CN112127860A - 一种新型起消泡一体化自动加入装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及新型起消泡一体化自动加入装置，包括两个溶液箱，分别用于放置起泡剂和消泡剂；加注泵，其入口连接两个溶液箱，出口分别连接起泡剂加注管道和消泡剂加注管道；控制系统，用于控制加注泵的工作模式。运用本发明的一种新型起消泡一体化自动加入装置，由于起泡剂加注是需要快速加入，而消泡剂加注则需要缓慢加注，因此根据两种药剂的特性，用控制系统控制一个加注泵切换不同的工作模式，实现起泡剂和消泡剂的一体化自动加注，减少了加注需要的部件，该装置结构紧凑，体积小，噪声低，工作平稳，节约成本，通过设置该装置的油压、套压差值，起泡剂启动、停止的时间及消泡剂启动、停止的时间，即可自动循环运行，实现定时定量加药。

Description

一种新型起消泡一体化自动加入装置
技术领域
本发明涉及油气开采领域，特别是一种新型起消泡一体化自动加入装置。
背景技术
天然气井开采后期，气井压力较低，产水量逐渐增加，严重影响气井正常生产。对于产水量较高、压力偏低的天然气井，行业内多采用泡沫排水的方式排出气田水，以提高天然气产量。泡沫排水工作原理是，向井内注入一定数量的起泡剂，井底积水与起泡剂接触以后，借助天然气气流的搅动，生成大量低密度的含水泡沫，泡沫随气流从井底携带到地面，达到清除井底积液的目的，同时，在携带气泡流的天然气上升到地面后，为防止泡沫带入地面工艺设备，影响正常生产，在输气管道加入设备前，向输气管道内注入消泡剂，将泡沫除去。
现有方式中，安装起泡剂加注装置连接于采气树套管，向井内注入起泡剂，安装消泡剂加注装置连接于输气管道，向输气管道内注入消泡剂，即采气井站对气井加注消起泡剂，起泡剂加注装置和消泡剂加注装置各自撬装，通过两台注射泵和两套起消泡药剂箱，分别加注起泡剂和消泡剂，成本投入大。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对现有技术存在的现有方式中安装起泡剂加注装置连接于采气树套管，向井内注入起泡剂，安装消泡剂加注装置连接于输气管道，向输气管道内注入消泡剂，即采气井站对气井加注消起泡剂，起泡剂加注装置和消泡剂加注装置各自撬装，通过两台注射泵和两套起消泡药剂箱，分别加注起泡剂和消泡剂，成本投入大的问题，提供一种新型起消泡一体化自动加入装置。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种新型起消泡一体化自动加入装置，包括：
两个溶液箱，分别用于放置起泡剂和消泡剂；
加注泵，其入口连接两个所述溶液箱，出口分别连接起泡剂加注管道和消泡剂加注管道；
控制系统，包括PLC和模拟量模块，所述PLC连接所述模拟量模块，所述模拟量模块连接有第一压力表和第二压力表，所述第一压力表用于检测套管压力，所述第二压力表用于检查油管压力，所述控制系统用于控制所述加注泵的工作模式，包括，
第一工作模式，所述第一压力表和所述第二压力表的压差大于所述PLC设定压差，所述PLC控制放置所述起泡剂的所述溶液箱连通所述加注泵，所述加注泵连通所述起泡剂加注管道，此时放置所述消泡剂的所述溶液箱与所述加注泵断通，所述加注泵与所述消泡剂加注管道断通，所述加注泵用于加注所述起泡剂，
第二工作模式，所述第一压力表和所述第二压力表的压差小于或者等于所述PLC设定压差，所述PLC控制放置所述消泡剂的所述溶液箱连通所述加注泵，所述加注泵连通所述消泡剂加注管道，此时放置所述起泡剂的所述溶液箱与所述加注泵断通，所述加注泵与所述起泡剂加注管道断通，所述加注泵用于加注所述消泡剂。
其中，所述起泡剂加注管道用于连接采气树套管，所述消泡剂加注管道用于连接输气管道。
采用本发明所述的一种新型起消泡一体化自动加入装置，由于起泡剂加注是需要快速加入，而消泡剂加注则需要缓慢加注，因此根据两种药剂的特性，用控制系统控制一个加注泵根据所述第一压力表和所述第二压力表测定的压差和所述PLC设定压差的对比来切换不同的工作模式，实现起泡剂和消泡剂的一体化自动加注，减少了加注需要的部件，该装置结构紧凑，体积小，噪声低，工作平稳，节约成本，通过设置该装置的油压、套压差值，起泡剂启动、停止的时间及消泡剂启动、停止的时间，即可自动循环运行，实现定时定量加药。
优选地，每个所述溶液箱与所述加注泵的入口之间设有第一电磁阀，所述第一电磁阀电性连接所述PLC。
进一步优选地，每个所述溶液箱与对应的所述第一电磁阀之间设有第一过滤器。
进一步优选地，所述第一过滤器为Y型过滤器。
Y型过滤器内设置不锈钢网来过滤杂质，防止杂质进入加注泵泵头内造成破坏，影响输送量。
进一步优选地，每个所述溶液箱与对应的所述第一过滤器之间设有球阀。
设置球阀可在紧急情况下人工手动操作通断管道。
进一步优选地，所述第一电磁阀为低压电磁阀。
进一步优选地，两个所述第一电磁阀连接于第二过滤器，所述第二过滤器连接所述加注泵的入口。
进一步优选地，所述第二过滤器为Y型过滤器。
Y型过滤器内设置不锈钢网来过滤杂质，防止杂质进入加注泵泵头内造成破坏，影响输送量。
优选地，所述加注泵的出口设有第一单向阀，所述第一单向阀分别连接所述起泡剂加注管道和所述消泡剂加注管道，所述起泡剂加注管道和所述消泡剂加注管道上均设有第二电磁阀，所述第二电磁阀电性连接所述PLC。
进一步优选地，所述第二电磁阀为高压电磁阀。
进一步优选地，所述起泡剂加注管道和所述消泡剂加注管道上均设有第二单向阀，每个所述第二电磁阀位于对应的所述第二单向阀和所述第一单向阀之间。
进一步优选地，所述加注泵的出口设有截止阀，所述第一单向阀位于所述加注泵和所述截止阀之间，所述截止阀分别连接所述起泡剂加注管道和所述消泡剂加注管道。
所述截止阀用于高压管道出口的通断。
进一步优选地，所述加注泵的出口设有安全管道，所述安全管道上设有安全阀和第三电磁阀，所述安全管道的入口连接于所述加注泵和所述第一单向阀之间，所述安全管道的出口连接于所述第一单向阀和所述截止阀之间，所述第三电磁阀电性连接所述PLC。
当管道堵塞或误操作关闭管道出现过高压力时，所述安全阀能自动开启，排出管道内液体，降低压力，保护所述加注泵和管道的安全。
进一步优选地，所述第三电磁阀为高压电磁阀。
进一步优选地，所述加注泵的出口设有回流管道，所述回流管道上设有回流阀，所述回流管道的入口连接于所述加注泵和所述第一单向阀之间，所述回流管道的出口连接于所述溶液箱和所述加注泵之间。
所述回流阀用于高压管道手动泄压回流。
进一步优选地，所述加注泵的出口设有排空管道，所述排空管道上设有排空阀，所述排空管道的入口连接于所述加注泵和所述第一单向阀之间。
所述排空阀用于高压管道排空。
优选地，每个所述溶液箱上设有液位传感器和液位计，所述液位传感器电性连接所述PLC。
优选地，每个所述溶液箱上设有加料阀和加料口。
优选地，每个所述溶液箱上设有排污阀。
优选地，所述加注泵为隔膜计量泵，在额定转速下，理论上泵的输出流量与计量泵柱塞行程是呈线性对应关系，而流量与输出压力的变化无关，该装置利用计量泵工况的这一特点，从而达到高精度输送药液的目的。
隔膜计量泵采用高效率、高精度的套筒调节机构，调节范围可在0-100％内无级调节流量，调量手轮刻度精度高于±1％指示精度。
进一步优选地，所述加注泵和所述排空阀之间设有缓冲罐。
隔膜计量泵运行是以脉冲形式工作的，药液输送会产生波动，所述缓冲罐能消除脉冲影响，使隔膜计量泵均匀输出药液并可减缓对管路的脉冲冲击。
优选地，所述控制系统还包括变频器、报警器和光电转换器，所述变频器分别连接所述模拟量模块和所述加注泵，所述报警器连接于所述PLC，所述光电转换器连接于所述PLC。
通过设置所述变频器，控制所述加注泵的加注速度，实现起泡剂快速加注、消泡剂缓慢加注。
优选地，该一体化自动加入装置还包括控制柜，所述控制柜用于设置所述控制系统，所述控制柜上设有控制面板。
进一步优选地，所述控制面板包括触摸屏，所述触摸屏电性连接所述模拟量模块。
进一步优选地，所述控制柜内设有累积计时器，可以方便地查看和记录某一时间段内的加药时间和加药量。
优选地，所述模拟量模块连接有第三压力表，所述第三压力表用于检查输气管道压力。
优选地，该一体化自动加入装置撬装。
优选地，该一体化自动加入装置所采用的电气设备均为防爆型，能在有爆炸性气体的环境中使用。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
运用本发明所述的一种新型起消泡一体化自动加入装置，由于起泡剂加注是需要快速加入，而消泡剂加注则需要缓慢加注，因此根据两种药剂的特性，用控制系统控制一个加注泵根据所述第一压力表和所述第二压力表测定的压差和所述PLC设定压差的对比来切换不同的工作模式，实现起泡剂和消泡剂的一体化自动加注，减少了加注需要的部件，该装置结构紧凑，体积小，噪声低，工作平稳，节约成本，通过设置该装置的油压、套压差值，起泡剂启动、停止的时间及消泡剂启动、停止的时间，即可自动循环运行，实现定时定量加药。
附图说明
图1为本发明所述的一体化自动加入装置的外部连接关系示意图；
图2为本发明所述的一体化自动加入装置的内部连接关系示意图；
图3为图2的局部关系示意图；
图4为本发明所述的一体化自动加入装置的结构示意图；
图5为图4的俯视图。
图中标记：01-采气树，02-起泡剂加注管道，03-输气管道，04-消泡剂加注管道，1-溶液箱，11-液位传感器，12-液位计，13-加料阀，14-排污阀，15-加料口，2-球阀，3-第一过滤器，31-第二过滤器，4-第一电磁阀，41-第二电磁阀，42-第三电磁阀，5-加注泵，6-第一单向阀，61-第二单向阀，7-安全阀，71-回流阀，72-排空阀，8-缓冲罐，9-截止阀，100-控制系统，101-PLC，102-模拟量模块，103-第一压力表，104-第二压力表，105-第三压力表，106-变频器，107-触摸屏，108-报警器，109-光电转换器。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例
如图1-5所示，本发明所述的一种采用整体撬装方式的新型起消泡一体化自动加入装置，包括：
两个溶液箱1，分别用于放置起泡剂和消泡剂，每个所述溶液箱1上设有液位传感器11、液位计12、加料阀13、排污阀14和加料口15；
加注泵5，其入口连接两个所述溶液箱1，出口分别连接起泡剂加注管道02和消泡剂加注管道04，所述起泡剂加注管道02用于连接采气树01套管，所述消泡剂加注管道04用于连接输气管道03，具体的，所述加注泵5为隔膜计量泵，在额定转速下，理论上泵的输出流量与计量泵柱塞行程是呈线性对应关系，而流量与输出压力的变化无关，该装置利用计量泵工况的这一特点，从而达到高精度输送药液的目的，隔膜计量泵采用高效率、高精度的套筒调节机构，调节范围可在0-100％内无级调节流量，调量手轮刻度精度高于±1％指示精度；
控制柜，其中设有控制系统100和累积计时器，所述控制系统100包括PLC101、模拟量模块102、变频器106、报警器108和光电转换器109，所述PLC101连接所述模拟量模块102，所述模拟量模块102连接有第一压力表103、第二压力表104和第三压力表105，所述第一压力表103用于检测套管压力，所述第二压力表104用于检查油管压力，所述第三压力表105用于检查输气管道03压力，所述变频器106分别连接所述模拟量模块102和所述加注泵5，通过设置所述变频器106，控制所述加注泵5的加注速度，实现起泡剂快速加注、消泡剂缓慢加注，所述报警器108连接于所述PLC101，所述光电转换器109连接于所述PLC101，所述控制系统100用于控制所述加注泵5的工作模式，所述液位传感器11电性连接所述PLC101，通过所述累积计时器可以方便地查看和记录某一时间段内的加药时间和加药量，所述报警器根据所述液位计12反馈的信息，在液位过低时自动停机并报警，所述控制柜上设有控制面板，具体的，所述控制面板包括触摸屏107，所述触摸屏107电性连接所述模拟量模块102；
第一电磁阀4，每个所述溶液箱1与所述加注泵5的入口之间设置一个所述第一电磁阀4，所述第一电磁阀4电性连接所述PLC101，具体的，所述第一电磁阀4为低压电磁阀；
第一过滤器3，每个所述溶液箱1与对应的所述第一电磁阀4之间设置一个所述第一过滤器3，具体的，所述第一过滤器3为Y型过滤器，Y型过滤器内设置不锈钢网来过滤杂质，防止杂质进入加注泵5泵头内造成破坏，影响输送量；
球阀2，每个所述溶液箱1与对应的所述第一过滤器3之间设置一个所述球阀2，设置球阀2可在紧急情况下人工手动操作通断管道；
第二过滤器31，两个所述第一电磁阀4连接于一个所述第二过滤器31，所述第二过滤器31连接所述加注泵5的入口，具体的，所述第二过滤器31为Y型过滤器，Y型过滤器内设置不锈钢网来过滤杂质，防止杂质进入加注泵5泵头内造成破坏，影响输送量；
第一单向阀6，所述加注泵5的出口设置一个所述第一单向阀6，所述第一单向阀6分别连接所述起泡剂加注管道02和所述消泡剂加注管道04；
第二电磁阀41，所述起泡剂加注管道02和所述消泡剂加注管道04上均设置一个所述第二电磁阀41，所述第二电磁阀41电性连接所述PLC101，具体的，所述第二电磁阀41为高压电磁阀；
第二单向阀61，所述起泡剂加注管道02和所述消泡剂加注管道04上均设置一个所述第二单向阀61，每个所述第二电磁阀41位于对应的所述第二单向阀61和所述第一单向阀6之间；
截止阀9，所述加注泵5的出口设置一个所述截止阀9，所述第一单向阀6位于所述加注泵5和所述截止阀9之间，所述截止阀9分别连接所述起泡剂加注管道02和所述消泡剂加注管道04，所述截止阀9用于高压管道出口的通断；
安全管道，所述加注泵5的出口设置所述安全管道，所述安全管道上设有安全阀7和第三电磁阀42，所述安全管道的入口连接于所述加注泵5和所述第一单向阀6之间，所述安全管道的出口连接于所述第一单向阀6和所述截止阀9之间，所述第三电磁阀42电性连接所述PLC101，当管道堵塞或误操作关闭管道出现过高压力时，所述安全阀7能自动开启，排出管道内液体，降低压力，保护所述加注泵5和管道的安全，具体的，所述第三电磁阀42为高压电磁阀；
回流管道，所述加注泵5的出口设置所述回流管道，所述回流管道上设有回流阀71，所述回流管道的入口连接于所述加注泵5和所述第一单向阀6之间，所述回流管道的出口连接于所述第一电磁阀4和所述第二过滤器31之间，所述回流阀71用于高压管道手动泄压回流；
排空管道，所述加注泵5的出口设置所述排空管道，所述排空管道上设有排空阀72，所述排空管道的入口连接于所述加注泵5和所述第一单向阀6之间，所述加注泵5和所述排空阀72之间设有缓冲罐8，所述排空阀72用于高压管道排空，由于隔膜计量泵运行是以脉冲形式工作的，药液输送会产生波动，所述缓冲罐8能消除脉冲影响，使隔膜计量泵均匀输出药液并可减缓对管路的脉冲冲击。
该一体化自动加入装置所采用的电气设备均为防爆型，能在有爆炸性气体的环境中使用。
所述加注泵5的第一工作模式，所述第一压力表103和所述第二压力表104所检查的套管和油管的压差，并传输到所述模拟量模块102，所述模拟量模块102根据该压差和所述PLC101设定压差的对比，若大于所述PLC101设定压差，所述PLC101控制放置所述起泡剂的所述溶液箱1对应的所述第一电磁阀4开启、以及所述起泡剂加注管道02对应的所述第二电磁阀41开启，连通所述加注泵5，所述加注泵5连通所述起泡剂加注管道02，此时放置所述消泡剂的所述溶液箱1与所述加注泵5断通，所述加注泵5与所述消泡剂加注管道04断通，所述加注泵5用于向采气树01套管加注所述起泡剂，
所述加注泵5的第二工作模式，所述第一压力表103和所述第二压力表104的压差小于或者等于所述PLC101设定压差，所述PLC101控制放置所述消泡剂的所述溶液箱1对应的所述第一电磁阀4开启、以及所述消泡剂加注管道04对应的所述第二电磁阀41开启，连通所述加注泵5，所述加注泵5连通所述消泡剂加注管道04，此时放置所述起泡剂的所述溶液箱1与所述加注泵5断通，所述加注泵5与所述起泡剂加注管道02断通，所述加注泵5用于向输气管道03加注所述消泡剂。
运用本发明所述的一种新型起消泡一体化自动加入装置，由于起泡剂加注是需要快速加入，而消泡剂加注则需要缓慢加注，因此根据两种药剂的特性，用控制系统100控制一个加注泵5根据所述第一压力表103和所述第二压力表104测定的压差和所述PLC101设定压差的对比来切换不同的工作模式，实现起泡剂和消泡剂的一体化自动加注，减少了加注需要的部件，该装置结构紧凑，体积小，噪声低，工作平稳，节约成本，通过设置该装置的油压、套压差值，起泡剂启动、停止的时间及消泡剂启动、停止的时间，即可自动循环运行，实现定时定量加药。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型起消泡一体化自动加入装置，其特征在于，包括：
两个溶液箱(1)，分别用于放置起泡剂和消泡剂；
加注泵(5)，其入口连接两个所述溶液箱(1)，出口分别连接起泡剂加注管道(02)和消泡剂加注管道(04)；
控制系统(100)，包括PLC(101)和模拟量模块(102)，所述PLC(101)连接所述模拟量模块(102)，所述模拟量模块(102)连接有第一压力表(103)和第二压力表(104)，所述第一压力表(103)用于检测套管压力，所述第二压力表(104)用于检查油管压力，所述控制系统(100)用于控制所述加注泵(5)的工作模式，所述工作模式包括，
第一工作模式，所述第一压力表(103)和所述第二压力表(104)的压差大于所述PLC(101)设定压差，所述PLC(101)控制放置所述起泡剂的所述溶液箱(1)连通所述加注泵(5)，所述加注泵(5)连通所述起泡剂加注管道(02)，此时放置所述消泡剂的所述溶液箱(1)与所述加注泵(5)断通，所述加注泵(5)与所述消泡剂加注管道(04)断通，所述加注泵(5)用于加注所述起泡剂，
第二工作模式，所述第一压力表(103)和所述第二压力表(104)的压差小于或者等于所述PLC(101)设定压差，所述PLC(101)控制放置所述消泡剂的所述溶液箱(1)连通所述加注泵(5)，所述加注泵(5)连通所述消泡剂加注管道(04)，此时放置所述起泡剂的所述溶液箱(1)与所述加注泵(5)断通，所述加注泵(5)与所述起泡剂加注管道(02)断通，所述加注泵(5)用于加注所述消泡剂。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，每个所述溶液箱(1)与所述加注泵(5)的入口之间设有第一电磁阀(4)，所述第一电磁阀(4)电性连接所述PLC(101)。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述加注泵(5)的出口设有第一单向阀(6)，所述第一单向阀(6)分别连接所述起泡剂加注管道(02)和所述消泡剂加注管道(04)，所述起泡剂加注管道(02)和所述消泡剂加注管道(04)上均设有第二电磁阀(41)，所述第二电磁阀(41)电性连接所述PLC(101)。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述加注泵(5)的出口设有截止阀(9)，所述第一单向阀(6)位于所述加注泵(5)和所述截止阀(9)之间，所述截止阀(9)分别连接所述起泡剂加注管道(02)和所述消泡剂加注管道(04)。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述加注泵(5)的出口设有安全管道，所述安全管道上设有安全阀(7)和第三电磁阀(42)，所述安全管道的入口连接于所述加注泵(5)和所述第一单向阀(6)之间，所述安全管道的出口连接于所述第一单向阀(6)和所述截止阀(9)之间，所述第三电磁阀(42)电性连接所述PLC(101)。
6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述加注泵(5)的出口设有回流管道，所述回流管道上设有回流阀(71)，所述回流管道的入口连接于所述加注泵(5)和所述第一单向阀(6)之间，所述回流管道的出口连接于所述溶液箱(1)和所述加注泵(5)之间。
7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述加注泵(5)的出口设有排空管道，所述排空管道上设有排空阀(72)，所述排空管道的入口连接于所述加注泵(5)和所述第一单向阀(6)之间。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，每个所述溶液箱(1)上设有液位传感器(11)、液位计(12)、加料阀(13)、排污阀(14)和加料口(15)，所述液位传感器(11)电性连接所述PLC(101)。
9.根据权利要求1-8任一项所述的装置，其特征在于，所述控制系统(100)还包括变频器(106)、报警器(108)和光电转换器(109)，所述变频器(106)分别连接所述模拟量模块(102)和所述加注泵(5)，所述报警器(108)连接于所述PLC(101)，所述光电转换器(109)连接于所述PLC(101)。
10.根据权利要求1-8任一项所述的装置，其特征在于，所述模拟量模块(102)连接有第三压力表(105)，所述第三压力表(105)用于检查输气管道(03)压力。
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