CN207424563U - 自动控制气井控制柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及油气井控制技术领域，是一种自动控制气井控制柜，包括控制柜主体，在操作区内固定安装有控制面板和显示模块，在操作区底部的控制柜主体内固定安装有主控模块、接口模块、数据存储模块、时间循环控制模块和压力控制模块，显示模块、控制面板、数据存储模块和接口模块均与主控模块电连接，主控模块分别与时间循环控制模块和压力控制模块通信连接。本实用新型通过主控模块、时间循环控制模块和压力控制模块解决了现气井控制柜的控制过程中存在的开井时间和关井时间过长、开关井控制不灵活的问题，灵活的根据实际情况进行开关井的操作，降低了成本，免施工调试、免网络维护和软件维护，可靠性高，控制灵活，运行安全。

Description

自动控制气井控制柜

技术领域

本实用新型涉及油气井控制技术领域，是一种自动控制气井控制柜。

背景技术

目前我国的天然气资源不是非常丰富，且地区分布储量非常不均匀，近年来随着全球经济的快速发展，以及地球环境保护意识的增强，作为最清洁能源天然气的需求量日益增加，天然气的开采工作愈加紧迫，在我国一些低渗透地区，天然气的开采工作也是如火如荼进行。由于气井井况变化无规律可寻，而目前气井控制柜采用的单纯的时间循环控制方式和压力控制方式，因此存在开井时间和关井时间过长，控制不灵活的问题，并且气井比较偏远，存在巡井或者调整参数的工作量很大的问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种自动控制气井控制柜，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现气井控制柜的控制过程中存在的开井时间和关井时间过长、开关井控制不灵活的问题，进一步解决了现有接触式调整参数方式工作量大的问题。

本实用新型的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种自动控制气井控制柜，包括控制柜主体，在所述控制柜主体的内侧上部设有操作区，在操作区内固定安装有控制面板和显示模块，在操作区底部的控制柜主体内固定安装有主控模块、接口模块、数据存储模块、时间循环控制模块和压力控制模块，显示模块、控制面板、数据存储模块和接口模块均与主控模块电连接，主控模块分别与时间循环控制模块和压力控制模块通信连接。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述还可包括移动终端和固定安装在控制柜主体内的短信传输模块，短信传输模块与主控模块电连接，移动终端和短信传输模块通信连接；或/和，显示模块包括显示屏和LCD驱动电路，显示屏与LCD驱动电路电连接，LCD驱动电路与主控模块电连接。

上述控制面板上可固定安装有USB接口、指示灯、开井键、关井键、停止键、翻页键、加键、减键、确认键和功能切换键，开井键、关井键、停止键、翻页键、加键、减键、确认键、功能切换键、USB接口和指示灯均与主控模块电连接；或/和，所述控制柜主体的前侧安装有柜门，在控制柜主体的顶部固定安装有固定板，在固定板上设有固定通孔。

上述还可包括位于控制柜主体外部的数据采集模块，数据采集模块包括套压压力传感器、油压压力传感器和计时器，所述套压压力传感器、油压压力传感器和计时器均与接口模块电连接。

本实用新型设计合理、使用方便、控制方式简单，通过主控模块、时间循环控制模块和压力控制模块实现对气井开井时间、关井时间、开井压力、关井压力、临时变更开井时间和临时变更关井时间的参数设定，并对当前采集到的数据进行实时判断，及时发出开井或关井的控制指令，解决了现气井控制柜的控制过程中存在的开井时间和关井时间过长、开关井控制不灵活的问题，灵活的根据实际情况进行开关井的操作，降低了成本，免施工调试、免网络维护和软件维护，可靠性高，控制灵活，运行安全，易于推广，并且通过短信传输模块实现了远程参数的调整，解决了传统接触式调整参数方式造成工作量大的问题，提高了工作效率。

附图说明

附图1为本实用新型的结构示意图。

附图2为本实用新型的电路结构框图。

附图3为附图2的主控模块电路原理图。

附图4为附图2的短信传输模块电路原理图。

附图5为本实用新型的流程图。

附图中的编码分别为：1为控制柜主体，2为操作区，3为控制面板，4为显示屏，5为柜门，6为固定板。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

如附图1、2、3、4所示，该自动控制气井控制柜，包括控制柜主体1，在所述控制柜主体1的内侧上部设有操作区2，在操作区2内固定安装有控制面板3和显示模块，在操作区2底部的控制柜主体1内固定安装有主控模块、接口模块、数据存储模块、时间循环控制模块和压力控制模块，显示模块、控制面板3、数据存储模块和接口模块均与主控模块电连接，主控模块分别与时间循环控制模块和压力控制模块通信连接。

这里如附图1、2、3、4所示，主控模块、接口模块均为现有公知技术，主控模块可为可编程控制芯片，主要用于指令的接收、发送、执行及数据的分析；接口模块为各种接口，用于各类传感器和主控模块之间的数据传输；时间循环控制模块可为可编程控制芯片，能实现开井时间、关井时间、临时变更开井时间和临时变更关井时间参数的设定，并判断通过接口模块接收的当前时间值是否达到上述时间参数，并根据结果向主控模块发送相应控制指令；压力控制模块可为可编程控制芯片，能实现开井油压、关井油压、开井套压和关井套压的参数设定，并判断通过接口模块接收的当前油压值、套压值是否达到上述压力参数，并根据结果向主控模块发送相应控制指令；控制面板3用于工作人员手动输入所需设定的开井时间、关井时间、临时变更开井时间和临时变更关井时间及开井油压、关井油压、开井套压和关井套压。这里的临时变更开井时间和临时变更关井时间仅一次有效，不能参与循环控制。显示模块用于显示数据，便于工作人员查看。数据存储模块可为存储芯片，用于存储主控模块通过接口模块接收的实时气井数据，便于工作人员查询历史数据。

工作时，工作人员通过控制面板3进行输入参数信息，包括开井时间、关井时间、开井油压、关井油压、开井套压、关井套压、临时变更开井时间和临时变更关井时间，主控模块将工作人员输入的参数分别发送给时间循环控制模块和压力控制模块，由时间循环控制模块和压力控制模块进行参数的设定，主控模块通过接口模块接收数据采集模块采集到的气井的油压值、套压值和时间值，并将油压值、套压值和时间值分别传输至时间循环控制模块和压力控制模块，由时间循环控制模块和压力控制模块进行分析，判断是否达到所设定的参数，并发送相应控制指令到主控模块，主控模块执行控制指令，进行关井或开井操作。

因此本实用新型设计合理、使用方便、控制方式简单，通过主控模块、时间循环控制模块和压力控制模块实现对气井开井时间、关井时间、开井压力、关井压力、临时变更开井时间和临时变更关井时间的参数设定，并对当前采集到的数据进行实时判断，及时发出开井或关井的控制指令，解决了现气井控制柜的控制过程中存在的开井时间和关井时间过长、开关井控制不灵活的问题，灵活的根据实际情况进行开关井的操作，降低了成本，免施工调试、免网络维护和软件维护，可靠性高，控制灵活，运行安全，易于推广。

可根据实际需要，对上述远程气井控制柜作进一步优化或/和改进：

如附图1、2所示，还包括移动终端和固定安装在控制柜主体1内的短信传输模块，短信传输模块与主控模块电连接，移动终端和短信传输模块通信连接。这里短信传输模块可为短信通信模块，用于接收移动终端以短信形式输入的开井时间、关井时间、开井油压、关井油压、开井套压、关井套压、临时变更开井时间和临时变更关井时间，使工作人员能远程输入开关井时间，开关井压力等参数值，从而实现远程参数调整，解决了传统接触式调整参数方式造成工作量大的问题，提高了工作效率，增加了实用性。

如附图1、2所示，显示模块包括显示屏4和LCD驱动电路，显示屏4与LCD驱动电路电连接，LCD驱动电路与主控模块电连接。LCD驱动电路为现有公知技术，用于驱动显示屏4；显示屏4可以是低功耗无背光的液晶显示屏。

如附图1、2所示，在所述控制面板3上固定安装有USB接口、指示灯、开井键、关井键、停止键、翻页键、加键、减键、确认键和功能切换键，开井键、关井键、停止键、翻页键、加键、减键、确认键、功能切换键、USB接口和指示灯均与主控模块电连接。上述功能键能增强本实用新型的可操作性，便于完成其他操作。

如附图1、2所示，在所述控制柜主体1的前侧安装有柜门5，在控制柜主体1的顶部固定安装有固定板6，在固定板6上设有固定通孔。这里安装柜门5能防尘防水，增加本实用新型的使用寿命；固定板6用于固定安装本实用新型。这里柜门5可通过合页安装在控制柜主体1的前侧。

如附图1、2所示，还包括位于控制柜主体1外部的数据采集模块，数据采集模块包括套压压力传感器、油压压力传感器和计时器，所述套压压力传感器、油压压力传感器和计时器均与接口模块电连接。这里套压压力传感器、油压压力传感器和计时器均为现有公知技术，用于采集气井内油压、套压与时间值等数据。

如图1、2、3、4、5所示，以下为自动控制气井控制柜的自动控制方法，包括以下步骤：

第一步，工作人员通过控制面板3向主控模块输入参数信息，之后进入第二步；

第二步，若输入的是开井时间、关井时间、临时变更开井时间和临时变更关井时间，则进入第三步，若输入的是开井油压、关井油压、开井套压和关井套压，则进入第六步，若同时输入开井时间、关井时间、开井油压、关井油压、开井套压和井套压，则进入第九步；

第三步，主控模块将工作人员输入的开井时间和关井时间发送给时间循环控制模块，时间循环控制模块根据接收到的开井时间、关井时间进行时间参数的设定，之后进入第四步；

第四步，主控模块通过接口模块接收数据采集模块采集到的气井实时油压值、套压值和时间值，并将时间值发送给时间循环控制模块，之后进入第五步；

第五步，时间循环控制模块分析接收到的时间值，判断当前时间值是否达到开井时间，是否达到关井时间，若达到开井时间，则向主控模块发送开井指令，若达到关井时间，则向主控模块发送关井指令，进入第十三步，若没有达到关井时间也没有达到开井时间，则不发送控制指令，返回第四步；

第六步，主控模块将工作人员输入的开井油压、关井油压、开井套压和关井套压发送给压力控制模块，压力控制模块根据接收到的开井油压、关井油压、开井套压和关井套压进行压力参数的设定，之后进入第七步；

第七步，主控模块通过接口模块接收数据采集模块采集到的气井实时油压值、套压值和时间值，并将油压值和套压值发送给压力控制模块，之后进入第八步；

第八步，压力控制模块对接收到的油压值、套压值进行分析判断，具体过程如下：

（1）压力控制模块分析接收到的油压值，同时判断当前油压值是否达到开井油压，是否达到关井油压，若达到开井油压，则向主控模块发送开井指令，若达到关井油压，则向主控模块发送关井指令，进入第十三步，若没有达到关井油压也没有达到开井油压，则不发送控制指令，返回第七步；

（2）压力控制模块分析接收到的套压值，同时判断当前套压值是否达到开井套压，是否达到关井套压，若达到开井套压，则向主控模块发送开井指令，若达到关井套压，则向主控模块发送关井指令，进入第十三步，若没有达到关井套压也没有达到开井套压，则不发送控制指令，返回第七步；

第九步，主控模块将工作人员输入的开井时间、关井时间、开井油压、关井油压、开井套压和关井套压发送给压力控制模块和时间循环控制模块，压力控制模块和时间循环控制模块进行压力参数和时间参数的设定，之后进入第十步；

第十步，主控模块通过接口模块接收数据采集模块采集到的气井实时油压值、套压值和时间值，并将油压值、套压值和时间值分别发送给时间循环控制模和压力控制模块，之后进入第十一步；

第十一步，时间循环控制模和压力控制模块同时对其接收到的数据进行分析判断，具体如下：

（1）时间循环控制模块分析接收到的时间值，同时判断当前时间值是否达到开井时间，是否达到关井时间，若达到开井时间，则向主控模块发送开井指令，若达到关井时间，则向主控模块发送关井指令，进入第十二步，若即没有达到关井时间也没有达到开井时间，则不发送控制指令，返回第十步；

（2）压力控制模块分析接收到的油压值，同时判断当前油压值是否达到开井油压，是否达到关井油压，若达到开井油压，则向主控模块发送开井指令，若达到关井油压，则向主控模块发送关井指令，进入第十二步，若即没有达到关井油压也没有达到开井油压，则不发送控制指令，返回第十步；

（3）压力控制模块分析接收到的套压值，同时判断当前套压值是否达到开井套压，是否达到关井套压，若达到开井套压，则向主控模块发送开井指令，若达到关井套压，则向主控模块发送关井指令，进入第十二步，若即没有达到关井套压也没有达到开井套压，则不发送控制指令，返回第十步；

第十二步，主控模块对接收到的控制指令进行判断，判断过程如下：

（1）若主控模块接收到压力控制模块发送的关井或开井指令，则进入第十二步；

（2）若主控模块接收到时间循环控制模块发送的关井或开井指令，没有接收到压力控制模块发送的关井或开井指令，则返回第十一步；

（3）若主控模块没有接收到时间循环控制模块发送的关井或开井指令，也没有接收到压力控制模块发送的关井或开井指令，则返回第十一步；

第十三步，主控模块执行控制指令对应的开井或关井动作。

这里开井时间、关井时间、开井油压、关井油压、开井套压和关井套压均可循环使用。第十二步中若主控模块接收到时间循环控制模块发送的关井或开井指令，没有接收到压力控制模块发送的关井或开井指令，则返回第十一步，等待压力开关井参数值时，再进行开关井动作。这里的3中情况可根据实际情况使用，一般多实用单一的时间控制或压力控制，特殊情况下使用压力和时间混合控制。

如图2、5所示，第一步中，工作人员通过控制面板向主控模块输入参数信息还包括临时变更开井时间和临时变更关井时间。

如图2、5所示，第二步中，临时变更开井时间和临时变更关井时间代替开井时间和关井时间，进入后续步骤。这里临时变更开井时间和临时变更关井时间仅可变更当前开关时间、关井时间，即仅限一次使用，下一次开井时间、关井时间恢复为已设定的开井时间、关井时间。

如图2、5所示，第一步中，工作人员还能通过移动终端以短信的形式通过短信传输模块向主控模块输入参数信息，短信传输模块对参数信息行验证后发送给主控模块。这里能通过短信传输模块使工作人员远程进行参数的调整。

如图2、5所示，第四步中，主控模块还能对接收到的油压值、套压值进行分析，判断当前油压值及套压值是否在合理范围内，若油压值和套压值中有一个不在合理范围内，则主控模块通过短信传输模块向所述移动通信设备传输报警信息。

如图2、5所示，第七步中，主控模块还能对接收到的油压值、套压值进行分析，判断当前油压值及套压值是否在合理范围内，若油压值和套压值中有一个不在合理范围内，则主控模块通过短信传输模块向所述移动通信设备传输报警信息。

如图2、5所示，第十步中，主控模块还能对接收到的油压值、套压值进行分析，判断当前油压值及套压值是否在合理范围内，若油压值和套压值中有一个不在合理范围内，则主控模块通过短信传输模块向所述移动通信设备传输报警信息。

这里的合理范围为根据实际情况预先在主控模块中设定好的阈值。

以上技术特征构成了本实用新型的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (5)

1.一种自动控制气井控制柜，其特征在于包括控制柜主体，在所述控制柜主体的内侧上部设有操作区，在操作区内固定安装有控制面板和显示模块，在操作区底部的控制柜主体内固定安装有主控模块、接口模块、数据存储模块、时间循环控制模块和压力控制模块，显示模块、控制面板、数据存储模块和接口模块均与主控模块电连接，主控模块分别与时间循环控制模块和压力控制模块通信连接。

2.根据权利要求1所述的自动控制气井控制柜，其特征在于还包括移动终端和固定安装在控制柜主体内的短信传输模块，主控模块与短信传输模块电连接，移动终端和短信传输模块通信连接；或/和，显示模块包括显示屏和LCD驱动电路，显示屏与LCD驱动电路电连接，LCD驱动电路与主控模块电连接。

3.根据权利要求1或2所述的自动控制气井控制柜，其特征在于所述控制面板上固定安装有USB接口、指示灯、开井键、关井键、停止键、翻页键、加键、减键、确认键和功能切换键，开井键、关井键、停止键、翻页键、加键、减键、确认键、功能切换键、USB接口和指示灯均与主控模块电连接；或/和，所述控制柜主体的前侧安装有柜门，在控制柜主体的顶部固定安装有固定板，在固定板上设有固定通孔。

4.根据权利要求1或2所述的自动控制气井控制柜，其特征在于还包括位于控制柜主体外部的数据采集模块，数据采集模块包括套压压力传感器、油压压力传感器和计时器，所述套压压力传感器、油压压力传感器和计时器均与接口模块电连接。

5.根据权利要求3所述的自动控制气井控制柜，其特征在于还包括位于控制柜主体外部的数据采集模块，数据采集模块包括套压压力传感器、油压压力传感器和计时器，所述套压压力传感器、油压压力传感器和计时器均与接口模块电连接。