Устройство для автоматического диагностирования технического состояния эксплуатационной колонны труб в паронагнетательных скважинах

Устройство для автоматического диагностирования технического состояния эксплуатационной колонны труб в паронагнетательных скважинах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Цель - повышение оперативности диагностирования технического состояния эксплуатационной колонны труб. Устройство содержит датчики 1, 2 температуры и глубины, блок 5 преобразователя, первый и второй регистры 6, 7 памяти, счетчик 3 глубины, первый и второй блоки 11, 12 сравнения, блок 17 управления, блок 13 установки, блок 16 сигнализации. Для достижения цели устройство имеет блок 4 индикации, триггер 14 контроля, блок 10 вычитания, элемент И 15, третий и четвертый регистры 8, 9 памяти. Датчик 1 опускается в скважину, глубина погружения H<SB POS="POST">с</SB> которого фиксируется датчиком 2. В блоке 13 хранится глубина перфорации колонны H<SB POS="POST">п</SB>. При H<SB POS="POST">с</SB>*98H<SB POS="POST">п</SB> производится оцифровка температуры. Текущее значение последней хранится в регистре 6, предыдущее - в регистре 7. В блоке 10 определяется значение разности температур ΔТ<SB POS="POST">I</SB>. При ΔТ<SB POS="POST">I</SB>&ast;36E колонна герметична, в промывном случае имеется признак негерметичности. Последний проверяется в режиме контроля несколько раз. Значения ΔТ<SB POS="POST">I</SB> и ΔТ<SB POS="POST">I-1</SB> храняться в регистрах 8, 9. При ΔТ<SB POS="POST">I</SB>*98 Δт<SB POS="POST">I-1</SB> негерметичность подтвержается и срабатывает блок 16 сигнализации. При H<SB POS="POST">с</SB>*98H<SB POS="POST">п</SB> устройство находится в нерабочем состоянии. Применение устройства позволяет фиксировать глубину негерметичности колонны труб непосредственно в процессе работы скважины. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ, СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И! (51) 5 Е 21 В 47/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4377939/23-03 (22) 04.01.88 (46) 15.03.90. Бюл. М 10 (71) Отдел автоматизированных систем управления АН АЗССР и Всесоюзный нефтегазовый научно-исследовательский институт (72) Ю.А.Иахмудов, IO.Н.,Ялов, Г.X.Алиев, Н.А.Чирагов и Э,А.Акопов . (53) 622.241(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

:М 1469113, кл. Е 21 В 47/06, 1987.

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯ.НИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ r

В ПАРОНАГНЕТАТЕЛЬНЬ Х СКВИ ИНАХ (57) Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Цель - повышение оперативности диагностирования технического состояния эксплуатационной колонны труб. Уст-во содержит датчики 1, 2 температуры и глубины, блок 5 преобразователя, первый и второй регистры 6, 7 памяти, счетчик 3! 550120 глубины, первый и второй блоки 11, 12 сравнения, блок 17 управления, блок

13 установки, блок 16 сигнализации

Для достижения цели уст-во имеет блок

4 индикации, триггер 14 контроля> блок 1О вычитания, элемент И 15, третий и четвертый регистры 8, 9 памяти.

Датчик 1 опускается в скважину, глубина погружения Н которого фиксируется датчиком 2. В блоке 13 хранится глубина перфорации колонны Н„. При

Н < Нд производится оцифровка температуры. Текущее значение последней хранится в регистре 6, предыдущее в регистре 7. В блоке 10 определяется

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при промысловых исслеДованиях скважин, в частности для on- 25 ределения технического состояния эксплуатационной колонны труб в паронагнетательных скважинах в процессе аротеплового воздействия на нефтяные пласты.

Цель изобретения - повышение оперативности диагностирования технического состояния эксплуатационной колонны труб паронагнетательных скважин за счет автоматической обработки термограмм непосредственно в процес- 35 се измерения температуры теплоносителя.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства, на фиг.2 - функциональная схема блока управления; где 40 а -а — входы блока управления; !

b, -Ьб — выходы блока управления; на фиг.3 - блок-схема алгоритма работы устройства, на фиг,4 - характерная термограмма паронагнетательной сква- 45 жины в режиме ее прогрева: где Н глубина скважины; t - температура теплоносителя, Н „ - глубина перфорации обсадной колонны; Н - приращение глубины скважины; h t - приращение 50 температуры теплоносителя, участок АБ термограммы соответствует негерметичной части эксплуатационной колонны труб.

Устройство содержит датчик 1 температуры, датчик 2 глубины, счетчик 3 глубины, блок 4 индикации, блок 5 аналого-цифрового преобразователя, значение разности температур у,,,, При ht (с. колонна герметична, в промывном случае имеется признак негерметичности. Последний проверяется в режиме контроля несколько раз. Значения h t; и ;, хранятся в регистрах 8, 9. При ; >St,, неперметичность подтверждается и срабатывает блок l6 сигнализации. При Н; H„ с уст-во находится в нерабочем состоянии, Применение уст-ва позволяет фиксировать глубину негерметичности колонны труб непосредственно в процессе работы скважины. 4 ил. первый-четвертый регистры 6-9 памяти, блок 10 вычитания, первый и второй блоки 11-12 сравнения, блок 13 уставки, триггер 14 контроля, элемент 15 И, блок 16 сигнализации и блок 17 управления, Последний содержит триггеры

18, 19, элементы 20, 21 И, элемент

22 ИЛИ, элемент 23 ИЛИ-НЕ, элемент

24 Н.Е, генератор 25 тактовых импульсов, регистр 26 сдвига, Выход датчика 1 температуры подключен к информационному входу блока

5 аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к информационному входу первого регистра 6 памяти. Выход первого регистра 6 памяти одновременно подключен к первому входу блока 10 вычитания и к информационному входу второго регистра 7 памяти, выход и управляющий вход которого подключены соответственно к второму входу блока 10 вычитания и к четвертому выходу Ь4 блока 17 управления, Четвертый вход а блока 17 управления подключен к инверсному выходу триггера 14 контроля, вход которого подключен ко второму выходу блока 10 вычитания.

Первый выход блока 10 вычитания подключен к информационному входу третьего регистра 8 памяти, выход ко" торого одновременно подключен к первому входу первого блока 11 сравнения и к информационному входу четвертого регистра 9 памяти. Выход и управляющий вход четвертого регистра 9 памяти подключены соответственно к второму входу первого блока 11 сравнения и к

5 1550 шестому выходу b блока 17 управления, Пятый вход а блока 17 управления одновременно подключен ко входу блока 16 сигнализации и к выходу перво5 го блока 11 сравнения, Управляющие входы первого регистра 6 памяти и третьего регистра 8 памяти подключены соответственно к третьему Ь и пятому Ь выходам блока 17 управле- 0 ния. Третий вход а> блока 17 управления подключен к выходу второго блока 12 сравнения, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам счетчика 3 глубины и блока

13 уставки. Второй Ь и первый Ь1 выходы блока 17 управления подключены соответственно к управляющему входу блока 5 аналого-цифрового преобразователя и к первому входу элемента

15 И; Выход элемента 15 И подключен ко входу счетчика 3 глубины, выход кокоторого подключен ко входу блока 4 индикации. Второй вход элемента 15 И одновременно подключен к выходу дат- 25 чика 2 глубины и ко второму входу а блока 17 управления. Первый вход а блока 17 управления является входом пуска устройства.

Устройство работает следующим об разом, При поступлении сигнала "Пуск" на первый вход а блока 17 управления устройство приводится в исходное состояние. Далее при спуске датчика 1 температуры в скважину через каждый интервал глубины АН на вьходе датчика 2 глубины получается один импульс, который одновременно поступает на д0 второй вход а блока 17 управления и на первый вход элемента 15 И. Так как на второй вход элемента 15 И поступает высокий потенциал с первого выхода Ъ блока 17 управления, то импуль- 15. сы с выхода датчика 2 глубины, пройдя через элемент 15 И, поступают на. вход счетчика 3 глубины. Как видно из

Фиг.1, выход счетчика 3 глубины связан с первым входом второго блока 12 сравнения, второй вход которого связан с выходом блока 13 уставки, где предварительно устанавливается глубина перфорации Н обсадной колонны.

Поэтому во втором блоке 12 сравнения происходит сравнение содержимого счетчика 3 глубины Нс с выходным импульсом блока 13 уставки, т.е. сравнение Н и

120 6

Если Н : Н, то на выходе второго блока 12 сравнения получается сигнал "1", который поступает на третий вход а блока 17 управления. При этом на втором выходе Ъ блока 17 управления вырабатывается сигнал, который поступает на вход запуска блока 5 а налога- цифрового преобра зова теля.

Так как выход датчика 1 температуры теплоносителя подключен на информационный вход блока 5 аналого-циФрового преобразователя, то в блоке 5 аналого-цифрового преобразователя происходит преобразование текущего значения ьыходного аналогового сигнала датчика 1 температуры в цифровой код.

Далее на четвертом выходе Ъ блока 17 управления вырабатывается сйгнал, который поступа;: на вход раз решения записи второго регистра 7 памяти. Так как выход первого регистра 6 памяти подключен на информационный вход второго регистра 7 памяти, то при этом предыдущее значение температуры теплоносителя t;; с выхода первого регистра 6 памяти записывается so второй регистр 7 памяти. Далее на третьем выходе Ь„ блока 17 управления вырабатывается сигнал, который поступае — на вход разрешения записи первого регистра .6 памяти. Так как выход блока 5 аналого-цифрового преобразователя подключен на информационный вход первого регистра 6 памяти, то при этом текущее значение температуры теплоносителя t; с выхода блока аналого-цифрового преобразователя записывается в первый регистр 6 памяти.

Далее значения t; и с; 1 соответст- венно с выхода первого 6 и второго 7 регистров памяти поступают соответст венно на пер вый и второй входы блока 10 вычитания, где определяется абсолютное значение разности температур l t;l = ti "-1-1

Если jest; 6 f, где Я - заданное число, то это означает, что нет признака негерметичности эксплуатационной колонны труб. В этом случае на первом выходе блока 10 вычитания получается сигнал "D" и триггер 14 контроля остается в исходном (нулевом) состоянии, т.е. с инверсного выхода триггера 14 контроля на четвертый вход а,, блока 17 управления поступает сигнал "1", В этом случае устройство переходит в режим ожидания поступления следующего сигнала с вы1550120 хода датчика 2 глубины на второй вход а< блока 17 управления и при поступлении сигнала с выхода датчика 2 гЛубины на второй вход а блока 17 управления все вышеописанные операции повторяются.

Если /Lt; (>E то это означает, что имеется признак негерметичности эксплуатационной колонны. В этом слу- 10 чае на первом выходе блока 10 вычитания получается сигнал "1", который .поступает на вход триггера 14 контроля и переключает его в единичное состояние. Поэтому с инверсного выхода триггера 14 контроля на четвертый вход а блока 17 управления поступает сигнал "0". В этом случае устройство переходит к уточнению достоверности признака негерметичности эксплуата ци» 20 онной колонны труб и определению глубины негерметичности колонны труб, При этом на шестом выходе b блока 17 упра вления вырабатывается сигнал, который поступает на вход разрешения 25 записи четвертого регистра 9 памяти, Так как выход третьего регистра 8 памяти подключен на информационный вход четвертого регистра 9 памяти, то при этом содержимое третьего реги- З0 стра 8 памяти, т.е, предыдущее значение разности температур 3,t; записывается в четвертый регистр 9 памяти. Далее на пятом выходе Ь блока 17 упра вления выраба тыва ется сигнал, который поступает на вход разрешения записи третьего регистра 8 памяти. При этом текущее значение разности температур gt; записывается в третий регистр 8 памяти. Далее значения gt, и сооответственно с выхода третьего 8 и четвертого 9 регистра памя-. ти поступают соответственно на первый и второй входы первого блока 11 сравнения, где происходит сравнение gt; с 11 ;> .

Если Qt; с 5t;<, то это означает, что предыдущий признак негерметичности эксплуатационной колонны труб является ложным. При этом на выходе первого блока 11 сравнения получается сигнал

"0", который поступает на вход блока

16 сигнализации и на пятый вход аз блока 17 управления. В этом случае устройство переходит в режим ожидания поступления следующего сигнала с выхода датчика 2. глубины на второй вход а блока 17 управления и при поступлении сигнала с выхода датчика 2 глубины на второй вход а блока 17 уп1 равления все -.вышеописанные операции повторяются, Если Qt > h,t;<, то это означает, что на данной глубине имеется негерметичность в эксплуатационной колонне труб. При этом на выходе первого блока 11 сравнения получается сигнал "1", котор ый поступа ет на вход блока 16 сигнализации и на пятый вход а> блока 17 управления, При этом блок 16 сигнализации сигнализирует о наличии негерметичности эксплуатационной колонны труб на данной глубине. При поступлении сигнала "1" на пятый вход а> блока 17 управления на первом выходе Ъ блока 17 управления получается низкий потенциал, который поступает на второй вход элемента 15 И, Поэтому элемент 15 И закрывается, поступление импульсов с выхода датчика 2 глубины на вход счетчика 3 глубины прекращается, а блок 4 индикации показывает глубину негерметичности эксплуатационной колонны труб. На этом работа устройства заканчивается.

Если Нс H„, то на выходе второго блока 12 сравнения получается сигнал.н0", который поступает на третий вход а> блока 17 управления, В этом. случае на первом выходе Ь блока 17 управления получается низкий потенциал> который поступает на второй вход элемента !5 И. Поэтому элемент

15 И закрывается.

Блок 17 управления работает следующим образом.

При поступлении сигнала на первый вход а, блока 17 управления триггер

18 суста на вли ва ется в еди нич ное состояние и высокий потенциал с его выхода поступает на второй вход (2) элемента 20 И, первый вход (1) которого подключен к выходу генератора 25 тактовых импульсов. При поступлении сигнала на второй вход а блока 17 управления, триггер !9 устанавливается в единичное состояние и высокий потенциал с его выхода поступает на четвертый вход (4) элемента 20,И. Поэтому при поступлении сигнала "1" на третий вход а блока 17 управления, этот сигнал одновременно поступает на вход элемента 24 HE и на третий вход элемента 20 И. При этом элемент

20 И открывается, импульсы с выхода генератора 25 тактовых импульсов, пройдя через элемент 20 И, поступают

1550120 на вход (1) сд ви га реги стра 26 сд вига. Поэтому последовательно на первом (1), втором (2) . и третьем (3) выходах регистра 26 сдвига получаются импульсы, которые поступают соответственно на второй Ъ, четвертый Ь и третий Ъ выходы блока 17 управления, При получении импульса на четвертом выходе (4) регистра 26 сдвига этот импульс поступает на первый вход продолжается, Поэтому последовательно на пятом (5) и шестом (6) выходах регистра 26 сдвига получаются импульсы, которые поступают соответственио на шестой Ь и пятый Ъ5 выходы блока 17 управления, При получении импульса на седьмом выходе 7 регистра 26 сдвига этот им40

45 пульс поступает на второй вход элемента 22 ИЛИ. Поэтому на выходе элемента 22 ИЛИ .получается сигнал, который одновременно поступает на вход установки в нулевое состояние триггера 19 и на вход (2) сброса регистра 26 сдвига. При этом содержимое регистра

26 сдвига приводится в исходное состояние, триггеР 19 переходит а нулевое состояние, элемент 20 И закрывается и поступление импульсов на вход (1) сдвига регистра 26 сдвига прекращается до поступления сигнала на вто-. элемента 21 И, Поэтому если на четвертом входе а блока 17 управления имеется высокий потенциал, то при этом на выходе элемента 21 И получается сигнал, который поступает на первый вход элемента 22 ИЛИ. Поэтому- на выходе элемента 22 ИЛИ получается сигнал, который 20 одновременно поступает на вход установки в нулевое состояние триггера

19 и на вход (2) сброса регистра 26 сдвига. Поэтому содержимое регистра

26 сдвига приводится в исходное сос- 25 тояние, триггер 19 переходит в нулевое состояние, элемент 20 И закрывается и поступление импульсов на вход (1) сдвига регистра 26 сдвига прекращается до поступления сигнала на вто- щ0 рой вход а блока 17 управления. При поступлении сигнала на второй вход а блока 17 управления все вышеописанные операции повторяются, Если же на четвертом входе а+ блока 17 управления имеется низкий по+ 35 тенциал, то поступление импульсов на вход (1) сдвига регистра 26 сдвига рой вход а блока 17 управления. При поступлении сигнала на второй вход а блока 17 управления все вышеописанные операции повторяются.

При поступлении сигнала на пятый вход а блока 17 управления этот сигнал одновременно поступает на вход установки в нулевое состояние триггера 18 и на первый вход элемента 23

ИЛИ-НЕ. При этом триггер 18 переходит в нулевое состояние, на выходе элемента 23 ИЛИ-НЕ получается нулевой сигнал, который поступает на первый выход Ь, блока 17 управления. На этом работа блока 17 управления заканчивается.

При поступлении на третий вход а> блока 17, управления нулевого сигнала последний поступает на третий вход 3 элемента 20 И и на вход элемента

24 НЕ. При этом, элемент 20 И закрывается, а на выходе элемента 24 НЕ получается сигнал "1", который поступает на второй вход элемента 23 ИЛИНЕ. Далее на выходе элемента 23

ИЛИ-НЕ получается нулевой сигнал, который поступает на первый выход Ь„ блока 17 управления, 1 на ,. этом работа блока 17 управления за;канчивается, Применение устройства позволяет автоматически диагностировать техническое состояние эксплуатационной колонны труб в паронагнетательных скважинах путем обработки информации о температуре теплоносителя непосредственно в процессе ее измерения, оперативно и точно информировать о наличии негерметичности эксплуатационной колонны труб, а также фиксировать глубину негерметичности колонны труб непосредственно в процессе исследования работы паронагнетательных скважин.

Формула изобретения

Устройсдво для автоматического диагHGGTHpoBctHHR технического состояния эксплуатационной колонны труб в паронагнетательных скважинах, содержащее датчик температуры, датчик глубины, счетчик глубины, блок аналого-цифрового преобразователя, первый и второй регистры памяти, первый и второй блоки сравнения, блок уставки, блок сигнализации и блок управления, причем выход датчика температуры подключен

1550120

12 к информационному входу блока аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к информационному входу первого регистра памяти, выход которого подключен к информационному ходу второго регистра памяти, управляющий вход, которого подключен к четвертому выходу блока управления, третий выход которого подключен к управляющему входу первого регистра памя. ти, выход датчика глубины подключен второму входу блока управления, второй выход которого подключен к управяющему входу аналого-цифрового преобf5 азователя, выход счетчика глубины подключен к первому входу второго бло ка сравнения, второй вход и выход ко1 торого соответственно подключены к выходу блока уставки и к третьему

20 входу блока управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения оперативности диагностирования технического состояния эксплуатационной колонны труб за счет автоматической обработки термограмм непосредственно в процессе измерения температуры теплоносителя, оно снабжено бло ком индикации, третьим регистром памяти, четвертым регистром памяти, бло. ком вычитания, триггером контроля ! и элементом И, причем выход первого регистра памяти подключен к первому входу блока вычитания, второй вход которого подключен к выходу второго регистра памяти, первый выход блока вычитания подключен к информационному входу третьего регистра памяти, выход которого одновременно подключен к первому входу первого блока сравнения и к информационному входу четвертого регистра памяти, выход и управляющий вход которого подключены соответственно к второму входу первого блока сравнения и к шестому выходу блока управления, пятый вход которого одновременно подключен к входу блока сигнализации и к выходу первого блока сравнения, управляющий вход третьего регистра памяти подключен к пятому выходу блока управления, четвертый вход которого подключен к выходу триггера контроля, вход которого подключен к второму выходу блока вычитания, первый выход блока управления подключен к первому входу элемента И, второй вход которого подключен к выходу датчика глубины, выход элемента

И подключен к входу счетчика глубины, выход которого подключен к входу блока индикации, 1550120

1550120

Сос та ви тел ь А. P ыба к о в

Техред A. Кравчук Корректор О.Кравцова

Редактор А.Долинич

Заказ 254 Тираж 487 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101