專利名稱：一種一體化油田注汽分配控制裝置的制作方法
一種一體化油田注汽分配控制裝置，它用于對(duì)油田稠油開采中，對(duì)蒸汽注汽井的注汽量分配與控制，是一種機(jī)電一體化的控制與測(cè)量裝置。
對(duì)于高粘度的石油開采，需要采用在一些特定的油井(或?qū)Ｓ米⑵?注入一定量的高溫高壓蒸汽，以增加粘稠石油的流動(dòng)性，便于開采。由于每口井的地質(zhì)特性不同，對(duì)注汽參數(shù)要求(主要是注汽流量)也不同。由于產(chǎn)生蒸汽需要較多的能量，現(xiàn)在多使用大型鍋爐集中供汽的形式，以提高鍋爐的熱效率。通過(guò)蒸汽分配管路把蒸汽輸送到每一口注汽井口，通過(guò)分配閥門和流量計(jì)量裝置把需要流量的蒸汽注入井中。由于供汽鍋爐的產(chǎn)汽量有一定的波動(dòng)誤差，再加上鍋爐產(chǎn)汽量不能完全根據(jù)需要實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，都有一個(gè)滯后時(shí)間，因而每口注汽井的注汽流量不能完全根據(jù)需要確定，還必須根據(jù)總供汽量的大小進(jìn)行分配，因此需要經(jīng)常調(diào)整每口注汽井的注汽流量。現(xiàn)在油田注汽流量的分配與控制多采用人工進(jìn)行，由人工計(jì)算分配額并通過(guò)電話等傳遞指令，由操作人員手工調(diào)節(jié)各注汽分配閥門，這不僅增加了較多的操作工作量，而且控制精度較低，控制響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)。
本發(fā)明的目的是發(fā)明一種機(jī)電一體化的可自動(dòng)對(duì)注汽井注汽流量進(jìn)行分配和控制調(diào)節(jié)的油田注汽分配控制裝置。它可以根據(jù)總供氣量自動(dòng)調(diào)節(jié)計(jì)算分配流量，有較高的控制精度，不需要人手工操作分配汽閥的開度。
本發(fā)明如附

圖1所示。在每一口被控注汽井口部都有一個(gè)電動(dòng)閥門1和相應(yīng)的閥芯位置傳感器2，其特征在于數(shù)口被控注汽井分為一組，在每一組的中間有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面3，每一個(gè)電動(dòng)閥門1各有一個(gè)控制其開閉的適配模塊5以及和相應(yīng)的閥芯位置傳感器2相連的測(cè)量適配模塊6，屬于同一組注汽井的適配模塊5和6插于同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面3中，各組的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面3使用標(biāo)準(zhǔn)串行通訊接口串聯(lián)并接于可為其它測(cè)控制設(shè)備所共有的中央控制計(jì)算機(jī)4的串行通訊接口上。
本發(fā)明中，由各個(gè)電動(dòng)閥門1和閥芯位置傳感器2組成一個(gè)對(duì)各注汽井的注汽流量進(jìn)行控制的執(zhí)行系統(tǒng)。電動(dòng)閥門1的開度由閥芯位置傳感器2測(cè)量。本裝置在工作時(shí)，中央控制計(jì)算機(jī)4得到總供汽量信號(hào)，通過(guò)預(yù)先存入計(jì)算機(jī)的分配策略和對(duì)各個(gè)注汽井參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，解算出各注汽井注汽流量所需要的電動(dòng)閥門1的開度值，并與現(xiàn)在值進(jìn)行比較。各電動(dòng)閥門開度的現(xiàn)在值由中央控制計(jì)算機(jī)4使用掃描的方式，依次送出選通各注汽井所對(duì)應(yīng)的閥芯位置傳感器2所連的測(cè)量適配模塊6的地址選通信號(hào)，選通插入相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面3中的該測(cè)量適配模塊6，然后接收該模塊傳回的閥門開度值。對(duì)于經(jīng)過(guò)比較之后確定需要調(diào)整的電動(dòng)閥門1，中央控制計(jì)算機(jī)4先送出該閥控制適配模塊5的地址選通信號(hào)，由相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面3選通該適配模塊，然后中央控制計(jì)算機(jī)4送出相應(yīng)的電動(dòng)閥門開度值，由該選通的適配模塊5D/A變換后對(duì)電動(dòng)閥門1進(jìn)行控制。
在本發(fā)明中，由于采用了中央控制計(jì)算機(jī)和標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面加執(zhí)行和測(cè)量元件的機(jī)電一體化方式，使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行注汽流量的分配和控制，可以有最佳的分配策略。同時(shí)，通過(guò)數(shù)控的方法直接改變各閥門的開度和測(cè)量現(xiàn)有開度值，不僅控制速度響應(yīng)好、時(shí)間短，而且有較高的精度，不需要人員手工對(duì)各閥門進(jìn)行操作，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。
本發(fā)明適于控制的注汽井?dāng)?shù)目可以是十幾口、幾十口、上百口以至更多。注汽井的分組數(shù)根據(jù)注汽井的地理位置和標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面中的插槽數(shù)確定。由于一口注汽井要插兩個(gè)適配模塊，因而對(duì)于有16個(gè)插槽的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面，每組最大井?dāng)?shù)為8口。每組井?dāng)?shù)可以小于此數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面的插槽可以不用插滿，為增加其它的測(cè)量和控制單元，還可以插入其它的適配模塊，如增加溫度測(cè)量適配模塊。標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面3距各井的距離不應(yīng)過(guò)大，以減短適配模塊到被控元件或傳感器之間的連線長(zhǎng)度。多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面3通過(guò)一條標(biāo)準(zhǔn)串行通訊電纜相連，各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面3分配有不同的基地址。使中央控制計(jì)算機(jī)4可以通過(guò)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)串行通訊接口進(jìn)行測(cè)控。
本發(fā)明的電動(dòng)閥門1可以使用可控開口量的各種閥?？梢允请妷嚎刂?，也可以是電流控制。閥芯位移傳感器2可以使用磁感應(yīng)測(cè)量形式、光電測(cè)量形式或電容測(cè)量形式。電動(dòng)閥門1和閥芯位移傳感器2已成為標(biāo)準(zhǔn)商品，如美國(guó)TARGTROCK公司的產(chǎn)品GENERALSERVICE-MODEL120、MODEL220。適配模塊5和測(cè)量適配模塊6可以使用美國(guó)OPTO22公司的AD3和DA3產(chǎn)品。
在本發(fā)明中，標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面3可以選用美國(guó)ME公司(MECHATRONICEQUIPMENTINC.)的I/OK32，或是美國(guó)OPTO22公司的PB16AH。中央控制計(jì)算機(jī)4可以選用美國(guó)OPTO22公司的LC4控制器，也可以選用美國(guó)ME公司的PCS-1工業(yè)過(guò)程控制工作站，還可以選用普通PC計(jì)算機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種一體化油田注汽分配控制裝置，在每一口被控注汽井口部都有一個(gè)電動(dòng)閥門1和相應(yīng)的閥芯位置傳感器2，其特征在于數(shù)口被控注汽井分為一組，在每一組的中間有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面3，每一個(gè)電動(dòng)閥門1各有一個(gè)控制其開閉的適配模塊5以及和相應(yīng)的閥芯位置傳感器2相連的測(cè)量適配模塊6，屬于同一組注汽井的適配模塊5和6插于同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面3中，各組的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面3使用標(biāo)準(zhǔn)串行通訊接口串聯(lián)并接于可為其它測(cè)控制設(shè)備所共有的中央控制計(jì)算機(jī)4的串行通訊接口上。
全文摘要
一種一體化油田注汽分配控制裝置，用于稠油油田蒸汽注汽量分配與控制。在每一口注汽井都有一個(gè)電動(dòng)閥門和相應(yīng)的閥芯位置傳感器。其特征在于以數(shù)口注汽井分為一組的中間有標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面，每一個(gè)電動(dòng)閥和門閥芯位置傳感器都有相適配的模塊插于控制介面中，各組的控制介面通過(guò)電纜串聯(lián)接于可共有的中央控制計(jì)算機(jī)串口。使用計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行注汽流量分配和控制注汽，不僅有較高的精度，而且不需人工手工操作。
文檔編號(hào)E21B43/24GK1073235SQ9111135
公開日1993年6月16日 申請(qǐng)日期1991年12月11日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月11日
發(fā)明者石行 申請(qǐng)人:北京市西城區(qū)新開通用試驗(yàn)廠