CN114508323A - 一种压裂液返排速度智能控制装置与控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种压裂液返排速度智能控制装置与控制方法，外输管线的入口端与采油树的出口端相连通，电动调节阀前端检测组件、电动调节阀、电动调节阀后端检测组件和气液分离检测组件均依次设置在外输管线上，电动调节阀前端检测组件的信号输出端、电动调节阀后端检测组件的信号输出端和气液分离检测组件的信号输出端均分别通过信号传输电线与智能控制器的信号输入端相连，智能控制器根据电动调节阀前端检测组件、电动调节阀后端检测组件和气液分离检测组件采集到的实时数字信号与预设值进行比对后，由智能控制器向电动调节阀发送控制指令，实现调节电动调节阀开度的目的。装置具有实时采集井口工况参数、调节与控制压裂液返排速度等特点。

Description

一种压裂液返排速度智能控制装置与控制方法

技术领域

本发明涉及石油天然气工业技术领域，更具体地说涉及一种压裂液返排速度智能控制装置与控制方法。

背景技术

水力压裂作为储层改造的重要技术手段，已广泛应用于低渗页岩气、致密气等非常规油气田的开发。压后压裂液返排是压裂施工及管理中重要环节，直接影响产能，适当的返排程序与返排速度是保持压裂施工后裂缝导流能力的关键。目前，主要采用人工控制井口阀开度，达到调节返排液速度的目的，但是，该工艺实施人工成本高、精度低与效率低。

发明内容

本发明克服了现有技术中的不足，调节返排液速度主要采用人工控制井口阀开度，该工艺存在实施人工成本高、精度低、效率低的问题，提供了一种压裂液返排速度智能控制装置与控制方法，该装置具有实时采集井口工况参数、调节与控制压裂液返排速度等特点。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现。

一种压裂液返排速度智能控制装置，包括用于接受工况参数检测传感器的实时采集数据信号的智能控制器、外输管线、用于控制返排压裂液在管线中的的流动速度的电动调节阀、电动调节阀前端检测组件、电动调节阀后端检测组件和气液分离检测组件，所述外输管线的入口端与采油树的出口端相连通，所述电动调节阀前端检测组件、所述电动调节阀、所述电动调节阀后端检测组件和所述气液分离检测组件均依次设置在所述外输管线上，所述电动调节阀前端检测组件的信号输出端、所述电动调节阀后端检测组件的信号输出端和所述气液分离检测组件的信号输出端均分别通过信号传输电线与所述智能控制器的信号输入端相连，所述智能控制器根据所述电动调节阀前端检测组件、所述电动调节阀后端检测组件和所述气液分离检测组件采集到的实时数字信号与预设值进行比对后，由智能控制器向电动调节阀发送控制指令，以实现调节电动调节阀开度的目的；

所述电动调节阀前端检测组件包括检测分管路、用于实时检测井口返排压裂液压力的第一压力传感器、用于实时检测井口返排压裂液温度的温度传感器和用于实时检测井口返排压裂液是否含砂的含砂检测传感器，所述检测分管路的入口端与所述外输管线相连通，在所述检测分管路的出口端设置所述含砂检测传感器，在所述检测分管路上沿检测分管路内的液体流动方向依次设置所述第一压力传感器和所述温度传感器，所述第一压力传感器的压力信号输出端、所述温度传感器的温度信号输出端和所述含砂检测传感器的含沙量信号输出端分别通过所述信号传输电线与所述智能控制器的的信号输入端相连；

所述电动调节阀后端检测组件包括用于实时检测电动调节阀后端返排压裂液压力的第二压力传感器和用于实时检测电动调节阀后端返排压裂液粘度的粘度传感器，在所述外输管线沿外输管线内液体流动方向依次设置所述第二压力传感器和所述粘度传感器，所述第二压力传感器的压力信号输出端和所述粘度传感器的粘度信号输出端分别通过所述信号传输电线与所述智能控制器的信号输入端相连；

所述气液分离检测组件包括用于分离返排压裂液中的气体与液体的气液分离器、用于实时检测返排压裂液的液体流量的液体流量传感器和用于实时检测返排压裂液的气体流量的气体流量传感器，所述气液分离器设置在位于粘度传感器后方的所述外输管线上，在所述气液分离器上形成有液体出口和气体出口，所述液体流量传感器安装在所述液体出口上，所述气体流量传感器安装在所述气体出口上，所述液体流量传感器的液体流量信号输出端和所述气体流量传感器的气体流量信号输出端分别通过所述信号传输电线与所述智能控制器的信号输入端相连。

所述第一压力传感器、所述温度传感器和所述含砂检测传感器均采用螺纹连接的形式与所述检测分管路相连。

所述电动调节阀采用螺纹连接的形式与所述外输管线相连。

所述第二压力传感器和所述粘度传感器均采用螺纹连接的形式与所述外输管线相连。

所述气液分离器采用螺纹连接的形式与所述外输管线相连，所述液体流量传感器和所述气体流量传感器均采用螺纹连接的形式与所述气液分离器相连。

一种压裂液返排速度智能控制装置的控制方法，按照下述步骤进行：

步骤1，将智能控制装置中的外输管线的入口端与采油树的出口端相连通，完成智能控制装置的安装作业，启动第一压力传感器、温度传感器、含砂检测传感器、电动调节阀、第二压力传感器、粘度传感器、气液分离器、液体流量传感器、气体流量传感器和智能控制器；

步骤2，第一压力传感器、温度传感器、含砂检测传感器、第二压力传感器、粘度传感器、液体流量传感器与气体流量传感器将压裂液参数实时数字信号传递给智能控制器，智能控制器将各个传感器采集到的的数字信号与预设值进行比较，进而得出此时电动调节阀的开度是否合理的结论与对电动调节阀进行调节的控制信号，智能控制器发送上述控制信号到电动调节阀处，进而控制电动调节阀开度，实现了利用智能控制器实时控制与调节电动调节阀开度的目的。

本发明的有益效果为：该装置能够进行实时调节与控制，采用实时检测压力、温度、含砂、粘度、液体流量与气体流量，通过智能控制器，从而实时调节与控制电动调节阀开度，达到实时控制压裂液返排速度；

该装置能够进行智能控制，采用智能控制器，根据接受传感器信号变化，发送电机控制信号，自动调节电动调节阀开度，无需人工值守，提高压裂液返排速度控制的可靠性与经济性。

附图说明

图1是本发明的装置结构示意图；

图中：1为采油树，2为第一压力传感器，3为温度传感器，4为含砂检测传感器，5为电动调节阀，6为第二压力传感器，7为粘度传感器，8为气液分离器，9为液体流量传感器，10为气体流量传感器，11为智能控制器，12为外输管线，13为信号传输电线。

对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

实施例一

一种压裂液返排速度智能控制装置，包括用于接受工况参数检测传感器的实时采集数据信号的智能控制器11、外输管线12、用于控制返排压裂液在管线中的流动速度的电动调节阀5、电动调节阀前端检测组件、电动调节阀后端检测组件和气液分离检测组件，外输管线12的入口端与采油树1的出口端相连通，电动调节阀前端检测组件、电动调节阀5、电动调节阀后端检测组件和气液分离检测组件均依次设置在外输管线12上，电动调节阀前端检测组件的信号输出端、电动调节阀后端检测组件的信号输出端和气液分离检测组件的信号输出端均分别通过信号传输电线13与智能控制器11的信号输入端相连，智能控制器11根据电动调节阀前端检测组件、电动调节阀后端检测组件和气液分离检测组件采集到的实时数字信号与预设值进行比对后，由智能控制器11向电动调节阀5发送控制指令，以实现调节电动调节阀5开度的目的。

电动调节阀前端检测组件包括检测分管路、用于实时检测井口返排压裂液压力的第一压力传感器2、用于实时检测井口返排压裂液温度的温度传感器3和用于实时检测井口返排压裂液是否含砂的含砂检测传感器4，检测分管路的入口端与外输管线12相连通，在检测分管路的出口端设置含砂检测传感器4，在检测分管路上沿检测分管路内的液体流动方向依次设置第一压力传感器2和温度传感器3，第一压力传感器2的压力信号输出端、温度传感器3的温度信号输出端和含砂检测传感器4的含沙量信号输出端分别通过信号传输电线13与智能控制器11的信号输入端相连。

电动调节阀后端检测组件包括用于实时检测电动调节阀后端返排压裂液压力的第二压力传感器6和用于实时检测电动调节阀后端返排压裂液粘度的粘度传感器7，在外输管线12沿外输管线12内液体流动方向依次设置第二压力传感器6和粘度传感器7，第二压力传感器6的压力信号输出端和粘度传感器7的粘度信号输出端分别通过信号传输电线13与智能控制器11的信号输入端相连。

气液分离检测组件包括用于分离返排压裂液中的气体与液体的气液分离器8、用于实时检测返排压裂液的液体流量的液体流量传感器9和用于实时检测返排压裂液的气体流量的气体流量传感器10，气液分离器8设置在位于粘度传感器7后方的外输管线12上，在气液分离器8上形成有液体出口和气体出口，液体流量传感器9安装在液体出口上，气体流量传感器10安装在气体出口上，液体流量传感器9的液体流量信号输出端和气体流量传感器10的气体流量信号输出端分别通过信号传输电线13与智能控制器11的的信号输入端相连。

实施例二

在实施例一的基础上，第一压力传感器2、温度传感器3和含砂检测传感器4均采用螺纹连接的形式与检测分管路相连。

电动调节阀5采用螺纹连接的形式与外输管线12相连。

第二压力传感器6和粘度传感器7均采用螺纹连接的形式与外输管线12相连。

气液分离器8采用螺纹连接的形式与外输管线12相连，液体流量传感器9和气体流量传感器10均采用螺纹连接的形式与气液分离器8相连。

实施例三

在实施例二的基础上，一种压裂液返排速度智能控制装置的控制方法，按照下述步骤进行：

步骤1，将智能控制装置中的外输管线的入口端与采油树的出口端相连通，完成智能控制装置的安装作业，启动第一压力传感器、温度传感器、含砂检测传感器、电动调节阀、第二压力传感器、粘度传感器、气液分离器、液体流量传感器、气体流量传感器和智能控制器；

步骤2，第一压力传感器、温度传感器、含砂检测传感器、第二压力传感器、粘度传感器、液体流量传感器与气体流量传感器将压裂液参数实时数字信号传递给智能控制器，智能控制器将各个传感器采集到的的数字信号与预设值进行比较，进而得出此时电动调节阀的开度是否合理的结论与对电动调节阀进行调节的控制信号，智能控制器发送上述控制信号到电动调节阀处，进而控制电动调节阀开度，实现了利用智能控制器实时控制与调节电动调节阀开度的目的。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种压裂液返排速度智能控制装置，其特征在于：包括智能控制器、外输管线、电动调节阀、电动调节阀前端检测组件、电动调节阀后端检测组件和气液分离检测组件，所述外输管线的入口端与采油树的出口端相连通，所述电动调节阀前端检测组件、所述电动调节阀、所述电动调节阀后端检测组件和所述气液分离检测组件均依次设置在所述外输管线上，所述电动调节阀前端检测组件的信号输出端、所述电动调节阀后端检测组件的信号输出端和所述气液分离检测组件的信号输出端均分别通过信号传输电线与所述智能控制器的信号输入端相连，所述智能控制器根据所述电动调节阀前端检测组件、所述电动调节阀后端检测组件和所述气液分离检测组件采集到的实时数字信号与预设值进行比对后，由智能控制器向电动调节阀发送控制指令，以实现调节电动调节阀开度的目的；

所述电动调节阀前端检测组件包括检测分管路、第一压力传感器、温度传感器和含砂检测传感器，所述检测分管路的入口端与所述外输管线相连通，在所述检测分管路的出口端设置所述含砂检测传感器，在所述检测分管路上沿检测分管路内的液体流动方向依次设置所述第一压力传感器和所述温度传感器，所述第一压力传感器的压力信号输出端、所述温度传感器的温度信号输出端和所述含砂检测传感器的含沙量信号输出端分别通过所述信号传输电线与所述智能控制器的的信号输入端相连；

所述电动调节阀后端检测组件包括第二压力传感器和粘度传感器，在所述外输管线沿外输管线内液体流动方向依次设置所述第二压力传感器和所述粘度传感器，所述第二压力传感器的压力信号输出端和所述粘度传感器的粘度信号输出端分别通过所述信号传输电线与所述智能控制器的的信号输入端相连；

所述气液分离检测组件包括气液分离器、液体流量传感器和气体流量传感器，所述气液分离器设置在位于粘度传感器后方的所述外输管线上，在所述气液分离器上形成有液体出口和气体出口，所述液体流量传感器安装在所述液体出口上，所述气体流量传感器安装在所述气体出口上，所述液体流量传感器的液体流量信号输出端和所述气体流量传感器的气体流量信号输出端分别通过所述信号传输电线与所述智能控制器的的信号输入端相连。

2.根据权利要求1所述的一种压裂液返排速度智能控制装置，其特征在于：所述第一压力传感器、所述温度传感器和所述含砂检测传感器均采用螺纹连接的形式与所述检测分管路相连。

3.根据权利要求1所述的一种压裂液返排速度智能控制装置，其特征在于：所述电动调节阀采用螺纹连接的形式与所述外输管线相连。

4.根据权利要求1所述的一种压裂液返排速度智能控制装置，其特征在于：所述第二压力传感器和所述粘度传感器均采用螺纹连接的形式与所述外输管线相连。

5.根据权利要求1所述的一种压裂液返排速度智能控制装置，其特征在于：所述气液分离器采用螺纹连接的形式与所述外输管线相连，所述液体流量传感器和所述气体流量传感器均采用螺纹连接的形式与所述气液分离器相连。

6.如权利要求1-5任一所述的一种压裂液返排速度智能控制装置的控制方法，其特征在于：按照下述步骤进行：

步骤1，将智能控制装置中的外输管线的入口端与采油树的出口端相连通，完成智能控制装置的安装作业，启动第一压力传感器、温度传感器、含砂检测传感器、电动调节阀、第二压力传感器、粘度传感器、气液分离器、液体流量传感器、气体流量传感器和智能控制器；

步骤2，第一压力传感器、温度传感器、含砂检测传感器、第二压力传感器、粘度传感器、液体流量传感器与气体流量传感器将压裂液参数实时数字信号传递给智能控制器，智能控制器将各个传感器采集到的的数字信号与预设值进行比较，进而得出此时电动调节阀的开度是否合理的结论与对电动调节阀进行调节的控制信号，智能控制器发送上述控制信号到电动调节阀处，进而控制电动调节阀开度，实现了利用智能控制器实时控制与调节电动调节阀开度的目的。

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