Устройство для автоматического управления глубиннонасосной установкой малодебитных нефтяных скважин

Устройство для автоматического управления глубиннонасосной установкой малодебитных нефтяных скважин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Р 04 В 47/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 37 94552/25-06 (22) 25.09.84 (46) 07.03.86. Бюп. № 9 (71) Институт кибернетики AH АЗССР (72) А.И. Кондалев, Ю,А. Махмудов, А.N. Елисеенко и Ы.А. Мехтиев (53) 621 ° 651 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 603744, кл. E 21 В 47/12, 1975.

Авторское свидетельство СССР № 840324, кл. Е 21 В 47/12, 1979. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ГЛУБИННОНАСОС—

НОЙ УСТАНОВКОЙ МАЛОДЕБИТНЫХ НЕФТЯ-НЫХ СКВАЖИН, содержащее датчик усилия, блок включения-отключения электродвигателя установки, один из входов которого подключен к выходу первой схемы сравнения, один вход которой связан через блок изменения времени накопления.с одним из выходов блока управления, а другой одновременно с одним из входов блока памяти — с выходом счетчика времени накопления, подключенного входом к другому выходу блока управления, к одному из входов которого подключен выход формирователя напряжения, счетчик времени откачки и вычитающий счетчик, вторую схему сравнения и делитель, выход которого связан с одним из входов второй схемы сравнения, а один из входов — с третьим выходом блока управления, четвертым выходом подключенного к одному из входов вычитающего счетчика, другой вход которого подключен к одному из выходов блока памяти, причем третий

„„80„„1216428 А вход вычитающего счетчика связан с выходом счетчика времени откачки, вход которого подключен к пятому выходу блока управления, шестым выходом подключенного к другому входу блока памяти, третий вход которого связан с вторым выходом вычитающего счетчика, а второй вход делите ля подключен к другому выходу блока памяти, третий выход которого связан с одним из входов схемы сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности определения начального момента незаполнения насоса жидкостью, оно снабжено дополнительной схемой сравнения, автокоррелятором, блоком нахождения минимума и счетчиком продолжительности интервала времени между минимумом, выход которого одновременно связан с четвертым входом блока памяти и одним из входов дополнительной схемы сравнения, другой вход последней подключен к четвертому выходу блока памяти, пятым входом связанного с выходом автокоррелятора, первый вход которого подключен к выходу датчика усилия, при этом третий вход блока управления связан с выходом блока нахождения минимума, входы которого соответственно подключены к пятому выходу блока памяти и одновременно с пятым входом блока памяти к выходу автокоррелятора, а вход дополнительной схемы сравнения связан с вторым входом блока включенияотключения электродвигателя установки, в то время как вход счетчика продолжительности интервала време1216428

Q0 ни между минимумами подключен к седьмому выходу блока управления, Изобретение относится к области нефтедобычи, в частности к устройствам для автоматического управления глубиннонасосных установок малодебитных нефтяных скважин, и может быть использовано в нефтяной промышленности при эксплуатации скважин в режиме периодической откачки пластовых жидкостей.

Цель изобретения — повышение достоверности определения начального момента незаполнения насоса жидкостью

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для автоматического управления глубиннонасосной установкой малодебитных нефтяных скважин, на фиг.2 — сигнал датчика усилия при заполнении насоса и его автокорреляционная функция, на фиг.3 — 20 то же, при незаполнении насоса и его автокорреляционная функция.

На фиг. 2 и 3 обозначено 1p 1- — сигнал датчика усилия, Р„(,t) — автокорреляционная функция сигнала 25 датчика усилия; Т вЂ” длительность одного периода работы глубиннонасосной установки; а — смещение между минимумами двух автокорреляционных функций, соответствующих случаям заполнения и незаполнения насоса жидкостью.

Устройство для автоматического управления глубиннонасосной установкой малодебитных нефтяных скважин содержит датчик 1 усилия, блок 2 включения-отключения электродвигателя установки, один из входов которого подключен к выходу первой схемы 3 сравнения, один вход которого связан через блок 4 изменения времени накопления с одним из выходов блока 5 управления, одновременно с одним из входов блока 6 памяти, с выходом счетчика 7 времени накопления, подклювосьмой вход которого связан с вторым входом автокоррелятора. ченного своим входом к второму выходу блока 5 управления, к одному из входов которого подключен выход, формирователя 8 напряжения. Устройство также содержит счетчики времени откачки 9 и вычитающий 10, вторую схему 11 сравнения и делитель

12. Выход делителя 12 связан с одним из входов, второй схемы 11 сравнения, а один из его входов подключен к третьему выходу блока 5 управления, своим четвертым выходом подключенного к одному из входов вычитающего счетчика 10, второй вход которого подключен к одному из выходов блока 6 памяти, причем третий вход вычитающего счетчика

10 связан с выходом счетчика 9 времени откачки, вход которого подключен к пятому выходу блока 5 управления, своим шестым выходом подключенного к второму входу блока 6 памяти, третий вход которого связан с вторым выходом вычитающего счетчика 10, а второй вход делителя 12 подключен к второму выходу блока 6 памяти, третий выход которого связан с одним из входов второй схе- мы 11 сравнения.

Устройство снабжено дополнительной схемой 13 сравнения, автокорре$IHTopoM 14, блоком 15 нахождения минимума и счетчиком 16 продолжительности интервала времени между минимумами, ВыхОд KQTopoI О ОднОвременно связан с четвертым входом блока 6 памяти и одним из входов дополнительной схемы 13 сравнения, второй вход последней подключен к четвертому выходу блока 6 памяти, своим пятым входом связанного с выходом автокоррелятора 14, первый вход которагo подключен к выходу датчика 1 усилия. При этом третий вход блока 5 управления связан с выходом блока 15 нахождения миниму1216428 ма, входы которого соответственно подключены к пятому выходу блока 6 памяти и одновременно с пятым входом блока 6 памяти к выходу автокоррелятора, а выход дополнительной схемы 13 сравнения связан с вторым входом блока 2 включения-отключения электродвигателя установки, в то время как вход счетчика 16 продолжительности интервала между минимумами подключен к седьмому выходу блока 5 управления, восьмой выход которого связан с вторым вх;— дом автокоррелятора.

Предлагаемое устройство для автоматического управления глубиннонасосной установкой малодебитных нефтяных скважин работает следующим образом.

Глубиннонасосная установка {не показана) останавливается на определенное время 1н; задаваемое блоком

4 изменения времени накопления и отсчитываемое счетчиком 7 времени накопления. Предварительно в вычитающий счетчик 10 из блока 6 памяти заносится число, соответствующее предыдущему времени kн накопления. На вход счетчика 7 времени накопления и вычитающего счетчика 10 одновременно поступают импульсы с частотой 50 Гц с выхода формирователя 8 напряжения через блок 5 управления (фиг.1). Момент окончания заданного времени tн, определяется с помощью первой схемы 3 сравнения, вырабатывающей сигнал, посредством которого через блок 2 включения-отключения включается злек/ тродвигатель глубиннонасосной уста- новки и она переходит в режим откачки. К этому моменту в вычитающем счетчике 10 образуется код числа (t (t, — +pi-q) последнее, а также число импульсов, соответствующее времени t н; и подсчитанное счетчиком 7 времени накопления, фиксируются в блоке 6 памяти. В режиме откачки сигнал Ор((.) датчика 1 усилия поступает на вход автокоррелятора 14, который определяет значения автокорреляционной функции, RUp(l) этого сигнапа (фиг.2). В общем случае автокорреляционная функция исходного процесса Х() это математическое ожидание произведения центрированных значений

Х„(t) исходного процесса, соответствующее двум моментам времени t, и (, f to

R„(t t,)t ((х,-ь 1(х -х„)* (.(,(х,,х,, f, t ) d х„, dx (х„ — математическое ожидание исходного процесса

x(f); . ("1 X„t„t ) — одномерная плотность гце!

15 вероятности.

Для стационарных и квазистационарных процессов автокорреляционная функция является функцией интервала сдвига (= t,-t z и ее значение опреде20 ляется по формуле и

P, „ ) = — Х (t rn) X (t, ra n ) >

YO- l

25 где Х (1 (и ) и — значения исходного сигнала в дискретные Х(1(1+ ) моменты времени.

Вычисленные значения указанной функции переписываются в блок 6 памяти.

В блоке 15 нахождения минимума путем сравнения между собой соседних значений автокорреляционной функции выявляются моменты достижения этой функцией своих минимумов.

35 При первом минимуме на выходе блока

15 нахождения минимума появляется импульс, который через блок 5 управления инициирует режим счета в счетчике 16 продолжительности ин40 тервала времени между минимумами.

При появлении второго минимума следующий импульс с выхода блока 15 нахождения минимума через блок 5 управления закрывает вход счетчика 16

45 продолжительности интервала времени между минимумами. Теперь в этом счетчике будет цифровой код, пропорциональный продолжительности интервала времени t g, между минимумами

50 автокорреляционной функции сигнала

0р(t) датчика 1 усилия. Текущее значение этой продолжительности в счетчике 16 продолжительности интервала времени между минимумами срав55 нивается дополнительной схемой 13 сравнения с предыдущим значением

t,-1 хранящимся в блоке 6 памяти.

При равенстве их указанные операции

1216428

S. по определению автокорреляционной функции и ее минимумов повторяются, а значение продолжительности интервала времени 1, между минимумами пересылается в блок 6 памяти. Если текущее значение указанного интервала времени t z, превысит предыдущее значение 1 1 -1 дополнительной схемой 13 сравнения вырабатывается сиг- 10 нал, по которому судят о смещении во времени положения минимума авто" корреляционной функции сигнала датчика 1 усилия (фиг.3) и, следовательно, о незаполнении насоса жидкостью. 5

Действие сигнала с выхода дополнительной схемы 13 сравнения через второй вход блока 2 включения-отключения отключает электродвигатель глубинонасосной установки и переводит ее вновь 20 в режим накопления. Счетчиком 9 времени откачки фиксируегся время откачки t о; Предыдущее время откачки 1- 1-, записанное в начале цикла откачки в вычитающий счетчик 10, уменьшится за время откачки на величину 1<>1 и на выходе вычитающего счетчика 10 получится разность (t ; to„ -,). В делителе 12 эта разность делится на величину ((.ц,- (н, — i) хранящуюся в блоке 6 памяти, Полученное частное(" ai- toi-s) (1H, †(„; 1) используется для автоматического нахождения и поддержания оптимального времени накопления. Это частное сравнивается первой схемой 3 сравнения с постоянным числом ф в блоке 6 памяти.

Если полученное частное больше числа, то сигнал из блока 5 управления увеличивает уставку первой схемы 2 сравнения, находящуюся в блохе 4 изменения времени накопления. Если меньше или равно 1I то установка в блоке 4 изменения времени накопления уменьшается и каждое послецующее время накопления принимается равным этому времени.

1216428

Заказ 977/40

Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

Составитель Э. Гинзбург

Редактор Л. Гратилло Текред С.Мигунова Корректор М. Пожо