устройство и способ управления насосной системой скважины
Классы МПК: | F04B49/02 органы управления и регулирования для остановки, пуска, снятия нагрузки или перевода на холостой ход F04B49/06 электрическое управление или регулирование F04B47/02 с приводным устройством, расположенным на поверхности земли |
Автор(ы): | Дж.Вейн Вестерман[US], Ричард С.Монтгомери[US] |
Патентообладатель(и): | И-Ви-Ай-Хайлэнд Памп Компани, Инк. (US) |
Приоритеты: |
подача заявки:
1992-12-24 публикация патента:
20.05.1997 |
Использование: для управления работой нефтяных скважин. Сущность изобретения: устройство управления насосной системой скважин, имеющей приводной двигатель, соединенный набором насосных штанг с подземным насосом, содержащее средства измерения нагрузки на насосные штанги при возвратно-поступательном движении насоса в цикле нагнетания, средства измерения положения насосных штанг при возвратно-поступательном движении насоса в цикле нагнетания, а также средства построения диаграммы по измеренным значениям положения и нагрузки, компьютерные средства для определения значения площади части диаграммы, средства задания эталонного значения площади, средства сравнения определенного значения площади с ее эталонным значением и средства управления для изменения рабочих параметров системы скважины на основании результатов сравнения определенного значения площади с ее эталонным значением, снабжено средствами установки на диаграмме эталонного значения нагрузки, большего по меньшей мере некоторых значений, измеренных при ходе нагнетания вниз, и двух эталонных значений положения при ходе нагнетания вниз, а компьютерные средства выполнены с возможностью определения значения площади нижней части диаграммы, ограниченной сверху указанным эталонным значением нагрузки и заключенной между эталонными значениями положения. 4 с. и 20 з.п. ф-лы, 7 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7
Формула изобретения
1. Устройство управления насосной системой скважины, имеющей приводной двигатель, соединенный набором насосных штанг с подземным насосом, содержащее средства измерения нагрузки на насосные штанги при возвратно-поступательном движении насоса в цикле нагнетания, средства измерения положения насосных штанг при возвратно-поступательном движении насоса в цикле нагнетания, а также средства построения диаграммы по измеренным значениям положения и нагрузки, компьютерные средства для определения значения площади части диаграммы, средства задания эталонного значения площади, средства сравнения определенного значения площади с ее эталонным значением и средства управления для изменения рабочих параметров системы скважины на основании результатов сравнения определенного значения площади с ее эталонным значением, отличающееся тем, что оно снабжено средствами установки на диаграмме эталонного значения нагрузки, большего по меньшей мере некоторых значений, измеренных при ходе нагнетания вниз, и двух эталонных значений положения при ходе нагнетания вниз, а компьютерные средства выполнены с возможностью определения значения площади нижней части диаграммы, ограниченной сверху указанным эталонным значением нагрузки и заключенной между эталонными значениями положения. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что компьютерные средства выполнены с возможностью фиксации момента прохождения по меньшей мере одним элементом наземной части насосной системы заданного положения в каждом цикле и начала определения площади в заданное время после этого момента. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что средства сравнения выполнены с возможностью выявления случая, когда определенное значение площади меньше ее эталонного значения. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что средства управления выполнены с возможностью отключения приводного двигателя по меньшей мере по времени. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что средства управления выполнены с возможностью уменьшения скорости приводного двигателя. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что компьютерные средства выполнены с возможностью построения диаграммы по значениям нагрузки и положения насосных штанг по меньшей мере за один полный цикл нагнетания насосной системы. 7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что средства управления выполнены с возможностью изменения рабочих параметров на основании сравнения определенного значения площади с ее эталонным значением за несколько циклов. 8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что средства измерения нагрузки включают датчик нагрузки, размещенный между набором насосных штанг и приводным двигателем. 9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что средства измерения нагрузки включают датчик нагрузки, размещенный на подъемном балансире. 10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что средства измерения положения включают потенциометр, размещенный с возможностью контакта с подъемным балансиром. 11. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что средства измерения положения имеют выключатель для фиксации момента прохождения по меньшей мере одним элементом наземной насосной системы через заданное опорное положение при ходе вверх. 12. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что средства измерения положения включают потенциометр, установленный на подъемном балансире. 13. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что оно снабжено дисплеем для видимого воспроизведения диаграммы в процессе цикла нагнетания. 14. Устройство управления насосной системой скважины, имеющей приводной двигатель, соединенный набором насосных штанг с подземным насосом возвратно-поступательного действия, содержащее средства измерения нагрузки при возвратно-поступательном движении насоса в цикле нагнетания и генерирования сигналов, пропорциональных относительной нагрузке на насосные штанги, средства измерения положения и генерирования сигналов, пропорциональных положению набора насосных штанг в цикле нагнетания, одновременно с каждым сигналом нагрузки, а также средства построения диаграммы по измеренным значениям положения и нагрузки, средства интегрирования для определения значения площади части диаграммы, средства задания эталонного значения площади, средства сравнения определенного значения площади с ее эталонным значением и средства управления для измерения рабочих параметров системы на основании результатов сравнения определенного значения площади с ее эталонным значением, отличающееся тем, что оно снабжено средствами установки на диаграмме момента времени окончания интегрирования при ходе нагнетания вниз, момента времени начала интегрирования и эталонного значения нагрузки, большего по меньшей мере некоторых значений, измеренных при ходе нагнетания вниз, а средства интегрирования выполнены с возможностью накопления положительных разностей между эталонным значением нагрузки и текущими значениями нагрузки, соответствующими сигналам, генерированным средствами измерения нагрузки при всех измерениях в течение временного интервала между заданными моментами времени начала и окончания интегрирования. 15. Способ управления насосной системой скважины, имеющей приводной двигатель, соединенный набором насосных штанг с подземным насосом, при котором определяют значения нагрузки на набор насосных штанг при движении насоса в цикле нагнетания, определяют значения положения насосных штанг при возвратно-поступательном движении в цикле нагнетания, а также формируют диаграмму по измеренным значениям положения и нагрузки, определяют значение площади части диаграммы, задают эталонное значение площади и сравнивают определенное значение площади с ее эталонным значением с последующим изменением рабочих параметров системы скважины на основании результатов сравнения определенного значения площади с ее эталонным значением, отличающийся тем, что устанавливают на диаграмме эталонное значение нагрузки, большее, по меньшей мере некоторых значений, измеренных при ходе нагнетания вниз, а также начальное и конечное эталонные значения положения и определяют значение площади нижней части диаграммы, ограниченной сверху указанным эталонным значением нагрузки и заключенной между начальным и конечным эталонными значениями положения. 16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что при определении значения площади фиксируют момент прохождения по меньшей мере одним элементом наземной части насосной системы заданного опорного положения в процессе отдельного цикла и начинают определение площади в заданное время после этого момента. 17. Способ по п. 15, отличающийся тем, что при сравнении площадей выявляют случаи, когда определенное значение площади меньше ее эталонного значения. 18. Способ по п. 15, отличающийся тем, что приводной двигатель отключают по меньшей мере периодически при измерении рабочих параметров. 19. Способ по п. 15, отличающийся тем, что при изменении рабочих параметров уменьшают скорость приводного двигателя. 20. Способ по п. 15, отличающийся тем, что формируют замкнутую диаграмму по значениям положения и нагрузки по меньшей мере за один полный цикл нагнетания. 21. Способ по п. 15, отличающийся тем, что изменение рабочих параметров осуществляют по результатам сравнения значений определенной площади с ее эталонным значением за несколько циклов. 22. Способ по п. 20, отличающийся тем, что для определения значения площади фиксируют момент прохождения по меньшей мере одним элементом наземной насосной системы через заданное опорное положение и начинают определение площади и заданное время после этого момента, причем на этапе сравнения выявляют случаи, когда определенное значение площади меньше ее эталонного значения, а на этапе изменения параметров отключают приводной двигатель по меньшей мере периодически, если указанные случаи выявляются многократно. 23. Устройство управления насосной системой скважины, имеющей приводной двигатель, соединенный набором насосных штанг с подземным насосом возвратно-поступательного действия, содержащее средства измерения нагрузки на набор насосных штанг и их положения при возвратно-поступательном движении насоса в цикле нагнетания, включающие выключатель для фиксации момента прохождения по меньшей мере одним элементом наземной насосной системы через заданное опорное положение при нагнетании, средства построения диаграммы по измеренным значениям положения о нагрузке в течение полного цикла нагнетания, компьютерные средства для определения значения площади части диаграммы, средства задания эталонного значения площади, средства сравнения определенного значения площади с ее эталонным значением и средства управления для изменения рабочих параметров системы скважины на основании результатов сравнения, отличающееся тем, что оно снабжено средствами установки на диаграмме эталонного значения нагрузки, большего по меньшей мере некоторых значений, измеренных при ходе нагнетания вниз, и средствами установки первого эталонного значения положения, характеризующего положение насосных штанг в первый выбранный момент времени после прохождения упомянутым элементом через заданное опорное положение, и средствами установки второго опорного положения, характеризующего положение насосных штанг при ходе вниз во второй выбранный момент времени, компьютерные средства выполнены с возможностью определения значения площади нижней части диаграммы, ограниченной сверху эталонным значением нагрузки и заключенной между первым и вторым эталонными значениями положения, средства сравнения с возможностью выявления случая, когда определенное значение площади меньше ее эталонного значения, а средства управления с возможностью отключения приводного двигателя по меньшей мере периодически на основании результатов сравнения значений площадей в течение множества циклов. 24. Способ по п. 20, отличающийся тем, что формируемую диаграмму воспроизводят визуально в течение цикла нагнетания.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области управления работой нефтяных скважин и более точно касается устройства и способа управления насосной системой скважины. Известен способ управления насосной скважины, состоящий в контроле условий прекращения откачки скважины путем оценки данных на диаграмме, которая воспроизводит измеренную нагрузку блестящей штанги и измеренное или рассчитанное положение блестящей штанги. Известно также устройство управления насосной системой скважины [1] которое позволяет контролировать прекращение откачки путем определения того, превышает ли нагрузка в определенной точке хода поршня вниз заданной или регулируемый пользователем предел. Известны устройства, позволяющие измерять площадь внутри диаграммы для одного полного хода, которая представляет работу, выполненную насосом, и сравнивать эту площадь с предельной. В частности, в [2] описано устройство и способ интегрирования полной площади внутри диаграммы. В [3] описан способ интегрирования равных участков при ходе поршня вверх и ходе поршня вниз. В [4] описано устройство управления насосной системы скважины, имеющей приводной двигатель, соединенный набором насосных штанг с подземным насосом возвратно-поступательного действия, содержащее средства измерения нагрузки при возвратно-поступательном движении насоса в цикле нагнетания и генерирования сигналов, пропорциональных относительной нагрузке на насосные штанги, средства измерения положения насосных штанг и генерирования сигналов, пропорциональных положению набора насосных штанг в цикле нагнетания, одновременно с каждым сигналом нагрузки, а также средства построения диаграммы по измеренным значениям положения и нагрузки, компьютерные средства интегрирования для определения значения площади части диаграммы, средства задания эталонного значения площади, средства сравнения определенного значения площади с ее эталонным значением и средства управления для изменения рабочих параметров системы скважины на основании результатов сравнения определенного значения площади с ее эталонным значением. Там же описан способ управления насосной системой скважины, имеющей приводной двигатель, соединенный набором насосных штанг с подземным насосом, при котором определяют значения нагрузки на набор насосных штанг при движении насоса в цикле нагнетания, определяют значения положения насосных штанг при возвратно-поступательном движении в цикле нагнетания, а также формируют диаграмму по измеренным значениям положения и нагрузки, определяют значение площади части диаграммы, задают эталонное значение площади и сравнивают определенное значение площади с ее эталонным значением, с последующим изменением рабочих параметров системы скважины на основании результатов сравнения определенного значения площади с ее эталонным значением. Однако, известные способ и устройство обладают недостатками, заключающимися в том, что они трудны для использования при регулировании и иногда дают ложное обнаружение необходимости прекращения откачки, когда скважина в действительности полная. Например, когда скважина была закрыта в течение длительного периода времени, как например, при проведении осмотра и текущего ремонта, уровень жидкости в кольце может подниматься. Этот подъем уровня жидкости уменьшает гидростатический напор, необходимый для подъема жидкости на поверхность, так, как если бы скважина была менее глубокой. Когда насос вновь запускается, ему, следовательно, необходимо выполнить меньшую работу, и площадь внутри диаграммы может уменьшиться до точки, в которой будет обнаружено прерывание откачки даже, если насос полный. В основу изобретения поставлена задача создать устройство и способ управления насосной системой скважины, которые исключали бы возможность ложного обнаружения необходимости прекращения откачки. Эта задача решается тем, что устройство управления насосной системой скважины, имеющей приводной двигатель, соединенный набором насосных штанг с подземным насосом, содержащее средства измерения нагрузки на насосные штанги при возвратно-поступательном движении насоса в цикле нагнетания, средства измерения положения насосных штанг при возвратно-поступательном движении насоса в цикле нагнетания, а также средства построения и нагрузки, компьютерные средства для определения значения площади части диаграммы, средства задания эталонного значения площади, средства сравнения определенного значения площади с ее эталонным значением и средства управления для изменения рабочих параметров системы скважины на основании результатов сравнения определенного значения площади с ее эталонным значением, согласно изобретению, снабжено средствами установки на диаграмме эталонного значения нагрузки, большего по меньшей мере некоторых значений, измеренных при ходе нагнетания вниз, и двух эталонных значений положения при ходе нагнетания вниз, а компьютерные средства выполнены с возможностью определения значения площади нижней части диаграммы, ограниченной сверху указанным эталонным значением нагрузки и заключенной между эталонными значениями положения. Целесообразно компьютерные средства выполнить с возможностью фиксации момента прохождения по меньшей мере одним элементом наземной части насосной системы заданного положения в каждом цикле и начала определения площади в заданное время после этого момента, а средства сравнения выполнить с возможностью выявления случая, в котором определенное значение площади меньше ее эталонного значения. Желательно также средства управления выполнить с возможностью отключения приводного двигателя по меньшей мере по времени или с возможностью уменьшения скорости приводного двигателя. Возможно, кроме того компьютерные средства выполнить с возможностью построения диаграммы по значениям нагрузки и положения насосных штанг по меньшей мере за один полный цикл нагнетания насосной системы, а средства управления выполнить с возможностью изменения рабочих параметров на основании сравнения определенного значения площади с ее эталонным значением за несколько циклов. Можно в качестве средств измерения нагрузки использовать датчик нагрузки, размещенный между набором насосных штанг и приводным двигателем. Можно, также в качестве средств измерения нагрузки использовать датчик нагрузки, размещенный на подъемном балансире. Желательно, в качестве средств измерения положения использовать потенциометр, размещенный с возможностью контакта с подъемным балансиром. Однако возможно также в качестве средств измерения положения использовать выключатель для фиксации момента прохождения по меньшей мере одним элементом наземной насосной системы через заданное опорное положение при ходе вверх. Целесообразно, кроме того, в качестве средств измерения положения использовать потенциометр, установленный на подъемном балансире. Предпочтительно, чтобы устройство было снабжено дисплеем для видимого воспроизведения диаграммы в процессе цикла нагнетания. В другом варианте поставленная задача решается тем, что устройство управления насосной системой скважины, имеющей приводной двигатель, соединенный набором насосных штанг с подземным насосом возвратно-поступательного действия, содержащее средства измерения нагрузки при возвратно-поступательном движении насоса в цикле нагнетания и генерирования сигналов, пропорциональных относительной нагрузке на насосные штанги, средства измерения положения и генерирования сигналов, пропорциональных положению набора насосных штанг в цикле нагнетания, одновременно с каждым сигналом нагрузки, а также средства построения диаграммы по измеренным значениям положения и нагрузки, средства интегрирования для определения значения площади части диаграммы, средства заданий эталонного значения площади, средства сравнения определенного значения площади с ее эталонным значением и средства управления для изменения рабочих параметров системы скважины на основании результатов сравнения определенного значения площади с ее эталонным значением, согласно изобретению снабжено средствами установки на диаграмме момента времени окончания интегрирования при ходе нагнетания вниз, момента времени начала интегрирования и эталонного значения нагрузки, большего по меньшей мере некоторых значений, измеренных при ходе нагнетания вниз, а средства интегрирования выполнены с возможностью накопления положительных разностей между эталонным значением нагрузки и текущими значениями нагрузки, соответствующими сигналами, генерированным средствами измерения нагрузки при всех измерениях в течение временного интервала между заданными моментами времени начала и окончания интегрирования. Поставленная задача, кроме того, решается тем, что в способе управления насосной системой скважины, имеющей природный двигатель, соединенный набором насосных штанг с подземным насосом, при котором определяют значения нагрузки на набор насосных штанг при движении насоса в цикле нагнетания, определяют значения положения насосных штанг при возвратно-поступательном движении в цикле нагнетания, а также формируют диафрагму по измеренным значениям положения и нагрузки, определяют значение площади части диаграммы, задают эталонное значение площади и сравнивают определенное значение площади с ее эталонным значением, с последующим изменением рабочих параметров системы скважины на основании результатов сравнения определенного значения площади с ее эталонным значением, согласно изобретению, устанавливают на диаграмме эталонное значение нагрузки, большее, по меньшей мере, некоторых значений, измеренных при ходе нагнетания вниз, а также начальное и конечное эталонные значения положения и определяют значение площади нижней части диаграммы, ограниченной сверху указанным эталонным значением нагрузки и заключенной между начальным и конечным эталонными значениями положения. Целесообразно при определении значения площади фиксировать момент прохождения по меньшей мере одним элементом наземной части насосной системы заданного опорного положения в процессе отдельного цикла и начинать определение площади в заданное время после этого момента. Желательно при сравнении площадей выявлять случаи, когда определенное значение площади меньше ее эталонного значения. Возможно приводной двигатель отключать по меньшей мере периодически при измерении рабочих параметров. Возможно также при измерении рабочих параметров уменьшать скорость приводного двигателя. Предпочтительно формировать замкнутую диаграмму по значениям положения и нагрузки по меньшей мере за один полный цикл нагнетания. Желательно изменение рабочих параметров осуществлять по результатам сравнения определенной площади с ее эталонным значением за несколько циклов. Для определения значения площади можно фиксировать момент прохождения по меньшей мере одним элементом наземной насосной системы через заданное опорное положение и начинать определение площади в заданное время после этого момента, причем на этапе сравнения следует выявлять случаи, когда определенное значение площади меньше ее эталонного значения, а на этапе изменения параметров отключать приводной двигатель по меньшей мере периодически, если указанные случаи выявляются многократно. Еще в одном варианте поставленная задача решается тем, что устройство управления насосной системой скважины, имеющей приводной двигатель, соединенный набором насосных штанг с подземным насосом возвратно-поступательного действия, содержащее средства измерения нагрузки на набор насосных штанг и их положения при возвратно-поступательном движении насоса в цикле нагнетания, включающие выключатель для фиксации момента прохождения по меньшей мере одни элементом наземной насосной системы через заданное опорное положение при нагнетании, средства построения диаграммы по измеренным значениям положения и нагрузки в течение полного цикла нагнетания, компьютерные средства для определения значения площади части диаграммы, средства задания эталонного значения площади, средства сравнения определенного значения площади с ее эталонным значением и средства управления для изменения рабочих параметров системы скважины на основании результатов сравнения, согласно изобретению снабжено средствами установки на диаграмме эталонного значения нагрузки, большего по меньшей мере некоторых значений, измеренных при ходе нагнетания вниз, и средствами установки первого эталонного значения положения, характеризующего положение насосных штанг в первый выбранный момент времени после прохождения упомянутым элементом через заданное опорное положение, и средствами установки второго опорного положения, характеризующего положение насосных штанг при ходе вниз во второй выбранный момент времени, компьютерные средства выполнены с возможностью определения значения площади нижней части диаграммы, ограниченной сверху эталонным значением нагрузки и заключенной между первым и вторым эталонным значениями положения, средства сравнения с возможностью выявления случая, в котором определенное значение площади меньше ее эталонного значения, а средства управления с возможностью отключения приводного двигателя, по меньшей мере периодически, на основании результатов сравнения значений площадей в течение множества циклов. Предпочтительно формируемую диаграмму воспроизводить визуально в течение цикла нагнетания. В дальнейшем изобретение поясняется описанием конкретных вариантов его осуществления и прилагаемыми чертежами. На фиг. 1 изображено в поперечном разрезе насосное оборудование скважины как на поверхности, так и в скважине; на фиг. 2 участок А на фиг. 1, увеличено; на фиг. 3 участок В на фиг. 1, увеличено, изометрия; на фиг. 4 участок С на фиг. 1, увеличено; на фиг. 5 - укрупненная блок-схема устройства управления насосной системой скважины; на фиг. 6 согласно изобретению примеры диаграмм с интегрируемыми площадями для полного насоса и для случая прекращения откачки; на фиг. 7 общая логическая технологическая схема предпочтительного варианта изобретения. На фиг. 1 показан общий вид обычной нефтяной скважины и насосной установки 1. В обычной практике используют ряд взаимосвязанных штанг, называемых насосными штангами, образующими набор 2 штанг для соединения приводного двигателя 3 насосной установки 1 (станка-качалки) с подземным насосом 4. Самая верхняя штанга 5, обычно называемая блестящей штангой, проходит через сальниковое уплотнение 6, позволяющее набору 2 штанг двигаться вверх и вниз в скважине без утечки жидкости из скважины. Как видно на фиг. 2 набор 2 штанг подвешен за узду 7 станка качалки на держателе 8 посредством зажима 9 блестящей штанги 5. На фиг. 4 показано как набор 2 штанг соединяет станок-качалку с плунжером 10 насоса 4, который перемещается вверх и вниз в корпусе 11 благодаря возвратно-поступательному движению набора 2 штанг. При ходе вверх жидкость (показана штриховкой) в тюбинге 12 поднимается насосом 4 и вся нагрузка жидкости подпирается плунжером 10 и скользящим клапаном 13. При ходе вниз плунжер 10 движется вниз в корпусе 11 насоса 4, который заполняется жидкостью. Давление жидкости в корпусе 11 заставляет шарик скользящего клапана 19 открываться и позволяет плунжеру 10 скользить вниз сквозь жидкость в корпусе 11 насоса. При открытом скользящем клапане 19 нагрузка жидкости передается неподвижному клапану 14 и, следовательно, тюбингу 12. При ходе вверх, гидростатическое давление жидкости в кольцевом зазоре между тюбингом 12 и кожухом 15 вынуждает жидкость течь через неподвижный клапан 14 в корпусе 11 насоса, которая откачивается поднимающимся плунжером 10. Когда гидростатический напор уровня жидкости в кольце между кожухом 15 и тюбингом 12 снижается ниже критического давления всасывания, при этом, однако подземный насос будет кавитировать (т.е. в нем образуется пустая полость) из-за неполного заполнения, создаются условия, обычно называемые "прекращением откачки". Вследствие неполного заполнения насоса 4 в части его корпуса 11 сразу же под плунжером 10 присутствует пар, что показано штриховой на фиг. 4. Давление этого пара является недостаточным для того, чтобы заставить открыться скользящей или подвижный клапан 13, и нагрузка не передается от набора 2 штанг тюбингу 12 до тех пор, пока плунжер 10 не пересечет границу поверхности раздела между парообразной и жидкой фазами в корпусе 11 насоса, заставляя быстро передавать нагрузку жидкости и кинетическую энергию от набора 2 штанг 12, что обычно называют "биением жидкости". Биение жидкости, действующее совместно с прекращением откачки может вызвать повреждения насосного оборудования, в частности набора 2 штанг, тюбинга 12 и корпуса 11 насоса. Величина биения жидкости пропорциональна сумме плавучего веса набора 2 штанг и жидкости и квадрату скорости перемещения плунжера 10 при пересечении им поверхности раздела парообразной и жидкой фаз. Вследствие того, что движение обычной насосной установки, является, в основном, синусоидальным, скорость возрастает от нуля в вершине такта нагнетания до максимума в середине хода вниз. Поэтому желательно точно и своевременно обнаружить или выявить возникновение прекращения откачки при ходе вниз для того, чтобы остановить работу скважины до тех пор, когда жидкость в кольце между кожухом 15 и тюбингом 12 сможет подняться и создать достаточный гидростатический напор для заполнения корпуса 11 насоса 4. Чтобы обнаружить момент прекращения откачки таким путем, необходимо обеспечить измерение нагрузки и положения набора 2 штанг все время. Проведение таких измерений может быть осуществлено с использованием различных известных устройств. В описываемом ниже примере выполнения устройства для осуществления таких измерений имеется тензометрический датчик 16 (фиг. 1, 2) нагрузки, установленный между держателем 8 и зажимом 9 блестящей штанги 5, и предназначенный для передачи всей нагрузки штанги 5. Электрический выходной сигнал такого установленного на блестящей штанге 5 датчика 16 нагрузки прямо пропорционален нагрузке на блестящей штанге 5. Возможно, кроме того, как изображено на фиг. 1 и 3, нагрузку на блестящей штанге 5 измерять с помощью датчика 17 нагрузки, установленные на верхней полке подъемного балансира 18. Блестящая штанга 5 передает нагрузку подъемному балансиру 18 через держатель 8 зажим 9 и узлу 7, которая заставляет балансир 18 слегка изгибаться, удлиняя таким образом его верхнюю полку. Датчик 17 нагрузки измеряет удлинение верхней полки подъемного балансира 18, которое пропорционально нагрузке на блестящую штангу 5. Если используется тензометрический датчик, то может оказаться необходимым предусмотреть средства для компенсации перепада солнечного нагрева между верхней и нижней полками подъемного балансира. Для изменения положения блестящей штанги 5, соответствующего в любой момент измеренному значению нагрузки в устройстве, согласно изобретению, предусмотрен датчик положения, в данном случае потенциометр 19, корпус которого прикреплен к статичной конструкции насосной установки (станка-качалки), например, к стойке 20. Потенциометр 19 содержит валик, присоединенный параллельно балансиру 18 через телескопический валик 21 и цепь 22. Так как подъемный балансир 18 поворачивается по дуге, телескопический валик 21, и, следовательно, движок потенциометра 19 поворачивается на тот же угол, что и подъемный балансир. Положение движка потенциометра 19, следовательно, пропорционально положению блестящей штанги 5. В качестве датчика положения может быть, кроме того, использован уклономер, который установлен на верхней полке подъемного балансира 18, при этом уклономер генерирует электрический сигнал, пропорциональный углу![устройство и способ управления насосной системой скважины, патент № 2079718](/images/patents/393/2079021/945.gif)
Класс F04B49/02 органы управления и регулирования для остановки, пуска, снятия нагрузки или перевода на холостой ход
Класс F04B49/06 электрическое управление или регулирование
Класс F04B47/02 с приводным устройством, расположенным на поверхности земли
кривошипно-кулисный станок-качалка - патент 2528890 (20.09.2014) | |
насосная установка для раздельной эксплуатации двух пластов - патент 2528469 (20.09.2014) | |
способ добычи нефти и устройство для его осуществления - патент 2527823 (10.09.2014) | ![]() |
канатная насосная штанга - патент 2527275 (27.08.2014) | ![]() |
привод скважинного штангового насоса - патент 2522729 (20.07.2014) | ![]() |
цепной привод скважинного штангового насоса - патент 2519152 (10.06.2014) | |
привод скважинного штангового насоса - патент 2517950 (10.06.2014) | |
станок-качалка - патент 2506457 (10.02.2014) | ![]() |
скважинная насосная установка - патент 2506456 (10.02.2014) | ![]() |
станок-качалка - патент 2506455 (10.02.2014) | ![]() |