Устройство для контроля продукции нефтяных скважин

Устройство для контроля продукции нефтяных скважин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

942

Союз Советсиик

Социалистических т есяубпик

Оп ИСАН-ИЕ

ИЗОВ ЕтЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТВЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. свил-ву

2 (51) М. Кл.

G 05 В 23/00

G 01 F 9/00 (22) Заявлено 18.12.75 (21) 2300488/18 — 24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Гееудеретеееемй ееьепет

СССР ее делам езабретенае

N OTKPbITNN

Опубликовано 15.08.79. Бюллетень ¹ 30 (53) УДК 621-525 (088.8) Дата опубликования описания 15.08.79 (72) Авторы изобретения

O. М. Рынский, А-О. К. Караев, В. А. Кучернюк и В. В. Артынов (71) аявителм (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОДУКЦИИ

НЕФТЯНЫХ "СКВАЖИН

Изобретение относится к технике измерения нестационарных процессов, в частности к измерениям производительности нефтяных скважин по расходу жидкости, и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности.

Известны устройства, осуществляющие оперативный контроль за работой скважин и учет производительности с помощью одного измерителя на группу скважин, такие, как например, установки типа Спутник" (1) .

Наиболее близким техническим решением к данному является устройство для контроля продукции нефтяных скважин, содержащее последовательно установленные на трубопроводах скважин задвижки и обратные клапаны, два магистральных трубопровода с датчиками количеств потока, своими выходами соединенными с блоками регистрации интегральных значений, блоки управления клапанами, две параллельных цепи, последовательно включенных блока ввода, вычислительного блока, блока памяти, коммутатора и блока сравнения двух последовательных измерений, блок задания времени, подключенный к вычислительным блокам, и блок длительности цикла измерений (2).

Недостатками указанных устройств являются повышенная металлоемкость системы сбора нефти и газа, обусловленная необходимостью нодключения скважинь1 не к ближайшей точке общего трубопровода, а к групповой установке; сложность и невысокая надежность измерительной схемы, вызванная необходимостью осуществления измерений с преобразованием потока в связи с тем, что к одной групповой установке подключаются скважины с производительностью от 0,1 до 400 т/сутки, а существующие измерители потока имеют максималь- ный диапазон перекрытия 1:20; невозможность получения интегральных значений по группе

1 скважин.

Кроме того, на всех серийно выпускаемых установках применяются жесткие программы измерения, что приводит к снижению частоты

20 опроса состояния объектов (1 раз в 3-е суток) при обеспечении удовлетворительных результатов точности измерения; ограничение количества подключаемых к одной установке скважин

679942

3 (до 14 шт.), требует использования большего количества установок, что приводит к большим капиталовложениям и расходам на организацию эксплуатации, ремонта и проверки.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности и точности устройства за 5 счет повышения оперативности контроля эа состоянием объектов и учета их производительности при одновременном уменьшении капитальных и эксплуатационных затрат.

Указанная цель достигается тем,что в устройство введены первый элемент И и элементы И по числу параллельных цепей, блок управления измерением,блок управления входным потоком информации: и блок переключения скважин,а на выкидных манифольдах нефтяных скважин установлены трех- И ходовые клапаны, одни иэ выходов которых подключены к одному магистральному трубопроводу, а другие — к другому магистральному трубопроводу, управляющие входы трехходовых клапанов соединены с выходами блоков 2О управления клапанами, связанных с блоком переключения скважин, вход которого соединен с выходом блока управления измерением, входы блока управления измерением соединены с выходами блоков сравнения двумя последовательными измерениями, первые входы элементов И по числу параллельных цепей соединены с выходами датчиков количества потока, вторые входы — с выходом блока управления входным потоком информации, другой выход которого подключен к первому входу первого элемента И, подключенного вторым входом к блоку задания времени, выход первого элемента И соединен через блок длительности цикла измерений с выходами вычислительных блоков. Э

Схема устройства представлена на чертеже.

Устройство предназначено для контроля продукции нефтяных скважин 1, на трубопроводах которых установлены задвижки 2, обратные клапаны 3 и трехходовые клапаны 4, ус- а© тановленные на выкидных манифольдах нефтяных скважин, и блок управления 5 клапанами.

Каждая скважина 1 подключена к ближайшей от скважины точке, что уменьшает металлоемкость системы, к двум магистральным трубопроводам 6 и 7 равного диаметра. На конечных точках ввода трубопроводов 6 и 7 в сборные емкости установлено по одному датчику 8 количества потока. Количество скважин, подключаемых к испытательным (они же магистральные) трубопроводам не ограничено.

При равномерной загрузке обоих трубопроводов измерители потока выбираются из условия их работы на участке 60%-ной загрузки от полной рабочей шкалы приборов.

Устройство содержит также блок 9 задания времени, элементы И 10 по числу параллельных

4 цепей измерения, предназначенные для коммутации импульсов измерителей потока, блок управления 11 входным потоком информации, первый элемент И 12, предназначенный для коммутации импульсов времени, блоки ввода

13, предназначенные для приема измерительной информации от датчиков 8, блок 14 длительности цикла измерений, вычислительные блоки 15, блоки памяти 16, коммутаторы 17, блок сравнения 18 двух последовательных измерений, блок управления 19 измерением, блок переключения 20 скважин, цифропечатающее устройство 21, блок регистрации 22 интегральных значений. Каждому магистральному трубопроводу соответствует своя цепь измерения, включающая позиции. 13 и 15 — 18.

Устройство работает следующим образом.

С помощью блоков 13 — 15 фиксируется начальное состояние устройства контроля, то есть вычисляется установившийся в трубопроводах

6 и 7 расход по формуле.

224 где k — коэффициент блока 13;

N — показания блока 13;

q — цена деления блока 13..

Особенностью устройства является то, что процесс измерения производительности отдельной скважины строится на принципе выделения ее сигнала на фоне остальных работающих скважин путем переключения ее на время измерения с одного магистрального трубопровода в другой и фиксации разницы в показаниях измерителей до переключения и после него по обоим трубопроводам. Такая схема измерений не требует преобразования потока для обеспечения лучшей точки на рабочей характеристике измерителя, так как его рабочая точка задается суммой производительностей скважин, подключенных к трубопроводу, и с увеличением их количества статическая устойчивость рабочей точки только возрастает. Переключение же испытуемой скважины иэ трубопровода 6 в трубопровод 7 или наоборот не выведет прибор за границу линейного участка характеристики. В связи с этим, система не является избирательной к типу измерителя, так как не требует широкого диапазона его работы. Учитывая, что скважины обладают производительностью, в связи с чем время реакции системы на произведенные переключения будет разное, в устройстве заложен способ адаптивного измерения производительности, при котором путем многократных обработок кратковременных дискретных измерений определяется, производительность скважины и ее состояние (работает—

Be работает).

Начальное состояние устройства определяют несколько раз путем кратковременных измере679942 ний, результат фиксируется в блоке памяти 16 и сравнивается с последующим измерением.

Если разница между двумя последовательными измерениями .не превышает 3 6 (где 6 — погрешность измерительного прибора), то состояние потока считается установившимся, и с бло- S ка сравнения 18 двух последовательных измерений поступает сигнал в блок управления 19 измерением. При этом блок 19 выдает сигнал в блок переключения 20 скважин, который посредством блоков управления 5 клапанами 1Ф через соответствующий трехходовой клапан 4 переключает определенную скважину из трубопровода 6 в трубопровод 7. Одновременно блок управления 11 входным потоком информации выдает разрешающий сигнал на элементы И 1О и 12 для подачи измерительных и временных импульсов в блоки 13 и 14. Через определенное время испытаний т, которое задается блоком 9 задания времени, поступает

21 запрещающий сигнал на блок управления 11 входным потоком информации и разрешающий— на блок 15. Расчитанный по указанной выше формуле результат заносится через коммутатор 17 в блок памяти 16, сравнивается с эа2% писанным начальным состоянием системы, и в память записывается разница между этими двумя состояниями и новое состояние. Затем блоком управления 19 измерением выдается сигнал на блок управления 11 входным потоком ин3О формации для повторения измерения. Полученный новый результат (Ь 0 и О) сравнивается с предыдущим, и, если по абсолютному значению разница между вычисленными значениями дебитов скважины превышает ЗД,тоиэмере35 ние повторяется по описанному алгоритму до получения разницы между двумя последовательными измерениями менее 36. При этом дебит скважины определяется как разница между начальным расходом (состоянием) в,трубопрово49 де и установившимся после переключения скважины:

24

Яскв =!Онач — Оуст /.—

Таким образом, при заданном критерии качества измерения, система является адаптивной и по отношению к времени измерения каждой

f скважины, осуществляя индивидуальную продолжительность измерения методом последовательных проб н приближений к заданному критерию качества. Одновременность получения ре- se эультатов по обоим трубопроводам позволяет брать за конечный результат усредненное значение. В этом случае блок управления 19 измерением выдает команду в блок переключения

20 скважин и выводит результат на автомати- ss ческое цифропечатаюшее устройство 21, после чего очередная скважина переключается по описанной выше схеме.

В связи с тем, что производительность скважин различна, время испытаний также будет различным, но в любом случае оптимальным для данной скважины н системы в целом.

Поскольку во время испьпаний могут быть аварийные отключения скважин, то сигнал на переключение выдается блоком управления !9 по получении удовлетворительного результата по испытуемой скважине по любому трубопроводу. Устройство обладает высокой чувствительностью к измерению потока благодаря получению информации о работе скважины одновременно из двух трубопроводов, что дает возможность контролировать подачу скважин без дополнительных датчиков потока. Устройство позволяет получать результат работы всех скважин за сутки путем регистрации суммарной производительности на блоках регистрации 22 интегральных значений расхода непосредственно . от датчиков, установленных на трубопроводе.

Предлагаемое устройство обладает хорошими технико-экономическими показателями за счет понижения металлоемкости всей системы и небольшого набора спецоборудования. Устройство может найти применение там, где по условиям работы нельзя производить измерения непосредственно на объекте, а объект соединены между собой одним общим трубопроводом.

Формула изобретения

Устройство для контроля продукции нефтяных скважин, содержащее последовательно установленные на трубопроводах нефтяных скважин задвижки и обратные клапаны, два магистральных трубопровода с датчиками количеств потока, одни выходы которых соединены с блоками регистрации интегральных значений, блоки управления клапанами, две параллельных цепи, последовательно включенных блока ввода, вычислительного блока, блока памяти, коммутатора и блока сравнения двух последовательных измерений, блок задания времени, подключенный к вычислительным блокам, и блок длительности цикла измерений, о т л нч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и точности устройства, в него введены первый элемент И и элементы И по числу параллельных цепей, блок управления измерением, блок управления входным потоком информации и блок переключения скважин, а на выкидных манифольдах нефтяных скважин установлены трехходовые клапаны, одни йз выходов которых подключены к одному магистральному трубопроводу, а другие — к другому магистральному трубопроводу, управляю, 679942

ЦНИИПИ Заказ 4792/42 Тираж 1015 . Подтисное

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 щие входы трехходовых клапанов соединены с выходами блоков управления клапанами, связанных с блоком переклгочения скважин, вход которого соединен с выходом блока управле. ния измерением, входы блока управления измерением соединены с выходами блоков сравнения двумя последовательными измерениями, первые входы элементов И по числу параллель. ных цепей соединены с выходами датчиков количества потока, вторые входы — с выходом блока управления входным потоком информации, другой выход которого подключен к первому входу первого элемента И, подключенно2

/

ro вторым входом к блоку задания времени, выход первого элемента И соединен через блок длительности цикла измерений с выходами вычислительных блоков.

Исто пппси информации, принятые ро внимание при экспертизе

1. Кучернюк В. А. и др. Система автоматического контроля и измерения на установках типа "Спутник",, Маппппи и нефтяное оборудование", И 5, 1972.

2. Семенов В. С. и др. Автоматизированная групповая АГЗУ-5. Труды института "Гипровостокнефть", выл. ХХ, 1963.