CN113341095A - 一种油田回注水水质在线监测系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
一种油田回注水水质在线监测系统，包括采样系统、数据采集设备、数据传输设备和终端接收设备，所述采样系统位于地面以上的沉降罐来水和三相分离器来水的出水管道处，所述采样系统包括检测箱，所述检测箱内设有传感器连接盒，所述传感器连接盒内设有水路通道，所述水路通道侧壁安装有浊度传感器和PH值传感器，所述水路通道两端分别连接有进水管和排水管，所述进水管伸出检测箱部分与出水管道相连，所述排水管伸出检测箱后与注水泵相连；所述浊度传感器和PH值传感器通过总线连接数据采集设备，所述数据采集设备采集的数据经数据传输设备传输至终端接收设备。本系统在地上对油田采出水进行实时监测，能在采出水进入过滤器前保证水质安全。
Description
技术领域
本发明涉及油田回注水水质监测技术领域，具体涉及一种油田回注水水质在线监测系统。
背景技术
目前油田中对水质的化验主要是针对以下参数进行的，悬浮固体、悬浮物颗粒直径中值、含油、铁细菌、腐生菌和硫酸盐还原菌。其中，悬浮固体、悬浮物颗粒直径中值和含油容易导致设备结构，铁细菌、腐生菌和硫酸盐还原菌容易导致设备腐蚀。
随着信息化建设在油田的推广，我们对油井所需的数据已经全面覆盖，但我们在油田回注水水质指标方面的实时监测，还是一项空白，现在只能通过手动方式进行化验水质。油田采出水直接进入调节水罐，调节水罐来水经过过滤器过滤水质达标后进入净化水罐，最后回注地层。然而，如果油田采出水水质不达标，注入不合格水，轻则管线腐蚀、结垢，缩短管柱及注水泵的使用寿命，严重时降低地层渗透性，影响产能。因此监测回注水水质并保证其合格率是一项至关重要的工作。
现有技术中并未有在油田采出水源头端进行监测的技术公开，倒是有在末端，即注水端进行水质检测的探头，参见专利号CN201820161668.8，名称为油田注水井浊度电导率一体化集成检测探头。其公开了一种油田注水井用检测探头，将探头通过电缆下到井底采集数据，这与本申请的技术不同，首先使用位置不同，本申请是用在地上采出水端，而对方是用在井底，本申请操作更加方便，而对方需特制承压检测探头来伸入井底使用。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种油田回注水水质在线监测系统，在地上对油田采出水进行实时监测，在采出水进入过滤器前保证水质安全，并能通过预警模块，在水质发生问题时，立即做出反应，保证采出水到回注水流程的安全进行。
本发明技术方案如下：
一种油田回注水水质在线监测系统，包括采样系统、数据采集设备、数据传输设备和终端接收设备，所述采样系统位于地面以上的沉降罐来水和三相分离器来水的出水管道处，通过进水管与出水管道连接，连接处设有阀门，地面以上的沉降罐来水和三相分离器来水在经过出水管道时，必然会分出部分进入采样系统，所述出水管道后接缓冲水罐，然后在提升泵的作用下将回注水通至除油罐内，除油罐后接调节水罐，所述调节水罐中的回注水通过加压泵通至过滤器中，过滤器后接净化水罐，所述净化水罐后接喂水泵、注水泵和高压阀组，将回注水通至配水间，完成从采出到回注的整体流程。
进一步的，所述采样系统包括检测箱，所述检测箱内设有传感器连接盒，所述传感器连接盒内设有水路通道，所述水路通道侧壁安装有浊度传感器和PH值传感器，所述水路通道两端分别连接有进水管和排水管，所述进水管伸出检测箱部分与出水管道相连，所述排水管伸出检测箱后与注水泵进口相连。注水泵进口处压力低，排水管排出的水经注水泵注入到生产井中，这样就避免了检测用水的外排，而且，出水管道分出的水进入检测箱检测后，从排水管经注水泵注入到生产井中，让采出水实现了自动循环，可让采样系统一直监测最新的水质状况。
进一步的，所述浊度传感器和PH值传感器通过总线连接数据采集设备，所述数据采集设备采集的数据经数据传输设备传输至终端接收设备。所述数据传输设备包括4G路由器，所述终端接收设备包括办公电脑和手机，工作人员可远程查看采样系统提供的采样数据，实时了解采出水水质情况。
如上所述的油田回注水水质在线监测系统，所述检测箱包括壳体、支架和传感器连接盒，所述支架位于壳体下方，所述壳体正面设有箱门，所述传感器连接盒固定在壳体内部。
进一步的，所述壳体顶部连接有太阳能板，以供壳体内部各电子设备使用。
进一步的，所述壳体底部开有两个管道口，所述进水管和排水管分别从壳体底部的两个管道口伸出，所述水路通道的排水管一侧为排污口，所述排污口处连接有流量计，流量计的数值同样被数据采集设备采集后经数据传输设备传输至终端接收设备。
如上所述的油田回注水水质在线监测系统，还包括预警模块，所述预警模块由终端接收设备启动，当终端接收设备接收到的数据采集设备反馈的信息超出预设值时，发出警告信息。然后，工作人员通过一线工人关闸门停止要水，取样详细化验，而后重新精细处理。保证采出水在进入过滤器前的水质质量，避免不合格水影响管路及注水泵的使用寿命。
进一步的，所述浊度传感器的检测范围为0～500NTU，所述预警模块在浊度传感器检测值大于12NTU时发出警告信息。现有的浊度传感器一般都是家用，用于洗衣机或洗碗机等，油田上使用率较低，12NTU的检测值是发明人对浊度传感器进行改进后，使其能够检测油田采出水的水质及悬浮物，浊度传感器的检测值低于12NTU时，采出水对后续的管路及泵的使用影响较小，一旦高于12NTU，则对管线的腐蚀，管柱的结垢影响较大，这是发明人多次试验研究所得数值，行业内没有人将浊度传感器改装在采出水初始端使用，也无人发现此检测值。
进一步的，所述预警模块在PH值传感器检测值低于6或高于8时发出警告信息。只要浊度传感器和PH值传感器的其中一个发出警告，工作人员都会立即关闸门停止要水，对采出水进行取样详细化验检测，以查找原因并解决。
如上所述的油田回注水水质在线监测系统，还包括校对模块，所述校对模块包括浊度仪，能够对采样系统的浊度传感器进行校对，防止数据漂移造成的检测结果不准确。
利用如上所述油田回注水水质在线监测系统的方法，包括如下步骤：
步骤1，将采样系统加装到地面以上的沉降罐来水和三相分离器来水的出水管道处；
步骤2，在出水管道上连接进水管，进水管另一端连接至采样系统内部的传感器连接盒内；
步骤3，将浊度传感器和PH值传感器安装在传感器连接盒内的水路通道侧壁上；
步骤4，浊度传感器和PH值传感器通过总线连接数据采集设备，所述数据采集设备采集的数据经数据传输设备传输至终端接收设备；
步骤5，工作人员根据终端接收设备接收的信息实时了解油田回注水水质情况。
本发明的有益效果在于：本发明为一种油田回注水水质在线监测系统，在地上对油田采出水进行实时监测，在采出水进入过滤器前保证水质安全，并能通过预警模块，在水质发生问题时，立即做出反应，保证采出水到回注水流程的安全进行。只要源头来水控制好了，则对整个采水-回水流程线上的各管线、管柱、泵的腐蚀、结构现象将有明显改善。相对在回水末尾将检测探头伸入井底检测的方式，更加方便，反应也更加迅速。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，本申请的方案和优点对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。
在附图中：
图1为本实施例中采样系统在油田采出水-回注水流程中的位置图；
图2为本实施例中油田回注水水质在线监测系统的流程示意图；
图3为本实施例中采样系统的结构示意图；
图中各附图标记所代表的组件为：
1、出水管道，2、检测箱，21、壳体，22、支架，23、传感器连接盒，3、太阳能板，4、阀门，5、进水管，6、排水管。
具体实施方式
下面将结合附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。需要说明，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员，可以以各种形式实现本公开，而不应被这里阐述的实施方式所限制。
实施例
参见图1-图3，本实施例中一种油田回注水水质在线监测系统，包括采样系统、数据采集设备、数据传输设备和终端接收设备，所述采样系统位于地面以上的沉降罐来水和三相分离器来水的出水管道1处，通过进水管5与出水管道1连接，连接处设有阀门4，地面以上的沉降罐来水和三相分离器来水在经过出水管道1时，必然会分出部分进入采样系统，所述出水管道1后接缓冲水罐，然后在提升泵的作用下将回注水通至除油罐内，除油罐后接调节水罐，所述调节水罐中的回注水通过加压泵通至过滤器中，过滤器后接净化水罐，所述净化水罐后接喂水泵、注水泵和高压阀组，将回注水通至配水间，完成从采出到回注的整体流程。
进一步的，所述采样系统包括检测箱2，所述检测箱2内设有传感器连接盒23，所述传感器连接盒23内设有水路通道，所述水路通道侧壁安装有浊度传感器和PH值传感器，所述水路通道两端分别连接有进水管5和排水管6，所述进水管5伸出检测箱2部分与出水管道1相连，所述排水管6伸出检测箱2后与注水泵进口相连。注水泵进口处压力低，排水管6排出的水经注水泵注入到生产井中，这样就避免了检测用水的外排，而且，出水管道1分出的水进入检测箱2检测后，从排水管6经注水泵注入到生产井中，让采出水实现了自动循环，可让采样系统一直监测最新的水质状况。
进一步的，所述浊度传感器和PH值传感器通过总线连接数据采集设备，所述数据采集设备采集的数据经数据传输设备传输至终端接收设备。所述数据传输设备包括4G路由器，路由器与远程主机连接，所述终端接收设备包括办公电脑和手机，工作人员可远程查看采样系统提供的采样数据，实时了解采出水水质情况。
在本实施例中，所述检测箱2包括壳体21、支架22和传感器连接盒23，所述支架22位于壳体21下方，所述壳体21正面设有箱门，所述传感器连接盒23固定在壳体21内部，所述水路通道侧壁设有两个螺纹孔，所述浊度传感器和PH值传感器的探针从螺纹孔中穿入到水路通道内。所述壳体21内还布置有数据采集设备和数据传输设备。
进一步的，所述壳体21顶部连接有太阳能板3，以供壳体21内部各电子设备使用。
进一步的，所述壳体21底部开有两个管道口，所述进水管5和排水管6分别从壳体21底部的两个管道口伸出，所述水路通道的排水管6一侧为排污口，所述排污口处连接有流量计，流量计的数值同样被数据采集设备采集后经数据传输设备传输至终端接收设备。
在本实施例中，还包括预警模块，所述预警模块由终端接收设备启动，当终端接收设备接收到的数据采集设备反馈的信息超出预设值时，发出警告信息。然后，工作人员通过一线工人关闸门停止要水，取样详细化验，而后重新精细处理。保证采出水在进入过滤器前的水质质量，避免不合格水影响管路及注水泵的使用寿命。
进一步的，所述浊度传感器的检测范围为0～500NTU，所述预警模块在浊度传感器检测值大于12NTU时发出警告信息。现有的浊度传感器一般都是家用，用于洗衣机或洗碗机等，油田上使用率较低，12NTU的检测值是发明人对浊度传感器进行改进后，使其能够检测油田采出水的水质及悬浮物，浊度传感器的检测值低于12NTU时，采出水对后续的管路及泵的使用影响较小，一旦高于12NTU，则对管线的腐蚀，管柱的结垢影响较大，这是发明人多次试验研究所得数值，行业内没有人将浊度传感器改装在采出水初始端使用，也无人发现此检测值。
进一步的，所述预警模块在PH值传感器检测到水质的PH值低于6或高于8时发出警告信息。只要浊度传感器和PH值传感器的其中一个发出警告，工作人员都会立即关闸门停止要水，对采出水进行取样详细化验检测，以查找原因并解决。
进一步的，预警模块的浊度传感器和PH值传感器与控制单元连接，在浊度传感器或PH值传感器发出警告信息时，控制单元采集浊度传感器和PH值传感器的检测值，并分别记作Z1、P1，同时，现场工作人员取样详细化验水质后采集到的浊度值和PH值记作Z2、P2。Z2和P2值由工作人员录入控制单元中，控制单元自动计算Z1、Z2以及P1、P2的差值，并记为ΔZ和ΔP。
优选的，在本系统投入使用前，先对预警模块单独进行测试，通过通入不同质量的水，测量若干Z1、Z2、P1、P2的离散数据，并检测同一水质下Z1、Z2以及P1、P2的差值，并分别得出ΔZmax和ΔPmax。在系统正式使用时，控制单元时刻采集Z1、P1，并将Z1±ΔZmax值及P1±ΔPmax值与预设的浊度传感器预警值和PH值传感器预警值做对比，在Z1±ΔZmax值及P1±ΔPmax值到达预警值时，将该信息作为风险信息发送至终端接收设备，让工作人员能够提前得知系统水质有即将超标的风险，可在不关闭闸门情况下提前对各设备进行检查，防患于未然，相比关闭闸门检测再分析原因的方式，极大的提高了工作效率。
在本实施例中，还包括校对模块，所述校对模块包括浊度仪，能够对采样系统的浊度传感器进行校对，防止数据漂移造成的检测结果不准确。
利用如上所述油田回注水水质在线监测系统的方法，包括如下步骤：
步骤1，将采样系统加装到地面以上的沉降罐来水和三相分离器来水的出水管道(1)处；
步骤2，在出水管道(1)上连接进水管，进水管另一端连接至采样系统内部的传感器连接盒(23)内；
步骤3，将浊度传感器和PH值传感器安装在传感器连接盒(23)内的水路通道侧壁上；
步骤4，浊度传感器和PH值传感器通过总线连接数据采集设备，所述数据采集设备采集的数据经数据传输设备传输至终端接收设备；
步骤5，工作人员根据终端接收设备接收的信息实时了解油田回注水水质情况。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或增减替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种油田回注水水质在线监测系统，其特征在于，包括采样系统、数据采集设备、数据传输设备和终端接收设备，所述采样系统位于地面以上的沉降罐来水和三相分离器来水的出水管道(1)处，通过进水管与出水管道(1)连接，连接处设有阀门(4)，地面以上的沉降罐来水和三相分离器来水在经过出水管道(1)时，必然会分出部分进入采样系统，所述出水管道(1)后接缓冲水罐，然后在提升泵的作用下将回注水通至除油罐内，除油罐后接调节水罐，所述调节水罐中的回注水通过加压泵通至过滤器中，过滤器后接净化水罐，所述净化水罐后接喂水泵、注水泵和高压阀组，将回注水通至配水间；
所述采样系统包括检测箱(2)，所述检测箱(2)内设有传感器连接盒(23)，所述传感器连接盒(23)内设有水路通道，所述水路通道侧壁安装有浊度传感器和PH值传感器，所述水路通道两端分别连接有进水管(5)和排水管(6)，所述进水管(5)伸出检测箱(2)部分与出水管道(1)相连，所述排水管(6)伸出检测箱(2)后与注水泵相连；
所述浊度传感器和PH值传感器通过总线连接数据采集设备，所述数据采集设备采集的数据经数据传输设备传输至终端接收设备。
2.根据权利要求1所述的一种油田回注水水质在线监测系统，其特征在于，所述检测箱(2)包括壳体(21)、支架(22)和传感器连接盒(23)，所述支架(21)位于壳体(21)下方，所述壳体(21)正面设有箱门，所述传感器连接盒(23)固定在壳体(21)内部。
3.根据权利要求2所述的一种油田回注水水质在线监测系统，其特征在于，所述壳体(21)顶部连接有太阳能板(3)。
4.根据权利要求1所述的一种油田回注水水质在线监测系统，其特征在于，所述水路通道的排水管(6)一侧为排污口，所述排污口处连接有流量计，流量计的数值同样被数据采集设备采集后经数据传输设备传输至终端接收设备。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种油田回注水水质在线监测系统，其特征在于，所述终端接收设备包括办公电脑和手机。
6.根据权利要求5所述的一种油田回注水水质在线监测系统，其特征在于，还包括预警模块，所述预警模块由终端接收设备启动，当终端接收设备接收到的数据采集设备反馈的信息超出预设值时，发出警告信息。
7.根据权利要求6所述的一种油田回注水水质在线监测系统，其特征在于，所述预警模块在浊度传感器检测值大于12NTU时发出警告信息。
8.根据权利要求6所述的一种油田回注水水质在线监测系统，其特征在于，所述预警模块在PH值传感器检测值低于6或高于8时发出警告信息。
9.根据权利要求6-8任一项所述的一种油田回注水水质在线监测系统，其特征在于，还包括校对模块，所述校对模块对采样系统的浊度传感器进行校对。
10.一种利用权利要求1所述油田回注水水质在线监测系统的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，将采样系统加装到地面以上的沉降罐来水和三相分离器来水的出水管道(1)处；
步骤2，在出水管道(1)上连接进水管，进水管另一端连接至采样系统内部的传感器连接盒(23)内；
步骤3，将浊度传感器和PH值传感器安装在传感器连接盒(23)内的水路通道侧壁上；
步骤4，浊度传感器和PH值传感器通过总线连接数据采集设备，所述数据采集设备采集的数据经数据传输设备传输至终端接收设备；
步骤5，工作人员根据终端接收设备接收的信息实时了解油田回注水水质情况。
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- 2021-06-30 CN CN202110735701.XA patent/CN113341095A/zh active Pending
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