CN112354469A - 一种非均相驱聚合物溶液配制控制方法及其配制设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种非均相驱聚合物溶液配制控制方法及其配制设备，所述控制方法包括以下步骤，将所述螺旋下料机的前端安装电子传感器、电子秤、开关电源和变压器；将工作间设置主控芯片、网关通讯状态监控模块、人机交互模块、IO通信模块、数据远传模块、数运算处理单元、实时数据库和数据报警模块；将储料罐内的物料通过所述螺旋下料机进行搅拌，同时通过所述电子秤对所述螺旋下料机内的物料进行称重监测；将经过所述螺旋下料机搅拌后的物料送入熟化罐；其搅拌充分、实现统计瞬时流量、实现统计瞬时误差以及提前发现故障。

Description

一种非均相驱聚合物溶液配制控制方法及其配制设备
技术领域
本发明涉及油气开发技术领域，涉及非均相聚合物驱三次采油技术，尤其涉及一种非均相驱聚合物溶液配制控制方法及其配制设备。
背景技术
目前，油藏在开发过程中，会经历所谓的“一次采油”、“二次采油”等过程，经过两轮工艺开发后，采收率一般能够达到30-40％左右，还有大量油气资源储存在地下。为了继续提高原油采出程度，在二次采油达到经济极限时，就会采用三次采油技术。三次采油技术就是将聚合物干粉经过配制工艺过程，使其形成聚合物母液，之后通过注入技术措施，将配制好的聚合物母液加水稀释后，注入到油层中，扩大注入剂的波及体积，将更多死油区的油流驱替出井的技术。依据注入化学剂的区别，三次采油技术细分为二元驱、聚合物驱、三元驱及非均相复合驱，先配置好聚合物母液，获得高品质的聚合物母液后，经过静态混合器的稀释配比，将母液进行稀释，进而注入井内地层。聚合物母液的物理性质及质量会直接影响驱油效果，主要是通过考核井口注入液的浓度、粘弹性及稳定性等指标，为了保障注入液质量，第一要素就要保证溶液配制质量，现有的技术手段采用的日注入反推折算浓度方法，属于笼统配制方法，具有一定的盲目性。
现有的聚合物溶液配制方法是储料罐的药剂通过螺旋传输泵进行输送，变频电控制传输泵转速进而控制加药量，药剂与低压流动清水混合，在熟化罐内进行搅拌熟化。
在油田目前的正注聚项目中，聚合物溶液配制浓度采用旬度标定及母液折算控制法。一般采用人工标定的方式确定装置运行参数(频率)，通过人工巡检的方式确保生产稳定性。
人工标定即通过测量系统验证不同频率运行时的下粉重量，求出回归方程，根据所需下粉量反推下料器的运行频率，一般十天标定一次。该方法也是受限于设备的功能，无法随着原料性质、批次的改变而自动修正误差。
人工巡检一般是规定两小时一巡检。一旦发生问题，岗位职工也只能判断故障时间段，无法判断故障发生的具体时间，无法估算聚合物溶液质量波动幅度，不利于稳定生产。
另外，原有的浓度折算方式采用的是“次日加料量等于今日用料量”的非全等式计算方式，不符合当前精准度的要求。
分散装置下料机的下料是通过变频器的变频来控制下料的快慢,而下料总量是通过加药完毕后，清点存货再进行核算。这种工作方式存在下料量的多少无法实时判断的问题，
而且一些容易导致配制精度波动的故障，如干粉结块、设备堵塞等也不容易被察觉，影响生产，最终导致聚合物溶液配制精度存在波动，不能确保稳定性。如果聚合物溶液配制精度受到影响，注入地层后，油田开发效果必然受到影响，对于后续的高效开发不利。
现在常用的非均相驱配制母液添加的化学药剂有聚合物、PPG(预交联凝胶颗粒)等药剂，混配的药剂种类增多，药剂混合难度增大，精度要求也更高，导致母液配置难度加大，质量经常不达标，减弱了驱油效果。
非均相驱聚合物溶液配制依然采用原来聚合物驱的配制方法，属于笼统配液。原有技术方法的主要缺陷在于搅拌不充分、无法统计瞬时流量、无法统计瞬时误差以及故障发现的滞后性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种非均相驱聚合物溶液配制控制方法及其配制设备，解决现有技术所存在的上述问题，使得搅拌充分、实现统计瞬时流量、实现统计瞬时误差以及提前发现故障。
为实现上述目的，本发明采用如下所述的技术方案：
一种非均相驱聚合物溶液配制控制方法，包括以下步骤，
将所述螺旋下料机的前端安装电子传感器、电子秤、开关电源和变压器；将工作间设置主控芯片、网关通讯状态监控模块、人机交互模块、IO(输入输出模块)通信模块、数据远传模块、数运算处理单元、实时数据库和数据报警模块；
将所述电子传感器用于监测所述电子秤的称重信息、并将所述称重信息经过所述数据远传模块传送至所述数运算处理单元；将所述电子秤用于实时测量所述螺旋下料机内的物料的重量；将所述开关电源用于对设备的电源进行开关控制；将所述变压器用于对设备的电压进行控制；
将所述主控芯片用于控制网关通讯状态监控模块、人机交互模块、IO(输入输出模块)通信模块、数据远传模块、数运算处理单元、实时数据库和数据报警模块的开启和工作；将所述网关通讯状态监控模块用于监控设备的网络通讯状态；将所述人机交互模块用于人工输入数据或显示数据；将所述IO通信模块用于接收或发送数据；将所述数据远传模块用于对数据进行远程传输；将所述数运算处理单元用于接收所述电子传感器传送的所述称重信息的数据进行运算、分析和处理；将所述实时数据库用于对数据进行实时存储；将所述数据报警模块用于对异常数据进行报警处理；
将储料罐内的物料通过所述螺旋下料机进行搅拌，同时通过所述电子秤对所述螺旋下料机内的物料进行称重监测；
将经过所述螺旋下料机搅拌后的物料送入熟化罐。
在以上方案中优选的是，通过所述数运算处理单元计量所述物料的瞬时流量和累计流量,如果所述数运算处理单元检测到所述称重信息的异常信息，则判断所述螺旋下料机发生堵塞故障，则通过所述数据报警模块产生报警。
还可以优选的是，通过所述数运算处理单元计算实时下料量、并对所述实时下料量进行统计累加，则实时计算汇总出每天的下料量。
还可以优选的是，将储料罐内的物料通过所述螺旋下料机进行搅拌前，通过IO通信模块输入控制参数。
还可以优选的是，所述控制参数包括所述螺旋下料机的搅拌速度和实时下料量。
还可以优选的是，所述人机交互模块用于人工输入数据输入所述控制参数。
还可以优选的是，将储料罐内的物料通过所述螺旋下料机进行搅拌，同时通过所述电子秤对所述螺旋下料机内的物料进行称重监测时，通过将所述数运算处理单元计量所述物料的瞬时流量和累计流量输送至所述主控芯片，并通过所述主控芯片对所述螺旋下料机发送调节控制指令。
一种非均相驱聚合物溶液配制设备，包括储料罐、螺旋搅拌器和工作间；所述储料罐的出料口与所述螺旋搅拌器的进料口匹配，所述螺旋搅拌器的前端安装电子传感器、电子秤、开关电源和变压器；所述工作间设置主控芯片、网关通讯状态监控模块、人机交互模块、IO(输入输出模块)通信模块、数据远传模块、数运算处理单元、实时数据库和数据报警模块；
所述电子传感器用于监测所述电子秤的称重信息、并所述称重信息经过所述数据远传模块传送至所述数运算处理单元；所述电子秤用于实时测量所述螺旋下料机内的物料的重量；所述开关电源用于对设备的电源进行开关控制；所述变压器用于对设备的电压进行控制；
所述主控芯片用于控制网关通讯状态监控模块、人机交互模块、IO(输入输出模块)通信模块、数据远传模块、数运算处理单元、实时数据库和数据报警模块的开启和工作；所述网关通讯状态监控模块用于监控设备的网络通讯状态；所述人机交互模块用于人工输入数据或显示数据；所述IO通信模块用于接收或发送数据；所述数据远传模块用于对数据进行远程传输；所述数运算处理单元用于接收所述电子传感器传送的所述称重信息的数据进行运算、分析和处理；所述实时数据库用于对数据进行实时存储；所述数据报警模块用于对异常数据进行报警处理。
在以上方案中优选的是，所述储料罐的出料口位于所述螺旋搅拌器的进料口的上方。
还可以优选的是，所述储料罐的出料口与所述螺旋搅拌器的进料口连通连接。
本发明的非均相驱聚合物溶液配制控制方法及其配置设备，能够解决现有技术所存在的上述问题；使得搅拌充分、实现统计瞬时流量、实现统计瞬时误差以及提前发现故障，其实时采集下料机的工作状态以及下料机是否正常下料,并有效地计量物料的瞬时流量和累计流量,如果位于工作间的数据处理系统检测到下料机下料发生堵塞故障，则产生报警；其增加了流量的实时监控功能，其通过人工标定、浓度折算、参数设置、自动调节的过程，控制提升溶液精度；其增加参数设置和自动调节两个环节，以最大程度地影响着溶液的配制精度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为现有技术的非均相驱聚合物溶液配制设备的结构框图。
图2为本发明的非均相驱聚合物溶液配制设备的结构框图。
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，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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。
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
一种非均相驱聚合物溶液配制控制方法，包括以下步骤，
将所述螺旋下料机的前端安装电子传感器、电子秤、开关电源和变压器；将工作间设置主控芯片、网关通讯状态监控模块、人机交互模块、IO(输入输出模块)通信模块、数据远传模块、数运算处理单元、实时数据库和数据报警模块；
将所述电子传感器用于监测所述电子秤的称重信息、并将所述称重信息经过所述数据远传模块传送至所述数运算处理单元；将所述电子秤用于实时测量所述螺旋下料机内的物料的重量；将所述开关电源用于对设备的电源进行开关控制；将所述变压器用于对设备的电压进行控制；
将所述主控芯片用于控制网关通讯状态监控模块、人机交互模块、IO(输入输出模块)通信模块、数据远传模块、数运算处理单元、实时数据库和数据报警模块的开启和工作；将所述网关通讯状态监控模块用于监控设备的网络通讯状态；将所述人机交互模块用于人工输入数据或显示数据；将所述IO通信模块用于接收或发送数据；将所述数据远传模块用于对数据进行远程传输；将所述数运算处理单元用于接收所述电子传感器传送的所述称重信息的数据进行运算、分析和处理；将所述实时数据库用于对数据进行实时存储；将所述数据报警模块用于对异常数据进行报警处理；
将储料罐内的物料通过所述螺旋下料机进行搅拌，同时通过所述电子秤对所述螺旋下料机内的物料进行称重监测；
将经过所述螺旋下料机搅拌后的物料送入熟化罐。
在以上方案中优选的是，通过所述数运算处理单元计量所述物料的瞬时流量和累计流量,如果所述数运算处理单元检测到所述称重信息的异常信息，则判断所述螺旋下料机发生堵塞故障，则通过所述数据报警模块产生报警。
还可以优选的是，通过所述数运算处理单元计算实时下料量、并对所述实时下料量进行统计累加，则实时计算汇总出每天的下料量。
还可以优选的是，将储料罐内的物料通过所述螺旋下料机进行搅拌前，通过IO通信模块输入控制参数。
还可以优选的是，所述控制参数包括所述螺旋下料机的搅拌速度和实时下料量。
还可以优选的是，所述人机交互模块用于人工输入数据输入所述控制参数。
还可以优选的是，将储料罐内的物料通过所述螺旋下料机进行搅拌，同时通过所述电子秤对所述螺旋下料机内的物料进行称重监测时，通过将所述数运算处理单元计量所述物料的瞬时流量和累计流量输送至所述主控芯片，并通过所述主控芯片对所述螺旋下料机发送调节控制指令。
实施例2
一种用于实施例1所述的非均相驱聚合物溶液配制控制方法的非均相驱聚合物溶液配制设备，如图2，包括储料罐、螺旋搅拌器和工作间；所述储料罐的出料口与所述螺旋搅拌器的进料口匹配，所述螺旋搅拌器的前端安装电子传感器、电子秤、开关电源和变压器；所述工作间设置主控芯片、网关通讯状态监控模块、人机交互模块、IO(输入输出模块)通信模块、数据远传模块、数运算处理单元、实时数据库和数据报警模块；
所述电子传感器用于监测所述电子秤的称重信息、并所述称重信息经过所述数据远传模块传送至所述数运算处理单元；所述电子秤用于实时测量所述螺旋下料机内的物料的重量；所述开关电源用于对设备的电源进行开关控制；所述变压器用于对设备的电压进行控制；
所述主控芯片用于控制网关通讯状态监控模块、人机交互模块、IO(输入输出模块)通信模块、数据远传模块、数运算处理单元、实时数据库和数据报警模块的开启和工作；所述网关通讯状态监控模块用于监控设备的网络通讯状态；所述人机交互模块用于人工输入数据或显示数据；所述IO通信模块用于接收或发送数据；所述数据远传模块用于对数据进行远程传输；所述数运算处理单元用于接收所述电子传感器传送的所述称重信息的数据进行运算、分析和处理；所述实时数据库用于对数据进行实时存储；所述数据报警模块用于对异常数据进行报警处理。
在以上方案中优选的是，所述储料罐的出料口位于所述螺旋搅拌器的进料口的上方。
还可以优选的是，所述储料罐的出料口与所述螺旋搅拌器的进料口连通连接。
上述实施例的非均相驱聚合物溶液配制控制方法，按照不同比例将药剂放进储料罐，增加螺旋下料机的搅拌装置，将不同药剂搅拌均匀，增加称重装置，通过数字信号传输至控制电脑，电脑控制端从瞬时流量能够测算出药剂添加量，配合管线流水可以计算出母液实时浓度。同时在称重装置上配置了监测装置，上设定流量的差异统计、参数调节，从聚合物干粉投加的状态结合电脑数据消减瞬时、累计误差，如果下料发生问题，监测装置会进行警报。
其下料计量检测预警系统可以实现下料自动称重及下料机堵塞预警等功能，能够解决下料机使用中所出现的下料量的准确性差及下料机堵塞所带来的问题。
上述实施例的非均相驱聚合物溶液配制控制方法，增加作为螺旋搅拌装置的螺旋下料机和作为称量装置的电子称，螺旋搅拌装置选用的螺旋泵，能够充分地磨选、搅拌，也可以通过变频电流控制转速，调控加药量；称量装置主体为螺旋传输泵，计量物料的瞬时流量和累计流量，通过电子称计量瞬时进料、出料差值，并形成累计数据汇总到操控端，实现实时计量。
通过使用上述实施例的非均相驱聚合物溶液配制控制方法，月度母液平均折算浓度误差由1.6％下降至0.7％，浓度、粘度波动幅度降低40％以上，有效维持聚合物溶液配制精确性。
上述实施例的非均相驱聚合物溶液配制设备由位于下料机前端传感器、电子称和位于工作间的数据处理系统组成。
其数据处理系统可实时采集下料机的工作状态以及下料机是否正常下料,并有效地计量物料的瞬时流量和累计流量,如果位于工作间的数据处理系统检测到下料机下料发生堵塞故障，则产生报警。
其螺旋下料机前端安装有电子传感器、电子秤、开关电源和变压器。
其数据处理系统包括主控芯片、网关通讯状态监控模块、人机交互模块、IO通信模块、数据远传模块、数运算处理单元、实时数据库和数据报警模块。
其能够实时采集螺旋下料机的工作状态以及下料机是否正常下料,并有效地计量物料的瞬时流量和累计流量,如果位于工作间的数据处理系统检测到下料机下料发生堵塞故障，则产生报警。通过实时下料量的统计累加，可以及时汇总出每天的下料量。
其通过标定的方式确定下料精度，增加流量的实时监控功能，通过人工标定、浓度折算、参数设置、自动调节的过程，控制提升溶液精度；增加参数设置环节和自动调节环节，能够最大程度的影响着溶液的配制精度。
以上所述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精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种非均相驱聚合物溶液配制控制方法，其特征在于，包括以下步骤，
将所述螺旋下料机的前端安装电子传感器、电子秤、开关电源和变压器；将工作间设置主控芯片、网关通讯状态监控模块、人机交互模块、IO(输入输出模块)通信模块、数据远传模块、数运算处理单元、实时数据库和数据报警模块；
将所述电子传感器用于监测所述电子秤的称重信息、并将所述称重信息经过所述数据远传模块传送至所述数运算处理单元；将所述电子秤用于实时测量所述螺旋下料机内的物料的重量；将所述开关电源用于对设备的电源进行开关控制；将所述变压器用于对设备的电压进行控制；
将所述主控芯片用于控制网关通讯状态监控模块、人机交互模块、IO(输入输出模块)通信模块、数据远传模块、数运算处理单元、实时数据库和数据报警模块的开启和工作；将所述网关通讯状态监控模块用于监控设备的网络通讯状态；将所述人机交互模块用于人工输入数据或显示数据；将所述IO通信模块用于接收或发送数据；将所述数据远传模块用于对数据进行远程传输；将所述数运算处理单元用于接收所述电子传感器传送的所述称重信息的数据进行运算、分析和处理；将所述实时数据库用于对数据进行实时存储；将所述数据报警模块用于对异常数据进行报警处理；
将储料罐内的物料通过所述螺旋下料机进行搅拌，同时通过所述电子秤对所述螺旋下料机内的物料进行称重监测；
将经过所述螺旋下料机搅拌后的物料送入熟化罐。
2.如权利要求1所述的非均相驱聚合物溶液配制控制方法，其特征在于，通过所述数运算处理单元计量所述物料的瞬时流量和累计流量,如果所述数运算处理单元检测到所述称重信息的异常信息，则判断所述螺旋下料机发生堵塞故障，则通过所述数据报警模块产生报警。
3.如权利要求1所述的非均相驱聚合物溶液配制控制方法，其特征在于，通过所述数运算处理单元计算实时下料量、并对所述实时下料量进行统计累加，则实时计算汇总出每天的下料量。
4.如权利要求1所述的非均相驱聚合物溶液配制控制方法，其特征在于，将储料罐内的物料通过所述螺旋下料机进行搅拌前，通过IO通信模块输入控制参数。
5.如权利要求4所述的非均相驱聚合物溶液配制控制方法，其特征在于，所述控制参数包括所述螺旋下料机的搅拌速度和实时下料量。
6.如权利要求4所述的非均相驱聚合物溶液配制控制方法，其特征在于，所述人机交互模块用于人工输入数据输入所述控制参数。
7.如权利要求1所述的非均相驱聚合物溶液配制控制方法，其特征在于，将储料罐内的物料通过所述螺旋下料机进行搅拌，同时通过所述电子秤对所述螺旋下料机内的物料进行称重监测时，通过将所述数运算处理单元计量所述物料的瞬时流量和累计流量输送至所述主控芯片，并通过所述主控芯片对所述螺旋下料机发送调节控制指令。
8.一种非均相驱聚合物溶液配制设备，用于如权利要求1-7中任一项所述的非均相驱聚合物溶液配制方法，包括储料罐、螺旋搅拌器和工作间；所述储料罐的出料口与所述螺旋搅拌器的进料口匹配，所述螺旋搅拌器的前端安装电子传感器、电子秤、开关电源和变压器；所述工作间设置主控芯片、网关通讯状态监控模块、人机交互模块、IO(输入输出模块)通信模块、数据远传模块、数运算处理单元、实时数据库和数据报警模块；
所述电子传感器用于监测所述电子秤的称重信息、并所述称重信息经过所述数据远传模块传送至所述数运算处理单元；所述电子秤用于实时测量所述螺旋下料机内的物料的重量；所述开关电源用于对设备的电源进行开关控制；所述变压器用于对设备的电压进行控制；
所述主控芯片用于控制网关通讯状态监控模块、人机交互模块、IO(输入输出模块)通信模块、数据远传模块、数运算处理单元、实时数据库和数据报警模块的开启和工作；所述网关通讯状态监控模块用于监控设备的网络通讯状态；所述人机交互模块用于人工输入数据或显示数据；所述IO通信模块用于接收或发送数据；所述数据远传模块用于对数据进行远程传输；所述数运算处理单元用于接收所述电子传感器传送的所述称重信息的数据进行运算、分析和处理；所述实时数据库用于对数据进行实时存储；所述数据报警模块用于对异常数据进行报警处理。
9.如权利要求8所述的非均相驱聚合物溶液配制设备，其特征在于，所述储料罐的出料口位于所述螺旋搅拌器的进料口的上方。
10.如权利要求8所述的非均相驱聚合物溶液配制设备，其特征在于，所述储料罐的出料口与所述螺旋搅拌器的进料口连通连接。
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