專利名稱：煤層氣螺桿泵井監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種采油工程采氣技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種應(yīng)用于煤層氣螺桿泵的日常管理與控制的自動監(jiān)測煤層氣螺桿泵井況的控制裝置。
背景技術(shù)：
目前煤層氣井的采抽設(shè)備主要有兩種一種是有桿泵抽油機(jī)，另一種是螺桿泵。螺桿泵以其占地面積小，泵效高節(jié)能、一次性投資少等優(yōu)點，特別適合煤層氣含砂含氣井況， 已被大面積采用。但在煤層氣領(lǐng)域?qū)τ诼輻U泵井的日常管理工作，目前還沒有一套行之有效的工作流程和管理辦法?；具€停留在井有問題不能及時發(fā)現(xiàn)、發(fā)現(xiàn)問題不能準(zhǔn)確診斷、 不能及時有效的采取防范措施。因此，只能等到煤層氣井發(fā)生故障，被動采取修井停井作業(yè)。由于管理不及時、缺少有效的測試設(shè)備而導(dǎo)致故障率偏高。另外，煤層氣井場條件有限，大多采用氣動機(jī)驅(qū)動，與油田和其它領(lǐng)域螺桿泵應(yīng)用有著很大區(qū)別，當(dāng)前還沒有適合煤層氣特點的螺桿泵井監(jiān)控設(shè)備。
發(fā)明內(nèi)容為解決已有技術(shù)存在的問題，本實用新型通過太陽能控制裝置、傳感器、多參數(shù)記錄儀、電流互感器、電參數(shù)采集器、無線控制器、液面自動監(jiān)測儀、中控計算機(jī)、數(shù)據(jù)采集器等組成煤層氣螺桿泵井監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對螺桿泵井各項參數(shù)的實時監(jiān)測，及時掌握螺桿泵井的工作狀態(tài)。本實用新型解決已有技術(shù)存在的問題，采取的技術(shù)方案是煤層氣螺桿泵井監(jiān)控系統(tǒng)，包括太陽能控制裝置、傳感器、多參數(shù)記錄儀、電流互感器、電參數(shù)采集器、無線控制器、液面自動監(jiān)測儀、中控計算機(jī)、便攜式數(shù)據(jù)采集器、太陽能控制裝置外殼、多晶硅電池板，其特征在于太陽能控制裝置安裝在螺桿泵螺桿的頂部，通過電纜與同樣固定在螺桿泵螺桿上的傳感器連接；多參數(shù)記錄儀內(nèi)部裝有電流互感器、電參數(shù)采集器、無線控制器，螺桿泵的電源線從電流互感器中間穿過并連接電參數(shù)采集器；在螺桿泵井的氣管線上安裝煤層氣表，通過總線或無線與多參數(shù)記錄儀連接；在螺桿泵井的水管線上安裝水表，通過總線或無線與多參數(shù)記錄儀連接；在螺桿泵井的套管口安裝液面自動監(jiān)測儀，通過總線或無線與多參數(shù)記錄儀連接；多參數(shù)記錄儀內(nèi)的無線控制器，用無線網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程中控計算機(jī)連接。 在太陽能控制裝置的外殼的四個面上，并聯(lián)裝有四片太陽能多晶硅電池板。本實用新型的有益效果是通過對螺桿泵井各項參數(shù)的實時監(jiān)測，可以及時掌握螺桿泵井的工作狀態(tài)，及時調(diào)整工作參數(shù)，制定合理的工作制度，避免由于砂卡造成檢泵， 延長了檢泵周期，減少問題井的修井作業(yè)時間，可以減少桿斷脫井次，預(yù)防了燒泵、卡泵現(xiàn)象。實現(xiàn)螺桿泵井工況的在線監(jiān)測、分析保護(hù)、參數(shù)預(yù)測及控制調(diào)整，保證螺桿泵井措施及時得當(dāng)，該技術(shù)也能夠保證螺桿泵井日常管理數(shù)據(jù)錄取的可靠，為技術(shù)人員分析、診斷工況提供詳細(xì)準(zhǔn)確的過程數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)做為螺桿泵井新型綜合在線監(jiān)控裝置，采用模塊化結(jié)構(gòu)， 各部件安裝拆卸方便，易于維護(hù)。具有開放式接口，便于系統(tǒng)升級，兼容性好。[0006]下面結(jié)合實施例和附圖對本實用新型做進(jìn)一步說明。
圖1是本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖1中所示，煤層氣螺桿泵井監(jiān)控系統(tǒng)，包括太陽能控制裝置1、電纜2、傳感器 3、多參數(shù)記錄儀4、電流互感器5、電參數(shù)采集器6、無線控制器7、煤層氣表8、水表9、液面自動監(jiān)測儀10、中控計算機(jī)11、便攜式數(shù)據(jù)采集器12、監(jiān)測診斷軟件13、太陽能控制裝置外殼14、螺桿泵螺桿15、多晶硅電池板16。太陽能控制裝置1安裝在煤層氣螺桿泵螺桿15的頂部，通過電纜2與同樣固定在螺桿泵螺桿上的扭壓傳感器3連接，實時采集螺桿泵螺桿的扭矩、軸向力負(fù)荷和光桿轉(zhuǎn)速， 由太陽能控制裝置1內(nèi)的控制電路處理后，通過無線方式發(fā)送到多參數(shù)記錄儀4中。多參數(shù)記錄儀4內(nèi)部裝有電流互感器5、電參數(shù)采集器6、無線控制器7，螺桿泵的電源線從電流互感器5中間穿過并連接電參數(shù)采集器6。在螺桿泵井的氣管線上安裝煤層氣表8，通過總線或無線與多參數(shù)記錄儀4連接；在螺桿泵井的水管線上安裝水表9，通過總線或無線與多參數(shù)記錄儀4連接；在螺桿泵井的套管口安裝液面自動監(jiān)測儀10，監(jiān)測井下的水位深度和套管內(nèi)氣體壓力，通過總線或無線與多參數(shù)記錄儀4連接；多參數(shù)記錄儀內(nèi)的無線控制器利用現(xiàn)有的無線網(wǎng)絡(luò)資源，與遠(yuǎn)程中控計算機(jī)11交換數(shù)據(jù)，在中控計算機(jī)11 上安裝螺桿泵數(shù)據(jù)監(jiān)測診斷軟件13。管理各井的測試數(shù)據(jù)，分析各井工作狀況。當(dāng)無線網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題時，可以通過巡井工攜帶便攜式數(shù)據(jù)采集器12，將螺桿泵井的各種測試數(shù)據(jù)及時采集，然后回放到中控室計算機(jī)11內(nèi)。利用四片太陽能多晶硅電池板16并聯(lián)，固定在太陽能控制裝置外殼14的四個面上，保證設(shè)備在旋轉(zhuǎn)過程中至少有一個面能夠接受陽光照射，確保充電效率。由于螺桿泵螺桿一直在旋轉(zhuǎn)，其它方法都無法保證傳感器3能連續(xù)可靠工作，利用太陽能供電可以保證傳感器3能夠?qū)崟r監(jiān)測螺桿的扭矩、載荷、轉(zhuǎn)速等工作狀態(tài)，通過無線網(wǎng)絡(luò)可以時時在線檢測，達(dá)到永不停機(jī)。多參數(shù)記錄儀4安裝在螺桿泵控制柜旁，具有測量和控制兩種功能。通過電流互感器5、電參數(shù)采集器6可以測量螺桿泵井的電壓、電流參數(shù)，并能夠計算出有功功率、功率因數(shù)等其他電參數(shù)。螺桿泵井的產(chǎn)氣量和產(chǎn)水量采用市場上的成品氣、水流量儀表，通過總線或無線與多參數(shù)記錄儀連接。動液面測量設(shè)備選用XS系列液面自動監(jiān)測儀，監(jiān)測井下的水位深度和套管內(nèi)氣體壓力?？刂乒δ苤饕菍崟r無線接收現(xiàn)場扭壓、流量、壓力、液面深度等傳感器3的測試參數(shù)，存儲測試數(shù)據(jù)，接收無線遠(yuǎn)程控制命令，將測試數(shù)據(jù)通過無線傳輸至中控室計算機(jī)11 內(nèi)，可根據(jù)指令控制螺桿泵井的啟停。當(dāng)無線網(wǎng)絡(luò)傳輸出現(xiàn)問題時，可以通過巡井工攜帶便攜式數(shù)據(jù)采集器12，巡查時將螺桿泵井的各種測試數(shù)據(jù)及時采集，然后回放到中控室計算機(jī)內(nèi)。在中控計算機(jī)中11安裝數(shù)據(jù)監(jiān)測診斷軟件13，由于接收測試數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)庫， 對數(shù)據(jù)庫中的各測試參數(shù)進(jìn)行綜合分析診斷，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)參數(shù)自動描繪出煤層氣井各參數(shù)變化情況。所有參數(shù)數(shù)據(jù)歷史記錄曲線采用K線圖形式表現(xiàn)，可以方便查看每一口井、每天、以及任意一段時間內(nèi)的參數(shù)變化情況。
權(quán)利要求1.煤層氣螺桿泵井監(jiān)控系統(tǒng)，包括太陽能控制裝置、傳感器、多參數(shù)記錄儀、電流互感器、電參數(shù)采集器、無線控制器、液面自動監(jiān)測儀、中控計算機(jī)、便攜式數(shù)據(jù)采集器、太陽能控制裝置外殼、多晶硅電池板，其特征在于太陽能控制裝置(1)安裝在螺桿泵螺桿(15) 的頂部，通過電纜O)與同樣固定在螺桿泵螺桿上的傳感器C3)連接；多參數(shù)記錄儀(4) 內(nèi)部裝有電流互感器(5)、電參數(shù)采集器(6)、無線控制器(7)，螺桿泵的電源線從電流互感器(5)中間穿過并連接電參數(shù)采集器；在螺桿泵井的氣管線上安裝煤層氣表(8)，通過總線或無線與多參數(shù)記錄儀(4)連接；在螺桿泵井的水管線上安裝水表(9)，通過總線或無線與多參數(shù)記錄儀(4)連接；在螺桿泵井的套管口安裝液面自動監(jiān)測儀(10)，通過總線或無線與多參數(shù)記錄儀(4)連接；多參數(shù)記錄儀內(nèi)的無線控制器，用無線網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程中控計算機(jī) (11)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤層氣螺桿泵井監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于在太陽能控制裝置的外殼(14)的四個面上，并聯(lián)裝有四片太陽能多晶硅電池板(16)。
專利摘要煤層氣螺桿泵井監(jiān)控系統(tǒng)，包括太陽能控制裝置、傳感器、多參數(shù)記錄儀、電流互感器、電參數(shù)采集器、無線控制器、液面自動監(jiān)測儀、中控計算機(jī)、便攜式數(shù)據(jù)采集器、監(jiān)測診斷軟件。多參數(shù)記錄儀通過電流互感器、電參數(shù)采集器可以測量螺桿泵井的電壓、電流參數(shù)，并能夠計算出有功功率、功率因數(shù)等其他電參數(shù)。在中控計算機(jī)中安裝數(shù)據(jù)監(jiān)測診斷軟件，接收測試數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)庫，對數(shù)據(jù)庫中的各測試參數(shù)進(jìn)行綜合分析診斷，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)參數(shù)自動描繪出煤層氣井各參數(shù)變化情況。所有參數(shù)數(shù)據(jù)歷史記錄曲線采用K線圖形式表現(xiàn)，可以方便查看每一口井、每天、以及任意一段時間內(nèi)的參數(shù)變化。
文檔編號E21B47/00GK202140070SQ201020631370
公開日2012年2月8日 申請日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者孫占龍, 陸森平, 韓淑娟 申請人:沈陽天汕石化儀器新技術(shù)開發(fā)公司