CN101307688B - 一种太阳能油井注水流量自动控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能注水流量自动控制装置。包括依次串联连接的流量控制仪、电动调节阀、压力表和太阳能供电装置，进一步地还包括一条独立的注水管路和设置在所述注水管路中的切断阀，还包括无线传输装置，用以接收流量、压力信号和发送流量控制仪控制信号，所述无线传输装置支持GPRS。注水工作时，注水液体经本发明注入油井，由于注水流量较小，因此，管道、流量控制仪、调节阀等均可以采用小口径产品。洗井工作时，关闭注水管路切断阀，打开注水干线切断阀，进行大流量洗井工作。整套系统利用太阳能电池装置供电，无需另建供电线路，远程控制，大大节约了成本。

Description

一种太阳能油井注水流量自动控制装置

技术领域

本发明涉及油田井口注水装置，特别是涉及一种油田井口注水流量自动控制系统。

背景技术

油田注水是利用注水井把水注入油层，以补充和保持油层压力的措施。油田投入开发后，随着开采时间的增长，油层本身能量将不断地被消耗，致使油层压力不断地下降，油井产量大大减少，甚至会停喷停产，造成地下残留大量可采原油采不出来。为了弥补原油采出后所造成的地下亏空，保持或提高油层压力，实现油田高产稳产，并获得较高的采收率，必须对油田进行注水。

目前，在注水过程中注水管道中的流量控制常用以下三种方式：

1、人工调节：由人工改变手动阀的开度，调节注水流量；

2、自力式调节阀调节：通过设定自力式调节阀的流量设定点，控制注水流量；

3、电动调节：由流量计测定注水流量，当流量偏离设定值时，自动调整电动阀开度，使流量向设定值靠近。

以上三种方式，各有不足之处：方式1和方式2两种不需供电，但调节精度差，难以满足注水工艺要求，方式3注水流量的精度控制较好，但存在着需要建立专用的供电线路，需指派专人值守以及注水测量数据的传送比较困难等缺点。

图1为传统电动调节方式示意图，在每个注水井口，需建有一条专用的注水管道称为注水干线，手动阀门11，流量计13，电动调节器阀14，压力表12等各种装置均安装在此注水干线管道上，该注水管道兼有两种工作主式：一种是注水工作方式，由管道上的仪表对注水流量进行调节，这时管道中流过的注水流量较小(通常在10m³/h以内)，这是管道日常的工作状态。另一种是洗井工作方式，将大流量的水注入管道，对管路及注水井进行冲洗，通常每年只冲洗一次。然而，正是为了大流量冲洗的要求，注水管道必须有足够大的口径(一般为φ50mm)，大大超过了注水工作方式的需要(只需φ25mm左右的管道)。由此带来了许多弊端：

1、必须选用大口径的仪表及调节阀门，价格高；

2、注水时这些仪表工作在下限流量附近，计量精度低；

3、大口径的阀门工作能耗大，需建立专用的电网，提供电能。

4、需专人值守，管理仪表和传送数据。

发明内容

针对上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是解决油田注水系统造价高、计量精度低、数据自动传送等问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种太阳能油田井口注水装置，包括依次串联连接的调节阀、流量控制仪和压力表，其特征在于还包括太阳能电池装置，所述太阳能电池装置的输出端分别与流量控制仪和调节阀连接为其提供电力。

本发明还包括一条独立的注水管路和设置在所述注水管路中的第一、第二切断阀，所述调节阀、流量控制仪和压力表依次串联连接在所述的注水管路中，且第一、第二切断阀分别设置在调节阀与注水干线之间以及压力表与注水干线之间。

作为本发明的再进一步的改进，还包括无线传输装置，所述无线传输装置分别与流量控制仪和压力表的信号输入/输出端子连接，用以发送流量、压力信号及接收控制信号，无线传输装置支持GPRS。

附图说明

图1为现有注水装置结构示意图；

图2为本发明实施方式一结构示意图；

图3为本发明实施方式二结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作出详细的说明。

实施方式一：

如图2所示，本发明包括依次串联连接的调节阀4、流量控制仪3和压力表2，还包括太阳能电池装置7，所述太阳能电池装置7的输出端分别与流量控制仪3和调节阀4连接且分别为其提供电力。

在本实施方式中，本发明直接串连在注水干线中，可以采用焊接的方式组成不可拆卸式，也可以制成可拆卸式，对于可拆卸式的，注水工作时卸下注水干线中一段活动管路，改接成包括本发明的小口径注水调节管路时；冲洗时，再卸下本发明恢复成原大口径管路。

实施方式二：

如图3所示，本发明在实施方式一的基础上增加了一条独立的注水管路和设置在所述注水管路中的第一切断阀1和第二切断阀5两个切断阀，调节阀4、流量控制仪3和压力表2依次串联连接在所述的注水管路中，且第一、第二切断阀1、5分别设置在调节阀4与注水干线之间以及压力表2与注水干线之间。

本发明并连接入到注水干线上，注水时，断开注水干线上的手动阀9，打开切断阀1、5，于是注水液体通过本发明注入到油井中。在对本发明注水管路上仪表进行维修时，断开切断阀1、5即可。

注水干线上的手动阀9只在冲洗管路时才打开，压力表8用于测量注水井口压力。

优选地，本发明还包括无线传输装置6，所述无线传输装置6采用ZSD3120无线数据传输终端，该终端分别与流量控制仪3和压力表2的信号输入/输出端子连接，无线传输装置6接收流量控制仪3和压力表2上的流量、压力信号，并将控制中心的控制信号传递到流量控制仪调节注水流量。本发明的无线传输装置6既适用于实施方式一，也适用于实施方式二。流量控制仪3不断测量注水管路中的液体流量并与设定流量值进行比较，若有偏差即向调节阀4发出调节信号，改变调节阀4的开度，使流量向设定值靠近。压力表2用于测量管道中流体压力。各项测量数据经GPRS DTU与管理中心的上位机进行通讯。

本发明在具体实际中应用时可以采用两种方式实现注水控制，第一种方式为保留原有大口径注水干线，采用实施方式二的方案，另建一条专用的注水调节管路，把注水用的各仪表及调节阀门改为小口径的低功耗装置，移装到该注水管路上。注水和冲洗分别由两条管路进行，在注水时，断开注水干线，水流经注水调节管路注水，在冲洗时，断开注水调节管路，大流量的水经注水干线进行管路及水井的冲洗。

第二种方式采用实施方式一的方案，将本发明直接串连在注水干线中。

综上，本发明具有以下突出的优点：

1、单独建立小口径专用注水调节管路，选用匹配的小口径仪表及装置，降低了成本，提高了精度。

2、功耗低，并由太阳能供电，不需建立专用的供电线路。

3、无需另建通讯网线，经由GPRS网络实现数据通讯。

4、自动完成流量调节，安全可靠，满足无人值守的野外作业。

本发明，由于管道、流量控制仪、调节阀等均可以采用小口径产品，其成本仅相当于现有产品的50％。我国目前有超过20多万口注水井，如果均采用本发明，所节省的直接成本以及电网和通讯线路建设费是非常可观的，而且，对于沙漠、海上、滩涂等人迹罕至、环境恶劣的偏远地区油田，这种无人值守的自动化注水系统具有更广阔的应用前景。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种太阳能油井注水流量自动控制装置，其特征在于，包括注水干线和一条独立的注水管路以及太阳能电池装置，所述注水管路的管径小于所述注水干线的管径，所述注水管路上依次串联连接调节阀、流量控制仪和压力表，第一、第二切断阀分别设置在调节阀与注水干线之间以及压力表与注水干线之间，所述太阳能电池装置的输出端分别与流量控制仪和调节阀连接为其提供电力。

2.根据权利要求1所述的太阳能油井注水流量自动控制装置，其特征在于还包括无线传输装置，所述无线传输装置分别与流量控制仪和压力表的信号输入/输出端子连接，用以发送流量、压力信号及接收控制信号。

3.根据权利要求2所述的太阳能油井注水流量自动控制装置，其特征在于所述无线传输装置支持GPRS。

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