Устройство для автоматического диагностирования состояния скважинной штанговой насосной установки

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ СОСТОЯНИЯ СКВАЖИННОЙ ШТАНГОВОЙ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ содержащее датчик усилия, блок управления, блок сопоставления, станцию управления двигателем станка-качалки и систему телемеханики, причем выходы блока сопоставления подключены соответственно к входам блока управления, станции управления двигателем станка-качалки и системы телемеханики, отличающеес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено интегратором, двумя ключами, регистратором, двумя датчиками крайних положений, связанными с входами блока управления, выходы которого соединены с датчиком усилия, управляющими входами обоих ключей и регист .ратором, причем выход датчика усилия включен к входу интегратора через первый ключ, выход интегратора под .ключен к входам регистратора и блор ка сопоставления, а второй ключ g включен между вторым входом интегра (О тора и его выходом. 4 СХ) да к|

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СО((ИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„Л0„„167 А

1Щ) F 0 4 В 47/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К ASTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3242763/25-06 (22) 29.12 ° 80 (46) 15.10.83. Бюл. Р 38 (72) М.P. Сафаров (53) 621.651(088.8) (56) 1. Алиев T.М. и др. Телединамометрирование глубиннонасосных скважин, Баку, Азербнешр, 1963, с. 11-12, рис.5..

2. Авторское свидетельство СССР

Ю 791947, кл. F 04 В 47/00, 1979. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЯЯ АВТОМАТИЧЕС-.

КОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ СОСТОЯНИЯ

СКВАЖИНКОЙ ШТАНГОВОЙ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ содержащее датчик усилия, блок управления, блок сопоставления, станцию управления двигателем станка-качалки и систему телемеханики, причем выходы блока сопоставления подключены соответственно к входам блока управления, станции управления двигателем станка-качалки н системы телемеханики, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено интегратором, двумя ключами, регистратором, двумя датчиками крайних положений, связанными с входами блока управления, выходы которого соединены с датчиком усилия, управляющими входами обоих ключей и регист.ратором, причем выход датчика усилия включен к входу интегратора через первый ключ, выход интегратора под,ключен к входам регистратора и блока сопоставления, а второй ключ включен между вторым входом интегратора и его выходом.

1048167

Изобретение относится к устройствам, используемым в области нефтедобычи, предназначенным для автоматического диагностирования состояния скважинной ш.анговой насосной установки в процессе ее работы. 5

Известно устройство для диагностирования режима работы скважинной штанговой насосной установки, содержащее датчик усилий с выходным сигналом в виде линейного .перемещения, фиксируемого одной координатой регйстратора и датчик перемещений с выходным сигналом, связанным с перемещением,диаграммной ленты регистратора (1). .6

Недостаток этого устройства для диагностирования режима работы скважинной штанговой насосной установки состоит в невозможности осуществления автоматического диагностирования состояния насосной установки.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для автоматического диагностирования состояния скважинной штанговой насосной установки, содержащее датчик усилия,блоь

25 управления, блок сопоставления,,станцию управления двигателем станка-качалки и систему телемеханики, причем выходы блока сопоставления подключены соответственно к входам блока управления, станции управления двигателем станка-качалки и системы. телемеханики (2 j.

Недостаток устройства для автоматического диагностирования состояния 35 скважинной штанговой насосной установки состоит в том, что оно обладает узкими функциональными возможностями из-эа невозможности определения нарушений режима работы насоса, связан-40 ных, например, с обрывом штанг, естественным фонтанированием, снижением уровня нефти в скважине до приема насоса и т.д.

Цель. изобретения †. Расширение 45 функциональных возможностей °

Указанная цель достигается тем, что устройство для автоматического диагностирования состояния скважинной штанговой насосной установки, содержащее датчик усилия, блок управления, блок сопоставления, станцию управления двигателем станка-качалки и систему телемеханики, причем выходы блока .сопоставления подключены соответственно к входам блока управ- 55 ления, станции управления двигателем станка-качалки и системы телемеханики, сиабжено интегратором, двумя ключами, регистратором, двумя датчиками крайних положений, связанными с 60 входами блока управления, выходы которого соединены с датчиком усилия, управляющими входами обоих ключей и регистратором, причем выход датчика усилия включен к входу интегратоРа 65 через первый ключ, выход интегратора подключен к входам регистратора и блока сопоставления, а второй ключ включен между вторым входом интегратора и его выходом.

На фиг.l представлена функциональная схема устройства на фиг.2 временная зависимость приложенного к полированному штоку станка-качалки усилия, преобразованного в напряжение Оз„..

Устройство для автоматического, диагностирования состояния скважинной штанговой насосной установки состоит иэ датчика 1 усилия, предназначенного для преобразования усилия на полированном штоке (не показан) в напряжение, пропорциональное преобразуемому усилию, блока 2 управления, предназначенного для координации работы устройства в целом, блока

3 сопоставления, станции 4 управления двигателем станка-качалки (не показаны) и системы 5 телемеханики, причем выходы блока 3 сопоставления подключены соответственно к входам блока 2 управления, станции 4 управления двигателем станка-качалки и системы 5 телемеханики.

Устройство снабжено интегратором

6, предназначенным для интегрирования выходного напряжения датчика

11 усилия, двумя ключами 7 и 8, первый иэ которых предназначен для задания длительности интегрирования, а второй — для возврата интегратора б в исходное положение, регистратором 9 напряжения и двумя датчиками 10 и

11 крайних положений, первый из которых - верхнего крайнего положения, а второй — нижнего крайнего положеИия, предназначенные для оповещания блока 2 управления о прохождении точкой подвеса штанг (не показана) соответствующих крайних положений.

Датчики 10 и ll крайних положений связаны с входами блока 2 управлений, выходы которого соединены с датчиком

1 усилия, управляющими входами обоих ключей 7 и 8 и регистратором 9, причем выход датчика 1 усилия включен к входу интегратора б через первый ключ 7, выход интегратора 6 подключен к входам регистратора 9 и блока

3 сопоставления выходного напряжения интегратора б снапряжениями уставок, а второй ключ 8 включен между вторым входом интегратора б и его выходом.

Устройство для автоматического диагностирования состояния скважинной штанговой насосной установки работает следующим образом.

Приложенное к полированному штоку станка-качалки усилие преобразуется датчиком 1 усилия в напряжение

0з„. При прохождении точки подвеса штанг через крайнее нижнее положение

1048167

1)вых"" вх

35 (к) ВНИИПИ Заказ 7897/39 тираж 665 Подписное

Филиал ППП "Патент",г.ужгород,ул.Проектная,4 датчик 11 подает сигнал на блок 2 управления, который ключом 8 возвращает интегратор б в исходное положение (выходное напряжение интегратора равно нулю), а затем ключом 7 соединяет выход датчика 1 усилия с входом. 5 интегратора 6, на выходе которого действует напряжение равное

В момент времени ., точка подвеса штанг пРоходит веРхнее кРайнее положение, о чем датчиком 10 оповещается блок 2 управления. Последний при этом воздействует на датчик 1 усилия, из-за чего его выходное напряжение меняет знак на противоположный. Точка подвеса штанг, двигаясь вниз в момент времени 4, достигает нижнего крайнего положения, а напряжение на выходе интегратора б в это же время определяется зависимостью

25 где %„ - площадь фигуры ОАБВЕ (фиг.2);

%2- площадь фигуры ЕВГДЖ;

Ьш=мг„-cuг площадь фигуры АБВЗ ° в„(Ч связано однозначной зависимостью с усилием на полированном штоке, а . также однозначно связано. с перемещенном полированного штока, поэтому напряжение на выходе интегратора

Оâ ûõ (г) "а F(A„ ) функционально зависит от работы, производимой полированным штоком A кш т

В момент 12 датчик 11 нижнего крайнего положения воздействует на блок 2 управления, который, во-первых, ключом 7 блокирует интегратор 6, из-за чего в течение времени от

2 до + напряжение выхода интегратора б остается равным 0,„(1 ) и вовторых, разрешает работу регистратора 9 и блрка 3 сопоставления. Регистратором 9 фиксируется значение 0 (1 1 вь!х а в блоке 3 сопоставления уровень

ОВЬ,„(С2) сравнивается с напряжениями уставок. Результат сравнения подается в систему 5 телемеханики и передается на диспетчерский пульт. В случае, когда Uâûõ(t ) с О блоком 3 сопоставления вйдается команда на остановку станка-качалки.

Последняя передается на диспетчерский пульт как сигнал аварии, если условие Овых (к.г) (U < „устойчиво выполняется при неоднократном автоматическом запуске через определенный интервал времени, задаваемый станцией 4 управления двигателем станка-качалки.

Предлагаемое устройство позволяет. осуществлять прямой контроль нагрузки в точке подвеса штанг, непосредственно связанных с плунжером скважннного насоса. Это позволяет точно, безошибочно, с автоматической расшиф- ровкой определять режим работы насоса.