УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ РАБОТАЮЩЕЙ ГАЗОВОЙ ИЛИ НЕФТЯНОЙ СКВАЖИНЫ
DEVICE TO CONTROL OPERATING GAS OR OIL WELL

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к устройствам контроля состояния работающей газовой или нефтяной скважины, а именно для контроля устьевых параметров действующих скважин, расположенных в труднодоступных районах.
Известна скважинная беспроводная двухсторонняя телеметрическая система, содержащая расположенную в стволе скважины электропроводную систему трубопроводов, одно или более устройств, электрически подсоединенных к системе трубопроводов в стволе скважины для беспроводного приема изменяющегося во времени электрического сигнала, прикладываемого к системе трубопроводов, и по меньшей мере одно устройство для считывания или управления физической характеристикой в стволе скважины, расположенное в непосредственной близости к стволу скважины. (Заявка на изобретение RU №2002122759, кл. Е21В 47/12, опубл. 2004 г.) [1].
Недостатком данной телеметрической системы является необходимость для передачи сигналов наличия электропроводной системы трубопроводов, что не позволяет передавать сигналы от скважины в удаленный диспетчерский пункт.
Известно устройство для регистрации параметров установки для ремонта скважин, содержащее блок питания, переносной блок памяти, блок измерения, включающий датчик измерения перемещения трубы, датчик устьевого давления, датчик давления прижима колодок, датчики давления веса легкой и тяжелой трубы, датчики давления технологической жидкости, датчик давления натяжения цепи, датчик учета моторочасов, и блок регистрации, включающий аналого-цифровой преобразователь, световую и звуковую сигнализацию, блок индикации, табло, микроконтроллер и клавиатуру. (Заявка на изобретение RU 2002124642/03, кл. Е21В 19/00, опубл. 17.09.2002 г.) [2].
Недостатком данного устройства является ограниченная область применения, в частности невозможность оперативного контроля устьевых параметров (давления, температуры, расхода, влажности и др.) скважин, расположенных в труднодоступных районах, где передача информации в удаленный диспетчерский пункт возможна только по радиоканалу.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому устройству контроля состояния работающей газовой или нефтяной скважины является устройство для контроля состояния оборудования нефтяных скважин, содержащее аналого-цифровой преобразователь, блок памяти, блок индикации текущего значения данных, персональный компьютер с электрическим соединителем, блок управления с ключом запуска измерений и датчик тока в виде токоизмерительных клещей. (Патент на изобретение RU №2184226, кл. Е21В 47/00, опубл. 27.06.2002 г.) [3].
Недостатком данного устройства является также невозможность оперативного контроля устьевых параметров скважин, расположенных в труднодоступных районах и имеющих связь с удаленным диспетчерским пунктом только по радиоканалу.
Задачей настоящего изобретения является обеспечение оперативного контроля и повышение точности измерений устьевых параметров скважин, расположенных в труднодоступных районах.
Сущность настоящего изобретения заключается в том, что известное устройство контроля состояния работающей газовой или нефтяной скважины, содержащее управляемый блок питания, микропроцессор, включающий аналого-цифровой и цифроаналоговый преобразователи, датчики устьевых параметров, коммутатор сигналов датчиков, блок энергонезависимой памяти, радиомодем, согласно изобретению дополнительно содержит блок нониуса, один вход которого соединен с выходом коммутатора, другой вход соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, а выход соединен со входом второго аналого-цифрового преобразователя, микропроцессор выполнен обеспечивающим после его программирования и запуска в работу контрольную одноразовую передачу параметров в виде SMS-сообщения как по основному телефонному номеру, так и по дополнительному номеру.
При этом микропроцессор выполнен обеспечивающим, в случае временного отсутствия связи, передачу не переданных данных при следующем включении радиомодема.
Кроме того, микропроцессор выполнен обеспечивающим, при достижении значения какого-либо устьевого параметра аварийного порога, внеочередную передачу данных по основному телефонному номеру.
На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.
Устройство включает датчики устьевых параметров (например, датчики давления, температуры, влагосодержания, расхода и шума) 1-5, выходы которых соединены со входами коммутатора 6, выход которого подключен ко входу первого аналого-цифрового преобразователя микропроцессора 7 и к первому входу блока нониуса 8. Второй вход блока нониуса подключен к выходу цифроаналогового преобразователя микропроцессора 7, а выход блока нониуса подключен ко входу второго аналого-цифрового преобразователя. Блок энергонезависимой памяти 9 соединен шиной данных и адресной шиной с микропроцессором 7. Блок преобразования RS-сигналов 10 преобразует уровни TTL на выходе микропроцессора 7 в стандартные для RS-канала уровни для согласования с интерфейсом радиомодема 11 и интерфейсом персонального компьютера 12, подключаемого для программирования устройства и запуска его в работу. Автономный блок питания, например аккумулятор 13, соединен с управляемым блоком питания 14, управляющий вход которого подключен к микропроцессору 7, а выход - ко всем узлам устройства. Через делитель напряжения 15 автономный блок питания 13 соединен со входом коммутатора 6.
Устройство работает следующим образом.
Для программирования режима работы устройства и запуска его персональный компьютер 12 через блок преобразования 10 подключается к микропроцессору 7. При этом задаются следующие параметры:
- корректируется текущее время;
- задается первый интервал измерения, служащий для измерения и усреднения некоторых параметров, требующих повышенную частоту опроса, например водосодержания;
- задается второй интервал измерения, определяющий интервал записи значений измеряемых параметров в блок памяти 9, при этом второй интервал больше первого интервала;
- задается интервал передачи данных из блока памяти в диспетчерский пункт;
- задается основной номер телефона диспетчерского пункта;
- задается дополнительный номер телефона оператора, производящего программирование и запуск в работу устройства.
После программирования и отключения персонального компьютера устройство автоматически осуществляет одноразовую контрольную передачу данных в виде SMS-сообщения по основному и дополнительному телефонным номерам и переходит в режим пониженного энергопотребления. Контрольная передача позволяет оценить правильность работы устройства путем сравнения переданного значения, например, давления с показанием манометра, установленного на устье скважины.
По истечении первого интервала измерения устройство включается, измеряет некоторые параметры, усредняет их значения, запоминает в оперативной памяти микропроцессора и переходит в режим пониженного энергопотребления.
По истечении второго интервала измерений устройство измеряет параметры и вместе с осредненными параметрами в оперативной памяти заносит их значения в блок энергонезависимой памяти 9 и переходит в режим пониженного электропотребления.
По истечении интервала передачи данных микропроцессор 7 включает радиомодем 11, передает из блока памяти 9 страницу измерений и переходит в режим пониженного электропотребления. Если передача не состоялась из-за временного отсутствия связи между радиомодемом 11 и локальным центром связи, то не переданная информация будет передана при следующем включении радиомодема. При резком изменении значений некоторых параметров, например при достижении аварийных значений устьевого давления, осуществляется внеочередная передача.
Блок нониуса позволяет измерять значения параметров в увеличенном масштабе, что обеспечивает повышенную точность измерений, например, устьевого давления или температуры.
Делитель 15 согласовывает напряжение автономного блока питания 13 с допустимым напряжением на входе микропроцессора 7, что позволяет контролировать напряжение блока питания и не допускать его снижение ниже допустимого значения.