CN104678943A - 石油试采调节系统 - Google Patents

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吴文晋
王燕波
罗翔
姜淑敏
张巍
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Abstract

本发明公开了石油试采调节系统，包括：中控端及试采现场控制端，中控端及试采现场控制端中包括通信单元，试采现场控制端中设置试采控制阀及现场参数采集装置；中控端根据从现场参数采集装置所获取的现场采集参数，获取现场控制指令，通过本地通信单元将现场控制指令发送到现场控制端；现场控制端通过本地通信单元接收现场控制指令，根据现场控制指令对试采控制阀进行控制。从而解决了采用防爆性电动执行器代替人工进行现场操作，用现场总线技术解决了多个阀门同时控制的问题。可代替人工操作，可对多个阀门进行控制，从而增加了阀门开关的协调性及联动性；有效提高了现场的安全及防爆等级，从而有效控制了现场的事故率。

Description

石油试采调节系统
技术领域
本发明涉及石油开采领域，特别涉及一种在试油现场使用的石油试采调节系统。
背景技术
试油试采是油气田开发中不可或缺的一项重要过程，对提高油田单井产量和采收率有重要意义。试油试采现场环境危险，试采的油气属于易燃、易爆、高压气体，含有H2S情况还为有毒气体。目前来说整个试油试采现场设备工艺落后，试采管路的开关阀、调节阀等高危险的关键阀门的开关和调节依然通过人力来控制，缺少代替人工操作的设备。实际工作中由于机械设备质量缺陷、腐蚀、老化或违章作业的存在，油气泄露引发事故的现象时有发生；特别是H2S泄露等事故，会产生人员伤亡的严重后果。
国内在试采与测试过程中缺乏一套成熟的智能化监控技术和阀门自动控制设备，如在试油或在测试过程中对地面流程中高压控制阀的操作、流量的调节依然采用人工的方式进行操作，操作工人工作现场有高压、有毒气体的工作环境存在安全隐患。另外人工操作情况下，现场劳动强度较大；此外监控室需要有人通过对讲机操控现场工人调整阀门，容易出现调整不当情况。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供了石油试采调节系统，采用防爆性电动执行器代替人工进行现场操作，用现场总线技术解决了多个阀门同时控制的问题。
本发明旨在提供石油试采调节系统,包括：中控端及试采现场控制端，所述中控端及所述试采现场控制端中包括通信单元，所述试采现场控制端中设置试采控制阀及现场参数采集装置；所述中控端根据从所述现场参数采集装置所获取的现场采集参数，获取现场控制指令，通过本地通信单元将现场所述控制指令发送到所述现场控制端；所述现场控制端通过本地通信单元接收所述现场控制指令，根据所述现场控制指令对所述试采控制阀进行控制。
在一种优选的实施方式中，所述现场参数采集装置包括，流量传感器及压力传感器，所述流量传感器及压力传感器与试采现场的主采集线路连接。
在一种优选的实施方式中，所述现场参数采集装置包括，流量传感器显示单元及压力传感器显示单元，所述流量传感器显示单元与所述流量传感器的感应输出端连接，所述压力传感器显示单元与所述压力传感器的感应输出端连接。
在一种优选的实施方式中，所述试采现场控制端还包括，参数图像采集装置，所述参数图像采集装置的图像采集区域朝向流量传感器显示单元及压力传感器显示单元设置，对所述流量传感器显示单元及压力传感器显示单元的显示数据进行采集。
在一种优选的实施方式中，所述试采现场控制端还包括，状态图像采集装置，所述状态图像采集装置的图像采集区域朝向试采控制阀元设置，对所述试采控制阀的当前图像进行采集。
在一种优选的实施方式中，所述试采现场控制端还设置，现场监控装置，所述现场监控装置的输入端与所述流量传感器及压力传感器的感应输出端连接，输出端与试采现场控制端的通信单元连接；从所述流量传感器及压力传感器的感应输出端接收当前的流量值及压力值，若所述流量值及压力值是否大于设定值，则通过所述试采现场控制端的通信单元向所述中控端发出报警信息。
在一种优选的实施方式中，还包括，本地报警器，所述本地报警器与所述现场监控装置的输出端连接，若所述流量值及压力值是否大于设定值，则触发所述本地报警器发出报警信息。
在一种优选的实施方式中，所述中控端通过传输总线与所述现场参数采集装置连接，通过所述传输总线从所述现场参数采集装置获取的现场采集参数。
在一种优选的实施方式中，还包括，试采控制阀电机，所述试采控制阀电机的输出轴与所述试采控制阀的控制轴连接，所述试采控制阀电机的控制端与所述现场控制端的本地通信单元连接，从所述本地通信单元接收所述现场控制指令，根据所述现场控制指令通过驱动所述输出轴，控制所述试采控制阀开启或关闭。
因此与现有技术相比，根据本发明的系统具有以下优点：本发明所提出的石油试采调节系统，可代替人工操作，可对多个阀门进行控制，从而增加了阀门开关的协调性及联动性；有效提高了现场的安全及防爆等级，从而有效控制了现场的事故率。
附图说明
图1为本发明一种实施方式中，石油试采调节系统的组成结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明的石油试采调节系统，包括，中控端10及试采现场控制端20。其中，试采现场控制端20设置于试采现场中，中控端10设置于远程，在中控端10中设置控制设备1及中控端通信设备2，控制设备1用于根据从试采现场控制端20采集的现场采集参数，包括：流量、压力参数，生成现场控制指令，指令主要为，阀门开度信息如开度为0％，25％，100％。所述现场参数采集装置包括，流量传感器及压力传感器，所述流量传感器及压力传感器与试采现场的主采集线路连接。在一种优选的实施方式中，所述现场参数采集装置包括，流量传感器显示单元及压力传感器显示单元，所述流量传感器显示单元与所述流量传感器的感应输出端连接，所述压力传感器显示单元与所述压力传感器的感应输出端连接。试采现场控制端20中设置了及现场通信设备8，中控端通信设备2及现场通信设备8可之间可通过信令实现通信并实现数据交互。中控端10中包括控制设备1，位于试油现场的操作间内；中控端1连接着中控端通信设备2；中控端通信设备2同现场通信设备8相同，中控端通信设备2安装在操作间内，现场通信设备8安装在工业控制现场；中控端通信设备2包含总线转换设备3和无线发射设备4；总线转换设备负责将监控设备1或者总线连接盒9传输过来的总线信号转换为无线发射设备4能够识别的信号，然后将信号传输给无线发射设备4发射到空间中(如果为有线通信方式，中控端通信设备2中将不包含无线发射设备4，而是中控端通信设备2和现场通信设备8直接用总线连接)。监控设备1和中控端通信设备2之间以及现场通信设备8和总线接线盒9之间采用电缆连接；总线接线盒9通过控制电缆和防爆电动执行器组7中每个防爆执行器连接，如开关型防爆执行器：如AUMA公司的SAExC14-A开关型调节型防爆执行器：如AUMA公司的SAExC14-A调节型。电源接线端5一般安装在现场380V交流电上，通过交流电源转换箱6，为防爆电动执行器组7提供动力电源。试油现场一般具有流量、压力传感器10等采集设备，通过现场总线传输给采集箱11；采集箱一般提供RS232接口可以直接和监控设备1连接。通信一般采用总线技术(包括Modbus总线、Can总线技术以及其他现场总线技术)，总线技术可以使中央控制设备同时控制多个执行器进行工作，互相干扰。其中，控制设备1：实际为现场计算机，如工业控制计算机，笔记本等。通信设备2：为无线通信设备，如MOXA公司AWK系列产品包括AWK4121，AWK3121，AWK6232等和研华公司的EKI系列产品，如EKI6311.
中控端1通过软件提供监视传感器10采集信号、防爆电动执行器组7运行状态、中控端通信设备2和现场通信设备8运行状态以及控制防爆电动执行器组7的功能。中控端通信设备2和现场通信设备8支持双向双工通信，将控制信号从中控端1传递给防爆电动执行器组7同时将防爆电动执行器组的状态信息发送给中控端1；防爆电动执行器组7位于工业现场，在中控端1的控制下，代替人力进行阀门开关及调节功能；防爆的执行器运行了防爆电动执行器7组能够在易燃易爆的气体工作环境中工作，而不引发事故。
中控端1能够通过RS232连接到原有设备信号采集箱11中，通过闭环控制技术，控制电动执行器组7工作，调节试油试采现场阀门状态，达到合适试采效果。
在一种优选的实施方式中，所述试采现场控制端还包括，参数图像采集装置，所述参数图像采集装置的图像采集区域朝向流量传感器显示单元及压力传感器显示单元设置，对所述流量传感器显示单元及压力传感器显示单元的显示数据进行采集。所述试采现场控制端还包括，状态图像采集装置，所述状态图像采集装置的图像采集区域朝向试采控制阀元设置，对所述试采控制阀的当前图像进行采集。
在一种优选的实施方式中，所述试采现场控制端还设置，现场监控装置，所述现场监控装置的输入端与所述流量传感器及压力传感器的感应输出端连接，输出端与试采现场控制端的通信单元连接；从所述流量传感器及压力传感器的感应输出端接收当前的流量值及压力值，若所述流量值及压力值是否大于设定值，则通过所述试采现场控制端的通信单元向所述中控端发出报警信息。
为使报警更为及时，在一种优选的实施方式中，还包括，本地报警器，所述本地报警器与所述现场监控装置的输出端连接，若所述流量值及压力值是否大于设定值，则触发所述本地报警器发出报警信息。
在一种优选的实施方式中，还包括，试采控制阀电机，所述试采控制阀电机的输出轴与所述试采控制阀的控制轴连接，所述试采控制阀电机的控制端与所述现场控制端的本地通信单元连接，从所述本地通信单元接收所述现场控制指令，根据所述现场控制指令通过驱动所述输出轴，控制所述试采控制阀开启或关闭。
因此与现有技术相比，根据本发明的安装误差校正方法具有以下优点：本发明所提出的石油试采调节系统，可代替人工操作，同时可对多个阀门进行控制，从而增加了阀门开关的协调性及联动性；有效提高了现场的安全及防爆等级，从而有效控制了现场的事故率
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于发明的保护范围。

Claims (9)

1.石油试采调节系统，其特征在于，包括：中控端及试采现场控制端，所述中控端及所述试采现场控制端中包括通信单元，所述试采现场控制端中设置试采控制阀及现场参数采集装置；
所述中控端根据从所述现场参数采集装置所获取的现场采集参数，获取现场控制指令，通过本地通信单元将现场所述控制指令发送到所述现场控制端；
所述现场控制端通过本地通信单元接收所述现场控制指令，根据所述现场控制指令对所述试采控制阀进行控制。
2.根据权利要求1所述的石油试采调节系统，其特征在于，所述现场参数采集装置包括，流量传感器及压力传感器，所述流量传感器及压力传感器与试采现场的主采集线路连接。
3.根据权利要求2所述的石油试采调节系统，其特征在于，所述现场参数采集装置包括，流量传感器显示单元及压力传感器显示单元，所述流量传感器显示单元与所述流量传感器的感应输出端连接，所述压力传感器显示单元与所述压力传感器的感应输出端连接。
4.根据权利要求3所述的石油试采调节系统，其特征在于，所述试采现场控制端还包括，参数图像采集装置，所述参数图像采集装置的图像采集区域朝向流量传感器显示单元及压力传感器显示单元设置，对所述流量传感器显示单元及压力传感器显示单元的显示数据进行采集。
5.根据权利要求3或4所述的石油试采调节系统，其特征在于，所述试采现场控制端还包括，状态图像采集装置，所述状态图像采集装置的图像采集区域朝向试采控制阀元设置，对所述试采控制阀的当前图像进行采集。
6.根据权利要求2所述的石油试采调节系统，其特征在于，所述试采现场控制端还设置，现场监控装置，所述现场监控装置的输入端与所述流量传感器及压力传感器的感应输出端连接，输出端与试采现场控制端的通信单元连接；从所述流量传感器及压力传感器的感应输出端接收当前的流量值及压力值，若所述流量值及压力值是否大于设定值，则通过所述试采现场控制端的通信单元向所述中控端发出报警信息。
7.根据权利要求6所述的石油试采调节系统，其特征在于，还包括，本地报警器，所述本地报警器与所述现场监控装置的输出端连接，若所述流量值及压力值是否大于设定值，则触发所述本地报警器发出报警信息。
8.根据权利要求6所述的石油试采调节系统，其特征在于，所述中控端通过传输总线与所述现场参数采集装置连接，通过所述传输总线从所述现场参数采集装置获取的现场采集参数。
9.根据权利要求1所述的石油试采调节系统，其特征在于，还包括，试采控制阀电机，所述试采控制阀电机的输出轴与所述试采控制阀的控制轴连接，所述试采控制阀电机的控制端与所述现场控制端的本地通信单元连接，从所述本地通信单元接收所述现场控制指令，根据所述现场控制指令通过驱动所述输出轴，控制所述试采控制阀开启或关闭。
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