Файл: Кулиев, И. Ш. Автоматизация комплекса технологических процессов добычи нефти в нефтяных шахтах.pdf

работами периодически эксплуатирующееся эрлифтных и инжекционных скважин.

Режим периодически эксплуатируемых скважин и пласта в каждом отдельном случае решается на основании исследований работы сква­ жин и пласта в зависимости от геологической особенности пласта.

Сцелью создания условия рациональной эксплуатации эрлифтных .

иинжекционных скважин, уменьшения затрат физического труда, со­ кращения подачи рабочего агента и нефти на подземных промыслах, автором исследован и разработан ряд автоматических пневматических программных устройств для управления работой группы, периодически эксплуатирующихся эрлифтных и инжекционных скважин.

Автоматическое пневматическое программное устройство

(АПУ-1)

С целью ликвидации ручного труда обслуживающего персонала за счет автоматизации процесса добычи нефти в подземных нефтепромыс­ лах, уменьшения потерь расхода рабочего агента (например, сжатый воздух, газ или пар), закачиваемого в скважины, обеспечения взрывобезопасности, увеличения нефтеотдачи пласта, нами разработано и внедрено на нефтешахтах АПУ-1 [41 включающее программное устройст­ во, выполненное по данным исследования режима эксплуатации скважи­ ны и пласта, в виде профилированного диска, а взрывобезопасность достигается применением механического привода часового механизма семисуточного завода.

Сжатый воздух от магистральной линии (рис.8) подается на фильтр i, очищаясь от пыли, масла и конденсата, редуктором возду­ ха 2 давление снижается до 0,8+1,4 кгс/см2 . Давление устанавлива­ ется по показанию манометра 3 и с помощью пневмотрубопровода 16 подается на вход пневмопреобразователя 13, а на его выходе - на пневмопривод запорного клапана 17. Рабочий агент от магистральной линии подается через запорный клапан 17 в скважину 15. Механизм привода - часовой механизм 7, ось 6 которого зацеплена с шестерен­ чатым редуктором 5, осуществляет вращение програшного диска 4 (диск делает 4 оборота в сутки).

По профилю программного диска катится ролик качающегося рыча­ га ii. Усилие, полученное за счет перемещения рычага 11, передает­ ся через серьгу 10 и пружину 9 температурного компенсатора 8 на

рычаг 12 и на шток мембраны 14 пневмопреобразователя. - 25 -

Flic.8. Автоматическое программное устройство для управлений работой скважин (АПУ-1)

Пневмопреобразователь уравновешивает усилия, а при перемеще­ нии рычага преобразует эти усилия в пропорциональные пневматичес­ кие сигналы в виде давления сжатого воздуха (0 и I кгс/см^).соот­ ветствующие минимальной и максимальной точкам профиля программного диска, а следовательно, штока и мембраны пневмопреобразователя.

Пневматические сигналы, полученные от преобразователя, пода­ ются с помощью пневмотрубопровода 16 на пневмопривод клапана 17.

При подаче воздуха давлением I кгс/см^ с выхода пневмопреобра­ зователя 13 на пневмопривод клапан 17 открывается,и рабочий агент подается в скважину, а при прекращении подачи сжатого воздуха пнев­ мопреобразователем 13 на пневмопривод клапана 17. клапан закрывает­ ся, и подача рабочего агента на скважину прекращается. В это время из пневмопривода клапана воздух выпускается в атмосферу.

Последувдий цикл работы схемы аналогичен предыдущему.

- 26 -

Таким образом, автоматически управляется подкачка и подача рабочего агента в скважину или в пласт.

Программный диск вырезается так, чтобы часть длины его ребра соответствовала времени подачи рабочего агента в скважину t , а другая часть соответствовала времени накопления жидкости на забое и стволе скважины t„ .

На одном диске может быть один или несколько аналогичных цик­ лов (t„ + tH = Ту ), соответствующих режимам откачки.

Продолжительность режима подачи рабочего агента (сжатого воз­ духе давлением 3-6 кгс/см^), исходя из имеющегося опыта эксплуата­ ции и замеров дебита, от i до 60 мин. Средняя продолжительность подачи рабочего агента в эрлифтные и инжекционные скважины и пере­ лива нефти через устье скважины от эрлифта и инжекции составляют 1+30 мин, а среднее время накопления нефти в стволах скважины продувками - 0,5+6 ч.

Эти данные уточняются исследованиями и задаются в каждом кон­ кретном случае программному устройству.

Конструктивно пневмопреобразователь (рис.9) выполнен в виде цилиндра диаметром 70 мм, представляющего собой набор шайб, отде­ ленных одна от другой гибкими мембранами из прорезиненного полотна и стянутых вместе с помощью резьбовых шпилек i и гаек 2. Сухой сжатый воздух, очищенный от пыли и масла, под давлением 1,4 кгс/см2 подводится из линии питания через дополнительный фильтр 12 в каме­ ру. Из камеры А сжатый воздух при открытом шариковом клапане .про­ ходит в камеру В, а оттуда - на выход блока и в линию обратной свя­ зи. Камера В ограничена мембранами 13 и 14, на которых закреплено сопло 7, управляющее шариковым клапаном.

Величина открытия шарикового клапана определяется перемещени­ ем шарика 9, который пружиной 10 плотно прижимается к седлу клапа­ на. Ход шарика ограничен, упором 11. Сопло 7 имеет канал, который предназначен для выхода воздуха в камеру В, всегда сообщенную с атмосферой. При падении давления в камере Г до минимума сопло 7 под действием пружины 8 отходит от шарика 9, и камера В через соп­ ло 7 сообщается с атмосферой. В камеру Д сжатый воздух поступает из линйи питания. Из камеры Д сжатый воздух через шариковый клапан 5, управляемый мембраной 15, проходит в камеру Е и через постоян­ ный дроссель 6 в камеры Ж и Г.

- 27 -

Это влечет за собой изменение давления сяатох'с воздуха в ка­ мерах S и Г, куда'через постоянный дроссель 6 непрерывно поступа­ ет воздух из линии литания.

Если давлепие в камерах Ж и Г повышается, что вызвано спус­ ком штока 3 вниз, то мембраны 13 и 14 усилительного реле вмес­ те с соплом 7 под действием этого давления перемещаются вниз в

19 начнет сжиматься, и заслонка 18 подвинется от сопла 4, а дав­ ление в камерах Ж и Г будет снижаться до тех пор, пока шариковый клапан 9 не прикроется и система не вернется в исходное состояние равновесия. В состоянии равновесия давление на выходе пневмопре­ образователя устанавливается пропорциональным усилию, развиваемо­ му рабочей пружиной, и, следовательно, пропорциональным величине перемещения ролика рычага программного механизма.

Если заслонка 18 под действием результирующей силы отодвига­ ется от сопла 4, давление в камерах 1 и Г уменьшается, в резуль­ тате чего мембраны 13 и 14 вместе с соплом 7 переместятся вверх.

Сопло 7 оторвется от шарика 9, и камера Б получит сообщение с атмосферой.

Давление в камерах Б и 3 будет уменьшаться до тех пор, пока выходное давление не уравновесит усилие, развиваемое рабочей пру­ жиной при перемещении рычага программного механизма.

Дополнительное клапанное устройство 5 поддерживает постоян­ ный перепад давления у дросселя 6 независимо от изменения давле­ ния питания в пределах 10% от номинального (1,4 кгс/см^).

Перепад давлений на дросселе 6 обусловлен усилием пружины в камере Ж и активной площадью мембраны 15. При отклонении давления питания от номинального мембрана 15 через стержень жесткого центра воздействует на шариковый клапан, увеличивая или уменьшая пропуск воздуха и давление'перед дросселем до тех пор, пока не восстановится условие равновесия мембраны 15,

Постоянство перепада давления на дросселе 6 определяет посто­ янство расхода воздуха через этот дроссель и сопло 4.

Таким образом, при указанном изменении давления питания (-10#), выходное давление программного устройства остается в пре­

делах допускаемого..

- 29 -