Способ управления газлифтом

Способ управления газлифтом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сущность изобретения: подают рабочий агент по трубопроводу, в межтрубное пространство (МТП) фонтанной колонны. Вводят рабочий агент в трубное пространство камеры. Измеряют давление в МТП и изменяют подачу рабочего агента в зависимости от изменений давления ь МТП. Наряду с изменением давления в МТП измеряют давление и расход смеси на выходе из фонтанной колонны. Сравнивают измеренные параметры с их номинальными значениями и в зависимости от сочетания полученных рассогласований производят переключение трубопровода подачи рабочего агента с линии номинального среднего рабочего давления на линию высокого или низкого давления и наоборот. 4 ил.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 04 F 1/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4939961/29 (22) 29.05.91 . (46) 15.07.93. Бюл. hL 26 (71) Азербайджанский инженерно-технический университет им. 4.Ильдрыма (72) Ч. М,Ахмедов (56) Абдуллаев А,А. и Наджаров 3.M. Автоматическое регулирование в компрессорной нефтедобыче, Баку, Аэгоснефтеиэдат, 1956 r., сЛ93-195. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ГАЗЛИФТОМ (57) Сущность изобретения: подают рабочий агент по трубопроводу, в межтрубное пространство (МТП) фонтанной колонны. ВвоИзобретение относится к насосостроению, в частности к системам автоматического управления газлифтом.

Цель изобретения — расширение технологических воэможностей и повышение надежности управления путем своевременного скачкообразного изменения давления подачи и расхода рабочего агента при периодических возмущениях в системе пласт-скважина..

На фиг.1 показана принципиальная схема газлифта и система управления; на фиг.2— функциональная схема управления; на. фиг.3 — характеристики нагрузки (1, 2 и 3) соответственно при среднем — "С", высоком—

"В" и низком — "Н" гидростатических давлениях, построенных в координатах Чг-Р», где

Vi — объем закачки рабочего. агента; P давление рабочего агента; PK.H P».c P».8— соответственно низкое, среднее и высокое рабочие давления; Pci.н, Рст.c.. Рст.в.— соответственно низкое, среднее и высокое гидростатические давления; А1 — рабочая точка

„„Я3 „„1827440 Al дят рабочий агент в трубное пространство камеры. Измеряют давление в МТП и изменяют подачу рабочего агента в зависимости .от изменений давления в МТП, Наряду с изменением давления в МТП измеряют давление и расход смеси на выходе из фонтанной колонны. Сравнивают измеренные параметры с их номинальными значениями и в зависимости от сочетания полученных рассогласований производят переключение трубопровода подачи рабочего агента с ли. нии номинального среднего рабочего давления на линию высокого или низкого давления и наоборот. 4 ил. при номинальном среднем давлении рабочего агента; А — рабочая точка при низком давлении рабочего агента; А "— рабочая точка при высоком давлении рабочего агента; на фиг.4 — то же, при увеличении обводнен* нбсти продукции (характеристика 2 ), где

Ря — гидростатическое давление столба обводненной нефти; А* — рабочая точка .при . высоком давлении рабочего агента.

Газлифт содержит трубопровод 1 подачи рабочего агента, эксплуатационную колонну 2 и концентрично установленную внутри нее с образованием межтрубного пространства фонтанную колонну 3, гаэлифтный рабочий клапан 4, управляемый давлением в фонтанной колонне 3 и установленный в ее нижней части, датчик 5 давления в межтрубном пространстве, блок 6 определения знака отклонения давления в межтрубном пространстве, датчик 7 давле-. ния на буфере скважины, блок 9 определения знака отклонения давления на буфере, 1827440 при этом датчики 5 и 7, давления подключены соответственно к блокам 6 и 9, датчик 10 расхода смеси на выходе фонтанной колонны 3, подключен к блоку 11 определения знака отклонения расхода смеси, датчик 12 расхода рабочего агента, регулирующий клапан 13, установленные на трубопроводе

1 подачи рабочего агента в межтрубное пространство и связанные с регулятором расхода 14, блок 15 управления трехходовыми клапанами 16 и 17, установленными на выходе ГРБ последовательно на трубопроводе

1 подачи рабочего агента и соединенные со стороны нормально закрытых клапанов(НЗ) (на фиг.1 и фиг.2 Н3 клапаны зачернены) с подводящими газовыми линиями ГРБ соответственно низкого — "Н" и высокого — "В" давлений, а со стороны нормально открытого клапана (НО) с линией среднего — "С" давления, блок 18 анализа отклонений расхода смеси q, давлений в межтрубном пространстве Р» и на буфере Ре, связанный с блоками 6, 9, 11 и 15, а блоки 6 и 9 связаны с блоком 14, при этом блоки 6, 9, 11, 14 и 15 связаны с централизованным пунктом 19 управления системой газлифтных скважин.

Блок 6 определения знака отклонения (см, фиг.2) содержит задатчик 20, последовательно соединенные между собой реле

21, фильтр 22, устройство 23 сравнения и преобразователь 24, при этом задатчик 20 соединен с устройством 23 сравнения, контакты реле 21 соединены с датчиком 5 давления.

Блок 9 определения знака отклонения содержит задатчик 25, последовательно соединенные между собой реле 26, фильтр 27, устройство 28 сравнения и преобразователь

29, при этом задатчик 25 соединен с устройством 28 сравнения, контакты реле 26 соединены с датчиком 7 давления.

Блок 11 определения знака отклонения содержит триггер 30, задатчик 31, устройство ЗЗ сравнения и преобразователь 34, при этом задатчик 31 соединен с устройством 33 сравнения, датчик 10 с фильтром 32, а выход преобразователя 34 подается на.S-вход триггера 30.

Блок 14 регулирования расхода. рабочего агента содержит устройство 35 управления, задатчик 36, при этом сигнал датчика

12 расхода рабочего агента подается на устройство 35 управления, а выход устройства управления падается на регулирующий клапан 13, причем на вход устройства 35 управления подаются сигналы с фильтров 22 и 27 соответственно значения усредненных давлений в межтрубном пространстве и на буфере.

Блок 15 управления трехходовыми клапанами 16 и 17 содержит элементы ИЛИ 37 и 38, триггеры 39 и 40 и элемент ИЛИ-НЕ

41, причем сигналы с прямых выходов триггеров 39 и 40 подаются на трехходовые клапаны 16 и 17 соответственно.

Блок 18 анализа отклонений содержит элементы ИЛИ 42, 43, 44, 45, 46, элементы

И 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, триггеры 54 и 55, элемент ИЛИ-НЕ 56.

Система управления работает в реальном масштабе времени и ориентирована на использование микропроцессорных (МП) средств. Регулятор расхода газа реализует- . ся цифровым контролером на базе МП, для которого составляется программа принятого метода регулирования расхода рабочего агента.

Способ управления гаэлифтом реализуется следующим образом.

До пуска гаэлифта исследуют скважину . по методу АзНИИ и строят регулировочные кривые о(Чг). Рк(Чг) и Рот). После снятия характеристик режим задается в виде номинального перепада давления Л Р на диафparve дифференциального манометра при номинальном среднем — "С" давлении рабочего агента Рк.с. Обьемный расход рабочего агента определяется как и, -кс " Р. где Vr.1 — расход рабочего агента; в и /сут;

К вЂ” масштабный коэффициент(К 24 10 з);

С вЂ” коэффициент часового расхода, учитывающий тип камеры дифференциального манометра, в мз/ч;

Л Рс — номинальная величина перепада давления на диафрагме, в Па;

Р«.с — номинальное давление подачи рабочего агента, в Па, Рабочий агент нагнетается в газлифтную скважину, где имеют место гидростатический и скоростной напоры.

Гидростатическая составляющая потерь, как правило, превалирует над скоростной составляющей.

5 В процессе работы газлифта сопротивление потоку нагнетаемого рабочего агента в фонтанной колонне будет меняться, вызывая колебания напора при данном расходе.

На фиг.З и фиг,4 представлены характеристики нагрузки, построенные в координатах Vr-Р». Увеличение гидростатического давления (см. фиг.Ç, кривая 2; фиг,4, кривая

2*) способствует смещению рабочей точки влево по прямой Р . параллельно оси Vr.

Уменьшение гидростатического давления (см. фиг.3, кривая 3) сместит рабочую точку вправо по прямой Р» с. Однако регулятор 14 расхода рабочего агента обеспечит постоянное значение расхода только в пределах незначительных изменений гидростатического напора за счет изменения степени дросселирования потока клапаном

13, поэтому колебания расхода смеси на выходе не устраняются.

При увеличении гидростатического давления требуется увеличить обьем подачи рабочего агента с целью увеличения отбора из скважины (больше, чем поступает из пласта) в этом случае рабочий агент следует подавать при более высоком давлении P„.8 (см, фиг,З, кривая 2, рабочая точка А"; фиг.4, кривая 2, рабочая точка А ). Скважина реагирует на изменение давления подачи рабочего агента быстрее, чем расхода.

Изменение давления должно быть достаточным для того, чтобы вызвать резкое изменение расхода. Регулятор расхода 14 при этом будет поддерживать заданный номинальный перепад на диафрагме ЛРс. Тогда расход рабочего агента будет и.ъ- КЕ аР, Р.. (Ч,.z > V,.<1

При уменьшении гидростатического давления, наоборот, необходимо уменьшить объем подачи рабочего агента, в этом случае давление подачи должно быть снижено Р»,н (см. фиг.3, кривая 3, рабочая точка А ).

Тогда расход рабочего агента будет

V,. -КС 6Р, P„.(V,.э< V,..>) /

Продолжительность подключения трубопровода 1 подачи рабочего агента к линиям высокого — "В" или низкого — "Н" давлений будет продолжаться до тех пор, пока на выходе преобразователя 34, блока

11 определения знака отклонения расхода смеси на выходе фонтанной колонны 3 не будет зафиксировано отклонение в пределах нормы, после чего блок 15 управления трехходовыми клапанами переключит трубопровод 1 на линию номинальногосреднего — "С" давления Р,, и т.д. Такое управление газлифтом позволит стабилизировать режим работы скважины, увеличить средний отбор за счет сокращения периода неэффективной работы в условиях периодических параметрических возмущений в системе пласт — скважина. Кроме того, подключение к линиям высокого и низкого давлений расширяет технологические возможности Гаэлифта.

В процессе газлифта датчиком 10 измеряются значения расхода смеси на выходе фонтанной колонны 3 и подаются на фильтр

32 блока 11 определения знака отклонения расхода, После прохождения сглаживающего фильтра средняя величина расхода цся подается в устройство 33 сравнения, где производится сравнение этого расхода с номинальным значением цн, установленным эадатчи ком 31.

+1приЛц >Ьр;

0 при q3 + q + qз; — 1приhq < — hq3, 25

sign (Aq) = где hq — заданное допустимое значение

30 рассогласования расхода смеси (принимаем "- 5% от q ).

Если рассогласование Ihq I > hq3, то сигнал с выхода преобразователя 34 подается на первый вход элемента ИЛИ вЂ” НЕ 56

35 блока 18 и íà S-вход триггера 30, с прямого выхода которого подается сигнал на катушки реле 2 1 и 26 соответственно блока 6 определения знака отклонения давления Р» в межтрубном пространстве и блока 9 опре40 деления знака отклонения давления Рв на буфере скважины. Одновременно сигнал с прямого выхода триггера 30 подается на первые входы элементов И 50 и 53, на вто45 рой вход элемента ИЛИ-НЕ 56 блока 18, на катушки реле 21 и 26 и замыкает их контакты, которые подключают датчик 5 к блоку 6, а датчик 7 — к блоку 9, Да чики 5 и 7 фиксируют в течение заданного интервала времени изменение 3начения давлений в межтрубном пространства и на бункере. После прохождения фильтров 22 и 27 средние величины давлений Р» и Рь подаются на устройства 23 и 27 сравнения, где происходит сравнение с их номинальными эьачениями P»,„- и Рв.с, установленными задатчиками 20 и 25 соответственно, Величины рассогласований давлений в межтрубном пространстве Л Р» = Р» — Р».с и на буфере ЬРь - Р6 — P6.с подаются на входы

Объемный расход смеси на выходе фонтанной колонны оценивается эа интервал времени t (часы, сутки) по перепаду давления на датчике 10 расхода (диафрагме), Хотя

15 измерять смесь таким способом с необходимой точностью невоэмож.но, тем не менее использовать в целях управления значения отклонений измеряемого параметпа вполне приемлемо.

20 Величина рассогласования Л С = q<>, — qH подается на вход преобразователя 34 с характеристикой

1827440

+1при ЬРк >ЬP..c, — 1 при ЛРк < — ЬРк.с — 1 при Ь Рб + Ь Рб.с преобразователей 24 и29 с характеристика- входы элементов И 47 и 52 подается сигнал ми "+1" с преобразователя 34 блока 11, а на третьи входы элементов И 47 и 48 подается сигнал "+1" с выхода преобразователя 29

5 блока.9. з!цп (АРк} = 0 при — ЛРк.с <ЛРк

+ 1 П()ИЬР6 ЛРб,с, Сигнал с выхода элемента И 47 подается на

< <, . первый вход элемента ИЛИ 46. с выхода которого сигнал подается на второй вход элемента И 50, на первый вход которого

15 подается сигнал с прямого выхода триггера

30, а выход элемента И 50 одновременно подается на S-вход триггера 55 и на первый где ЬРк.с и ЬРб.с — допУстимые зн ч ни" вход элемента ИЛИ 43, выход которого порассогласоВаний Давлений В межтрубном дается на В-вход триггера 30 блока 11, ОсупРостРанстве и Hà буфере скважины соот 20 ществляется "сброс" прямого выхода ветственно (принимаем соответственно триггера 30 з сигнал с прямого выхода тригО

- . Рк с. Рб " - ГЕра 55 ОДНОВРЕМЕННО ПОдавтСя На $-ВХОД

Если Рассогласованив hq > Й з, TO c триггера 40, на второй. вход элемента ИЛИ выхода преобразователя 34 подается сиг- 37 нв первый вход элемента ИЛИ-НЕ 4 нал на $-вход триггера 30 и на первый вход 25 блока 15 и на второй вход элемента ИЛИ 42 элемента ИЛИ-НЕ 56 блока 18, а с пРямого блока 18, выход которого подается на д-вход выхода тРиггеРа 30 сигнал одновРеме""î триггера54,осуществляется "сброс" прямоподается на первые входы элементов И 50 и го выхода триггера 54 а прямой выход триг53. На втОРОЙ вход элемента ИЛИ-НЕ 56 и гера 54 одновременно связан с вторыми катУшки Реле 21 и 26 соответственно блока 30 входами элементов ИЛИ-НЕ 41 и ИЛИ 38, с

6 ОпРВДелениЯ знака отклонениЯ ДавлениЯ Я-Входом триггера 39 блока 15 и с вторым

В межтРУбном пРостранстве и блока 9 опре- входом элемента MJlN 45 блока 18 Сигнал с делениЯ знака отклонениЯ давлвниЯ на бу- прямого выхода триггера 40 подается на

И+ И

ФеРе скважины. ОДновременно сигнал 1 трехходовой к апан 17, осуществляется пес выхода преобразователя 34 подается íà 35 Реключение трубопровода 1 подачи рабочепервые входы элементов M 47 и 52 блока 18 . го агента с линии номинального среднего—

Сигнал с прямого выхода тРиггеРа 30 пода- "С" давления на линию высокого — "В" давется на катушки Реле 21 и 26 и замыкаетих .ления, расход Рабочего агента в межтрубконтакты, которые подключают датчик 5 " ное пространство увеличивается за счет блоку 6, з датчик 7 — к блоку 9. Датчик 5 и 7 40 увеличения давления подачи, а регулятор 14 фиксиРУют в течение заданного ин еРвала будет по прежнему отрабатывать заданную времени изменение значений давлений в величину перепада номинального режима межтРУбном пРостРанстве и на бУфеРе. rlo- ЬР надиафрагме. Отборизскважины будет сле прохожДениЯ фильтров 22 и 27 сРед е превалировать над притоком из пласта, завел чины Давлений Рк и Рб поДаютс нз 45 тем расход на выходе начнет снижаться и

Устройства 23 и 28 сравнения, где произво- . как только отклонение будет удовлетворять дится сравнение их с номинальнымизна- неравенству дц}< g О,т.е.параметрвыЧЕНИЯМИ Рк.с И Рб.с УСтаНОВЛЕННЫМИ „ОДНО,ОПОКаэатв„я РВС„ ОДСМЕСИНЗХОДИт задатчикзми 20 и 25 соответственно BåIIè- ся в норме, на выходе преобразователя 34 чины Рассогласований поДзютсЯ на вхОДы 50 блока 11 сигнал будет равен "0"; а выход пРеобРазователей 24 и 29. преобразователя 34 одновременно связан с

Если фиксируется sign (ЬРк} + 1 при первым входом элемента ИЛИ-НЕ 56 блока Рк из 9п®Р 1+1пРи " б Рб то 18 и 3-Входомтриггерз 30блокз11, а втоэтохарактеризуетувеличениединамическо- рой вход элемента ИЛИ-НЕ 56 связан с го пластовогодавления в зоне влияния сказ- 55 прямым выходомтриггера 30 который нзхо жины. дится в состоянии "сброс", т.е. сигнал нз его

Сигнал "+1" с выхОда преобРазователЯ прямом выходе Равен -О., С выхода элемен24 блока 6 подается на втоРые входы зле- тв l4Jll4-HE 56 блока 18 сигнал подается нв ментов И 47,48 и 49 блока 18, где нз первые Ilepeble Входы 3BBI48HToe ИЛИ 42 и 45 выхо.

1827440

10 ды которых подаются на R-входы. триггеров

54 и 55 соответственно, осуществляется

"сброс" их прямых выходов, а прямые выходы триггеров 55 и 54 одновременно связаны с первым и вторым входами элемента ИЛИНЕ 41 и S-входами триггеров 40 и 39 блока

15 соответственно, а выход элемента ИЛИНЕ 41 подается на первые входы элементов

ИЛИ 37 и 38, вторые входы которых связаны с прямыми выходами триггеров 55 и 54 соответственно. Выходы элементов ИЛИ 37 и

38 подаются íà R-входы триггеров 39 и 40 соответственно, осуществляется "сброс" их прямых выходов, а прямые выходы триггеров 39 и 40 связаны с трехходовыми клапанами 16 и 17 соответственно. Сигнал с прямых выходов триггеров 39 и 40 будет равен "0", (НЗ) клапаны трехходовых клапанов 16 и 17 отключают трубопровод 1 подачи рабочего агента от линий высокого — "В" и низкого — "Н" давлений, трубопровод подключается к линии номинального среднего —

"С" рабочего давления. Система вновь готова к определению знака отклонения выхОдного показателя на выходе фонтанной колонны 3.

Если же.при hq > Лц,, sign (ЛР )--1 при ЛРr < -Л PK. C u sign (Л Рб) - -1 при

Л Рв < — ЛР .t:, то это характеризует увеличение производимости выкида. Тогда сигнал "+1" с выхода преобразователя 34 блока

11 подается на первые входы элементов И

47 и 52 блока 18, сигнал "-1" с выхода преобразователя 24 одновременно подается на вторые входы элементов И 51 и 52, а с выхода преобразователя 29 поступает на третьи входы элементов И 49, 51 и 52 блока 18, В блоке 18 однозначно определяется элемент

И 52 на первый, второй и третий входы которого одновременно подаются сигналы

"+1", "-1" и "-l" с выходов преобразователей 34, 24 и 29 соответственно.

Сигнал с выхода элемента И 52 подается на первый вход элемента ИЛИ 44, с выхода которого сигнал подается на второй вход элемента И 53. на первый вход которого подается сигнал с прямого выхода триггера 30 блока 11. С выхода элемента И 53 сигнал одновременно подается íà. S-вход триггера 54 и на второй вход элемента ИЛИ

43, выход которого подается на Я-вход триггера 30 блока 11, осуществляется "сброс" прямого выхода триггера 30, а прямой выход триггера 54 одновременно подается на

S-вход триггера 39, на вторые входы элементов ИЛИ-НЕ 41 и ИЛИ 38 блока 15 и на второй вход элемента ИЛИ 45 блока 18, выход которого подается на Р.-вход триггера

55, осуществляется "сброс" прямого выхода триггера 55, а прямой выход триггера 55 одновременно связан с первым входом элемента ИЛИ вЂ” НЕ 41, с S-входом триггера 40 и вторыми входами элементов ИЛИ 37 и 42

5 блоков 15 и 18 соответственно.

Сигнал с прямого выхода триггера 39 подается на трехходовой клапан 16, осуществляется переключение трубопровода 1 подачи рабочего агента с линии номиналь10 ного среднего — "С" рабочего давления на линию низкого — "Н" рабочего давления, расход рабочего агента в межтрубное пространство уменьшается за счет снижения давления подачи, а регулятор 14 будет по15 прежнему отрабатывать заданную величину перепада ЬР на диафрагме. Приток из пласта будет превалировать над отбором из скважины, расход начнет снижаться и как только отклонение будет удовлетворять не20 равенству + < 5q на выходе преобразователя 34 блока 11 сигнал будет равен "0", далее аналогично предыдущему осуществляется "сброс" прямых выходов триггеров

39 и 40, которые связаны с трехходовыми

25 клапанами 16 и 17 блока 15, (НЗ) клапаны трехходовых клапанов 16 и 17 отключают трубопровод 1 подачи рабочего агента от линий высокого — "В" и низкого — "Н" рабочих давлений, трубопровод подключается к

30 линии номинального среднего — "С" рабочего давления. Система вновь готова к определению знака отклонения выходного показателя на выходе колонны 3.

Если при недопустимом отрицательном

35 отклонении расхода смеси, т.е. hq < — Лцз, в течение заданного интервала времени зафиксирова о sign (ЛРк} = — 1 при Л Рк <— — ЛРк.си sign(ЛР )--1 при ЛРе < Л- Рб.с, то это характеризует уменьшение динами40 ческого пластового давления в зоне влияния скважины.

Сигнал с выхода преобразователя 34 подается на S-вход триггера 30 и на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 56 блока 18, одно45 временно сигнал с прямого выхода триггера 30 блока 11 подается на второй вход элемента ИЛИ-НЕ 56, на первые входы элементов И 50 и 53 блока 18 и катушки реле

21 и 26, контакты которых подключают дат50 чик 5 к блоку 6, а датчик 7 — к блоку 9.

Одновременно сигнал "-1" с выхода преобразователя 34 подается на первые входы элементов И 48, 49 и 51 блока 18. Сигнал "-1" с выхода преобразователя

55 24 блока 6 подается на вторые входы элементов И 51 и 52 блока 18, на третьи входы элементов И 49, 51 и 52 подается сигнал "— 1" с выхода преобразователя 29 блока 9. В блоке 18 однозначно определяется элемент

1827440

И 51, на первый, второй и третий входы которого одновременно подаются сигналы

"-1", "-1" и "— 1" с выходов блоков 34, 24 и

29 соответственно.

Сигнал с выхода элемента И 51 подается на второй вход элемента ИЛИ 44, с выхо- да которого сигнал подается на второй вход элемента И 53, на первый вход которого подается сигнал с прямого выхода триггера

ЗО, а с выхода элемента И 53 сигнал одновременно подается íà S-вход триггера 54 и на второй вход элемента ИЛИ 43, выход которого подается на R-вход триггера 30 . блока 11, осуществляется "сброс" его прямого выхода, а сигнал с прямого выхода триггера 54 одновременно подается на Sвход триггера 39, на вторые входы элементов ИЛИ-НЕ 41 и ИЛИ 38 блока 15, на второй вход элемента ИЛИ 45 блока 18, выход которого подается на R-вход триггера

55, осуществляется "сброс" его прямого выхода, а прямой выход триггера 55 одновременно связан с первым входом элемента

ИЛИ-HE 41, S-входом триггера 40 и вторыми входами элементов ИЛИ 37 и 42.

Сигнал с прямого выхода триггера 39 блока 15 подается на трехходовой клапан

16, осуществляется переключение трубопровода 1 подачи рабочего агента с линии номинального среднего — "C" рабочего давления на линию низкого — "Н" рабочего давления, расход рабочего агента уменьшается за счет уменьшения давления подачи. а регулятор 14 будет по-прежнему отрабатывать заданную величину перепада hPc на диафрагме. Приток из пласта будет превалировать над отбором, затем расход начнет увеличиваться и как только отклонение будет удовлетворять неравенству Ihql <

< Лцз на выходе преобразователя 34 блока

11 сигнал будет равен "0", далее аналогично предыдущему осуществляется "сброс" пря-. мых выходов триггеров 39 и 40, которые связаны с трехходовыми клапанами 16 и.17 блока 15, (НЗ} клапаны трехходовых клапа.нов 16 и 17 отключают трубопровод 1 под. ачи рабочего агента от линий низкого — "Н" и высокого — "8" рабочих давлений, трубопровод подключается к линии номинального среднего — "С" рабочего давления. Система вновь готова к определению знака отклонения выходного показателя нз выходе фонтанной колонны 3, Если при Ьц<-hqs ?????????????????????? sign (??????)-+1?????? hp??>P». uslgn(hРь} -1 при Ь Ре < — ЬРе.с, то это характеризует увеличение водной фазы в продукции скважины (увеличение удельного веса и плотности смеси).

15 ся на третий вход элемента ИЛИ 46, с выхо40 смеси установится в пределах нормы, т.е, thy < hq>, нз выходе преобразователя 34 блока 11 сигнал будет равен "0". Далее осуществляется "сброс" прямых выходов триг55 герое 39 и 40, которые связаны с трехходовыми клапанами 16 и 17 блока 15, (НЗ) клапаны трехходовых клапанов 16 и 17 . отключают трубопровод 1 подачи рабочего агента от линий высокого.— "8" и низкого—

Сигнал "+1" с выхода преобразователя

24 одновременно подается на вторые входы элементов И 47, 48 и 49 блока 18, а на первые входы элементов И 48, 49 и 51 подается сигнал "-1" с выхода преобразователя 34 блока 11. На третьи входы элементов И 49, 51 и 52 подается сигнал "-1" с выхода преобразователя 29 блока 9. В блоке 18 однозначно определяется элемент И 49, на первый, второй и третий входы которого подаются сигналы 1, +1 и -1 с выходов преобразователей 34, 24 и 29 соответственно.

Сигнал с выхода элемента И 49, подаетда которого сигнал подается на второй вход элемента И 50, нз первый вход которого подается сигнал с прямого выхода триггера

30 блока l1, а с выхода элемента И 50 сигнал одновременно подается на $-вход триггера

55 и на первый вход элемента ИЛИ 43, выход которого подается íà R-вход триггера

30, осуществляется "сброс" прямого выхода триггера 30.

Сигнал с прямого выхода триггера 55 одновременно подзется íà S-вход триггера

40, нз первый вход элемента ИЛИ вЂ” HE 41, на второй вход элемента ИЛИ 37 блока 15 и нз второй вход элемента ИЛИ 42 блока 18, выход которого подается-нз R-вход триггера

54, осуществляется "сброс" его прямого выхода, з прямой выход триггера 54 одновременно связан с вторыми входами элементов ИЛИ 38, ИЛИ-НЕ 41 и с S-входом триггера 39.

Сигнал с прямого выхода триггера 40 подается на трехходовой клапан 17, осуществляется переключение трубопровода 1 подачи рабочего агента с линии номинального среднего — "C" рабочего давления на линию высокого — "8" рабочего давления, расход рабочего агента в межтрубное пространство увеличится зз счет увеличения давления подачи, а регулятор 14 по-прежнему будет отрабатывать заданное значение перепада h Ре нз диафрагме. Отбор из скважины будет превалировать над притоком из пласта; водная фаза форсированно будет выноситься на поверхность, чем стимулируется притом из пласта; Кзктолько расход

13.

1827440

"Н" рабочих давлений, трубопровод подключается к линии номинального среднего—

"С" рабочего давления. Система вновь готова к определению знака отклонения выходного показателя на-выходе фонтанной колонны 3.

Если же при Ьц < — Л цв фиксируется sign (ЛРк) = + 1 приЬРк>hPr.си slgnh(Pe)-+ 1 при hPe > h Рб.с. то это характеризует уменьшение проводимости выкида скважины (абразование парафиновых и гидратных послоений}.

Сигнал "+1" с выхода преобразователя

24 одновременно подается на вторые входы элементов И 47, 48 и 49 блока 18, à íà первые входы элементов И 48, 49 и 51 подается сигнал "-1" с выхода преобразователя 34 блока 11. На третьи входы элементов И 47, 48 подается сигнал "+1" с выхода преобразователя 29 блока 9, 8 блоке 18 однозначно определяется элемент И 48 на первый, второй и третий входы которого подаются сигналы "-1", "+1" и "+1" с выходов преобразователей 34, 24 и 29 соответственно. Сигнал с выхода элемента И 48 подается на второй вход элемента ИЛИ 46, с выхода . которого сигнал подается на второй вход элемента И 50, на первый вход которого подается сигнал с прямого выхода триггера

30 блока 11, а с выхода элемента И 50 сигнал одновременно подается на S-вход триггера

55 и на первый вход элемента ИЛИ 43, выход которого подается íà R-вход триггера

30, осуществляется "сброс" прямого выхода триггера ЗО. Сигнал с прямого выхода триггера 55 одновременно подается на S-вход триггера 40, на первый вход элемента ИЛИНЕ 41, на второй вход элемента ИЛИ 37 блока 15 и на второй вход элемента ИЛИ 42 блока 18, выход которого подается на йвход триггера 54, осуществляется "сброс" его прямого выхода, а прямой выход ч риггера 54 одновременно связан с вторыми входами элементов ИЛИ 38, ИЛИ-НЕ 41 и с

$-входом триггера 39.

Сигнал с прямого выхода триггера 40 подается на трехходовой клапан 17, осуществляется переключение трубопровода 1 подачи рабочего агента с линии номинального среднего — "С" рабочего давления на линию высокого — "В" рабочего давления, расход рабочего агента в межтрубное пространство увеличится за счет увеличения давления подачи, а регулятор 14 по-прежнему. будет отрабатывать заданное значение перепада ЛРс на диафрагме. Отбор из скважины будет превалировать над притоком иэ пласта, что способствует созданию условий для размыва наслоений в линии выкида скважины. Как только расход установится в пределах нормы, т.е, Ihq| < hq>, на выходе преобразователя 34 блока 11 сигнал будет равен "О". Далее осуществляется "сброс"

5 прямых выходов триггеров 39 и 40, которые связаны с трехходовыми клапанами 16 и l7 блока 15, (НЗ) клапаны трехходавых клапанов 16 и 17 отключают трубопровод 1 подачи рабочего агента от линий высокого — "В" и

10 низкого — "Н" рабочих давлений, трубопровод подключается к ликии номинального среднего — "С" рабочего давления. Система вновь готова к определению знака отклонения выходного показателя на выходе фан15 танной колонны 3.

Система каждый раз будет отрабатывать последовательность переключений трубопровода 1 подачи рабочего агента с линии номинального среднего — "С" рабоче20 ro давления на линию высокого — "В" или низкого — "Н" рабочего давлений и обратно до тех пор,. пока отклонение выходного показателя расхода смеси не будет в пределах нормы.

25 Рассмотрим применение предлагаемого и известного способов управления газлифтнай скважиной на примере гипотетической скважины, Сравнение и редлагаемого и известного

30 способов производится па ценке эффективности управления подачей рабочего агента в изменившихся условиях эксплуатации, В номинальном режиме эксплуатации скважины расход рабочего агента, приве35 денный к стандартным условиям при замере диафманометром составит

Ч,1- КС APя Ря,я . где К-24 10; С- 1.,70м /4 при диаметре диафрагмы d - 3/8, диаметре трубопровода D - 2 /2 " и фланцевам соединении (удельный вес рабочего агента по отна45 шению к воздуху равен 1), ЬРс-0,4 10 Па; P .ñ-5 10 Па

После подстановки значений получим

Чг.1 24 10 1,70

0,4 10 5 10 «18288M /сут

При подключении к линии высокого (В) даяяяяия(ддя щлзад

С ЬР где Рк.в-7 10 Па.

Тогда

Чт.г 24 10з 1,70

1827440

И„-KC APc Р".. „ где Рк,н = 3 10 Па.

Тогда

Р,-Р,= hPÄ <

Чг.э=24 10 1,70 к

10 - i4112 м /сут

30 р А,2Я

Р.,(K C) < откуда

21624

106 (24 . 10- э . 1 70)2

0,56 10 Па.

Чгз K "Ñ Л Рс

0,4 10 7 10 =21624 м /сут. (увеличение расхода рабочего агента составит 18,2Я

При подключении к линии низкого (Н) давления (ЛРс = const): 5 (уменьшение расхода рабочего агента составит 23 ).

8 известном способе изменялась величина задания величины перепада (ЬРс).

Тогда для увеличения расхода рабочего 20 агента при (Рк.с = const) P».ñ - 5 10 Па

6 будем иметь:

* Зф

Чг.2 = КС ЬРс Рк.с

Для обеспечения Чг.z Чгр 21624 м /сут необходима новая установка перепада

При зтом степень открытия регулирующего. клапана должно быть увеличена. Если необходимо снизить подачу рабочего агента при Рк.с - 5 -10 Па будем иметь:

45

Для обеспечения Ч,э - Чг.э - 14112 м (сут необходима новая уставка перепада 50 (Ч 2

Р„,(к. С)2 откуда

hPc**

5 ° 106 (24 ° 10 3 - 1,70)2

= 0,24 19 Па, При этом степень открытия регулирующего клапана должна быть уменьшена.

Так как значения степени открытия регулирующего клапана лучше иметь высокой из-за потерь на дросселировании, то предлагаемый способ предпочтителен.

Кроме того, если связать перепад давления по расходомеру с перепадом давления в регулирующем клапане, тогда получим соотношение где Р» — давление в линии подачи рабочего агента перед клапаном;

Рр — давление рабочего агента на устье скважины; .

К вЂ” постоянная, характеризующая сопротивление потоку в клапане.

Если давление в межтрубном пространстве скважины будет принимать периодически значения: Рр.1- 6,5 МПа, Рр.z - 4,5 МПа, Рр.э - 2,5 МПа, то располагая источником давления соответственно; P». - 7,0 МПа;

Рк.c = 5,0 МПа; Р»;н - 3 МПа при заданном перепаде hPс = 0,4 10 Па будет согласно соотношению иметь К = idem (сечение клапана остается прежним

P-..— Рр.1=Р . — Pp.ã— Р».н Рр.з 0,5 МПа).

Такое жесткое регулирование давления питания позволяет значительно расширить диапазон изменения расхода рабочего агента при минимальном дросселировании потока, оперативно реагировать на изменившееся.состояние системы и в значительной степени стабилизировать процесс газл ифта.

Формула изобретения

Способ. управления газлифтом, включающий подачу рабочего агента по трубопроводу в межтрубное пространство фонтанной колонны, ввод рабочего агенте в трубное пространство фонтанной колонны, измерение давления в межтрубном пространстве и изменение подачи рабочего агента в зависимости от изменения давления в межтрубном пространстве, о т л и ч аю щ.и и с я том ° что, с целью расширения технологических возможностей и повышения надежности управления путем своевременного скачкообразного изменения давления подачи и расхода рабочего агенте при периодических возмущениях s системе пласт-скважина, наряду с измерением давлений в межтрубном пространстве измеряют давление и расход смеси на выходе из

1827440

18 фонтанной колонны, сравнивают измеренные параметры с их номинальными значениями и в зависимости от сочетания. полученных рассогласований производят переключение трубопровода подачи рабочего агента с линии номинального среднего рабочего давления на линию высокого или низкого давления и наоборот.

1827440

1827440 е ИПО

fO V,!О фут

%8.

8 О Чг а*м )сут.

Редактор Л.Народная.

Заказ 2348 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушакая нэб., 4/5

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

Акс

Фми

Составитель Ч.Ахмедов

Техред M.Mîðãåíòàë . Корректор H.Êåojåëÿ