CN105756621A - 管线回压控制装置、系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种管线回压控制装置、系统及方法，管线回压控制装置，包括：加药罐、与加药罐相连接的加药泵，以及控制器；其中，控制器，与加药泵相连接，用于触发加药泵，以实现将加药罐中的药物通过加药泵输入至与加药泵连接的采油树中的混进管线，从而实现了管线回压的自动控制，减少了油田员工的工作量。

Description

管线回压控制装置、系统及方法

技术领域

本发明涉及油田采油井下工具技术领域，尤其涉及一种管线回压控制装置、系统及方法。

背景技术

现有技术中，井口回压是指原油从井口流到下级站点的压力。当回压升高时，会导致生产压差减少，从而导致原油产量降低。同时，还会造成管线解堵频繁、抽油机负荷增大。因此，降低井口回压对于整个油田很重要。

目前，造成井口回压变高的原因主要有：原油黏度高、极端地面温度低、地形起伏高差大、原油物质差异大以及出油管线长度。另外，降低该井口回压的主要手段有：提高原油温度、定期扫线、人工添加破乳剂、电磁防蜡和机械清蜡。

但是，上述的降低井口回压需要人工判断，并采用人工方式实现降压，从而无法精准确定降低该井口回压时间，进而存在安全隐患，同时还导致了油田员工工作量大的问题。

发明内容

本发明提供一种管线回压控制装置、系统及方法，以实现管线回压的自动控制，减少油田员工的工作量。

本发明提供一种管线回压控制装置，包括：加药罐、与所述加药罐相连接的加药泵，以及控制器；

其中，所述控制器，与所述加药泵相连接，用于触发所述加药泵，以实现将所述加药罐中的药物通过所述加药泵输入至与所述加药泵连接的采油树中的混进管线。

在本发明一实施例中，过滤器，分别与所述加药罐和所述加药泵相连接，用于对所述加药罐输入的所述药物进行过滤，并将过滤后的所述药物输出至所述加药泵。

在本发明一实施例中，还包括：单向阀，分别与所述加药泵和所述管线相连接，用于将所述加药泵中的所述药物输出至所述管线。

在本发明一实施例中，还包括：压力变送器，与所述管线相连接，用于采集所述管线上的压力。

在本发明一实施例中，所述控制器包括：

通信单元，用于获取所述压力变送器采集的所述管线上的压力；

控制单元，用于比较所述压力变送器采集的所述管线上的压力以及启动压力；并在比较出所述压力变送器采集的所述管线上的压力大于所述启动压力时，触发所述加药泵，以实现将加药罐中的药物通过所述加药泵输入至与所述加药泵连接的所述管线。

在本发明一实施例中，所述加药泵包括：三相异步电动机，并与所述控制单元相连接。

在本发明一实施例中，所述控制单元包括：输出端、第一接触器、第二接触器、第一熔断器、第二熔断器、热继电器、启动按钮、停止按钮和隔离开关；

其中，所述输出端与所述第一接触器的线圈连接；所述第一接触器的线圈与所述第二接触器的线圈、所述停止按钮和所述第二熔断器串行连接；所述第二接触器的线圈与所述启动按钮并行连接；所述第一熔断器与所述第一接触器的常闭触点、所述热继电器串行连接；所述热继电器与所述三相异步电动机的接线柱连接；所述隔离开关分别与所述第一熔断器和所述第二熔断器连接。

在本发明一实施例中，所述控制单元为三菱FXIN-10MR-001。

本发明提供一种管线回压控制系统，包括：采油树中的混进管线以及权利要求1-8任一所述管线回压控制装置。

本发明提供一种管线回压控制方法，包括：

获取与加药泵相连接的采油树中的混进管线的压力；

比较所述管线的压力与预设的启动压力，若所述管线的压力大于所述启动压力，则触发所述加药泵，以将加药罐中的药物通过所述加药泵输入至与所述加药泵连接的所述管线。

附图说明

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明第一实施例的管线回压控制装置的结构示意图；

图2为本发明第二实施例的管线回压控制装置的结构示意图；

图3为本发明第三实施例的管线回压控制装置的结构示意图；

图4为本发明第三实施例的三相异步电动机的电路原理图；

图5为本发明第三实施例的控制单元输出端的电路原理图；

图6为本发明第四实施例的管线回压控制系统的结构示意图；

图7为本发明第五实施例的管线回压控制方法的流程图。

附图标记说明：

11：加药罐；12：加药泵；

13：控制器；14：过滤器；

15：单向阀；16、23：压力变送器；

131：通信单元；132：控制单元；

Y0：输出端；KM1：第一接触器；

KM2：第二接触器；FU1：第一熔断器；

FU2：第二熔断器；FR：热继电器；

SB2：启动按钮；SB1：停止按钮；

QS：隔离开关；M：三相异步电动机；

U、V、W：接线柱；PE：接地；

1：管线回压控制装置；2：采油树；

21：混进管线；22：单量管线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明第一实施例的管线回压控制装置的结构示意图，如图1所示，一种管线回压控制装置，包括：加药罐11、与加药罐11相连接的加药泵12，以及控制器13。

其中，控制器13，与加药泵12相连接，用于触发加药泵12，以实现将加药罐11中的药物通过加药泵12输入至与加药泵12连接的采油树中的混进管线。

其中，加药罐11的形状具体可以为圆形，也可以为方形，另外，加药罐11的容量根据具体的管线类型确定。

本实施例中，药物可以为破乳剂或者清防蜡剂，具体地，当管线压力变动幅度大时，采用破乳剂，当管线压力变动幅度小，而析蜡量较高时，采用清防蜡剂。

在本实施例中，通过在该管线回压控制装置设置了加药罐、与加药罐相连接的加药泵，以及控制器；由于该控制器可以触发加药泵，以实现将加药罐中的药物通过加药泵输入至与加药泵连接的采油树中的混进管线，因此，可以实现了管线回压的自动控制，从而减少了油田员工的工作量。

图2为本发明第二实施例的管线回压控制装置的结构示意图，在本发明第一实施例的技术方案的基础上，如图2所示，该管线回压控制装置还包括：过滤器14，分别与加药罐11和加药泵12相连接，用于对加药罐11输入的药物进行过滤，并将过滤后的药物输出至加药泵12。

其中，过滤器14过滤加药罐11输入的药物，可以避免杂质进入加药泵12，延长了管线回压控制装置的使用寿命。

可选地，该管线回压控制装置还包括：单向阀15，分别与加药泵12和管线相连接，用于通过该单向阀15将加药泵12中的药物输出至管线，具体地，加药泵12中的药物从单向阀15的进水口流入，从单向阀15的出水口流出并输出至管线。单向阀15可以避免因药物回流而导致加药泵12堵塞。

图3为本发明第三实施例的管线回压控制装置的结构示意图，在本发明上述各个实施例的技术方案的基础上，如图3所示，该管线回压控制装置还包括：压力变送器16，与管线相连接，用于采集管线上的压力。

进一步地，在本实施例中，控制器13触发加药泵12实现将加药罐11中的药物通过加药泵12输入至与加药泵12连接的管线的触发条件可以为：在比较出压力变送器16采集的管线上的压力大于启动压力时。具体的，控制器13包括：通信单元131和控制单元132；其中，

通信单元131，用于获取压力变送器16采集的管线上的压力。

控制单元132，用于比较压力变送器16采集的管线上的压力以及启动压力；并在比较出压力变送器16采集的管线上的压力大于启动压力时，触发加药泵12，以实现将加药罐11中的药物通过加药泵12输入至与加药泵12连接的管线。

另外，可选地，控制器13还可以包括：触摸屏。具体的，用户可以通过该触摸屏输入预先设置启动压力。其中，该控制单元132为三菱FXIN-10MR-001。该触摸屏为GT1050。

在本实施例中，还需要说明的是，控制器13触发加药泵12实现将加药罐11中的药物通过加药泵12输入至与加药泵12连接的管线的触发条件还同时包括：控制单元132在判断出加药时间间隔大于预设加药时间间隔时。即控制单元132在判断当压力变送器16采集的管线上的压力大于启动压力时，或者加药时间间隔超过预设加药时间间隔时来触发加药泵。其中，用户还可以通过触摸屏输入预先设置的加药时间间隔。

举例来说，当管线压力变动幅度大时，由于管线压力变动明显，因此，主要采用的触发条件具体为：在比较出压力变送器16采集的管线上的压力大于启动压力时。另外，还需要说明的是，若控制单元132还同时通过判断加药时间间隔和预设加药时间间隔来触发加药泵。

当管线压力变动幅度小，而析蜡量较高时，由于管线压力变动不明显，因此，主要采用的触发条件具体为：在判断出加药时间间隔大于预设加药时间间隔时。另外，需要说明的是，也同时采用在比较出压力变送器16采集的管线上的压力大于启动压力时的触发条件。

进一步的，在触发加药泵12，且加药结束后，为了使药物充分与管线接触，发挥作用，需要间隔一段时间，在该间隔时间内，若控制单元132比较出当前压力变送器16所采集的管线上的压力大于该启动压力，则控制单元132生成报警信号，而不触发加药泵12加药。只有当该间隔时间结束后，若控制单元132比较出当前压力变送器16所采集的管线上的压力大于该启动压力，则控制单元132才再次触发加药泵12加药。

其中，该间隔时间可以为2小时。

另外，可选地，在加药泵12上还可以设置有控制流量的调节按钮，针对不同管线，通过该调节按钮，调节加药量，以保证向管线加入足量药物。

进一步地，加药泵12包括：三相异步电动机，并与控制单元132相连接。

图4为本发明第三实施例的三相异步电动机的控制电路原理图，图5为本发明第三实施例的控制单元输出端的电路原理图。如图4和图5所示，该控制单元132包括：输出端Y0、第一接触器KM1、第二接触器KM2、第一熔断器FU1、第二熔断器FU2、热继电器FR、启动按钮SB2、停止按钮SB1和隔离开关QS。

其中，输出端Y0与第一接触器KM1的线圈连接；第一接触器KM1的线圈与第二接触器KM2的线圈、停止按钮SB1和第二熔断器FU2串行连接；第二接触器KM2的线圈与启动按钮SB2并行连接；第一熔断器FU1与第一接触器KM1的常闭触点、热继电器FR串行连接；热继电器FR与三相异步电动机M的接线柱U、V和W连接；隔离开关QS分别与第一熔断器FU1和第二熔断器FU2连接。

另外，三相异步电动机M另一端接地PE，隔离开关QS与火线L1、L2和L3连接。

具体的，该热继电器FR可以用来保护三相异步电动机M，防止因为三相异步电动机M长时间过电流运行，烧毁三相异步电动机M的线圈。该第一熔断器FU1和第二熔断器FU2，用来保护火线，当电流过大时，使其中的金属线或者金属片产生高温而熔断中断电流。该第一接触器KM1的线圈与第二接触器KM2的常闭触点，若使第一接触器KM1得电吸合，必须先使第二接触器KM2断电释放，其常闭触头复位，从而防止了第二接触器KM1和第二接触器KM2同时吸合造成短路，形成控制电路的互锁保护，第一接触器KM1和第二接触器KM2均为交流接触器。

另外，控制器13触发加药泵12以实现将加药罐11中的药物通过加药泵12输入至与加药泵12连接的管线的工作原理：当管线回压控制装置启动运行时，隔离开关QS闭合，此时，三相异步电动机M不启动。

当控制单元132判断出压力变送器16采集的管线上的压力大于启动压力时，控制单元132的输出端Y0转至ON，即处于接通状态，从而第一接触器KM1的线圈得电，电磁铁吸合，第一接触器KM1的常开触点接通，进而触发三相异步电动机M开始工作，以触发加药泵12，实现将药物通过加药泵12输入至管线中。

在加药结束时，控制单元132的输出端Y0转至OFF，即从接触状态转换成关闭状态，则第一接触器KM1的线圈失电，电磁铁释放，第一接触器KM1的常开触点断开，从而触发三相异步电动机M停止工作，以实现加药泵12停止加药。

还需要说明的是，触摸屏还可以显示压力变送器16所采集的管线上的压力，若压力变送器16采集的管线上的压力大于启动压力时，而控制单元132无法触发输出端Y0转至ON，则可以切换成手动控制。即通过触摸触摸屏上与启动按钮SB2对应的按钮，从而使得第一接触器KM1的线圈得电，电磁铁吸合，第一接触器KM1的常开触点接通，从而三相异步电动机M开始工作，触发加药泵12，实现将药物通过加药泵12输入至管线中。并在加药结束后，通过触摸触摸屏上与停止按钮SB1对应的按钮，此时，第一接触器KM1的线圈失电，电磁铁释放，第一接触器KM1的常开触点断开，从而触发三相异步电动机M停止工作，以实现加药泵12停止加药。

本实施例中，以管线上的压力大于启动压力为例，说明控制器13触动加药泵12加药的工作原理，可以理解的是，当采用加药时间间隔大于预设加药时间间隔作为触发条件时，控制器13触发加药泵12加药的工作原理与上述工作原理是相同的，此处不再赘述。

在本实施例中，控制单元不仅可以自动触发加药泵加药，人工还可以手动触发加药泵加药，以实现避免当控制单元发生故障时，造成的不能及时降低管线回压的严重后果。

图6为本发明第四实施例的管线回压控制系统的结构示意图，如图6所示，管线回压控制系统，包括：采油树2中的混进管线21以及管线回压控制装置1。

其中，采油树2包括：混进管线21，单量管线22和连接在混进管线21上的压力变送器23，管线回压控制装置1与混进管线21连接，向混进管线21加药时，打开混进管线21的阀门，关闭单量管线22的阀门。当单量管线22加药时，打开单量管线22的阀门，关闭混进管线21的阀门。

其中，管线回压控制装置可以为上述图1至图5任意所示的装置，其实现原理和有益效果相类似，此处不再赘述。

图7为本发明第五实施例的管线回压控制方法的流程图，如图7所示，管线回压控制方法，包括：

步骤S701、获取与加药泵相连接的采油树中的混进管线的压力。

步骤S702、比较管线的压力与预设的启动压力，若管线的压力大于启动压力，则触发加药泵，以将加药罐中的药物通过加药泵输入至与加药泵连接的管线。

其中，该管线回压控制方法，应用在图6所示的管线回压控制系统中，其实现原理和有益效果相类似，此处不再赘述。

需要说明的是，管线回压控制方法，还可以通过比较加药时间间隔与预设加药时间间隔，若加药时间间隔大于预设加药时间间隔，则触发加药泵，以将加药罐中的药物通过加药泵输入至与加药泵连接的管线。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种管线回压控制装置，其特征在于，包括：加药罐、与所述加药罐相连接的加药泵，以及控制器；

其中，所述控制器，与所述加药泵相连接，用于触发所述加药泵，以实现将所述加药罐中的药物通过所述加药泵输入至与所述加药泵连接的采油树中的混进管线。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：过滤器，分别与所述加药罐和所述加药泵相连接，用于对所述加药罐输入的所述药物进行过滤，并将过滤后的所述药物输出至所述加药泵。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，还包括：单向阀，分别与所述加药泵和所述管线相连接，用于通过所述单向阀将所述加药泵中的所述药物输出至所述管线。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：压力变送器，与所述管线相连接，用于采集所述管线上的压力。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述控制器包括：

通信单元，用于获取所述压力变送器采集的所述管线上的压力；

控制单元，用于比较所述压力变送器采集的所述管线上的压力以及启动压力；并在比较出所述压力变送器采集的所述管线上的压力大于所述启动压力时，触发所述加药泵，以实现将加药罐中的药物通过所述加药泵输入至与所述加药泵连接的所述管线。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述加药泵包括：三相异步电动机，并与所述控制单元相连接。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制单元包括：输出端、第一接触器、第二接触器、第一熔断器、第二熔断器、热继电器、启动按钮、停止按钮和隔离开关；

其中，所述输出端与所述第一接触器的线圈连接；所述第一接触器的线圈与所述第二接触器的线圈、所述停止按钮和所述第二熔断器串行连接；所述第二接触器的线圈与所述启动按钮并行连接；所述第一熔断器与所述第一接触器的常闭触点、所述热继电器串行连接；所述热继电器与所述三相异步电动机的接线柱连接；所述隔离开关分别与所述第一熔断器和所述第二熔断器连接。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述控制单元为三菱FXIN-10MR-001。

9.一种管线回压控制系统，其特征在于，包括：采油树中的混进管线以及权利要求1-8任一所述管线回压控制装置。

10.一种管线回压控制方法，其特征在于，包括：

获取与加药泵相连接的采油树中的混进管线的压力；

比较所述管线的压力与预设的启动压力，若所述管线的压力大于所述启动压力，则触发所述加药泵，以将加药罐中的药物通过所述加药泵输入至与所述加药泵连接的所述管线。