допустимые производительности скважины, то такой режим их работы вл етсЯ оптимальным, так как обеспечивает наибольщее давление в газосборном коллекторе . Ограничени вида неравенства q. q q. налагаютс на производительность скважины при газовом режиме эксплуатации месторождени . При водонапорном режиме , который характерен дл больщинства газовых и газоконденсатных месторождений , на производительность некоторых скважин , например расположенных в приконтурной зоне, налагаютс ограничени в виде строгих равенств q. qP, где q - производительность j-ой скважины, определ ема геологической службой газодобывающего предпри ти из услови обеспечени заданного закона продвижений воды в газовую залежь. Скважины, производительность которых должна поддерживатьс посто нной, называютс базовыми, а скважины, производительность которых может измен тьс в заданных двусторонними ограничени ми пределах , - регулируемыми. Дл автоматического поддержани посто нной производительности базовых скважин в описываемой системе соответствующие блоки ограничени сигнала замен ютс ручными задатчиками, при помощи кото ,рых регул торами расхода устанавливаютс задани q- qP. Регул торы расхода, воздейству на свои исполнительные механизмы , поддерживают производительность скважин на заданном значении. При этом, однако, возможны случаи, когда из-за высокого давлени в газосборном коллекторе, обеспечиваемого такой системой, производительность некоторых базовых скважин не достигает требуемой величины q- qP даже при полностью открытых исполнительных механизмах. Это означает, что одно из основных условий задачи оптимального управлени будет нарущено и, следовательно, система не будет выполн ть свои функции. Дл устранени указанного влени необходимо определить и установить такое задание главному регул тору, при котором выполн лись бь1 услови q q. q. , a давление в коллтеторё бы максимальным. Величина этого давлени зависит от гидравлических характеристик элементов газосборной сети и пластового давлени , которые случайным образом измемен ютс во времени. Поэтому заданное максимальное значение давлени должно непрерывно корректироватьс . В известной системе пе предусмотрена автоматическа коррекци заданного значени давлени . Ручное изменение заданного значени выполн етс только периодически . Это приводит к нарущению оптимального функционировани системы управлени в промежутках между коррекцией, т. е. к понижению ее надежности. Целью изобретени вл етс повышение надежности функционировани автоматической системы оптимального управлени производительностью газовых скважин. Цель достигаетс тем, что автоматичес а система снабжена устройством селектировани , корректирующим регул тором и амплитудным ограничителем, при этом входь1 устройства селектировани подключены к выходам регул торов расхода базовых скважин, а выход устройства селектировани подключен к второму входу регул тора давлени через последовательно соединенные корректирующий регул тор и амплитудный ограничитель. На чертеже показана принципиальна схема предлагаемой системы управлени . Система включает в себ п (по числу регулируемых скважин 1 и базовых скважин 2) регул торов 3 расхода газа, подключенных первым входом к датчикам 4 расхода газа, а выходом к исполнительным механизмам 5, установленным на шлейфах 6 газовых скважин; m (по числу регулируемых скважин 1) блоков 7 ограничени сигнала и регул тор 8 давлени , подключенный первым входом к газосборному коллектору 9, а выходом к блокам 7 ограничени сигнала , св занным с вторым входом регул торов 3 расхода регулируемых скважин 1; п-m ручных задатчиков 10, подключенных к вторым входам регул торов 3 расхода базовых скважин 2; устройство 11 селектировани , входы которого св заны с выходами регул торов 3 расхода базовых скважин 2, а выход подключен к корректирующему регул тору 12; амплитудный ограничитель 13, вход которого св зан с корректирующим регул тором 12, а выход - с вторым входом регул тора 8 давлени . К газосборному коллектору 9 подключена установка 14 подготовки газа (или дожимна компрессорна станци ). Автоматическа система работает следующим образом. В соответствии с задачей оптимального управлени давление в газосборном коллекторе 9 должно быть максимальным, но не больше допустимого значени , определ емого прочностной характеристикой коллектора , при этом производительности скважин не должны выходить за допустимые пределы . Заданное значение давлени вводитс в регул тор 8 корректирующим регул тором 12 через амплитудный ограничитель 13. Последний настраиваетс так, что сигнал от корректирующего регул тора 12 проходит на вход регул тора 8 давлени без изменений только в том случае, если он . не превышает величину, соответствующую допустимому давлению. В противном случае на входе амплитудного ограничител остаетс сигнал, соответствующий допустимому давлению. Таким образом, задание регул тору 8 давлени может измен тьс только в допустимых пределах. При изменё нии отбора газа установкой 14 подготовки газа (или компрессорной станцией ) давление в газосборном коллекторе 9 отклон етс от заданного значени . Величина разбаланса преобразуетс регул тором 8 давлени по пропорционально-интегральному закону в сигнал, который через блоки 7 ограничени сигнала поступает как задание на второй вход регул торов 3 расхода регулируемых скважин 1. Эти регул торы , сравнива текущее значение производительности соответствующей скважины, измеренное датчиком 4 расхода, с заданным значением, воздействует на свои исполнительные механизмы 5 до тех пор, пока суммарна производительность скважин не восстановит давление в газосборном коллекторе 9 до .заданного значени . При этом производительность регулируемых газовых .скважин 1 можех измен тьс только в допустимых пределах, что обеспечиваетс блоками 7 ограничени сигнала, которые на второй вход регул торов 3 расхода пропускают только допустимую величину задани . Регул торы 3 расхода базовь х скважин 2 поддерживают производительность последних посто нной. Заданное значение производительности базовых скважин устанавливаетс ручными задатчиками 10. Регул тора 3 расхода базовых скважин 2 надежно выполн ют свои функции стабилизации производительности только в том случае , если давление в газосборном коллекторе 9 не превышает некоторого значени , которое можно назвать опорным. Если давление в газосборном коллекторе 9 больше опо)ного , то хот бы один из регул торов .3 расхода базовых скважин может полностью открыть исполнительный механизм 5, а производительность скважины не достигает (ичза противодавлени со стороны газосборного коллектора 9) заданного значени , т.о. условие q- q не выполн етс . Дл исключени такой ситуации в систему управлеЕш введены устройство 11 селектировани и корректирующий регул тор 12. Устройство селектировани из всех сигналов, поступающих, на его вход от регул торов 3 расхода базовых скважин 2 н характеризующих степень открыти соответствующего исполнительного механизма 5. пропускает на выход наибольший. Этот сигнал , характеризующий величину проходного сечени исполнительного механизма 5 с наибольшим открытием, поступает на вход корректирующего регул тора 12. Последний сравнивает значение сигнала с заданным и отрабатывает пропорционально-интегральное задающее воздействие, которое через амплитудный ограничитель 15 поступает на второй вход регул тора 8 давлени . Заданное значение проходного сечени испОлнительного м:еханизма 5 с наибольшим открытием устанавливаетс на корректирующем регул торе 12 при помощи встроенного ручного задатчика. Количественно оно близко к значению максимально возможной степени открыти . Если текущее значение проходного сечени иcпoлlIитfev ьнoгo механизма 5 с наибольшим открытием больше заданного, корректирующий регул тор 12 через амплитудный ограничитель 13 уменьшает заданное значение давлени регул тору 8. В результате давление в газосбор- . ном коллекторе 9 ум еньшаетс так, что регул тор 3 расхода базовой скважины 2 с наибоЛ:БШИМ открытием исполнительного механизма 5 стабилизирует производительность этой скважины на заданном значении. 1Тр ёШ Г откр йт1Я и;егГОЛнитшкногО- механизма 5, близкой к максимальной (на - гГрйдар Прй использовании пневматических регул торов с унифицированным выходным 0,,0 кгс/см), заданна сте -ЯШ бтКрНтй: м6жёт Ьпредёл ь1: давлёнием 0,99 кгс/см, т. е. будет близка к максимальной (1,0 кгс/см2). Производитель: ,ность других базовых скважин ри этом поддерживае-Гс их регул торами расхода на заданныхзначени х при меньших открыти х исполнительных механизмов 5. Если текущее значение проходного сечени исполнительного механизма 5 с наибольшим открытием меньше заданного, токорректирующий регул тор 12 увеличивает заданное значение давлени регул тору 8. Последний, воздейству на регул торы 3 расхода регулируемых скважин 1, увеличивает давление в газосборном коллекторе 9. При этом производительность базовых скважин 2 начинает уменьшатьс . Регул торы 3 расхода базо твБгх гкважин открывают свои исполнйтельные механизмы 5 с целью поддержани заданной производительности. Процесс изменени задани регул тору 8 давлени , а СбОт етствекно, и- открыти исполнительных механизмов 5 базовых скважин 2 про Должаете до тех пор, пока текущее значениепроходного сечени исполнительного механизма 5 с наибольшим открытием не станет равным заданному, т. е. близким к ЖаксималЬно возможному. Большее значение давлени в газосборном коллекторе 9 недопустимо, так как в этом случаехот бы один из исполнительных механизмов ба зовнх С кважйк поЛностыб открь ваетс , а производительность соответствующей сква жййы неДостйгаёт заДанного значени . Таким образом, корректирующий регул 1юр 12 УСтанавливаёт такое задание регул тору 8 давлени , при котором хот бы одЯИ из исполнительных механизмов 5 регул торов 3 расхода базовых скважин 2 выходит в положение, близкое к полному открытию, поддержива заданную производительность соответствующей скважины. Производительность остальных скважин при этом находитс в области допустимых значений , а давление в газосборном коллекторе 9 достигает наибольшей величины. Такой режим вл етс субоптимальным. Степень приближени этого рёжи матеоптимальному определ етс разностью между максимальным значением проходного сечени исполнительного механизма 5 с наибольшим открытием и значением, задаваемым корректирующему регул тору 12. Если эта разность не превышает 1% (0,99 кгс/см относительно 1,0 кгc/cм), режим можно считать оптимальным . Выходной сигнал корректирующего проггорционально-интегрального регул тора 12 может оказатьс больше значени , характеризующего максимально допустимое давление в газосборном коллекторе 9. В этом случае амплитудный ограничитель 13 его не пропускает. На выходе амплитудного ограничител 13 остаетс сигнал, пропорциональный максимально допустимому давлению в газосборном коллекторе 9. Регул тор 8 поддерживает указанное давление. Поскольку пройзводительности всех скважин .при этом наход тс в области допустимых значений, а давление вл етс наибольшим, такой режим также оптимальный. Технико-экономическое преимущество предлагаемой автоматической системы по сравнению с известной 2 состоит в том, что она обеспечивает автоматическое определение и поддержание максимального давлени в газосборном коллекторе. Благодар этому отпадает необходимость в затратах труда на периодический расчет и изменение заданного значени давлени регул тору 8, а также повйщаетс надёжность функционировани системы, так как оптимальный режим выдерживаетс непрерывно, независимо от изменени гидравлических характеристик элементов газосборной сети и пластового давлени . Экономический эффект от использовани предложенной системы может быть получен газодобывающим предпри тием. Источниками эффективности вл ютс уменьшение трудозатрат на расчет и установку заданного значени давлени регул тору 8, а также увеличение добычи углеводородного конденсата (есЛи газ со скважин поступает на установку подготовки газа) или уменьщение энергозатрат на компримирование газа (если газ соскважин поступает на дожимную компрессорную станцию). Вторым источником эффективности вд ётс г увеличенке давлени в газосборном кoллeкtope в среднем на 1-2 кгс/см. Увеличение давлени получают в результате автоматической непрерывной коррекции заданного значени давлени . Увеличение давлени газа на 1 кгc/cм на входе в компрессорную станцию позвол ет уменьшить энергозатраты на 5-10%. На дожймных компрессорных станци х примен ютс в основном газотурбинные перекачивающие агрегаты, использующие в качестве энергии тепло сжигаемого топливного газа. Расход топливного газа сос.тавл ет примерно 0,5-0,6% от количества перекачиваемого газа. Таким образом, использование предлагаемой системы на газовых месторождени х с дожимной компрессорной станцией может дать экономию топ,