井口光电遥感自控滴注系统及井口光电遥感自控滴注方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102287173 A (43)申请公布日 2011.12.21 CN 102287173 A *CN102287173A* (21)申请号 201110265012.3 (22)申请日 2011.09.08 E21B 43/22(2006.01) (71)申请人 北京恩瑞达科技有限公司 地址 100192 北京市海淀区学清路 8 号科技 财富中心 B 座 1106 室 申请人 张晓瑞 (72)发明人 张晓瑞 (74)专利代理机构 北京天奇智新知识产权代理 有限公司 11340 代理人 杨文录 (54) 发明名称 井口光电遥感自控滴注系统及井口光电遥感 自控滴注方法 。

2、(57) 摘要 本发明涉及井口光电遥感自控滴注系统和井 口光电遥感自控滴注方法， 该系统包括如下部分 ： 罐体， 用来存储要加注的药剂 ； 电磁阀， 用来定量 地从所述罐体输出药剂， 从而进行加注 ； 控制装 置， 与上述各部分电连接， 用来遥感、 自动控制所 述电磁阀的输出的启动和停止、 以及开度 ； 太阳 能光伏组件， 用来将太阳能转换为电能 ； 蓄电池， 用来积蓄和输出来自太阳能光伏组件的电能， 从 而对系统各部分供电 ； 其中， 所述控制装置包括 温控模块， 用来控制所述罐体的温度。 本发明集成 以上设备， 实现定时定量自动连续和全天候加注、 无人看守远程控制， 保证了加注效果， 降低。

3、了工人 的劳动强度及作业成本。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 4 页 CN 102287185 A1/2 页 2 1. 一种井口光电遥感自控滴注系统， 包括如下部分 ： 罐体， 用来存储要加注的药剂 ； 电磁阀， 用来定量地从所述罐体输出药剂， 从而进行加注 ； 控制装置， 与上述各部分电连接， 用来遥感、 自动控制所述电磁阀的输出的启动和停 止、 以及开度 ； 太阳能光伏组件， 用来将太阳能转换为电能 ； 以及 蓄电池， 用来积蓄和输出来自太阳能光伏组件的电能， 从而对系统各部分供电， 其中， 所。

4、述控制装置包括温控模块， 用来控制所述罐体的温度。 2. 如权利要求 1 所述的井口光电遥感自控滴注系统， 其中， 所述罐体为单罐体， 其顶部 的上侧有多个开口， 分别布置有 ： 放空 / 加药口、 压力表、 安全阀、 以及平衡气口。 3. 如权利要求 2 所述的井口光电遥感自控滴注系统， 其中， 所述罐体的下部的下表面 开口， 引出并分别布置有高压球阀、 所述电磁阀、 所述控制装置、 以及滴药口。 4. 如权利要求 1 所述的井口光电遥感自控滴注系统， 其中， 所述罐体为双罐体， 两个罐 体的顶部的上侧通过高压钢管连通， 并在所述高压钢管上有多个开口， 分别布置有 ： 放空 / 加药口、 压。

5、力表、 安全阀、 以及平衡气口。 5. 如权利要求 4 所述的井口光电遥感自控滴注系统， 其中， 所述两个罐体的下部采用 高压钢管连通， 且在所述高压钢管的中部开口， 引出并分别布置有高压球阀、 所述电磁阀、 所述控制装置、 以及滴药口。 6.如权利要求1至5中的一个所述的井口光电遥感自控滴注系统， 其中， 所述控制装置 包括时间控制器， 用来控制所述电磁阀的输出在预定时段启动和停止。 7. 如权利要求 6 所述的井口光电遥感自控滴注系统， 其中， 所述控制装置包括远程控 制器， 用来与远程监控端通信， 从而控制所述电磁阀的输出的启动和停止， 其中， 所述远程 控制器通过有线网络和 / 或无线。

6、通信网络与远程监控端通信， 从而根据来自所述井口光电 遥感自控滴注系统的数据而控制所述电磁阀的输出的启动和停止。 8. 如权利要求 6 所述的井口光电遥感自控滴注系统， 其中， 所述电磁阀上安装有电子 流量计， 用来实时监控药剂加注流量， 所述控制装置还根据电子流量计的计量数据而控制 所述电磁阀的启动、 停止、 以及开度。 9. 如权利要求 1 至 5 中的一个所述的井口光电遥感自控滴注系统， 其中， 所述罐体包 括 ： 药剂量传感器， 用来感测所述罐体的当前药剂量， 当所述罐体的当前剩余药剂量到达 预定的低位阈值时， 向所述控制装置传递报警信号， 所述控制装置根据所述报警信号向远 程监控端报。

7、警。 10. 一种用于如权利要求 9 所述的井口光电遥感自控滴注系统的井口光电遥感自控滴 注方法， 包括如下步骤 ： a、 所述控制装置根据来自所述药剂量传感器的信号而判断所述罐体中的当前药剂量 是否小于低点阈值 ； b、 若当前药剂量不小于低点阈值、 且当前处于预定的加注时段， 则所述控制装置向所 述电磁阀发出命令， 进行加注操作 ； c、 若当前药剂量小于低点阈值， 则所述控制装置通知所述远程监控端， 以提醒向所述 权 利 要 求 书 CN 102287173 A CN 102287185 A2/2 页 3 罐体中补充药剂 ； 以及 d、 若在判断当前药剂量小于低点阈值之后超过预定时段仍未。

8、补充药剂、 或者当前药剂 量小于预定的临界阈值， 则所述控制装置关闭所述井口光电遥感自控滴注系统， 并通知所 述远程监控端。 权 利 要 求 书 CN 102287173 A CN 102287185 A1/5 页 4 井口光电遥感自控滴注系统及井口光电遥感自控滴注方法 技术领域 0001 本发明涉及油气井泡沫排水采气、 油气井甲醇滴注领域， 具体涉及井口光电遥感 自控滴注系统及井口光电遥感自控滴注方法， 其可被应用于油田边远井， 特别是草原、 沙漠 等供电困难、 无人值守的边远地区油 ( 气 ) 水井自动加注泡排剂使用。 背景技术 0002 目前， 随着国内气田的大开发脚步的快速迈进， 气井。

9、勘探、 开发、 生产中出现的问 题也日益显现， 特别是气田生产井出水问题， 气井地层出水后， 将降低气井产能， 减少气藏 可采储量， 增加生产管理难度， 缩短气藏稳产年限， 降低气藏的采收率， 从而影响气藏的整 体开发效益。因而， 在气田推广排水采气工艺技术就显得越来越重要。国内大部分气田单 井 ( 尤其是边远井 ) 加注主要采用人工加注或用加注车的方式进行排水采气， 尚未出现成 熟的自动化生产设备， 但是由于国内油气田井位比较分散， 且数量又大， 如果所有低产井每 天进行人工加注起泡剂， 就需要组建一支十分庞大的专业服务车队， 同时存在人工劳动强 度大等缺陷， 同时无疑将消耗大量的能源， 而。

10、且制造大量的尾气排放。 显然这是不符合产业 自动化和环保理念的。 发明内容 0003 由上所述， 目前市场上现有的加注装置(例如， 平衡罐滴注泡排装置)具有如下缺 点 ： 0004 1、 控制部分为手动阀门， 无法进行自动、 远程控制， 消耗人力过大 ； 0005 2、 由于无法随时控制加注流量， 加注口通常较小， 因此容易造成加注口堵塞。 0006 本申请的发明人考虑到现有技术的上述情况而研发出了本发明。 0007 根据本发明的一个方面， 提供了一种井口光电遥感自控滴注系统， 包括以下部分 ： 罐体， 用来存储要加注的药剂 ； 电磁阀， 用来定量地从所述罐体输出药剂， 从而进行加注 ； 控制。

11、装置， 与上述各部分电连接， 用来遥感、 自动控制所述电磁阀的输出的启动和停止、 以 及开度 ； 太阳能光伏组件， 用来将太阳能转换为电能 ； 蓄电池， 用来积蓄和输出来自太阳能 光伏组件的电能， 从而对系统各部分供电 ； 其中， 所述控制装置包括温控模块， 用来控制所 述罐体的温度。 0008 根据本发明的一个方面， 提供了一种用于所述井口光电遥感自控滴注系统的井口 光电遥感自控滴注方法， 包括以下步骤 ： a、 所述控制装置根据来自所述药剂量传感器的信 号而判断所述罐体中的当前药剂量是否小于低点阈值 ； b、 若当前药剂量不小于低点阈值、 且当前处于预定的加注时段， 则所述控制装置向所述电。

12、磁阀发出命令， 进行加注操作 ； c、 若 当前药剂量小于低点阈值， 则所述控制装置通知所述远程监控端， 以提醒向所述罐体中补 充药剂 ； 以及 d、 若在判断当前药剂量小于低点阈值之后超过预定时段仍未补充药剂、 或者 当前药剂量小于预定的临界阈值， 则所述控制装置关闭所述井口光电遥感自控滴注系统， 并通知所述远程监控端。 说 明 书 CN 102287173 A CN 102287185 A2/5 页 5 0009 本发明的优点 ： 0010 根据本发明的井口光电遥感自控滴注系统具有如下优点 ： 0011 1、 罐体可采用双罐体设计， 安装方便快捷 ； 0012 2、 控制部分利用有线和 /。

13、 或无线通信网络信号 ( 例如， GSM、 CDMA 等制式 ) 来进行 远程控制， 同时可按照预定时间进行定时定量控制， 大大减少了施工人员上井次数， 降低了 成本 ； 0013 3、 实现全天候自动远程控制， 可根据加注流量数据而实时调整加注口的开度， 从 而使加注口不易堵塞， 并保持加注的连续性和可靠性。 0014 根据本发明的井口光电遥感自控滴注系统及井口光电遥感自控滴注方法采用时 间控制和远程控制等多种方式的结合， 其中时间控制可以定时定量加注， 而远程控制可以 根据远程的命令随时控制加注启停， 以实现自动化控制无人值守的目的。 从而， 本发明实现 了定时定量、 自动、 连续和全天候。

14、加注、 无人看守远程控制， 保证了加注效果， 降低了工人的 劳动强度、 以及作业成本， 并通过设计温控模块解决了沙漠等地区昼夜温差大和北方冬季 寒冷的问题， 从而避免温度变化造成泡排剂性能变化， 现场应用效果显著。 附图说明 0015 图 1 是根据本发明的实施例的井口光电遥感自控滴注系统的示意图。 0016 图 2 是根据本发明的实施例的以单罐体平衡罐为示例的井口光电遥感自控滴注 系统的结构的示意图。 0017 图 3 是根据本发明的实施例的以双罐体平衡罐为示例的井口光电遥感自控滴注 系统的结构的示意图。 0018 图 4 是根据本发明的实施例的井口光电遥感自控滴注系统的控制装置的示意图。 。

15、0019 图 5 是根据本发明的实施例的用于井口光电遥感自控滴注系统的井口光电遥感 自控滴注方法的流程图。 具体实施方式 0020 将通过参考上述附图， 通过以下对于实施例的描述来进一步理解本发明。 0021 图 1 是根据本发明的实施例的井口光电遥感自控滴注系统 100 的示意图。如图 1 所示， 根据本实施例的井口光电遥感自控滴注系统100主要包括罐体1、 电磁阀2、 控制装置 3、 太阳能光伏组件 4、 蓄电池 5、 逆变器 6。罐体 1 用来存储要加注的药剂。电磁阀 2 用来定 量地从所述罐体输出药剂， 从而进行加注。控制装置 3 与上述罐体 1 和电磁阀 2 电连接， 用 来遥感、 。

16、自动控制所述电磁阀 2 的输出的启动和停止， 等等。 0022 图 2 是根据本发明的实施例的以单罐体平衡罐为示例的井口光电遥感自控滴注 系统 100 的结构的示意图。 0023 如图 2 所示， 平衡罐的罐体 1A 采用单罐体设计。作为示例， 单个罐体整体设计长 度为 2.4 米， 内径 0.4 米， 外径 0.464 米， 容积为 0.3 立方米。设计压力 10Mpa。 0024 罐体1A的顶部的上侧有多个开口， 分别布置有 ： 放空/加药口11、 压力表12、 安全 阀 13 及平衡气口 14。 0025 罐体1A的下部的下表面开口， 引出并分别布置有高压球阀15、 电磁阀2、 控制装置。

17、 说 明 书 CN 102287173 A CN 102287185 A3/5 页 6 3、 滴药口 16。 0026 图 3 是根据本发明的实施例的以双罐体平衡罐为示例的井口光电遥感自控滴注 系统 100 的结构的示意图。 0027 如图 3 所示， 平衡罐的罐体 1B 采用双罐体设计。作为示例， 单个罐体总长度 2 米， 内径 0.31 米， 外径 0.374 米， 容积为 0.15 立方米， 设计压力 10Mpa。在双罐体设计下， 总承 压等级能够提高到 16Mpa。 0028 两个罐体的顶部的上侧通过高压钢管连通， 并在高压钢管上有多个开口， 分别布 置有 ： 放空 / 加药口 11、。

18、 压力表 12、 安全阀 13 及平衡气口 14。 0029 两个罐体的下部同样采用高压钢管连通， 且在高压钢管的中部开口， 引出并分别 布置有高压球阀 15、 电磁阀 2、 控制装置 3、 滴药口 16。 0030 所述罐体1(1A或1B)还可安装有药剂量传感器17， 用来感测所述罐体的当前药剂 量， 当所述罐体的药剂量到达预定的低位阈值时， 向所述控制装置传递报警信号， 所述控制 装置 3 通过有线和 / 或无线通信网络 ( 例如， 通过短信 ) 向远程监控端报警， 即， 通知补充 药剂。 当在预定时间内未给罐体补充药剂时、 或者当罐体的液位到达预定的临界阈值时， 液 位传感控制器 17 。

19、通知控制装置 3 关断本系统。 0031 太阳能光伏组件 4 可采用多晶硅太阳能光伏组件， 用来将太阳能转换为电能。根 据使用地区气温低且温差大、 冬夏季光照时间差别大特点， 可选择市面上已有的各型号组 件。太阳能光伏组件 4 的太阳能利用率在 17以上， 太阳能光伏组件 4 的太阳能板表面采 用有机钢化玻璃制造， 可在暴雨、 冰雹、 强风沙等各种恶劣天气状况下保护太阳能光伏组件 4， 使其正常工作。 0032 蓄电池 5 用来积蓄和输出来自太阳能光伏组件 4 的电能。蓄电池 5 可采用免维护 太阳能专用电池， 为增加耐高低温性能， 可配置由 RC13-A 预热装置、 KS011 温控闭端等组。

20、成 的温控模组。 0033 逆变器 6 用来将来自蓄电池的直流电转换为交流电， 并将转换后的交流电提供给 电磁阀2、 以及系统内的其它设备。 逆变器6可采用光伏专用逆变器， 纯正弦波， 空载损耗小 于5W， 功率因数85以上， 在090湿度下不结霜， 适应室外恶劣环境长期工作。 逆变器 6 的容量例如为 3000W， 并具有过压关断、 欠压关断、 欠压报警、 过温保护、 过流保护、 短路保 护、 自动恢复、 工作指示和故障指示等功能。 0034 需要说明的是， 上述说明仅为示例， 本系统可以按照需要增加或者删除各个组件， 或者对各个组件进行不同的组合。例如， 逆变器 6 是本系统的可选组件， 。

21、在系统内的设备为 对功率要求不高的直流设备的情况下， 也可以省略逆变器 6。 0035 此外， 在气候条件适合的地区， 该系统还可以加装风力发电设备作为补充能源， 从 而可以进一步提高该系统在无公共电网供电的情况下的持续工作时间。 0036 图 4 是根据本发明的实施例的井口光电遥感自控滴注系统 100 的控制装置 3 的示 意图。如该图所示， 控制装置 3 主要包括时间控制器 31、 远程控制器 32、 温控模块 33。 0037 时间控制器 31 控制井口光电遥感自控滴注系统 100 的启动和停止、 以及其它操 作。例如， 时间控制器 31 可控制电磁阀 2 在每天固定时间启动及停止操作，。

22、 从而使井口光 电遥感自控滴注系统 100 根据需要在特定的时间段工作。例如， 时间控制器 31 可设定每天 10 个时间点的电磁阀 2 的启动、 停止操作， 并控制电磁阀 2 的开度， 从而实现对加注的无人 说 明 书 CN 102287173 A CN 102287185 A4/5 页 7 值守自动控制。 0038 远程控制器 32 通过接收来自远程监控端的信号， 对电磁阀 2 进行启动和停止操 作。例如， 远程监控端可通过有线和 / 或无线通信网络信号 ( 例如， GSM、 CDMA 等制式 ) 来 向远程控制器 32 传输控制电磁阀 2 的启动与停止、 以及其它操作命令。本系统的用户可。

23、根 据需要来在远程监控端设定并传送各种操作命令。 0039 尽管上面将时间控制器 31 和远程控制器 32 描述为分立的部分， 但本领域的技术 人员能够理解， 时间控制器31和远程控制器32也可合并为一个控制部件， 从而实现上述两 个控制器的功能。此外， 如上所述， 时间控制器 31 和远程控制器 32 不仅可控制控制电磁阀 2的启动与停止， 也可控制电磁阀2的输出量。 例如， 可根据滴注口管径的大小， 标定实际单 位时间排量， 从而实现定时定量远程加注。例如， 在内径为 6 毫米的滴注口管径的情况下， 单位时间排量为 75 升 / 小时。 0040 温控模块33主要用于夜间和冬天为设备保温。。

24、 例如， 当温度低于某一温度(例如， 0 摄氏度 ) 时， 温控模块 33 自动对设备加热。 0041 此外， 尽管上面描述了控制装置3包括时间控制器31、 远程控制器32、 以及温控模 块 33， 但上述时间控制器 31、 远程控制器 32、 以及温控模块 33 也可以任意组合或者分立成 不同的模块进行工作。 0042 此外， 所述电磁阀 2 上还可安装有电子流量计， 用来实时监控药剂加注流量， 控制 装置 3 还根据电子流量计的计量数据而控制电磁阀 2 的启动和停止、 以及电磁阀 2 的开度。 0043 下面说明根据本发明的实施例的井口光电遥感自控滴注方法的示意图。 0044 图5是根据本。

25、发明的实施例的用于井口光电遥感自控滴注系统100的井口光电遥 感自控滴注方法的流程图。图 5 的方法采用气井加注液体泡排剂的情况作为示例。 0045 首先， 该方法在 S10 开始， 井口光电遥感自控滴注系统 100 启动。在接下来的步骤 S20， 控制装置 3 判断罐体 1 中的当前药剂量是否小于低点阈值。若在步骤 S20 的判断结果 为 “否” ， 即， 当前药剂量不小于低点阈值， 则在接下来的步骤 S50， 判断当前是否处于加注时 段。若在步骤 S50 的判断结果为 “是” ， 即， 当前处于加注时段， 则控制装置 3 向电磁阀 2 发 出命令， 进行加注操作， 同时该方法返回到步骤 S。

26、20。若在步骤 S50 的判断结果为 “否” ， 即， 当前并非处于加注时段， 则控制装置 3 向电磁阀 2 发出命令， 不进行加注操作， 同时该方法 返回到步骤 S20。 0046 另一方面， 若在步骤 S20 的判断结果为 “是” ， 即， 当前泡排剂量小于低点阈值， 则 在步骤 S30， 控制装置 3 通知监控端， 以提醒向罐体 1 中补充泡排剂。接下来， 在步骤 S40， 判断是否超过预定时段仍未补充泡排剂。若在步骤 S40 的判断结果为 “是” ， 即， 超过预定时 段仍未补充泡排剂， 则该方法进行到步骤S80， 控制装置3关闭系统， 并通知监控端。 若在步 骤 S40 的判断结果为。

27、 “否” ， 即， 在预定时段内已向罐体 1 补充泡排剂， 则该方法返回到步骤 S20。可选地， 在步骤 S60， 判断当前泡排剂量是否小于临界阈值 ( 例如， 罐体 1 中的泡排剂 即将耗尽的阈值 )。若在步骤 S60 的判断结果为 “是” ， 即， 当前泡排剂量小于临界阈值， 则 该方法进行到步骤 S80， 控制装置 3 关闭系统， 并通知监控端。若在步骤 S60 的判断结果为 “否” ， 即， 当前泡排剂量不小于临界阈值， 则该方法进行到上述步骤 S50。 0047 需要说明的是， 该方法的上述步骤S40和步骤S60及其各自的后续流程仅为示例， 可以采用其它灵活的不同方案， 本领域的技术。

28、人员完全可以进行各种变通。 例如， 可进行上 说 明 书 CN 102287173 A CN 102287185 A5/5 页 8 述步骤 S40 和步骤 S60 中的任一个及其后续流程， 或者进行上述步骤 S40 和步骤 S60 两者 及其后续流程。同样地， 上述步骤 S50 及其后续流程也仅为用来说明本发明的原理的示例， 本领域的技术人员可以理解， 能够用其它各种标准 ( 例如， 根据来自控制装置 3、 电磁阀 2、 罐体 1 等的各种参数、 或者运行数据 ) 来判断当前是否应当加注。 0048 由此可见， 根据本发明的井口光电遥感自控滴注系统和井口光电遥感自控滴注方 法采用光电一体化控制。

29、， 控制装置可同时使用有线和 / 或无线通信网络信号传输来控制加 注的启动与停止， 实现定时定量、 自动、 连续和全天候加注、 无人看守远程控制， 从而保证了 加注效果， 降低了工人的劳动强度、 以及作业成本， 现场应用效果显著。 并且， 通过设计温控 模块解决了沙漠等地区昼夜温差大和北方冬季寒冷的问题， 从而避免温度变化造成泡排剂 性能变化， 现场应用效果显著。 0049 综上所述， 本领域的技术人员能够理解， 对本发明的上述实施例能够做出各种修 改、 变型及替换， 其均落入如所附权利要求限定的本发明的保护范围。 说 明 书 CN 102287173 A CN 102287185 A1/4 页 9 图 1 说 明 书 附 图 CN 102287173 A CN 102287185 A2/4 页 10 图 2 说 明 书 附 图 CN 102287173 A CN 102287185 A3/4 页 11 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 102287173 A CN 102287185 A4/4 页 12 图 5 说 明 书 附 图 CN 102287173 A 。