CN211422615U - 一种聚合物微球加药装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种聚合物微球加药装置，包括撬装底座和固定在所述撬装底座上的药剂罐，所述药剂罐包括入口和出口，所述入口通过输入管线与药剂口连接，所述输入管线上具有上料泵，所述出口通过输出管线与加注口连接，所述输出管线上具有计量泵，所述药剂罐上具有检测所述药剂罐中药剂体积的液位变送器，还包括控制箱，所述控制箱包括可编程控制器，分别与所述液位变送器、所述上料泵和计量泵连接。无需人工值守，能够适应不同排量的间歇性或连续性自动加注，便于油田数字化、智能化管理，也极大降低了工作人员劳动强度，而且具有结构简单，操作方便，性能稳定，移动方便，效率高等特点。

Description

一种聚合物微球加药装置

技术领域

本实用新型涉及一种聚合物微球加药装置，可应用于聚合物微球液态药剂的自动加注，实现油田生产降水增油的目的。

背景技术

随着长庆油井低渗透油田的长期开采，进入高含水开发阶段，油藏水驱状况变差、水驱油效率降低，油藏稳产形式严峻，常规控水稳油及提高采收率难度加大，因此目前将液态聚合物微球加注到油井中，可起到降水增油的目的。

目前采用注入方式为车载加注，车载加入方式通过小型货车将一定量的液态聚合物微球运送到油井上，货车上承载一定容积的常压储液箱、柴油发电机组和增压泵，通过货车上柴油机带动加注泵将液态聚合物微球注入到油井套管内。这种方式存在以下缺陷：首先是出车次数较多，特别像油井比较分散、道路情况比较复杂地区则不适合，存在小型货车无法及时达到现场而延误聚合物微球注入的现象，且成本较高；每次加注时现场至少需要2名工作人员进行相应的管线连接和操作，工作强度较大、时间较长，不便于管理；不能实现自动运行和远程控制，不符合油田数字和智能化管理。

实用新型内容

为了解决现有车载加注方式无法自动化运行、工作人员工作强度大、成本较高等问题，本实用新型提供一种聚合物微球加药装置。

本实用新型的技术方案：

一种聚合物微球加药装置，其特征在于包括撬装底座和固定在所述撬装底座上的药剂罐，

所述药剂罐包括入口和出口，所述入口通过输入管线与药剂口连接，所述输入管线上具有上料泵，所述出口通过输出管线与加注口连接，所述输出管线上具有计量泵，所述药剂罐上具有检测所述药剂罐中药剂体积的液位变送器，

还包括控制箱，所述控制箱包括可编程控制器，分别与所述液位变送器、所述上料泵和计量泵连接。

所述可编程控制器包括依次连接的数据采集部件、控制部件和用于向终端传送数据的数据无线发送部件，所述控制部件还连接报警部件，所述数据采集部件连接所述液位变送器，所述控制部件与所述上料泵和计量泵连接。

所述输出管线上所述计量泵出口处具有压力变送器，所述数据采集部件连接所述压力变送器。

所述药剂罐内具有加热器，所述药剂罐上具有温度变送器，所述数据采集部件连接所述温度变送器。

所述输出管线上所述计量泵的输出端串接有针形截止阀、安全阀，所述针形截止阀位于所述压力变送器上，所述安全阀连通返回所述药剂罐的管线。

所述输出管线上所述药剂罐的出口和所述计量泵的输入端之间具有过滤器。

包括箱体，所述箱体固定在所述撬装底座上，与所述撬装底座构成撬装箱体，所述药剂罐及其管线组件、控制箱均位于所述箱体内。

所述箱体包括框架和箱板，所述箱板包括顶板和侧板，所述箱板围在所述框架上形成封闭或半封闭的箱体，所述控制箱固定在所述箱体的侧板上。

所述药剂罐具有伸入所述药剂罐内可搅拌所述药剂的搅拌器，所述搅拌器的驱动装置连接所述可编程控制器。

包括手动阀，所述手动阀位于所述上料泵和所述药剂罐的入口之间的输入管线上和/或所述药剂罐的出口和所述计量泵之间的输出管线上。

本实用新型的有益技术效果：

本实用新型的一种聚合物微球加药装置，药剂罐的入口通过输入管线连接药剂口，上料泵将聚合物微球液态药剂泵送至药剂罐内，并通过与出口连接的输出管线上的计量泵将药剂泵送至加注口，所述药剂罐上具有检测所述药剂罐药剂体积的液位变送器，还包括控制箱，内部包括可编程控制器，可编程控制器内设置控制程序，按照控制系统设置的加注制度，在可编程控制器上设置以下参数：低液位保护值、高液位、运行模式(间隔性加注或连续性加注)、间隔时间、单次加注量、计量泵流量等，用于按照控制逻辑控制上料泵、计量泵、液位变送器、压力变送器、温度变送器、加热器和搅拌器等器件，实现聚合物微球液态药剂的智能化、自动化加注，具体流程如下：

原药添加过程：数据采集部件接收液位变送器测定的液位数值，传送给控制部件，随着计量泵的泵注药剂罐内的药剂逐渐减少，当药剂罐内的液位达到控制系统设置的低液位保护值时，报警部件发出报警，工作人员看到报警后，达到现场手动开启上料泵，药剂从药剂口经输送管线上的料泵增压后输送到药剂罐中，当达到控制系统设置的设定高液位时，关闭上料泵，当再次达到低液位保护值时，循环上述过程，此过程中计量泵处于正常加注过程中。

药剂加注过程：按照控制器的控制程序设置的加注制度，手动开启或关闭计量泵后，药剂依次通过过滤器、计量泵加压后注入到相应的加注口。通常为连续性加注模式，只需手动开启计量泵后，混合后的药剂通过过滤器，经计量泵加压后以程序设定的计量泵流量注入到相应的加注口，若无故障，即可持续加注药剂，直到加注结束后关闭计量泵即可；若为间隔性加注，工作人员手动开启计量泵后，装置则自动进行加注，在完成程序设定的单次加注量(可由计量泵流量和泵注时间通过控制部件计算获得)后，手动关闭计量泵，然后控制部件计算计量泵的停止时间，若达到间隔时间，则再次启动计量泵，循环上述过程。

综上，本新型的一种聚合物微球加药装置，无需人工值守，能够适应不同排量的间歇性或连续性自动加注，便于油田数字化、智能化管理，也极大降低了工作人员劳动强度，而且具有结构简单，操作方便，性能稳定，效率高等特点。另外，本实用新型的装置为撬装设备，将上述装置设置在撬装底座上，移动方便，实际上只需将该撬装设备通过运输车一次性运送到目的油井，只有当该处油井停止采油时，才需要使用运输车转运，因此节省了大量的人力、物力，且避免了因为油井比较分散、道路情况比较复杂而导致的车载注入设备无法及时赶到目的油井的现象。

可编程控制器可包括数据采集部件、控制部件、报警部件和具有用于向终端传送数据的数据无线发送部件，数据采集部件可通过无线或有线通讯方式与液位变送器、压力变送器、温度变送器连接，用于接收每个传感器测定的数据并传输给控制部件；控制部件可通过无线或有线通讯方式与上料泵、计量泵、搅拌器和加热器连接，用于控制各电子器件的开、关，报警部件接收控制部件的指令，在液位、温度或压力超出或低于系统设定值时，在控制显示界面或现场发出报警，实现报警功能；控制器通过预留信号传输接口，数据无线发送部件通过无线或有线通讯方式与终端连接，将控制部件内的设定数据和测定数据发送至终端，则在终端上可监测自动加入药剂的整个过程，实现对过程的远程控制。

进一步，在控制程序的加注制度上还设置以下参数：超压保护值、计量泵空载保护数值、低液位保护值、最低温度、最高温度。计量泵的输出管线上的压力变送器检测的压力通过数据采集部件发送至控制部件，如果达到控制系统就地或远传设置超压保护值时，计量泵停止工作，报警部件就地、远传发出报警，实现超压报警及自锁保护功能和防爆功能；液位变送器上显示的液位传送给数据采集部件和控制部件，如果液位达到控制系统设置的低液位保护值，则要么添加原药、要么计量泵停止工作，并报警部件就地、远传发出报警，实现低液位报警及自锁保护功能；计量泵空载运行报警及自锁保护通过控制部件对装置运行数据的检测，控制系统按照设定程序判别计量泵是否空载运行，如果计量泵空载运行，停止工作并就地、远传发出报警；温度变送器检测到的药剂罐温度数据通过数据采集部件传送给控制部件，若药剂罐温度低于最低温度，则控制部件开启加热器，若高于最高温度，则控制部件停止加热器，实现智能温度调节控制功能。

输出管线不仅可通往加注口，而且还可返回药剂罐，当压力变送器故障无法测量计量泵出口压力时，则手动开启安全阀，并通过安全阀连接的返回管线将计量泵输出端的药剂返回至药剂罐；针形截止阀作为泄压口，当计量泵故障需要维修时，工作人员先停止装置运行，然后打开泄压口，将计量泵出口管线内压力释放为常压后，再进行维修。

撬装底座上设置了箱体，药剂罐及其管道部件和控制器安装在箱体内部，箱体外部无任何设备及元器件，不仅具有防腐功能，而且使得加注过程不受天气影响，能够适应不同排量不同气候条件下的连续自动加注，箱体可以是由箱板围成封闭结构，也可以是仅在顶面和部分侧面设置箱板的半封闭的结构。

药剂罐上的搅拌器可按照控制系统的设置定时对药剂进行均匀搅拌。

为了装置的便于维护、检修，在输入管线和输出管线上均设有相应的手动阀门，一般情况下这些手动阀门均处于常开状态，只有维护或检修时才进行相应的关闭、开启操作。

综上，本实用新型的装置可按照在可编程控制器上设定的加注程序自动运行、智能保护、远程数据监测和控制，符合油气田智能化运行、联网管理等要求，同时使药剂加注更加安全、可靠。

附图说明

图1为本实用新型的一种聚合物微球加药装置的实施例的三维视图；

图2为图1的内部结构图；

图3为本实用新型的一种聚合物微球加药装置的另一实施例的流程图；

图4为可编程控制器的结构示意图。

11-撬装底座，12-箱体，121-框架，122-侧板，2-控制箱，3-药剂罐，31-温度变送器，32-液位变送器，33-搅拌器，34-呼吸阀，35-加热器，4-上料泵，5-计量泵，6-输入管线，7-输出管线，8-压力变送器，9-阻尼器，10-安全阀，11-过滤器，12-球阀，13-排污口，14-返回管线，15-截止阀。

具体实施方式

为了详细介绍本实用新型，将通过具体实施例和附图1-4详细说明。

如图1-4所示，一种聚合物微球加药装置，采用撬装箱体结构，包括撬装底座11和焊接在撬装底座11上的箱体12。所述箱体12由框架121和围在框架121上的顶板(未示出)和两块侧板122形成半封闭的结构，当然可形成全封闭结构，并在侧板上设置可开启的门板。箱体12内部具有药剂罐3及其管线和控制箱2，所述药剂罐3固定在所述撬装底座2上，所述控制箱2固定在箱体12的侧板122上。

所述药剂罐3具有入口和出口，所述入口通过输入管线6与药剂口连接，所述输入管线6上具有上料泵4以向药剂罐3内泵送药剂，所述药剂可以是原药剂或水，例如聚合物微球；所述出口通过输出管线7与加注口连接，自所述出口所述输出管线7上依次串接过滤器11、计量泵5和压力变送器8。所述药剂罐3的侧壁上具有检测所述药剂罐3中药剂体积的液位变送器32。所述控制箱2包括可编程的控制器，控制器包括数据采集部件、控制部件和报警部件，控制部件分别与数据采集部件、和报警部件连接，其中数据采集部件与所述液位变送器32、压力变送器8连接，用于接收液位和压力数据，并传输给控制部件，控制部件与所述上料泵4和计量泵5无线或有线通讯连接，用于根据控制程序控制该电子器件，报警部件用于在液位、压力超出或低于设定值时发出报警。可编程控制器内已预先编辑了控制程序，用以实现要求的加注制度，并可现场修改某些参数，修改加注制度。根据加注制度而设定的控制程序，装置自动运行，无需人工值守。

以下举例说明该聚合物微球加药装置的自动运行过程：

根据加注制度，在可编程控制器上设置以下参数：低液位保护值、高液位、运行模式：间隔性加注或连续性加注、间隔时间、单次加注量和计量泵流量等。

原药添加过程：数据采集部件接收液位变送器32测定的液位数值，传送给控制部件，随着计量泵5的泵注药剂罐3内的药剂逐渐减少，当药剂罐3内的液位达到控制程序设置的低液位保护值时，报警部件发出报警，现场工作人员通过手动开启上料泵4，将聚合物微球液态药剂经上料泵4增压后输送到药剂罐3中，当达到控制程序设定的高液位时，关闭上料泵4，直到再次达到低液位保护值时循环上述过程。此过程中计量泵5处于正常加注过程中。

药剂加注过程：按照控制器的控制程序设置的加注制度，手动开启或关闭计量泵5后，药剂依次通过过滤器11、计量泵5加压后注入到相应的加注口。根据药剂种类等要求，该加注过程可以是24小时连续加注或间断加注，例如聚合物微球这种药剂需要全天24小时加注，因此只需要手动开启计量泵5后，药剂则经计量泵5加压后以程序设定的计量泵流量注入到相应的加注口，若无故障，即可持续加注药剂，直到加注结束后关闭计量泵5即可；若为间隔性加注，工作人员手动开启计量泵5后，装置则自动进行加注，在完成程序设定的单次加注量(可通过控制部件根据计量泵流量和泵注时间计算获得)后，手动关闭计量泵5，然后控制部件计算计量泵5的停止时间，若达到间隔时间，则再次启动计量泵，循环上述过程。

可见，该加药装置能够适应不同排量的间歇性或连续性自动加注，便于油田数字化、智能化管理，也极大降低了工作人员劳动强度，而且具有结构简单，操作方便，性能稳定，效率高等特点。

进一步，为了实现预警和保护功能，可编程的控制器上还设置以下参数：超压保护值、低液位保护值、计量泵空载保护数值。如果计量泵出口管线压力变送器8检测的压力达到控制系统就地、远传设置超压保护值，控制部件使计量泵停5止工作，报警部件就地、远传发出报警，实现超压报警及自锁保护功能和防爆功能；如果液位变送器32上显示的液位达到控制系统设置的低液位保护值，则要么添加原药、要么计量泵5停止工作，并报警部件就地、远传发出报警，实现低液位报警及自锁保护功能；如果装置运行数据达到控制系统设置的计量泵5空载保护数值，则控制部件使得计量泵5自动停止工作，报警部件就地、远传发出报警，从而具有超压报警及自锁保护功能、低液位报警及自锁保护功能和计量泵空载运行报警及自锁保护。

为了实现药剂罐3在不同温度下均可实现泵注，内部药剂满足粘度要求，则在药剂罐3内具有加热器35，在药剂罐的上盖上设置了温度变送器31，在药剂罐3上盖上设置可伸入药剂罐3内部的搅拌器33，并在可编程的控制器上还设置以下参数：最低温度、最高温度，以实现对温度的自动控制。如果温度变送器31检测到药剂罐3温度低于最低温度时，则控制部件开启加热器35，当温度变送器31检测到药剂罐3温度高于最高温度时，则控制部件停止加热器35；搅拌器33可按照控制系统的定时对药剂进行均匀搅拌。

在药剂罐3的上盖上还具有呼吸阀34，在紧急情况时泄压；药剂罐3的底部设置有排污口13。

所述输出管线7上所述计量泵5的输出端串接有阻尼器9和安全阀10，所述安全阀10连通所述药剂罐的返回管线14，所述压力变送器8上安装有针形截止阀15，所述针型截止阀15为泄压口，维修时需要打开泄压；在位于所述上料泵4和所述药剂罐3的入口之间的输入管线6上和所述药剂罐3的出口和所述计量泵5之间的输出管线7上具有球阀12，一般情况下这些球阀12均处于常开状态，只有维护或检修时才进行相应的关闭、开启操作。

以上所述为本实用新型的优选实施例，但不作为限制本新型的保护范围，一切未超出的本新型的理念的方案均应涵盖在本新型的保护范围中。

Claims (10)

1.一种聚合物微球加药装置，其特征在于包括撬装底座和固定在所述撬装底座上的药剂罐，

所述药剂罐包括入口和出口，所述入口通过输入管线与药剂口连接，所述输入管线上具有上料泵，所述出口通过输出管线与加注口连接，所述输出管线上具有计量泵，所述药剂罐上具有检测所述药剂罐中药剂体积的液位变送器，

还包括控制箱，所述控制箱包括可编程控制器，分别与所述液位变送器、所述上料泵和计量泵连接。

2.根据权利要求1所述的一种聚合物微球加药装置，其特征在于所述可编程控制器包括依次连接的数据采集部件、控制部件和用于向终端传送数据的数据无线发送部件，所述控制部件还连接报警部件，所述数据采集部件连接所述液位变送器，所述控制部件与所述上料泵和计量泵连接。

3.根据权利要求2所述的一种聚合物微球加药装置，其特征在于所述输出管线上所述计量泵出口处具有压力变送器，所述数据采集部件连接所述压力变送器。

4.根据权利要求2所述的一种聚合物微球加药装置，其特征在于所述药剂罐内具有加热器，所述药剂罐上具有温度变送器，所述数据采集部件连接所述温度变送器。

5.根据权利要求3所述的一种聚合物微球加药装置，其特征在于所述输出管线上所述计量泵的输出端串接有针形截止阀、安全阀，所述针形截止阀位于所述压力变送器上，所述安全阀连通返回所述药剂罐的管线。

6.根据权利要求1所述的一种聚合物微球加药装置，其特征在于所述输出管线上所述药剂罐的出口和所述计量泵的输入端之间具有过滤器。

7.根据权利要求1所述的一种聚合物微球加药装置，其特征在于包括箱体，所述箱体固定在所述撬装底座上，与所述撬装底座构成撬装箱体，所述药剂罐及其管线组件、控制箱均位于所述箱体内。

8.根据权利要求7所述的一种聚合物微球加药装置，其特征在于所述箱体包括框架和箱板，所述箱板包括顶板和侧板，所述箱板围在所述框架上形成封闭或半封闭的箱体，所述控制箱固定在所述箱体的侧板上。

9.根据权利要求1所述的一种聚合物微球加药装置，其特征在于所述药剂罐具有伸入所述药剂罐内可搅拌所述药剂的搅拌器，所述搅拌器的驱动装置连接所述可编程控制器。

10.根据权利要求1所述的一种聚合物微球加药装置，其特征在于包括手动阀，所述手动阀位于所述上料泵和所述药剂罐的入口之间的输入管线上和/或所述药剂罐的出口和所述计量泵之间的输出管线上。

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