CN104179475A - 一种具有回流自保护多路电磁阀岛的多井井口加药装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有回流自保护多路电磁阀岛的多井井口加药装置，属于油田丛式井组的井口加药领域。该装置至少包括：加药箱、控制柜、多路电磁阀岛、高压计量加药泵、压力计及相关管线、相关控制电路；所述多路电磁阀岛至少包括：分配阀岛底座、高压电磁球阀、回液口、进液口，所述进液口和所述回液口集成在一个所述分配阀岛底座上，所述多个高压电磁球阀以所述分配阀岛底座垂直中心线为轴线对称设置。通过带有压力调节保护阀的多路电磁阀岛，使多井井口加药装置具有压力保护功能。当某一口井压力异常时，可自动开通压力调节保护阀形成循环回路，避免药剂倒流入电磁阀和加药泵，保证油田从式井组远程自控井口在加药过程中安全无故障运行。
Description
技术领域
本发明涉及油田丛式井组的井口加药领域，特别涉及一种具有回流自保护多路电磁阀岛的多井井口加药装置。
背景技术
丛式井组是油田钻劳工程和开发技术进步的产物。丛式井组的出现将对油田地面工程的设计和施工,产生积极的影响和作用。所谓丛式井组是指在一个井场或平台上，钻出若干口甚至上百口井，各井的井口相距不到数米，各井井底则伸向不同方位。
随着数字化技术的发展，众多数字化设备已在我国油田丛式井组得到广泛应用，油田生产与数字化技术得到了有效融合。近年，远程自控井口加药装置作为新的数字化设备替代了人工加药，降低了加药成本、提高了清蜡效果，克服了人工加药受天气道路影响、加药费用高等弊端，为油田数字化管理奠定了坚实的基础。
目前油田使用的远程自控井口加药装置采用了可编程序控制器（简称PLC）自动控制技术，实现了井口加药的连续性，提高了加药效率。
现有技术提供的丛式井组井口加药装置，其结构主要由加药箱、球阀、高压计量泵、回流阀、止回阀的组成；在加药箱出口与高压计量泵入口之间的管线上连接有球阀；在高压计量泵出口管线上并联有5-15个电磁阀；在电磁阀出口到油井加药口的管线上连接有一个止回阀；在高压计量泵出口管线上通过三通连接有一个回流阀。
随着远程自控井口加药装置在油田采油过程中的连续使用，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
（1）由于井下套管气压力过高击穿管线单向阀、损坏电磁阀，使药剂倒流入电磁阀和加药泵，导致设备运行失常。
（2）由于管线易造成堵塞，使电磁阀压力升高，导致管线接头出现漏失，发生故障。
（3）由于5-15个电磁阀都需要单独的连接电缆，造成连接电路的繁琐，接线工作量大，且接线操作的准确性影响防护等级的提高。
（4）由于在加药装置的不同管线上连接有止回阀、三通阀、回流阀等，造成整个系统庞大，维护不便。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种具有回流自保护多路电磁阀岛的多井井口加药装置。增设了带有压力调节保护阀的多路电磁阀岛，当压力异常时，控制液体回流自保护的开启与关闭，保证油田从式井组远程自控井口加药装置的安全运行。所述技术方案如下：
一种具有回流自保护多路电磁阀岛的多井井口加药装置，至少包括：加药箱、控制柜、多路电磁阀岛、高压计量加药泵、压力计及相关管线、相关控制电路；所述多路电磁阀岛至少包括：分配阀岛底座、高压电磁球阀、回液口、进液口，所述进液口和所述回液口集成在一个所述分配阀岛底座上，所述多个高压电磁球阀以所述分配阀岛底座垂直中心线为轴线对称设置。
具体地，所述控制柜上部设置有控制面板及相关元器件和控制电路，下部设置有相关设备及相关管线，所述相关管线材质为不锈钢。
具体地，所述控制柜的控制面板上至少设置有井号选择旋钮、手动启动开关、加药方式选择旋钮开关、开启方式指示灯、电源指示灯；所述控制柜上设置有无线发射天线，所述控制柜与远程控制终端之间通过可编程序控制器自控井口加药。
具体地，所述控制柜设置在所述加药箱正面，所述控制柜内设置有所述多路电磁阀岛、所述高压计量加药泵，所述高压计量加药泵上设置有排量控制旋钮。
具体地，所述高压电磁球阀选用两位两通式电磁球阀。
具体地，所述高压计量加药泵出口通过进液管线连通所述多路电磁阀岛进口，所述多路电磁阀岛出口通过回液管线连通所述加药箱；所述进液管线上设置有所述压力计。
具体地，所述分配阀岛底座一侧工作口设置的每一个所述高压电磁球阀控制所述高压计量加药泵，另一侧工作口设置的每一个所述高压电磁球阀控制与其一一对应的多井加药口。
具体地，所述分配阀岛底座安装在所述控制柜的侧壁上。
具体地，所述多路电磁阀岛上设置有调节螺丝、压力调节保护阀，所述压力调节保护阀与所述多路电磁阀岛总加药管线相连，所述压力调节保护阀与所述调节螺丝相连。
具体地，所述加药箱材质为不锈钢，顶部设置有加药口，一侧设置有液位计。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过采用带有压力调节保护阀的多路电磁阀岛，控制液体回流自保护的开启与关闭，使多井井口加药装置具有压力保护功能。当某一口井压力异常时，可自动开通压力调节保护阀形成循环回路，使电磁阀岛和其它元器件免受高压影响，避免药剂倒流入电磁阀和加药泵，导致设备运转失常，实现加药装置的自我保护，保证油田从式井组远程自控井口在加药过程中，计量泵、电磁阀岛等设备的安全无故障运行，适用于油田为维护油井的正常生产而进行的井口各种化学药剂的投加、清蜡的需要。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的具有回流自保护多路电磁阀岛的多井井口加药装置结构示意图；
图2是现有技术提供的多路电磁阀岛结构示意图；
图3是本发明实施例提供的具有回流自保护多路电磁阀岛的多井井口加药装置的多路电磁阀岛结构示意图的主视图；
图4是本发明实施例提供的图3的左视图；
图5是本发明实施例提供的图3的右视图；
图6是本发明实施例提供的具有回流自保护多路电磁阀岛的多井井口加药装置工作原理图。
图中各符号表示含义如下：
1加药箱，1.1加药口，1.2液位计；
2控制柜，2.1井号选择旋钮，2.2手动启动开关，2.3加药方式选择旋钮开关，2.4开启方式指示灯，2.5电源指示灯，2.6无线发射天线；
3多路电磁阀岛,3.1分配阀岛底座，3.2高压电磁球阀，3.3回液口，3.4进液口，3.5调节螺丝，3.6压力调节保护阀；
4高压计量加药泵，4.1排量控制旋钮；
5压力计；
6进液管线；
7回液管线;
N1，N2，N3……多井加药口;
空心箭头方向为正常加药药液流动方向；
实心箭头方向为开启回路药液流动方向。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
参见图1所示，本发明实施例提供了一种具有回流自保护多路电磁阀岛的多井井口加药装置，控制药液回流自保护的开启与关闭，该装置至少包括：加药箱1、控制柜2、多路电磁阀岛3、高压计量加药泵4、压力计5、进液管线6、回液管线7等零部件及相关管线、相关控制电路；具体地，所述加药箱1正面设置有控制柜2，控制柜2内设置有多路电磁阀岛3、高压计量加药泵4，所述高压计量加药泵4出口通过进液管线6连通多路电磁阀岛3进口，所述多路电磁阀岛3出口通过回液管线7连通加药箱1，从而形成闭合环路，确保压力异常时回流自保护的安全运行；所述进液管线6上设置有压力计5；所述高压计量加药泵4上设置有排量控制旋钮4.1；所述相关管线材质均为不锈钢。
具体地，所述加药箱1为现有技术，材质为不锈钢，顶部设置有加药口1.1，一侧设置有液位计1.2。
具体地，所述控制柜2上部为控制面板及相关元器件和控制电路，下部安装有相关设备及相关管线，所述控制面板上至少设置有井号选择旋钮2.1，手动启动开关2.2，加药方式选择旋钮开关2.3，包括手动/自动，开启方式指示灯2.4，包括手动/自动，电源指示灯2.5；所述控制柜2上设置有无线发射天线2.6，控制柜2与远程控制终端之间通过可编程序控制器（PLC）自动控制技术，实现远程自控井口加药。
参见图2所示，所述多路电磁阀岛3为现有技术，至少包括：分配阀岛底座3.1、高压电磁球阀3.2、回液口3.3、进液口3.4等；所谓阀岛就是集中供液的电磁阀组，它是将多个电磁阀集装在一个分配阀岛底座3.1上，把进液口3.4和回液口3.3集成在一个分配阀岛底座3.1上，通过分配阀岛底座3.1进行集中供液与集中排液，分配阀岛底座3.1的工作口引出有若干个高压电磁球阀3.2，通过控制柜2及相关控制电路对若干个高压电磁球阀3.2进行集中控制，不再需要对每一个电磁阀独立地引出信号控制线，在减小接线工作量的同时提高操作的准确性和防护等级。
所述高压电磁球阀3.2是用来控制流体流动方向的自动化基础元件，高压电磁球阀3.2内有密闭的腔，在腔的不同位置开有通孔，每个通孔都通向不同的油管，腔中间是阀，两面是两块电磁铁，哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边，通过控制阀体的移动来档住或漏出不同的排油孔，而进油孔是常开的，液压油就会进入不同的排油管，然后通过油的压力来推动油缸的活塞，活塞又带动活塞杆，活塞杆带动机械装置运动。这样通过控制电磁铁的电流就控制了机械运动。
参见图3、图4、图5所示，本发明实施例是在现有多路电磁阀岛3上增设了调节螺丝3.5、压力调节保护阀3.6等；所述多路电磁阀岛3的分配阀岛底座3.1是组装电磁阀、溢流阀和对各油井井口管线连接的载体，可选用西安安特石油科技有限公司生产的JFB-8X规格型号分配阀岛产品；具体地，作为优选，所述分配阀岛底座3.1的工作口上安装有若干个高压电磁球阀3.2，每一个高压电磁球阀3.2以分配阀岛底座3.1垂直中心线为轴线左右对称设置，所述高压电磁球阀3.2作为配液阀嘴，是多井口加药装置可控分配的主要部件，可选用宁波汉商液压科技有限公司生产的M-2SED6C/AC220规格型号两位两通式电磁球阀产品，电压AC220V，功率30W，要求加电时无阻流、断电双向截至，左侧的每一个高压电磁球阀3.2控制高压计量加药泵4，右侧的每一个高压电磁球阀3.2控制与其一一对应的多井加药口N1，N2，N3……，高压电磁球阀3.2可减少加注阻力，使井内高压不会反注于加药装置。
所述分配阀岛底座3.1顶部设置有回液口3.3、进液口3.4；分配阀岛底座3.1正面上部安装有压力调节保护阀3.6和调节螺丝3.5，所述压力调节保护阀3.6为现有技术，可选用宁波汉商液压科技有限公司生产的DBDS6P/100规格型号产品，所述压力调节保护阀3.6与多路电磁阀岛3总加药管线相连，通过调节螺丝3.5手动调节压力调节保护阀3.6的压力大小；所述分配阀岛底座3.1背面通过螺丝安装在控制柜2下部的侧壁上。
参见图6所示，本发明实施例的工作原理：主要用于井口加药控制液体回流自保护的开启与关闭；在正常加药时，按照空心箭头药液流动方向所示，化学药剂通过高压计量加药泵4打入多路电磁阀岛3，经过每一个高压电磁球阀3.2通过相关管线注入一一对应的每一口油井加药口N1，N2，N3……；当某一口井出口阻塞压力异常时或套压异常时，压力值超出压力调节保护阀3.6设定压力时，开启压力调节保护阀3.6，使通向该口井的高压电磁球阀3.2关闭，并开启通向加药箱1的高压电磁球阀3.2，按照实心箭头药液流动方向所示，化学药剂顺次由高压计量加药泵4至多路电磁阀岛3至加药箱1，形成回流自保护循环回路，从而实现保护电磁阀岛和其他元器件的功能。
本发明实施例的调试及使用方法：首先通过配备的便携式抽吸泵将药品通过加药箱1顶部加药口1.1注入加药箱1内，其注入量可通过一侧的液位计1.2查看。然后调节高压计量加药泵4上的排量控制旋钮4.1，设定高压计量加药泵4的排量。在连接管线前，应将电源线及不锈钢管线的穿线管预埋好，管线安装完成后，电缆连接由安检部门检验后，开始加药装置的调试。
接通电源，看到电源指示灯2.5亮后，将控制面板上的加药方式选择旋钮开关2.3置于“手动”位置，然后通过调节螺丝3.5调节多路电磁阀岛3上的压力调节保护阀3.6设定压力值，开启自保护回路。当需要重新设定压力调节保护阀3.6压力值时，需将“手动/自动”开关打在“手动”位置，才能再次调整所需压力值。
正常使用前，需对多路电磁阀岛3进行憋压自检。首先将控制面板上的开启方式指示灯2.4置于“手动”状态后开始进行憋压测试。将加药方式选择旋钮开关2.3置于空档位，则加药机处于憋压状态。憋压正常时，虽然压力计5指针会周期性抖动，但其指针上限会在几秒钟内达到高压计量加药泵4额定压力，此时将压力调节保护阀3.6逆时针旋转至底，相当于降低回流压力，当高压计量加药泵4输出压力大于回流压力时，开始回流自保护循环。以上检测完成后表明可正常使用本发明实施例回流自保护多路电磁阀岛多井加药装置。
正常使用时，接通电源，看到电源指示灯2.5后，将控制面板上的加药方式选择旋钮开关2.3置于“自动”位置，然后在集输站点的远程控制终端上运行现有技术远程可编程序控制PLC软件，在其界面上设定好每一个井所需的日加药量，PLC软件会根据先前的高压计量加药泵4排量设定自动将其换算成加药泵工作时间、加药时间，然后通过油井区域的无线网络，将加药指令发送到选定的井场每一口油井，经控制柜2的无线发射天线2.6接收到指令，控制柜2的RTU模块则根据指令要求高压计量加药泵4开始工作，并控制多路电磁阀岛3依次接通各个高压电磁球阀3.2配液阀嘴，经过每一个高压电磁球阀3.2通过相关管线注入一一对应的每一口油井加药口N1，N2，N3……，根据指令要求的加药量依次给各个油井加注药品，同时将RTU模块采集到的加药记录和加药箱剩余液位数据通过无线网络远程传至集输站点终端，从而实现井口加药数据的采集、监测和控制。
通过带有压力调节保护阀3.6的多路电磁阀岛3，使井口加药装置具有压力保护功能。当某一口井出口阻塞压力异常时或套压异常时，可自动开通压力调节保护阀3.6打开回流循环，使多路电磁阀岛3免受高压影响，保证油田从式井组远程自控井口加药装置的安全运行。
此外，本发明实施例还具有如下优点：
1.使现场管线接口组态灵活，连接电路大大简化，结构高度紧凑；
2.选用分配阀岛，耐高压，整体化，结构简单，维护方便；
3.根据分配阀岛多种尺寸和功能，便于直接整机集成或安装在控制盒内，实现多种现场总线连接形式；
4.选用高压电磁球阀，动作灵活，驱动电流小，双向截至，无泄漏，耐腐蚀；
5.设置循环回路，有效延长了设备的维修周期；
6.节约药料，降低井口加药的作业成本，有效提高了加药的有效性和经济性；
7.减少对环境的影响；
8.使加药技术的管理更加精细，更符合数字化管理的需要。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具有回流自保护多路电磁阀岛的多井井口加药装置，至少包括：加药箱(1)、控制柜(2)、多路电磁阀岛(3)、高压计量加药泵(4)、压力计(5)及相关管线、相关控制电路；其特征在于，所述多路电磁阀岛(3)至少包括：分配阀岛底座(3.1)、高压电磁球阀(3.2)、回液口(3.3)、进液口(3.4)，所述进液口(3.4)和所述回液口(3.3)集成在一个所述分配阀岛底座(3.1)上，所述多个高压电磁球阀(3.2)以所述分配阀岛底座(3.1)垂直中心线为轴线对称设置。
2.据权利要求1所述的具有回流自保护多路电磁阀岛的多井井口加药装置，其特征在于，所述控制柜(2)上部设置有控制面板及相关元器件和控制电路，下部设置有相关设备及相关管线，所述相关管线材质为不锈钢。
3.根据权利要求2所述的具有回流自保护多路电磁阀岛的多井井口加药装置，其特征在于，所述控制柜(2)的控制面板上至少设置有井号选择旋钮(2.1)、手动启动开关(2.2)、加药方式选择旋钮开关(2.3)、开启方式指示灯(2.4)、电源指示灯(2.5)；所述控制柜(2)上设置有无线发射天线(2.6)，所述控制柜(2)与远程控制终端之间通过可编程序控制器（PLC）自控井口加药。
4.根据权利要求2所述的具有回流自保护多路电磁阀岛的多井井口加药装置，其特征在于，所述控制柜(2)设置在所述加药箱(1)正面，所述控制柜(2)内设置有所述多路电磁阀岛(3)、所述高压计量加药泵(4)，所述高压计量加药泵(4)上设置有排量控制旋钮(4.1)。
5.根据权利要求1所述的具有回流自保护多路电磁阀岛的多井井口加药装置，其特征在于，所述高压电磁球阀(3.2)选用两位两通式电磁球阀。
6.根据权利要求1所述的具有回流自保护多路电磁阀岛的多井井口加药装置，其特征在于，所述高压计量加药泵(4)出口通过进液管线(6)连通所述多路电磁阀岛(3)进口，所述多路电磁阀岛(3)出口通过回液管线(7)连通所述加药箱(1)；所述进液管线(6)上设置有所述压力计(5)。
7.权利要求1所述的具有回流自保护多路电磁阀岛的多井井口加药装置，其特征在于，所述分配阀岛底座(3.1)一侧工作口设置的每一个所述高压电磁球阀(3.2)控制所述高压计量加药泵(4)，另一侧工作口设置的每一个所述高压电磁球阀(3.2)控制与其一一对应的多井加药口。
8.根据权利要求1所述的具有回流自保护多路电磁阀岛的多井井口加药装置，其特征在于，所述分配阀岛底座(3.1)安装在所述控制柜(2)的侧壁上。
9.根据权利要求1所述的具有回流自保护多路电磁阀岛的多井井口加药装置，其特征在于，所述多路电磁阀岛(3)上设置有调节螺丝(3.5)、压力调节保护阀(3.6)，所述压力调节保护阀(3.6)与所述多路电磁阀岛(3)总加药管线相连，所述压力调节保护阀(3.6)与所述调节螺丝(3.5)相连。
10.根据权利要求1所述的具有回流自保护多路电磁阀岛的多井井口加药装置，其特征在于，所述加药箱(1)材质为不锈钢，顶部设置有加药口(1.1)，一侧设置有液位计(1.2)。
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2013
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Application publication date: 20141203 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |