CN1149458C - 高压液体阀的智能监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了高压液体阀的智能监控系统，适用于石油工业的注水工程以及各种液体输送场所。本系统具有压力信号变送器、流量信号变送器和单片机。上流控制阀、压力信号变送器、流量信号变送器、智能监控装置和压力信号变送器顺进水方向依次安装在高压液体管线上；流量信号变送器的信号通过信号传输线与智能监控装置的控制箱连接，进水端的压力信号变送器和出水端的压力信号变送器的信号均通过信号传输线输入智能监控装置的控制箱。本系统可依设计的压力和流量，自动调节阀门的开度、自动开关、保证压力和流量达到要求等功能。

Description

高压液体阀的智能监控系统

技术领域

本发明涉及石油工业的开采设备，特别是高压液体阀的智能监控系统，适用于石油工业的注水工程以及各种液体输送场所，实现液体输送的自动监控。

技术背景

目前油田为了实现注采平衡，保证长期稳定开采，大部分油田都实行高压注水，压力范围从10-40Mpa不等，为实时监控注水压力和流量，每口注水井都安装有高压液体阀门、压力表、高压注水表。所用的注水阀门多为高压闸阀或截止阀，开关时需要人工旋转手轮带动丝杠上提或者下放闸板来打开或者关闭阀门。这种配合监控缺陷有四方面：一是调节注水量麻烦，需要工人边调阀门边根据时间观察水表读数计算流量，如此反复多次才能达到目的；二是压力和流量的数据录取需要分别在压力表和注水表上读取；三是注水流量和压力不能实行全天监控，特别是晚上更容易失控，导致注水井“倒灌”甚至出砂，严重影响了注水井的正常生产；四是高压闸阀在实际应用中存在诸多问题，如：丝杠长，开、关时需使用管钳等工具旋转手轮十几周；阀座易卡，易渗漏，使用周期短，甚至出现丝杠脱出伤人或毁坏设备；阀门易因结垢或有异物导致闸板关闭不严，造成内漏等。目前也有水量控制和对阀门的改进技术，如：专利号为972136644，申请日970409的水流量监测装置；申请号为97241479，申请日为971107的延时自动控制启闭阀门，但是均不适合于在野外、高压环境中使用。

发明内容

本发明的目的是制造一种操作方便、工作可靠的高压液体阀的智能监控系统，克服上述已有技术的水表读数不准确、阀门易失控、渗漏、使用寿命短等缺陷。研究发明一种能在高压下，根据配注量或压力要求智能监控液体流量和压力的机电一体化装置，使其集阀门调节、压力与流量显示、报警于一体，适宜于野外环境、实现全天24小时自动实时监控。使用于该系统的高压液体阀具有制造简单、使用寿命长、不渗不漏，易操作、好维修的特点，能广泛应用于液体的输送场所，并能替代现有的普通阀门。

本技术解决方案可达上述目的：高压液体阀的智能监控系统，具有压力信号变送器、流量信号变送器和单片机。上流控制阀、压力信号变送器、流量信号变送器、装有高压液体阀的智能监控装置和压力信号变送器顺进水方向依次安装在高压液体管线上；流量信号变送器的信号通过信号传输线与智能监控装置的控制箱连接，进水端的压力信号变送器和出水端的压力信号变送器的信号均通过信号传输线输入智能监控装置的控制箱。

使用本发明后，高压液体阀操作简单，只需旋转手柄90°即可轻松平稳地实现开关，不会引起震动和发出噪音。每当阀门开关一次，还能将残留在工作腔内的污垢彻底清除一次，不会出现因关闭不严造成的内漏，使用寿命长。能广泛替代现有的普通阀门，如闸阀和截止阀以及各种高、低压阀门。使用高压液体阀的智能监控系统，能够根据设计的压力和流量，实现以下功能；1、自动调节阀门的开度，保证压力和流量达到要求。2、自动计量并且显示瞬时流量、累积流量、注水干线压力和油压。3、压力或流量出现异常时，自动报警。4、当开关手动/自动开关达到手动位置时，可以利用调节开关进行阀门的调节；5、当干线压力低于设定压力值时，阀门能自动关闭，等到干线压力高于设定压力值时，阀门自动打开。

附图说明

附图1为本发明智能监控装置的外观结构示意图。

附图2为本发明智能监控装置的内部结构示意图。

附图3为本发明高压液体阀的结构示意图。

附图4为本发明的使用安装流程图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做一步的详述，参见附图1-4：高压液体阀，如附图3所示，由阀体9和堵头5等组成，静磨轮8固定在阀体9的内腔，出水流道的上方，动磨轮7与阀杆6连接，动磨轮7紧贴安装在静磨轮8的上表面。静磨轮8的固定方式可为销子固定或用螺丝固定或者铸造时直接与阀体9铸为一体。阀杆6为叉状结构，叉口固定于动磨轮7进水流道的两边，堵头5装于叉座上方、阀体9的顶端，在阀杆6与堵头5、阀体9与堵头5的接触面上设有密封圈。动磨轮7和静磨轮8上对应设计出水流道，出水流道为相对V形流道或直通式流道。高压液体阀的智能监控系统，由压力信号变送器15、流量信号变送器17、单片机等组成，将上流控制阀16、压力信号变送器15、流量信号变送器17、装有高压液体阀的智能监控装置19、压力信号变送器15顺进水方向依次安装在液体输送管线上；流量信号变送器17和压力信号变送器15的信号均通过信号传输线18输入智能监控装置19的控制箱1。即流量信号变送器17的信号通过传输线18与智能监控装置19的控制箱1连接，进水端的压力信号变送器15和出水端的压力信号变送器15的信号也通过传输线18输入智能监控装置19的控制箱1。装有高压液体阀4的智能监控装置19由控制箱1、减速机2、阀门开度显示机构3等组成，高压液体阀4的阀杆6穿过高压液体阀开度显示机构3与减速机2和控制箱1内的直流电机通过联轴器连接。阀门开度显示机构3由刻度盘14、指针、定位块、行程挡块等组成，刻度盘14用透明材料制作或是作成镂空式，比如将刻度镂空。刻度盘14固定在高压液体阀4的顶端。指针安装在显示机构3内，固定在限位连轴器的开关触块上与阀杆6同步转动。控制箱1由直流电机、面板、液晶显示器10、键盘11、单片机、手动自动开关12、调节开关13等组成，单片机的控制线路通过连接口与直流电机、信号传输线18等相连接。液晶显示器10、键盘11、手动自动开关12和调节开关13都分布在控制箱1的面板上，均与单片机相连接。单片机、控制线路以及装在单片机内的报警器都固定在控制箱1的内部。该智能监控系统主要安装在高压注水管线上，沿水流方向依次安装有上流控制阀16、进水端压力信号变送器15、流量信号变送器17、智能监控装置19、出水端压力信号变送器15。安装完毕后，首先要按照水井注水要求或其它液体输送场所的要求通过键盘11输入控制参数，如：注水井启动压力P_启、配注流量Q_注上限、配注流量下限。然后打开上流控制阀16，高压水流通过进水端的压力信号变送器15，将压力信号p通过传输线18反馈到控制箱1的单片机控制系统。当P≥P_启时，单片机执行开阀命令，这时流量信号Q通过传输线18反馈到单片机控制系统，当Q＜Q_注时，单片机控制系统一直发出开阀信号，阀门4慢慢打开，当Q＝Q_注时，单片机发出停止信号，阀门4保持原状，智能监控装置19处于监视状态，注水压力信号通过出水压力信号变送器15和传输线18反馈到单片机控制系统。注水干线压力、瞬时流量、累计流量、注水压力都在液晶显示器10中显示，当注水干线压力P＜P_启时，单片机马上发出关阀命令和报警信号，高压液体阀4自动实行关闭，有效的防止了高压液体的“倒灌”。

Claims (4)

1、高压液体阀的智能监控系统，具有压力信号变送器(15)、流量信号变送器(17)、单片机及其控制线路，其特征在于将上流控制阀(16)、压力信号变送器(15)、流量信号变送器(17)、装有高压液体阀(4)的智能监控装置(19)、压力信号变送器(15)顺进水方向依次安装在液体输送管线上；流量信号变送器(17)和压力信号变送器(15)的信号均通过信号传输线(18)输入智能监控装置(19)的控制箱(1)。

2、根据权利要求1所述的高压液体阀的智能监控系统，其特征在于装有高压液体阀(4)的智能监控装置(19)由控制箱(1)、减速机(2)、阀门开度显示机构(3)等组成，高压液体阀(4)的阀杆(6)穿过阀门开度显示机构(3)与减速机(2)和控制箱(1)内的直流电机通过联轴器连接。

3、根据权利要求2所述的高压液体阀的智能监控系统，其特征在于阀门开度显示机构(3)由刻度盘(14)、指针、定位块、行程挡块等组成，刻度盘(14)用透明材料制作或作成镂空式，固定在高压液体阀(4)的顶端，指针固定在限位连轴器的开关触块上与阀杆(6)同步转动。

4、根据权利要求2所述的高压液体阀的智能监控系统，其特征在于控制箱(1)由直流电机、液晶显示器(10)、单片机及其控制线路、手动自动开关(12)和调节开关(13)等组成，单片机及其控制线路通过连接口与直流电机、信号传输线(18)等连接；液晶显示器(10)、键盘(11)、手动自动开关(12)和调节开关(13)都固定在控制箱(1)的面板上，均与单片机相连接；单片机、控制线路以及装在单片机内的报警器都固定在控制箱(1)的内部。

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