Устройство для сбора и передачи информации с объектов нефтедобычи

Устройство для сбора и передачи информации с объектов нефтедобычи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О Il И С А Н И Е () 607004

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24.07.73 (21) 1951761/22-03 с присоединением заявки №(23) Приоритет (43) Опубликовано.15Ю5.78Бюллетень №18 (45) Дата опубликования описанняа5.04. 73 (51) М. Кл. й

Е 21 В 47/00

Й 08 С 19/28

Государственный комитет

Совете Министров СССР по делам нзаоретеннй и открытий (53) УДК 621.398 (088. 8) (?2) Автор изобретения

В. Е. Щербина

Октябрьский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектно-конструкторского института комплексной автоматизации нефтяной и газовой промышленности (?1) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРА И ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ

С ОБЪЕКТОВ НЕФТЕДОБЫЧИ

Изобретение относится к области телемеханики и может быть использовано при организации информационно-измерительного обеспечения в автоматизированных системах управления технологическими процессами добычи и подготовки нефти, попутного газа и пластовой воды на промыслах. Оно может найти применение в других отраслях промышленности, где требуется получать контрольную и измерительную информацию от рассредоточенных объектов.

Известна система централизованного контроля бурения, которая содержит аналоговый измеритель и регистратор параметров на совмещенную диаграммную ленту, устройство циклического контроля и сигнализации отклонения параметров от нормы, устройство измерения по вызову с цифровой индикацией измеряемого параметра, цифровой регистратор отчетной информации (1).

Указанная система обеспечивает обнаружение отклонения контролируемого параметра от установленного значения и позволяет производить измерения по вызову с выдачей информации в цифровой форме.

Система учитывает только специфику процесса бурения, например постоянный контроль осевой нагрузки, и не может обеспечить измерение технологических параметров на объектах добычи и подготовки нефти.

Из известных устройств по своей технической сущности наиболее близким к изобретению является устройство, осуществляющее адаптивную программу измерения технологических параметров объектов и стохастпческий режим сбора информации. Устройство содержит контролируемые и диспетчерский пункты, включающие измеритель, формирователь циклов измерения, формирователь импульсов измерения, блок переключения скважин, приемно-передающие блоки, формирователь адреса измерителя, блок памяти адреса объекта, собирательные схемы, счетчик времени, формирователь сигнала заявки, регистратор измерительных импульсов, блок коммутации направления, генератор тактовых импульсов, распределитель, ключ, блок управления, блок индикации, блок регистрации и блок кодирования (2) .

В известном устройстве многие функции по измерению предварительной обработке и вспомогательным операциям сосредоточены на контролируемом пункте, а это вызывает усложнение .самой аппаратуры контролируемого

607004 ностями, что снижает надежность передачи информации в целом.

Цель изобретения — повышение надежности передачи информации.

Это достигается тем, что диспетчерский пункт снабжен разрешающим блоком, схемой И, блоком сравнения, блоком коэффициентов уставки и блоком преобразования, причем опросные выходы распределителя через

l0 разрешающии блок соединены соответственно со входами формирователя адреса измерителя, блока памяти адреса объекта, регистратора измерительных импульсов и счетчика времени, а сбросовы выход распределителя через схему И и разрешающий блок соединен со вторыми входами блока памяти адреса обьекта, регистратора измерительных имгу псов, счетчика времени и с формирователем сигнала заявки, соединенным с приемно-передаюшим блоком и блоком коммутации направления, который подключен к разрешающему блоку, соединенному с ключом, выход которого подключен к генератору тактовых импульсов, при этом блок управления соединен со схемой И, а одна из собирательных схем соединена с блоком сравнения и блоком преобразования, который д соединен с блоком коэффициентов уставки и блоком кодирования.

На чертеже представлена блок-схема контролируемого и диспетчерского пунктов устройства.

Устройство содержит контролируемые КП и диспетчерский ДП пункты.

Контролируемый пункт включает измеритель 1, формирователь 2 циклов измерения, формирователь 3 импульсов измерения, приемно-передающий блок 4 и блок 5 переключения скважин. Каждый контролируемый пункт соединяется с диспетчерским пунктом каналом связи.

Диспетчерский пункт включает по количеству контролируемых пунктов программные блоки 6, содержащие приемно-передающий блок 4, регистратор 7 измерительных импульсов, счетчик 8 времени, блок 9 памяти адреса объекта, формирователь 10 сигнала заявки, формирователь 11 адреса измерителя, первую собирательную схему 12 и вторую собирательную схему 13. Диспетчерский пункт содержит также по количеству контролируемых пунктов блоки 14 коммутации направлений, генератор 15 тактовых импульсов с двумя группами запускающих входов, по количеству контролируемых пунктов разрешающие блоки 16, распределителя 17, блок 18 кодирования, блок 19 сравнения, блок 20 коэффициентов уставки, блок 21 переобразования, блок 22 регистрации, блок 23 управления по количеству контролируемых пунктов схемы И 24 и ключи 25, блок 26 индикации.

Устройство работает следующим образом.

На контролируемом пункте измеритель 1 ри включении устройства в работу или при одаче сигнала с диспетчерского пункта подчючает на измерение очередную скважину. ьо з пункта. Эксплуатация таких устройств в f10,левых условиях связана со значительными труд4

После слива первой измерительной порции жидкости в измерителе 1, что является коррекцией переходного процесса на объекте, формирователь 2 циклов измерения подает разрешающий сигнал на формирователь 3 импульсов

5 измерения, который начинает пропускать измерительные импульсы на приемно-передающий блок 4. Подключение очередной скважины осуществляется блоком 5 переключения скважин, который по команде приемно-передаюшего блока 4 формирует сигнал на переключение и подает его на измеритель 1. При подключении и переключении скважин на измерение блок 5 формирует также адрес скважины, который затем передается через приемно-передающий блок 4 в момент отработки формирователя 2 циклов измерения. Измерительные импульсы передаются приемно-передающим блоком 4 на диспетчерский пункт до срабатывания программы измерения. После отраоотки программы измерения и обработки измерительной информации с диспетчерского пункта приходит команда на переключение скважин. Снова срабатывает блок 5, подает команду на измеритель 1, подключая очереднчю скважинч на измерение, и передает адрес подключенной скважины на диспетчерский пункт. Затем при срабатывании формирователя 2 начинает вновь передаваться измерительная информация. И так процесс повторяется между командами с диспетчерского пункта.

Программа измерения задается на диспетчерском пункте для каждого контролируемого пункта своим программным блоком 6. Для задания программы используют регистратор 7 измерительных импульсов, который задает первый предел программы числом измерительных импульсов Ng по скважине с максимальной величиной дебита жидкости Q „.„„подключенной к измерителю, и счетчик 8 времени, который задает второй предел программы временем измерения t,„„, по скважине с минимальной величиной дебита Q „„. При этом для всех остальных скважин обеспечивается адаптивная программа измерения в указанных пределах в зависимости от величины дебита по жидкости. После приема закодированного адреса скважины, который с приемно-передающего блока 4 программного блока 6 поступает в блок 9 памяти адреса объекта. При поступлении первого измерительного импульса приемно-передающий блок запускает регистратор 7 измерительных импульсов и счетчик 8 времени.

Начинают отсчет времени измерения и регистрацию измерительных импульсов, постулающих с контролируемого пункта. Срабатывание любой настройки программы измерения: уставки числа импульсов или уставки времени измерения — вызывает формирование сигнала на выходе формирователя 10 сигнала заявки. Сигнал с выхода .формирователя 10 поступает на вход блока 14 коммутации направления. Так от каждого контролируемого пункта поступает измерительная информация на свой программный блок 6, который проводит процесс измерения до срабатывания прог607004 раммы измерения и в конце измерения формирует сигнал заявки.

Окончание программы измерения каждой скважины, а следовательно группы скважин, носит случайный характер. Необходимо применять стохастический режим обработки измерительной информации со всех программных блоков 6. При поступлении сигнала заявки с формирователя 10 срабатывает соответствующий блок 14 коммутации направления и отключает все остальные блоки 14. С блока 14, сработавшего от сигнала заявки, подается сигнал на генератор 15 тактовых импульсов и на соответствующий разрешающий блок 16, открывает его. Генератор 15 запускает распределитель 17, который начинает опрашивать через открытый разрешающий блок 16 соответствующий программный блок 6. Опрашиваются формирователь 11 адреса измерителя, блок 9 памяти адреса объекта, регистратор 7 измерительных импульсов и счетчик 8 времени. Адресная информация поступает на первую собирательную схему 12 и затем без изменения поступает на блок 18 кодирования. Информация об измерении (количество измерительных импульсов Nq„, и время измерения t., ) поступает на вторую собирательную схему 13 и затем подвергается обработке. Обработка измерительной информации заключается в преобразовании результатов в именованные единицы и в прогнозировании суточной производительности объекта по результатам дискретного измерения. Данные о времени измерения с собирательной схемы 13 поступают на блок !9 сравнения, в котором происходит операция выработки результирующего сигнала отношения — „которыи затем подается на блок 20

24 коэффйциентов уставки..В зависимости от величины (,„, блок 20 подает соответствующее значение коэффициента уставки К . на блок 21 преобразования, куда поступает с собирательной схемы 13 данные по измерительным импульсам N Блок 21 преобразования проводит операцию прогнозирования суточного дебита жидкости согласно выражению Q = Nq в К,,, где 4 — цена одного измерительного импульса N. Затем преобразованная измерительная информация с блокз 21 преобразования поступает на блок 18 кодирования. Закодированная информация с блока 18 поступает на блок 22 регистрации, ко1орый печатает адресную (№ групповой, № скважины) и измерительную информацию и формирует при этом машиночитаемый документ, используемый в дальнейшем для решения задач оперативного управления и учета основным производством.

Управление выводом информации на блок 22 регистрации осуществляется по команде блока 23 управления. По окончании опроса блока 9, регистратора 7 и счетчика 8, преобразования и вывода результатов измерения распределитель 17 подает сигнал сброса через соответствующ схему И 24, которая в режиме стохастической обработки информации подготавливается к работе блоком 23 управления, и разрешающий блок 16. Блок 9, ре40

В противном случае опрос не осуществляется: приходится ждать обработки заявки. Генератор 15 запускается, а разрешающий блок

16 подготавливается к пропусканию сигналов опроса с распределителя !7 на соответствующий программный блок 6. Сним цтся и обрабатывается адресная и измеритсльная информация, которая поступает с блока 18 кодирования на блок 26 индикации по команде блока 23 управления. При этом не происходит сбрасывания в нулевое состояние блока 9 памяти объекта, регистратора 7 измерительных импульсов, счетчика 8 времени и подключения измерителем 1 контролируемого пункта очередной скважины на измерение, так как сигнал сброса с распределителя 17 не поступает на разрешающий блок 16 через схему И 24, что обеспечивается прекращением подачи сигнала с блока управления на вторые входы схем И 24. Затем опрашиваются остальные программные блоки 6. По окончании опроса блок 23 снимает сигнал с блока 18 кодирования, блока 22 регистрации и блока 26 индикации, с

6 гистратор 7 и счетчик 8 сбрасываются в нулевое состояние. Формирователь 10 прекращает подачу сигнала заявки на блок 14 и формирует команду на переключение скважин, которая передается через приемно-передающий блок 4 на контролируемый пункт. Подключается очередная скважина и процесс измерения и регистрации параметров повторяется.

От сигнала заявки после отключения блока 14 коммутации направления подключается другой блок 14, отключая все остальные, и процесс сьема и обработки информации с нового выбранного программного блока 6 повторяется.

При возникновении аварийной ситуации с контролируемого пункта передается аварийный

ы сигнал, который принимается приемно-передающим блоком 4 соответствующего программного блока 6. Сигнал при этом с приемно-передающего блока 4 поступает непосредственно на формирователь 10, осуществляющий формирование сигнала заявки. Затем снимается

Ро аварийная информация при отсутствии сигналов заявки с других формирователей 10 и она расшифровывается блоком 22 регистрации. В зависимости от вида аварии производится переключение на следующую скважину р или измеритель 1 отключается вообще до устранения неисправности.

Устройство предусматривает проведение контрольного опроса с целью получения визуальной информации о состоянии измеряемых объектов. Блок 23 управления при опросе подает сигнал циклически или спорадически на ключи 25 по порядку или выборно. Ключ 25, на который подан сигнал с блока 23, подает сигнал на генератор !5 тактовых импульсов и соответствующий разрешающий блок 16. Если в этот момент не реализуется стохис1ический режим съема информации, т. е. не сра ботал блок 14 коммутации направления, генератор 15 блокируется от сигналов с блоком 14, чем обеспечивается режим ожидания окончания опроса программных блоков 6 с блока 23.

607004

Формула изобретения

25 нп-п Г

l1 !

1 !

l1

11

1

11

1I

11

1

1 (1

ПНИИПИ Заказ 2560/25 Тираж 734 Подписное

П>плиал ППП «Патент», г. Ужгород, ië. Проектная. 4 ключей 25 и подает сигналы «а вторы входь И 24,чем обеспечивается возможность срабатывания генератора 15 тактовых импульсов от сигналов блоков 14 коммутации направления и продолжение стохастического режима съема и обработки информации. 5

Устройство позволяет увеличить коли ество измеряемых параметров, для чего необходимо увеличение регистраторов на диспетчерском пункте в программном блоке и увеличение колйчества каналов передачи дополнительных параметров на контролируемом пункте (формирователей измерительных импульсов и узлов передачи). В то же время такое сосредоточение аппаратуры на диспетчерском пункте облегчает условия обслуживания устройства, повышая его надежность и работоспособность и повышает оперативность контроля состояния объектов, при этом аппаратура контролируемого пункта сведена до возможного минимума. Использование таких устройств в системе информационного обеспечения автоматизированных систем управления повышает на2О дежность сбора и передачи производственной информации от рассредоточенных объектов.

Устройство для сбора и передачи информации с объектов нефтедобычи, содержащее контролируемые и диспетчерский пункты, включающие измеритель, формирователь циклов из- зо мерения, формирователь импульсов измерения, блок переключения скважин, приемно-передающие блоки, формирователь адреса измерителя, блок памяти адреса объекта, собира

8 тельные схемы счетчик времени, формирователь сигна lа заяш и, регистратор измери ельныi импульсов, блок коммутации направления, генератор тактовых импульсов, распределитель, ключ, блок управления, блок индикации, блок регистрации и блок кодирования, от.гичающееея тем, что, с целью повышения надежности передачи информации, диспетчерский пункт снабжен разрешающим блоком, схемой И, блоком сравнения, блоком коэффициентов уставки и блоком преобразования, причем опросные выходы распределителя через разрешающий блок соединены соответственно со входами формирователя адреса измерителя, блока памяти адреса объекта, регистратора измерительных импульсов и счетчика времени, а сбросовый выход распределителя через схему И и разрешающий блок соединен со вторыми входами блока памяти адреса объекта, регистратора измерительных импульсов, счетчика времени и с формирователем сигнала заявки, соединенным с приемно-передающим блоком и блоком коммутации направления, который подключен к разрешающему блоку, соединенному с ключом, выход которого подключен к генератору тактовых импульсов, при этом блок управления соединен со схемой И, а одна из собирательных схем соединена с блоком сравнения и блоком преобразования, который соединен с блоком коэффициентов уставки и блоком кодирования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Ушмаев B. И. Централизованный контроль технологических параметров процесса бурения.М.. ВНИИОЭМГ, 1972 с. 29 — 33.

2. Авторское свидетельство СССР Мю 367446, кл. G 08 С 19)28, 1971.