БЕСПРОВОДНОЙ ДИНАМОГРАФ ДЛЯ КОНТРОЛЯ РАБОТЫ СКВАЖИННЫХ ШТАНГОВЫХ НАСОСОВ
WIRELESS DYNAMOGRAPH TO MONITOR OPERATION OF WELL SUBSURFACE OIL PUMPS

Изобретение относится к области автоматизации скважинной добычи нефти и может быть использовано для диагностики состояния насосного оборудования и управления электроприводами скважин, эксплуатируемых глубинно-насосным способом.
Известен динамограф для контроля работы скважинных штанговых насосов, содержащий датчик усилия гидравлический с тензодатчиком давления и тензоусилителем, механизм силового подключения динамографа к канатной подвеске, датчик перемещения, снабженный пусковой кнопкой, расположенной на устье скважины и установленной с возможностью регулирования ее высоты (RU 2113619 от 20.06.1998).
Недостатками данного динамографа являются сложность конструкции гидравлического датчика усилия, невысокая надежность датчика перемещения из-за наличия пусковой кнопки, а также подключение датчиков усилия и перемещения к регистрирующим устройствам посредством соединительных проводов, которые подвержены частым обрывам из-за расположения датчиков на движущихся элементах конструкции станка-качалки и порывов ветра.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является устройство динамометрирования скважинных штанговых глубинно-насосных установок, содержащее последовательно соединенные датчик силоизмерительный и усилитель, подключенные к первому входу контроллера, со вторым входом которого соединен датчик перемещения, интерфейс, связанный с первым выходом контроллера, и устройство управления и индикации, радиоблок, соединенный с третьим входом контроллера, и интерфейс, содержащий дополнительный разъем для подключения внешних устройств (RU 26087 от 09.07.2002).
Недостатком устройства является невозможность длительной автономной работы из-за использования в качестве источника питания аккумуляторной батареи, которую требуется периодически подзаряжать и заменять, для чего необходимо останавливать процесс откачки и демонтировать устройство.
Перечисленные недостатки обусловлены тем, что питание датчиков осуществляется либо по соединительным проводам, либо от аккумуляторных батарей, которые требуется периодически подзаряжать и заменять.
Для того чтобы обеспечить длительную автономную работу без соединительных проводов, в известном устройстве необходимо использовать альтернативные источники энергии, такие как солнечные батареи, электромагнитные генераторы, что усложняет конструкцию, увеличивает габариты, снижает надежность и эксплуатационные характеристики динамографа.
Технической задачей изобретения является повышение надежности и эксплуатационных характеристик динамографа за счет отказа от использования для питания соединительных проводов и аккумуляторных батарей.
Поставленная задача достигается тем, что в беспроводном динамографе для контроля работы скважинных штанговых насосов, устанавливаемом на станке-качалке и содержащем последовательно соединенные датчик силоизмерительный и усилитель, подключенные к первому входу контроллера, со вторым входом которого соединен датчик перемещения, и радиоблок, соединенный с третьим входом контроллера, согласно изобретению дополнительно содержатся формирователь питающего напряжения, к которому подключена приемная высокочастотная катушка, при этом на основании станка-качалки установлен генератор высокочастотных колебаний и передающая высокочастотная катушка с возможностью передачи генерируемых высокочастотных колебаний на приемную высокочастотную катушку.
На чертеже представлена схема беспроводного динамографа для контроля работы скважинных штанговых насосов, содержащего последовательно соединенные датчик 1 силоизмерительный и усилитель 2, датчик 3 перемещения, подключенные к контроллеру 4, радиоблок 5, приемную высокочастотную катушку 6 и формирователь 7 питающего напряжения, а также установленные на основании станка-качалки генератор 8 высокочастотных колебаний и передающую высокочастотную катушку 9.
Устройство работает следующим образом. При работе станка-качалки усилия, возникающие в точке подвеса штанг, передаются на датчик 1 силоизмерительный, сигнал с его выхода проходит через усилитель 2 и поступает на первый вход контроллера 4. Текущее положение точки подвеса штанг станка-качалки измеряется датчиком 3 перемещения и поступает на второй вход контроллера 4. Информация об усилии и положении передается в систему телемеханики посредством радиоблока 5.
Для питания устройства на основании станка-качалки установлен генератор 8 высокочастотных колебаний и передающая высокочастотная катушка 9. Генерируемые высокочастотные колебания принимаются приемной высокочастотной катушкой 6, подключенной к формирователю 7 питающего напряжения.
Таким образом, в предложенном устройстве обеспечиваются беспроводные передача информации и передача электроэнергии для функционирования динамографа. Отсутствие соединительных проводов к динамографу для передачи информации и подвода питающего напряжения повышает надежность и эксплуатационные характеристики устройства, так как соединительные провода являются самыми ненадежными и часто выходящими из строя элементами динамографов. При использовании для питания аккумуляторных батарей возникают эксплуатационные недостатки, вызванные необходимостью периодической их зарядки и замены, для чего необходимо останавливать процесс эксплуатации скважины. В отличие от устройств, где для питания используются солнечные батареи и системы из взаимоподвижных магнитов и катушек, данное устройство обеспечивает работу как в темное время суток, так и при остановленном станке-качалке. Следовательно, предложенный беспроводной динамограф для контроля работы скважинных штанговых насосов обладает высокой надежностью, практически неограниченным ресурсом непрерывной работы, а также высокими эксплуатационными характеристиками.