Устройство контроля подачи жидкости скважинным штанговым насосом

(51)21 47/00, 47/10 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ПОДАЧИ ЖИДКОСТИ СКВАЖИННЫМ ШТАНГОВЫМ НАСОСОМ(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие Производственное объединение Белоруснефть(72) Авторы Стрешинский Игорь Аркадьевич Искандаров Олег Ришатович Митюков Андрей Алексеевич Ушаков Владимир Сергеевич(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Производственное объединение Белоруснефть(57) Устройство контроля подачи жидкости скважинным штанговым насосом, содержащее обратный клапан в выкидной линии, отличающееся тем, что перед обратным клапаном установлен датчик давления, соединенный с нормирующим усилителем постоянного тока,выход которого подключен к многоразрядному аналого-цифровому преобразователю, выходные двоичные кодыкоторого через контроллер с заданным интервалом времени заносятся в память и в выходное устройство, причем младшие разряды двоичных кодов аналого-цифрового преобразователя используются для контроля работы обратного клапана,по времени открытого состояния которого контролируется подача жидкости, а пульсации давления перед обратным клапаном используются для контроля скважинных штанговых насосов. 9230 1 2007.04.30 Изобретение относится к устройствам для контроля за работой скважин, оборудованных поршневыми насосами со штанговым приводом. Широко известны устройства для контроля и диагностики штанговых глубинных насосных установок. Как правило, они основаны на обработке динамограммы усилий растяжения одной из штанг привода насоса, обычно верхней. Обработка динамограмм позволяет контролировать степень заполнения насоса, работу клапанов насоса, учесть влияние газового фактора, однако не позволяет сделать вывод о подаче жидкости в отводящие трубопроводы. Известно устройство для контроля и диагностики глубинных насосных скважин 1,содержащее датчик усилия штока насоса, фиксаторы нулевого уровня положительной и отрицательной частей сигнала, счетчики, аналого-цифровой преобразователь, накапливающие сумматоры, блоки деления, блок вычитания, схемы сравнения, триггеры, блок индикации, задатчик номинальных значений диагностических параметров насоса, блок управления и элемент И. Путем сравнения полученных цифровых динамограмм определяется степень заполнения насоса. Недостатками данного устройства являются влияние температуры,газового фактора, степени обводненности нефти на полученную результирующую динамограмму и невозможность определения дебита скважины. Известно устройство контроля подачи жидкости скважинных штанговых насосов 2,содержащее обратный клапан в выкидной линии и генератор. С целью повышения надежности оно снабжено датчиком вибраций, согласующим блоком, источником опорного напряжения, компаратором, триггером, счетчиком, элементом пуска, блоком установок и блоком сравнения кодов. Датчик вибраций установлен на корпусе обратного клапана и соединен через согласующий блок с первым входом компаратора, второй вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения. Выход соединен с первым входом триггера, выход которого через генератор подключен к первому входу счетчика, второй вход которого соединен со вторым выходом триггера и выходом элемента пуска. Выход подключен к первому входу блока сравнения кодов, второй вход которого соединен с выходом блока установки. Недостатком данного устройства является низкая помехоустойчивость, вызванная тем, что первичный преобразователь (датчик вибрации) установлен на обвязке скважины, куда передаются все удары от качалки и удары штанг о насоснокомпрессорные трубы, а обратный клапан, работающий в жидкой среде, является плохим источником полезного сигнала. Задачей предлагаемого изобретения является создание устройства для контроля и диагностики штанговой глубинной насосной установки, нечувствительного к вибрационным помехам, к изменению температуры рабочей жидкости, плотности, коэффициенту сжимаемости. Критерием нормальной работы скважинного штангового насоса является подача жидкости через обратный клапан выкидной магистрали штанговой глубинной насосной установки. Задача решается следующим образом. Перед обратным клапаном в выходной линии устанавливается датчик давления, выходной сигнал которого усиливается и нормируется до величины, достаточной для преобразования в цифровой вид многоразрядным аналогоцифровым преобразователем, причем число разрядов выбирается так, чтобы давление открывания-закрывания обратного клапана соответствовало нескольким младшим разрядам аналого-цифрового преобразователя (АЦП). При дальнейшей цифровой обработке полученного сигнала для анализа работы клапана используются младшие разряды АЦП, для общей оценки уровня давления - все разряды. Этим обеспечивается фильтрация сигнала по постоянному току и выделение сигнала пульсаций давления на обратном клапане, по которому контролируется подача жидкости скважинным штанговым насосом. На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства. На фиг. 2 показан график пульсации давления перед обратным клапаном. Схема устройства для контроля подачи жидкости скважинных штанговых насосов включает в себя датчик давления 1 нормирующий усилитель постоянного тока 2, обеспе 2 9230 1 2007.04.30 чивающий также питание датчика давления АЦП 3 память 4, обеспечивающая хранение двоичных кодов АЦП выходное устройство 5, обеспечивающее подключение внешних устройств для хранения информации и отображения ее в виде графиков контроллер 6,обеспечивающий совместную работу вышеперечисленных устройств, и устройство питания 7. Предлагаемое устройство контроля подачи жидкости скважинным штанговым насосом работает следующим образом. Давление жидкости, присутствующее на входе датчика давления 1, нормирующим усилителем постоянного тока 2 усиливается до уровня входного напряжения, необходимого для работы АЦП 3, на выходе которого появляются двоичные последовательности,пропорциональные уровню входного напряжения. Контроллер 6 опрашивает с заданным интервалом времени АЦП и пересылает полученные данные в память 4. Интервал опроса АЦП 3 задается программно с внешнего устройства, подключаемого с помощью выходного устройства 5, и должен быть как можно меньше для детального построения графика пульсаций давления. Периодически внешнее устройство опрашивает память 4 через выходное устройство 5 и контроллер 6. Устройство питания 7 обеспечивает необходимые токи и напряжения на всех элементах устройства. На фиг. 2 представлен график пульсаций давления перед обратным клапаном. Интервалы времени 1, 2 и 4, 5 показывают время открытия обратного клапана и время прохождения через него жидкости, выкачиваемой насосом. Уменьшение разности давления Р 1-Р 2 говорит о снижении производительности насоса, на что дополнительно указывает уменьшение интервалов времени 1, 2 и 4, 5. Интервал времени 1, 7 - период качания качалки насоса. Если за это время у дифференциального насоса существует только один пик давления, то это говорит о неисправности одной из секций насоса. Если нет явно выраженных интервалов 1, 2 и 4, 5, то обратный клапан не открывается и нет поступления жидкости в выкидную линию. Интервал давления Р 2, Р 3 говорит о работе обратного клапана глубинного насоса. Чем больше данный интервал, тем хуже работает насос. Дебит глубинной насосной установки определяется по известным формулам, зная перепад давления 1, 2 и интервалы времени 1, 2 4, 5. Давление в выкидной линии отличается от давления Р 2 на величину давления открытия обратного клапана. Таким образом, полученный на фиг. 2 график позволяет достаточно полно контролировать и диагностировать работу штанговой глубинной насосной установки. Источники информации 1. А.с. СССР 1667108 от 07.08.1989, МПК 506 15/46. 2. А.с. СССР 1488457 от 12.08.1987, МПК Е 21 В 47/10. Фиг. 2 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3