Устройство для обработки телединамограмм глубинно-насосных скважин

Устройство для обработки телединамограмм глубинно-насосных скважин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к нефтедобыче и позволяет расширить функциональные возможности устройства за счет определения места утечки жидкости в колонне насосных труб (НТ). Для этого устр-во снабжено блоком памяти 26 и блоком 27 вычисления местоположения утечки и коэффициента потери нагрузки. К входам блока 27 подключены выходы блока 26, блока деления 9, регистра 15 и триггера 19, а выходы блока 27 подключены к входам блока 22 индикации. Устр-во реализует соотношения, позволяющие диагностировать работу глубинно-насосных скважин. Положительные значения сигнала с датчика 1 усилия накапливаются в сумматоре 7, отрицательные - в сумматоре 8. Число таких отсчетов накапливается соответственно в счетчиках 4 и 5. Определение фактического значения средней величины разности сигнала датчика 1 при ходе штанг вверх и вниз производится в блоке 11 вычитания. Этот сигнал поступает на первый вход блока сравнения (БС) 12, где сопоставляется с номинальным из блока 23 установок. Появление сигнала на первом выходе БС 12 свидетельствует о засорении НТ. Сигнал со второго выхода БС 12 подается на вход второго БС 13,где положительной и отрицательной частей сигнала датчика 1. В результате этого сравнения фиксируются утечки в нагнетательной или в приемной частях насоса, либо признак утечки в НТ. Распознавание факта утечки в НТ происходит в третьем БС 14. Выходной сигнал БС 14 запускает в работу блок 27. Требуемые значения постоянных коэффициентов поступают с выхода блока 26. Результаты обработки телединамограмм отражаются блоком 22. Работу устройства синхронизирует блок 24 управления. 1 з. п. ф-лы, 10 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

s Е 21 В 43/ОО

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

GAMCAHNE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДETEfIbCTBY

k (61) 1548412 (21) 4671019/03 (22) 30,03.89 (46) 30.03.91. Бюл. ¹ 12 (71) Специальное конструкторское бюро

"Кибернетика" с опытным производством

Института кибернетики АН АэССР (72) А.В.Федяшин, Ш,M.Îñìàíîâ и Л.Г.Ульянов (53) 622.243.23 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1548412, кл. Е 21 В 43/00, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ТЕЛЕДИНАМОГРАММ ГЛУБИННО-НАСОСНЫХ

СКВАЖИН (57) Изобретение относится к нефтедобыче и позволяет расш!Ирить функциональные возможности устройства за счет определения места утечки жидкости в колонне насосных труб (HT). Для этого устр-во снабжено блоком памяти 26 и блоком 27 вычисления местоположения утечки и коэффициента потери нагоузки. К входам блока 27 подключены выходы блока 26, блока деления 9, регистра 15 и триггера 19, а выходы блока

27 подключены к входам блока 22 индикации. Устр-во реализует соотношения, позволяющие диагностировать работу

„„59„„1638297 А2 глубинно-насосных скважин, Положительные значения сигнала с датчика 1 усилия накапливаются в сумматоре 7, отрицательные — в сумматоре 8. Число таких отсчетов накапливается соответственно в счетчиках4 и 5. Определение фактического значения средней величины разности сигнала датчика 1 при ходе штанг вверх и вниз производится в блоке 11 вычитания. Этот сигнал поступает на первый вход блока сравнения (EC) 12, где сопоставляется с номинальным из блока 23 уставок, Появление сигнала на первом выходе БС 12 свидетельствует о засорении НТ. Сигнал со второго выхода БС

12 подается на вход второго БС 13,где сопоставляются длительности положительной и отрицательной частей сигнала датчика 1. В результате этого сравнения фиксируются утечки в нагнетательной или в приемной частях насоса, либо признак утечки в НТ.

Распознавание факта утечки в НТ происходит в третьем БС 14. Выходной сигнал БС 14 запускает в работу блок 27, Требуемые значения постоянных коэффициентов поступают с выхода блока 26. Результаты обработки телединамограмм отражаются блоком 22. Работу устройства синхронизирует блок 24 управления. 1 з.п. ф-лы, 10 ил.

1638297 — номиФ

N1

Х U+ — фактиФг

30 номи

Изобретение относится к нефтедобыче и предназначено для обработки телединамограмм глубинно-насосных скважин, оборудованных штанговыми насосами в процессе их работы, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет определения места утечки жидкости в колонне насосных труб.

На фиг.1 представлена блок-схема устройстваа для обработки телединамограмм глубинно-насосных скважин; на фиг,2— блок-схема блока управления: на фиг.3— временные зависимости сигнала усилия (где а — временные зависимости сигнала усилия, получаемые на выходе датчика усилия, 8 координатах усилие-время (Р— t); б— сигнал, получаемый на выходе фиксатора нулевого уровня положительной части сигнала в координатах напряжение-время (U — t);. в — сигнал, получаемый на выходе фиксатора нулевого уровня отрицательной части сигнала в координатах напряжение-время (0 -t); на фиг.4 — ситуация, соответствующая сверхдопустимым отложениям и колонне насосных труб: изображенная пунктиром дичамограмма теоретическая, кривая А— после очистки насосных труб от отложений; кривая  — после длительной эксплуатации при наличии отложений в насосных трубах в координатах усилие (Р) — перемещение (I) штанги; на фиг.5 — динамограммы предаварийных ситуаций (где а — динамограмма наличия утечки в нагнетательной части насоса; б — динамограмма наличия утечки в приемной части насоса); на фиг,6 — совмещенные друг с другом практические динамограммы работы глубинного насоса; на фиг.7 и 8 — алгоритм работы устройства; на фиг.9 — временная диаграмма работы блока управления (для n = 8); на фиг.10 — блок-схема блока вычисления местоположения утечки и коэффициента потери нагрузки.

На фиг.5 приведены обозначения: а — теоретическая динамограмма; д — нулевая линия усилия;

6„и ЬФ вЂ” номинальная и фактическая разность между средними значениями напряжений сигнала датчика усилий, соответствующая вес жидкости;

g u+ и +

N1 нальное и фактическое среднее значение напряжения сигнала датчика усилия, соответствующее полезному ходу плунжера, во

5Î

55 время которого статическая нагрузка на шток равна вес штанг и жидкости, нальное и фактическое среднее значение напряжения сигнала датчика усилия, соответствующее нагрузке на шток, равной весу штанг, На фиг.б приведены обозначения: а — теоретическая динамограмма; д — нулевая линия усилия;

a — динамограмма нормальной работы глубинного насоса;

r и д — динамограммы, указывающие на случай утечек жидкости в трубах соответственно после первого и второго пуска станка-качалки;

М1 ческие средние значения напряжения сигнала датчика усилия, соответствующие полезному ходу (вверх) плунжера, после первого и второго пуска станка-качалки;

М1 — .номинальное среднее значение напряжения сигнала датчика усилия, соответствующее полезному ходу (вверх) плунжера, Устройство для обработки телединамограмм глубинно-насосных скважин содержит датчик 1 усилия, фиксатор 2 нулевого уровня положительной части сигнала, фиксатор 3 нулевого уровня отрицательной части сигнала, первый и второй счетчики 4 и 5, аналого:-цифровой преобразователь 6, первый 7 и второй 8 накапливающие сумматоры, первый 9 и второй 10 блоки деления, блок 11 вычитания, первый 12, второй 13, третий 14 блоки сравнения, регистр 15, первый 16,, второй 17, третий 18, четвертый 19, пятый 20 и шестой 21 триггеры соответственно, блок

22 индикации, блок 23 уставок, блок 24 управления. реле 25, блок 26 памяти и блок 27 вычисления местоположения утечки и коэффициента потери нагрузки.

Блок 24 управления (фиг.2) содержит генератор 28 тактовой частоты, первый и второй усилитель-ограничитель 29 и 30, первый, второй, третий и четвертый злементы И 31-34 соответственно, элемент ИЛИ 35, дешифратор 36, счетчик 37, таймер 38, первый, второй, третий и четвертый алементы

39-42 задержки соответственно.

8297

Блок 27 вычисления местоположения утечки и коэффициента потери нагрузки (фиг.10) содержит первый элемент 43 вычитания, делитель 44, элемент 45 умножителя и второй элемент 46 вычитания.

Датчик 1 (фи".1) усилия одновременна подключен ко входам аналога-цифрового преобразователя 6, фиксаторов 2 и 3 нулевого уровня положительной и отрицательной части сигнала. Фиксаторы 2 и 3 своими входами подключены соответственно к первому э1 и второму а2 входу блока 24 управления. Первый выход Ь1 блока 24 управления подключен одновременно к входу первого счетчика 4 и к информационному входу первого накапливающего сумматора 7, Второй информационный вход первого накапливающего сумматора 7 одновременно подключен к выходу аналогоцифрового преобразователя 6 и к информационному входу второго накапливающего сумматора 8, Сбнуляющий вход второго накапливающего сумматор- 8 одновременно подключен к обнуляющему входу первого накапливающего сумматора 7, к обнуляющим входам первого и второго счетчика 4 и 5 и к третьему выходу Ьз блока 24 управления. Второй выход Ь2 блока 24 управления одновременно подключен к информационному входу второго накапливающегс сумматора 8 и к входу второго счетчика 5. Выход второго счетчика 5 одновременно подключен ко второму входу второго блока 13 сравнения и к информационному входу второго блока 10 деления.

Другой информационный вход второго блока 10 деления подключен к выходу второго накапливаюшего сумматора 8. Вь1ход первого накапливающего сумматора 7 подключен к информационному входу первого блока 9 деления. Другой информационный вход первого блока 9 деления одновременна подключен к первому входу второго блока 13 сравнения и к выходу первого счетчика

4. Четвертый выход Ь блока 24 упг .:аления одновременна подключен K разрешающим входам первого и второго блока 9 и 10 деления, Выход второго блока 10 деления подключен к информационному входу блока 11 вычитания, Другой информационный вход одновременно подключен к информационному входу входу регистра, к первому входу третьего блока 14 сравнения, ка второму входу Гло <а 27 вычисления и к выходу первого блока 9 деления. Пятый выход блока 24 управления ЬБ подключен к разрешающему входу блока 11 вычитания. Выход блока 11 вычитания подключен к первому входу первого блока 12 сравнения. Второй акад перaoro блока 12 сравнения подключен к

55 выходу блока 23 уставок, первый выход первого блока 12 сравнения подключен к информационному входу первого триггера 16.

Разреша ощий вход первого триггера 16 одновременно подключен к шестому выходу

Ьв блока 24 управления и к разрешающим входам третьего 18 и второго 17 триггера.

Информационный вход второго триггера 17 подключен к первому выходу второго блоха

13 сравнения, разрешающий вход которого подключен ко второму выходу первого блока 12 сравнения. Информационный вход третьего триггера 18 подключен ка второму выходу второго бг ока 13 сравнения. Третий выход второго блока 13 сравнения одновременно подключен ко второму установочному входу шестого триггера 21, ко входу записи регистра 15 и к третьему входу блока

24 управления. Седьмой выход Ьт блока 24 управления одновременно подключен к первому установочному входу шестого триггера 21 и ко входу считывания регистра 15.

Выход регистра 15 одновременно подключен ка второму входу третьего блока 14 сравнения и к третьему входу блока 27 вычисления. Первый вход блока 27 подключен к выходу блока 26 памяти. Первый и второй выходы третьего блока 14 сравнения соответственно подключены к установочным входам четвертого и пятого триггера 19 и 20. Выход четвертого триггера 19 подключен к четвертому входу блока 22 индикации и к разрешающему четвертому входу блока

27 вычисления. Первый и второй выходы блока 27 соответственно подключены к шестому и седьмому входу блока 22 индикации, Первый, второй, третий и пятый вход блока 22 индикации подключены соответственно к выходу первого 16, второго 17, третьего 18 и пятого 20 триггера. Выход шестого триггера 21 подключен ко входу реле 25.

Устройство для обработки телединамаграмм глубинно-насосных скважин работает следующим образом.

Задается количество рабочих циклов и нагнетания глубинного насоса и время останова устройства (например, Tcc> = 1 ч). Время останова (Toc } необходимо, чтобы уровень жидкости, подаваемой пластам, восстановился в затрубном пространстве.

За это время (То, ) электродвигатель станкакачалки выключается с помощью реле 25.

Подсчет времени останова осуществляет таймер 38 (no фиг.2). После выдержки времени Тост, с выхода таймера 38 сигнал "1" поступает на вход считывания регистра 15 и на первый установочный вход шестого триггера 21 через седьмой выход Ьт блока 24 управления. С выхода шестого триггера 21

1638297 сигнал "1" поступает на вход реле 25, которое своими контактами включает электродвигатель станка-качалки (не показано), приводящий в действие скважинный насос.

При этом сигнал датчика 1 усилия (фиг.3а) одновременно поступает на входы фиксаторов 2 и 3 нулевого уровня положительной и отрицательной части сигнала и аналогоцифрового преобразователя 6. Фиксаторы 2 и 3 нулевого уровня фиксируют соответственно положительные и отрицательные части сигнала в нулевом уровне (фиг.3б, в). Это позволяет независимо от изменения нуля датчика 1 усилия получить положительные и отрицательные части сигнала на постоянном уровне. С .выходов фиксаторов 2 и 3 нулевого уровня на первый а1 и второй а2 входы блока 24 управления поступают положительные и отрицательные части сигнала датчика 1 усилия соответственно. Сигнал

"1" с третьего выхода Ьз блока 24 управления поступает на обнулящие входы накапливающих сумматоров 7 и 8, счетчиков 4 и

5, что приводится в исходное состояние. С первого выхода bi блока 24 управления сигнал "1" поступает на информационные входы первого счетчика 4 и первого накапливающего сумматора 7, разрешая суммирование содержимого сумматора 7 с текущим сигналом, поступающим на другой его информационный вход с аналого-цифрового преобразователя 6 (АЦП) = Uoô . Таким образом, в первом накапливающем суммаN1 торе 7 находится сумма,>, Оф значений

i=1 отсчетов положительной части сигнала датчика 1 усилия в течение и циклов нагнетания

N1 глубинного насоса (См 1: =, Оф ), а в

i =1 первом счетчике 4 хранится число отсчетов

N1 (Сч1; =1ч1). Во втором накапливающем

1 12 сумматоре 8 находится сумма, О ф зна1=1 чений N2 ОтСЧЕтов отРицательной части сигнала датчика 1 усилия в течение и циклов нагнетания глубинного насоса (См й2

2: О1ф ),авовторомсчетчике5хранитiт-1 ся число отсчетов N2 (Сч2: - й2), Хранимые числа значений Ni и N2 соответственно в счетчиках 4 и 5 (фиг.1} соответствуют длительностям положительной и отрицательной части сигнала датчика 1 усилия, преобразовываются в число отсчета заполняющих эти длительности в счетчиках 4 и 5 сигналами генератора 28 тактовой частоты (фиг,2) блока 24 управления. Далее содер25

1 2

Х О1ф

30 1=1 поступает на вход первого

N2 ф блока 12 сравнения, на другой вход которого c выхода блока 23 уставок поступает (Aноминальное значение средней величины разности сигнала датчика 1 усилия при ходе штанг вверх и вниз) значение уставки, Если полученное значение будет Лф >h„то на первом выходе первого блока 12 сравнения появляется "1", которая поступает на ин40 формационный вход первого триггера 16, что свидетельствует об отложении парафина и песка в насосных трубах свыше определенного количества (фиг.4). Если на первом блоке 12 сравнения будет зафикси45 posaHo > < Q, то на втором выходе этого блока появляется "1", которая поступает на разрешающий вход второго блока 13 сравнения, На информационные входы второго, блока 13 сравнения с выходов первого и

50 второго счетчика 4 и 5 поступают числа значений Ni и N2 соответственно, На втором „ блоке 13 происходит сравнение Ni и N2, соответствующее длительностям положительной и отрицательной части сигнала дат55 чика 1 усилия между собой. При фиксировании N1 N2 на первом выходе второго блока 13 сравнения сигнал "1" по5

20 жимое первого накапливающего сумматора

7 поступает на информационный вход блока

9 деления в качестве делимого, на другой информационный вход которого поступает в качестве делителя значений числа отсчетов Ni с выхода первого счетчика 4, т.е. ((Цср )ф = См1: Сч1). Содержимое второго накапливающего сумматора 8 поступает на информационный вход блока 10 деления в качестве делимого, на другой информационный вход которого поступает в качестве делителя значениечислаотсчетов й2с выхода второго счетчика 5, т.е. (Uicp)y: = См2:Сч2), Сигнал "1" с четвертого выхода Ь4 блока 24 управления поступает на разрешающие входы блоков 9 и 10 деления, разрешая и роведение операции деления. Результаты деления с выходов блоков 9 и 10 деления поступают на первый и второй входы блока

11 вычитания, на разрешающий вход которого поступает "1" с пятого выхода bg блока

24 управления, разрешая проведение операции вычитания, в результате чего полученное значение Ьф = ступает на информационный вход второго триггера 17, что свидетельствует об утечке в

«» 1 с а« 7

Х и!+ (Uicpg = (Ьср)ф1

+ + при ходе

)Ф1 нагнетательной части насоса (фиг.5а), При фиксировании N1 " М2 Н8 втором выхаде второго блока 13 сравнения си:.нал 1" поступает на инфармэционкый вход тоетьего триггера 18, что свидетельствует об утечке ь приемной части насоса (фи-,56). При фиксировании N1 =- Nz ясно, что касас работает, но по каким-то причинам есть подозрение на утечку в трубах, Для выявления этой причины с третьего выхода второго блока 13 сравнения сигнал "1" пастуг ает на вход записи регистра,5. Значение напряжения сигнала датчлка 1 усилия при ходе плунжера вверх (см. динамограмма Ь, фиг,б) запишется в регистр 15, где будет зафиксировано

/ Ч1

y,1+

+ + значение (0,р), =-(U; р), Сигнал "1" с третьего выхода второго блока

13 сравнения также пос-упает нэ второй установочный вход шестore триггера 21 и на третий вход аз блока 24 управления. Иестай триггер 21 «IepBKJIIQ ààòñÿ иэ единичного состояния в нулевое и сигнал "0" с его выхода подается ка реле, контакты которого обесточиваются и выключа от электродвигатель станка-качалки (не показано). Третий блок

14 сравненля не производит операцию сравнения, тэк как на регистре 15 была произведена запись. Третий ьход аз блока 24 управления переведет таймер 38 (фиг.2} на выдержку времени длительностью 15 мин, по второму установочному входу его, Ба время останова, независима от поступа ощего сигнала "," нэ первый или второй установочный вход таймера 38 (фиг.2) содержимое счетчиков 4 и 5 и накапливающих сумматоров 7 и 8 будут сброшены сигналам

"1", поступа1ощим с третьего вы "îäà Ьз блока 24 управления. После выдержки 15 мин таймером 38 сигнал "1" с его выхода передается на седьмой выход Ь7 блока 24 управления, поступает на первый установочный вход шестого триггера 21 и на вход:-..:;тывэния регистра 15. Триггер 2 пере,.лючается в единичное состояние и сигнал "1" поступает на вход реле, контакты которого замыкаются и включают электродвигатель станка-качалки(не показано). Тем самым устройство начикает выдерживать заданное количество циклов и (апределяется выходом дешифратора 36, по фиг.2), вход которого в каждом цикле работы насоса увеличивается на единицу с выхода счетчлка 37. Процедура рабаты устройства та же, чта описано выше, но лишь с той разницей, что на первом блоке 9 деления будет зафиксировано фактическое среднес значение напряжения 0

Q0

55 си нала датчика 1 силия, соответствующее

N1 плунжера вверх (см. динамограмма г, фиг.6) и поступает одновременко на информационный вход регистра 15 и на первый вход третьего блоха 14 сравнения. Так как на вход считывания регистра 15 поступает сигнал "1" с выхода таймера 38 (фиг.2), то содержимое регистра 15 поступит на второй вход третьего блока t4 сравнения.(В этом случае запись не происходит). В блоке 14 сравнения производится операция сравнения между теку:цим {вычисляемым блоком 9) и предыдущим (запоминаемым регистром

15; фактическими средними значениями напряжения сигнала датчика 1 усилия, соответствующее ходу плунжера вверх в каждом цикле работы насоса, При фиксировании

{Uicp )K > (U;cp )ь1(см. фиг.б), то на пеРвом выходе третьего блока 14 сравнения сигнал

"1" поступает на установочный вход четвертого триггера 19, Триггер 19 переключается в единичное состояние и свидетельствуетоб установленли факта наличия утечки в насосных трубах. Сигнал "1" с выхода четвертого триггера 19 подается на четвертый входблока 22 индикации и на разрешающий вход блока 27 вычисления. Как видна из фиг.1, входы блока 27 вычисления связаны с выходами блока 26 памяти, первого блока 9 деления, регистра 15 и четвертого триггера 19.

Блок 27 вычисления определяет местоположения утечки жидкости в колонне насосных труб, а также коэффициент, характеризующий потерю нагрузки от давления на плунжер столба жидкости из-эа утечки в трубах.

Это происходит следующим образом. С выхода первого блока 9 деление на второй вход блока 27 поступает фактическое среднее значение напряжения сигнала датчика

1 усилия, соответствующее (Uicp ) при ходе плунжера, т.е. значения массы жидкости после включения электродвигателя станка-качалки. На третий вход блока 27 с выхода регистра 15 поступает значение напряжения сигнала датчика 1 усилия, соответствующее (Uicp J< при ходе плунжера вверх, т.е. значения массы жидкости до отключения электродвигателя станка-качалки. Так как значение массы жидкости в колонне насосных труб пропорционально нагрузке на плунжер от столба жидкости в трубах, то (Цср ) ь, и (Uicp }H могут быть определены по формуле: (Оср ) =0,1. L1 F„.у», (1)

+ (UicP )ф1 = 0,1 h Рпл 7ж, (2)

1638297

10

15 1

U+ (Ьср)ф = {Uicp)a

+ +

Сигнал "1" с

40 после

55 вугде Fnn — площадь поперечного сечения плунжера насоса, см;

2, L1 — высота столба жидкости в колонне насосных труб до отключения электродвигателя станка-качалки, т.е. глубина спуска насоса, м;

L2 — высота столба жидкости в колонне насосных труб после включения электродвигателя станка-качалки, т.е. глубина местоположения утечки жидкости в колонне насосных труб, м;

0,1 — коэффициент, необходимый для получения результата (1) и (2), кг; уж- удельный вес жидкости, г/cM .

На основе формул (1) и (2) получаем

L = L1 L2 = K ((О!ср)н — (Ulcp)ô), (3)

+ + где (— расстояние от устья скважины до местоположения утечки жидкости в колонке насосных труб, м;

К вЂ” коэффициент, характеризующий данную скважину, равный

Значение коэффициента К хранится в блоке 26 памяти. Потеря нагрузки на плунжер от давления столба жидкости при утечке в трубах определяется из уравнения (Йср)ф = (Чср)н — c . (U,+ñð) = (1 — n) . (Цр) (, (5)

I где п — коэффициент, характеризующий потерю нагрузки от давления на плунжер столба жидкости из-за утечки в трубах й+Ъ .+ (Ьср)н

При наличии сигнала "1" с выхода четвертого триггера 19, поступающего на разрешающий вход блока 27 вычисления, последний определяет местоположение утечки, т.е, длину насосных труб (t), не заполненных жидкостью иэ-за утечки, а также коэффициент (и), характеризующий потерю нагрузки от давления на плунжер столба жидкости из-за утечки в трубах, Вычисленные значения (L и (и) поступают на шестой и седьмой вход блока 22 индикации, При фиксировании (tjcp)H (0(ср)ф

+ + сигнал "1" со второго выход)да третьего блока

14 сравнения поступает на установочный вход пятого триггера 20. Триггер 20 переключается в единичное состояние, что будет свидетельствовать о нормальной работе насоса и об отсутствии утечки в насосных тру,бах. Блок 11 вычитания, по поступающему сигналу "1" с пятого выхода Ь5 блока 24 управления, произведет операцию вычитания и определит 6ф. Это значение будет сравниваться со значением блока 23 уставок. При условии Лф ) A, сигнал "1" с первого выхода блока 12 сравнения поступит на информационный вход первого триггера 16, Вином случае,,когда Лф < Ьн со второго выхода блока 12 сравнения подачей "1" разрешается работа второго блока 13 сравнения.

В блоке 13 сравнения происходит сравнение значений отсчетов N1 и Й2. Получаемый на выходе второго блока 13 сравнения результат укажет на качественное изменение динамики работы скважины. При условии

N1 = N2, на третьем выходе второго блока 13 сравнения сигнал "1" запишет в регистр 15 значения напряжения сигнала датчика 1 усилия при ходе плунжера вверх, т.е. в регистре 15 запишется значение третьего выхода второго блока 13 сравнения поступает на второй установочный вход шестого триггера 21 и на третий вход аз блока 24 управления, Триггер 21 ёереключается в нулевое состояние и сигнал "0" с его выхода поступает на вход реле, что приведет к отключению электродвигателя станкакачалки. Устройством заново будет выдержано время длительностью 15 мин.

Сигнал "1" на выходе таймера 38 переключит шестой триггер 21 в единичное состояние. При этом включится двигатель станка-качалки посредством реле 25, На входе считывания регистра 15 появится сигнал "1" и содержимое регистра 15 подается на второй вход третьего блока 14 сравнения и на третий вход блока 27 вычисления. Так как за. время останова устройства (остановлен и электродвигатель станка-качалки) со- держимое блоков 4, 5, 7 и 8 обнулены, этапы работы устройства повторяются. На этот раз в блоке 9 будет зафиксировано значение

N1

g й+ (uicp)s = (uicr )ж

+ +

М1 второго останова станка-качалки. В третьем блоке 14 сравнения производится сравнение (Utcp")н и (Ul

>(Uicp )ф2 ПЕрЕКЛЮЧаЕтея В ЕДИНИЧНОЕ СОСтОяние четвертый триггер 19. Разрешается работа блока 27 вычисления, определяется значение (1 ) и (n) после второго пуска электродвигателя станка-качалки. При условии (Ьср+)н (0 ср+)ф2 СрабатЫеаЕт ПятЫй трИГгер 20. В случае срабатывания пятого триггера 20 таймером 38 выдерживается время останова, соответствующее заданному времени (например Тст = 1 ч). 633297

50

С задержкой во времени, необходимой для срабатывания первого 12 и второго 13 блока сравнения, с шестого выхода bg блока

24 управления на разрешающие входы первого 16, второй 17 и третьего 18 триггеров поступает сигнал "1", . разрешая переход каждого триггера в состояние, соответствующее сигналу, присутствующему на их информационных входах. Появление сигналов на выходе этих, а также четвертого 19 и пятого 20 триггеров вызывает срабатывание блока 22 индикации, На фиг.б (динамограммы г и д) показан случай утечки жидкости из труб, который обычно вызывается пропусками в муфтовых соединениях труб или значительным недовинчиванием резьбы или же перекосами в процессе свинчивания. В сильно коррозионной среде утечки возникают в теле труб.

Буквой r (фиг.б) обозначена первая динамограмма, снятая после некоторой остановки скважины. Последующие динамограммы (на фиг.б отмечены буквой д и т.п.) буд,т показывать большую нагрузку при ходе вверх, это происходит потому, что за время остановки часть жидкости протекает из труб в затрубное пространство, столб жидкости в них понижается и нагрузка на штанги при ходе вверх уменьшается, а при пуске станка-качалки трубы постепенно заполняются (если утечка не превышает производительности насоса). Разница между максимальной Ь (фиг.б) и минимальной г или д (фиг.б) нагрузками при ходе вверх соответствует давлению на плунжер столба жидкости от места утечки до устья скважины.

Работа блока 24 управления (фиг.2) осуществляется следующим образом.

Сигналы, поступившие на входы первого и второго усилителя-ограничителя 29 и 30 по первому а1 и второму ар входам блока

24 управления, усиливаются и ограничиваются до уровня "1". Таким образом, в течение положительной части сигнала датчика 1 усилия на выходе усилителя-огра: чителя

29 присутствует "1", на выходе усилителяограничителя 30 — "0", а в течение отрицательной части сигнала датчика 1 усилия на выходе усилителя-ограничителя 29 присутствует "О", на выходе усилителя-ограничителя 30 присутствует "1". Сигнал с выхода усилителя-ограничителя 29 одновременно поступает на входы второго и четвертого элементов И 32 и 34. Сигнал с выхода усилителя-ограничителя 30 поступает на вход третьего элемента 33 И. При наличии на выходе таймера 38 сигнал "1" поступает на вход счетчика 34 и на седьмой выход Ь7 блока 24 управления. Счетчик 37 и дешифратор 36 образует распределитель импульсов, при этом выходы дешифратора 36 являются выходами распределителя импульсов, а вход счетчика 37 является входом распределителя импульсов. Сигнал с первого выхода дешифратора 36 через четвертый элемент 42 задержки подается на третий выход Ьз блока 24 управления. Входы элемента 35 ИЛИ соответственно подключены к выходам дешифратора 36. Сигнал со второго и последующих выходов дешифратора

36 по (n 1)-ro включительно поступают на входы элемента 35 ИЛИ, при этом на его выходе появления "1", которая поступает на вход первого элемента 31, разрешая прохождение сигналов генератора 28 тактовой частоты на входы второго и третьего элементов 32 и 33. Во время прохождения положительной части сигнала датчика 1 усилия сигнал "1" с выхода усилителя-ограничителя

29 разрешает прохождение сигналов генератора 28 тактовой частоты через второй элемент 32 И и передается на первый выход

b> блока 24 управления. Во время прохождения отрицательной части сигнала датчика

1 усилия сигнал "1" с выхода усилителя-ограничителя ЗО разрешает прохождение сигналов генератора 28 тактовой частоты через третий элемент 33 И и передается на второй выход bz блока 24 управления. После поступления и-ного сигнала с выхода усилителя-ограничителя 29 на и-ном выходе дешифратора 36 появится "1", на выходе элемента 35 ИЛИ вЂ” сигнал "0" (так как на всех его входах присутствует "0"), который разрешает прохождение импульсов генератора 28 тактовой частоты через первый элемент 31 И. Сигнал "1" с и-ного выхода дешифратора 36 поступает на первый установочный вход таймера 38, на второй установочный вход которого сигнал с третьего входа поступает с третьего входа аз блока 24 управления. В первом случае таймер 38 выдерживается на определенное заранее время (например, Тест = 1 ч), а во втором íà 15 мин (этот случай необходим для установления факта наличия утечек жидкости из насосных труб). За время останова на выходе таймера 38 появляется "О", при этом устройство а также двигатель станка-качалки не работает. Кроме того, "1" с и-ного выхода дешифратора 36 обнуляет счетчик 37, через первый элемент задержки 39 поступает на четвертый выход Ь4 блока 24 управления.

Сигнал "1" с и-ного выхода дешифратора 36 через первый, второй элементы 39 и 40 задержки подается на пятый выход bs блока

24 управления. Сигнал "1" с п-ного выхода дешифратора 36 через первый, второй и третий элементы 39 — 41 задержки подается нэ шестой выход Ьв блока 24 управления, Обнулением счетчика 37 после выработки необходимых выходных сигналов (Ь1, Ь2 Ьз, ..., Ь7) блока 24 управления, дешифратор 36 приводится в нулевое состояние, на его 1-ом выходе имеется сигнал "1", который переда- 5 ется на третий выход Ьз блока 24 управления посредством четвертого элемента 42 задержки, т.е. устройство подготовлено для последующей обработки значения поступающего сигнала датчика 1 усилия в случае 10 выдержки времени останова (Тост = 1 ч). В том случае, когда пятый триггер 20 переключается в единичное состояние, устройство начинает выдержку времени Тост = 1 ч, 8 противном случае анализируется факт уста- 15 новления утечки в насосных трубах (время останова 15 мин). После истечения времени остановэ (Тост 1 ч) на выходе таймера 38 появляется сигнал н1о и все описанные процессы повторяются. 20

Работа блока 27 вычисления (фиг.10) осуществляется следующим образом. Нэ второй вход элемента 45 умножения в качестве множимого поступает значение (К вЂ” ) с лврвого входа блока 27. Зна10 25 у лвннв (U;,ð )а со второго входа блока 27 вычислителя поступает на первый вход первого элемента 43 вычитания в качестве вычитаемого и на первый вход делителя 44 30 в качестве делимого. Значение (Uicp )н с третьего входа блока 27 вычислителя поступает нэ второй вход первого элемента 43 вычитания в качестве уменьшаемого и на второй вход делителя 44 в качестве делите- 35 ля. При наличии управляющего сигнала, поступающего с четвертого разрешающего входа блока 27 вычисления запускаются в работу по третьему входу первый элемент

43 вычитания и делитель 44. Зафиксирован- 40 ное значение ((Оср )н — (Ui p )ф) с выхода первого элемента 43 вычитания поступает на второй вход элемента 45 умножителя в

+ качестве множителя. А значение () с 45 (ср)н выхода делителя 44 поступает на вход второго элемента 46 вычитания в качестве вычитаемого. Полученное значение L = К ((05ср )н (0}ср )ф) с выхоДа элемента 45 ум- 50 ножения поступает нэ первый выход блока (ц+

27 вычисления. Значение n = 1- (), (ОСР7Н полученное с выхода второго элемента вычитания, поступает на второй выход блока

27 вычисления.

Преимущество устройства заключается в том, что оно позволяет определить местоположение утечки в колонне насосных труб, а также коэффициента, характеризующего потерю нагрузки от давления на плунжер столба жидкости из-за утечки в трубах, и тем самым повышает оперативность определения местоположения утечки жидкости из колонны насосных труб в затрубное пространство скважины. При наличии утечки жидкости из насосных труб необходимо произвести полный подъем их, заливая водой (без извлечения конуса). В случае обнаружения бракованной трубы отложить ее в сторону. Спуская трубы, тщательно крепить муфтовые соединения и смазывать их графитной смазкой. Своевременное обнаружение самого факта утечки в насосных трубах, определение местоположения утечки жидкости из колонны насосных труб и проведение соответствующих мер позволит в значительной степени увеличить срок службы подземного оборудования, в частности труб.

Формула изобретения

1. Устройство для обработки телединамограмм глубинно-насосных скважин по авт.св. М 1548412, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определения места утечки жидкости в колонне насосных труб, устройство снабжено блоком памяти и блоком вычисления местоположения утечки и коэффициента потери нагрузки, при этом выходы блока памяти, первого блока деления регистра и четвертого триггера соединены с соответствующими четырьмя входами блока вычисления местоположения утечки и коэффициента потери нагрузки, два выхода которого подключены к шестому и седьмому входам блока индикации соответственно.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок вычисления местоположения утечки и коэффициента потери нагрузки содержит,::,ва элемента вычитания, делитель и элемент умножения, при этом выход первого элемента вычитания соединен с первым входом элемента умножения, а выход делителя — с входом второго элемента вычитания, .второй вход элемента умножения является первым входом блока, первые входы первого элемента вычитания и делителя являются вторым, вторые — третьим, а третьи — четвертыми входами блока, причем выходы элемента умножения и второго элемента вычитания являются соответственно первыми и вторым выходами блока.

1638297

1638297

1638397

1638297

Составитель В.Шилов

Техред M.Ìîðãåíòàë

Корректор Л.Патай

Редактор А.Долинич

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

За"каз 908 Тираж 365 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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