一種用于頁巖氣井產(chǎn)出水自動排放、計(jì)量的系統(tǒng)及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于頁巖氣井產(chǎn)出水自動排放、計(jì)量的系統(tǒng)及其使用方法，其包括有連通于頁巖氣井的分離器與污水罐之間的儲水罐，該儲水罐與分離器之間具有上水電磁閥開關(guān)，該儲水罐與污水罐之間具有下水電磁閥開關(guān)，其中，儲水罐上還設(shè)置有可實(shí)時監(jiān)測該儲水罐水位的液位變送器；同時包括有PLC，該P(yáng)LC分別與液位變送器、上水電磁閥開關(guān)、下水電磁閥開關(guān)、顯示屏連接；通過液位變送器針對儲水罐的高低水位，由PLC控制各開關(guān)的開啟及關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)出水的自動排放、計(jì)量，一方面提高了氣井分離器排液可靠性，另一方面提高了氣井產(chǎn)出水計(jì)量準(zhǔn)確度，促進(jìn)了氣井動態(tài)分析，為氣井制定合理的生產(chǎn)制度提供理論依據(jù)，保障頁巖氣井的高效開發(fā)。
【專利說明】
一種用于頁巖氣井產(chǎn)出水自動排放、計(jì)量的系統(tǒng)及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于頁巖氣井產(chǎn)出水自動排放、計(jì)量的系統(tǒng)及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前頁巖氣井分離器分離出的水主要采用疏水閥進(jìn)行自動排放，該設(shè)備主要依靠浮球在浮力作用下上下移動并帶動閥片進(jìn)行開關(guān)，由于閥內(nèi)閥片易被液體中的雜質(zhì)卡住，導(dǎo)致閥片關(guān)不嚴(yán)或打不開等情形，進(jìn)而導(dǎo)致疏水閥串氣或分離器內(nèi)水不能及時排出進(jìn)入集氣管網(wǎng)等問題。
[0003]因浮球上下移動過程中疏水閥的開關(guān)程度是逐漸變化的，導(dǎo)致疏水閥排出的水流量不穩(wěn)定，產(chǎn)出水流量計(jì)計(jì)量誤差較大，造成氣井生產(chǎn)動態(tài)分析困難。目前頁巖氣井一般選用電磁流量計(jì)、渦輪流量計(jì)等進(jìn)行產(chǎn)出水計(jì)量，同時也根據(jù)氣井產(chǎn)水量的不同選用不同的量程，但產(chǎn)出水計(jì)量誤差仍較大，部分產(chǎn)水量較大的集氣站不得不采用污水罐液位計(jì)量，不利于現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)無人值守。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，本發(fā)明旨在提供一種用于頁巖氣井產(chǎn)出水自動排放、計(jì)量的系統(tǒng)及其使用方法，一方面提高了氣井分離器排液可靠性，另一方面提高了氣井產(chǎn)出水計(jì)量準(zhǔn)確度，促進(jìn)了氣井動態(tài)分析，為氣井制定合理的生產(chǎn)制度提供理論依據(jù)，保障頁巖氣井的高效開發(fā)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0006]—種用于頁巖氣井產(chǎn)出水自動排放、計(jì)量的系統(tǒng)，其包括有連通于頁巖氣井的分離器與污水罐之間的儲水罐，該儲水罐與所述分離器之間具有上水電磁閥開關(guān)，該儲水罐與所述污水罐之間具有下水電磁閥開關(guān)，其中，所述儲水罐上還設(shè)置有可實(shí)時監(jiān)測該儲水罐水位的液位變送器；
[0007]還包括有PLC，該P(yáng)LC的一輸入端口與所述液位變送器的輸出端相連接，該P(yáng)LC的輸出端口分別連接有所述上水電磁閥開關(guān)、所述下水電磁閥開關(guān)及顯示屏。
[0008]進(jìn)一步的，所述儲水罐為一具有容積的疏水閥。
[0009]進(jìn)一步的，所述儲水罐并聯(lián)有一旁通閥門，該旁通閥門的進(jìn)口端連接于所述分離器與上水電磁閥開關(guān)之間；該旁通閥門的出口端連接于所述下水電磁閥開關(guān)與所述污水罐之間；
[0010]所述PLC的輸出端口還連接有該旁通閥門。
[0011 ] 進(jìn)一步的，所述PLC為西門子S7-300系列PLC。
[0012]—種用于頁巖氣井產(chǎn)出水自動排放、計(jì)量的系統(tǒng)的使用方法，其包括步驟有，
[0013]S1、由分離器來水，PLC控制所述下水電磁閥開關(guān)、旁通閥門關(guān)閉、控制所述上水電磁閥開關(guān)打開，由所述儲水罐進(jìn)行儲水，所述液位變送器監(jiān)測該儲水罐的水位；
[0014]S2、當(dāng)所述液位變速器監(jiān)測該儲水罐內(nèi)的水達(dá)到設(shè)定高水位后，由PLC控制所述上水電磁閥開關(guān)關(guān)閉、控制所述下水電磁閥開關(guān)打開，由所述儲水罐進(jìn)行排水，所述液位變速器監(jiān)測該儲水罐的水位；
[0015]S3、當(dāng)所述液位變送器監(jiān)測該儲水罐內(nèi)的水達(dá)到設(shè)定低水位后，由PLC控制所述下水電磁閥開關(guān)關(guān)閉、控制所述上水電磁閥開關(guān)打開，由所述儲水罐再次進(jìn)行儲水，以此重復(fù)；
[0016]S4、所述PLC通過所述液位變送器對設(shè)定高水位與設(shè)定低水位之間的水位差，再乘以所述儲水罐的排水次數(shù)，即可計(jì)算出排水總量并在所述顯示屏中顯示。
[0017]進(jìn)一步的，當(dāng)需維修或清洗所述儲水罐或所述上水電磁閥開關(guān)、所述下水電磁閥開關(guān)時，PLC控制所述上水電磁閥開關(guān)關(guān)閉、控制所述旁通閥門開啟即可。
[0018]本發(fā)明的有益效果:結(jié)構(gòu)簡單，操作便捷，一方面提高了氣井分離器排液可靠性，另一方面提高了氣井產(chǎn)出水計(jì)量準(zhǔn)確度，促進(jìn)了氣井動態(tài)分析，為氣井制定合理的生產(chǎn)制度提供理論依據(jù)，保障頁巖氣井的高效開發(fā)。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意簡圖；
[0020]圖2是本發(fā)明的控制框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合具體實(shí)施例及附圖來進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0022]—種如圖1、圖2所述用于頁巖氣井產(chǎn)出水自動排放、計(jì)量的系統(tǒng)，其包括有連通于頁巖氣井的分離器與污水罐之間的儲水罐11，該儲水罐11與分離器之間具有上水電磁閥開關(guān)10，該儲水罐11與污水罐之間具有下水電磁閥開關(guān)12，其中，儲水罐11上還設(shè)置有可實(shí)時監(jiān)測該儲水罐11水位的液位變送器13;
[0023]該系統(tǒng)還包括有PLC16，比如采用西門子S7-300系列PLC，該P(yáng)LC16的一輸入端口與液位變送器13的輸出端相連接，該P(yáng)LC16的輸出端口分別連接有上水電磁閥開關(guān)1、下水電磁閥開關(guān)12及顯示屏17。
[0024]本發(fā)明通過在現(xiàn)有頁巖氣井產(chǎn)出水自動排放的基礎(chǔ)之上進(jìn)行改進(jìn)研發(fā)，針對以往對產(chǎn)出水排放所具有的排放不及時、排水不穩(wěn)定、計(jì)量誤差大等情形，設(shè)計(jì)具有液位變送器13的儲水罐11，及該儲水罐11進(jìn)出口端的上水電磁閥開關(guān)1、下水電磁閥開關(guān)12進(jìn)行配合排水，操作便捷，一方面提高了氣井分離器排液可靠性，另一方面提高了氣井產(chǎn)出水計(jì)量準(zhǔn)確度，促進(jìn)了氣井動態(tài)分析，為氣井制定合理的生產(chǎn)制度提供理論依據(jù)，保障頁巖氣井的高效開發(fā)。
[0025]本例中，該儲水罐11為一具有容積15的疏水閥，即把疏水閥當(dāng)作儲水罐用，并在該疏水閥上加裝遠(yuǎn)傳的液位變送器13，用于液位控制。
[0026]同時，儲水罐11上并聯(lián)有一旁通閥門14，該旁通閥門14的進(jìn)口端連接于分離器與上水電磁閥開關(guān)10之間；該旁通閥門14的出口端連接于下水電磁閥開關(guān)12與污水罐之間；PLC16的輸出端口還連接有該旁通閥門14，通過PLC16控制旁通閥門14的開啟及關(guān)閉。在進(jìn)行維修或?qū)λ?1或上水電磁閥開關(guān)10、下水電磁閥開關(guān)12進(jìn)行維護(hù)時，可通過該旁通閥門14進(jìn)行排水，保證整個產(chǎn)出水排放的正常運(yùn)作。
[0027]該系統(tǒng)的使用方法，包括步驟有，
[0028]S1、由分離器來水，PLC16控制下水電磁閥開關(guān)12、旁通閥門14關(guān)閉、控制上水電磁閥開關(guān)10打開，由儲水罐11進(jìn)行儲水，液位變送器13監(jiān)測該儲水罐11的水位；
[0029]S2、當(dāng)液位變速器13監(jiān)測該儲水罐11內(nèi)的水達(dá)到設(shè)定高水位后，由PLC16控制上水電磁閥開關(guān)10關(guān)閉、控制下水電磁閥開關(guān)12打開，由儲水罐11進(jìn)行排水，液位變速器13監(jiān)測該儲水罐11的水位；
[0030]S3、當(dāng)液位變送器13監(jiān)測該儲水罐11內(nèi)的水達(dá)到設(shè)定低水位后，由PLC16控制下水電磁閥開關(guān)12關(guān)閉、控制上水電磁閥開關(guān)10打開，由儲水罐11再次進(jìn)行儲水，以此重復(fù)；
[0031]S4、PLC16通過液位變送器13對設(shè)定高水位與設(shè)定低水位之間的水位差，再乘以儲水罐11的排水次數(shù)，即可計(jì)算出排水總量并在顯示屏17中顯示。
[0032]對于自動排放，由液位變送器13實(shí)時監(jiān)測儲水罐11中的水位，并在PLC16內(nèi)事先設(shè)定儲水罐11中的高水位、低水位基準(zhǔn)，當(dāng)液位變送器13監(jiān)測至儲水罐11中的水位在該設(shè)定高水位、設(shè)定低水位位置時，由PLC16控制相應(yīng)的上水電磁閥開關(guān)10、下水電磁閥開關(guān)12開啟或關(guān)閉，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)分離器流至該儲水罐11中的水自動排出至污水罐中。
[0033]而計(jì)量功能，則是通過儲水罐11的排水次數(shù)與設(shè)定高低水位差，在PLC16中進(jìn)行乘法運(yùn)算得出。
[0034]最后，當(dāng)需維修或清洗儲水罐11或上水電磁閥開關(guān)1、下水電磁閥開關(guān)12時，PLCl 6控制上水電磁閥開關(guān)1關(guān)閉、控制旁通閥門14開啟即可，以保證整個頁巖氣井的正常運(yùn)作。
[0035]以上對本發(fā)明實(shí)施例所提供的技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明實(shí)施例的原理以及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只適用于幫助理解本發(fā)明實(shí)施例的原理；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，在【具體實(shí)施方式】以及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于頁巖氣井產(chǎn)出水自動排放、計(jì)量的系統(tǒng)，其特征在于:包括有連通于頁巖氣井的分離器與污水罐之間的儲水罐(11)，該儲水罐(11)與所述分離器之間具有上水電磁閥開關(guān)(10)，該儲水罐(11)與所述污水罐之間具有下水電磁閥開關(guān)(12)，其中，所述儲水罐(11)上還設(shè)置有可實(shí)時監(jiān)測該儲水罐(11)水位的液位變送器(13); 還包括有PLC(16)，該P(yáng)LC( 16)的一輸入端口與所述液位變送器(I3)的輸出端相連接，該P(yáng)LC(16)的輸出端口分別連接有所述上水電磁閥開關(guān)(10)、所述下水電磁閥開關(guān)(12)及顯示屏(17)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于頁巖氣井產(chǎn)出水自動排放、計(jì)量的系統(tǒng)，其特征在于:所述儲水罐(11)為一具有容積(15)的疏水閥。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于頁巖氣井產(chǎn)出水自動排放、計(jì)量的系統(tǒng)，其特征在于:所述儲水罐(11)并聯(lián)有一旁通閥門(14)，該旁通閥門(14)的進(jìn)口端連接于所述分離器與上水電磁閥開關(guān)(10)之間；該旁通閥門(14)的出口端連接于所述下水電磁閥開關(guān)(12)與所述污水罐之間； 所述PLC( 16)的輸出端口還連接有該旁通閥門(14)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于頁巖氣井產(chǎn)出水自動排放、計(jì)量的系統(tǒng)，其特征在于:所述PLC(16)為西門子S7-300系列PLC。5.—種根據(jù)權(quán)利要求3所述用于頁巖氣井產(chǎn)出水自動排放、計(jì)量的系統(tǒng)的使用方法，其特征在于:包括步驟有， 51、由分離器來水，PLC(16)控制所述下水電磁閥開關(guān)(12)、旁通閥門(14)關(guān)閉、控制所述上水電磁閥開關(guān)(10)打開，由所述儲水罐(11)進(jìn)行儲水，所述液位變送器(13)監(jiān)測該儲水罐(11)的水位； 52、當(dāng)所述液位變速器(13)監(jiān)測該儲水罐(11)內(nèi)的水達(dá)到設(shè)定高水位后，由PLC(16)控制所述上水電磁閥開關(guān)(10)關(guān)閉、控制所述下水電磁閥開關(guān)(12)打開，由所述儲水罐(11)進(jìn)行排水，所述液位變速器(13)監(jiān)測該儲水罐(11)的水位； 53、當(dāng)所述液位變送器(13)監(jiān)測該儲水罐(11)內(nèi)的水達(dá)到設(shè)定低水位后，由PLC(16)控制所述下水電磁閥開關(guān)(12)關(guān)閉、控制所述上水電磁閥開關(guān)(10)打開，由所述儲水罐(11)再次進(jìn)行儲水，以此重復(fù)； 54、所述PLC(16)通過所述液位變送器(13)對設(shè)定高水位與設(shè)定低水位之間的水位差，再乘以所述儲水罐(11)的排水次數(shù)，即可計(jì)算出排水總量并在所述顯示屏(17)中顯示。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述用于頁巖氣井產(chǎn)出水自動排放、計(jì)量的系統(tǒng)的使用方法，其特征在于:當(dāng)需維修或清洗所述儲水罐(11)或所述上水電磁閥開關(guān)(10)、所述下水電磁閥開關(guān)(12)時，PLC(16)控制所述上水電磁閥開關(guān)(10)關(guān)閉、控制所述旁通閥門(14)開啟即可。
【文檔編號】E21B47/047GK105888643SQ201610355598
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月26日
【發(fā)明人】劉華敏, 劉喬平, 夏峰, 喻建川, 謝利江, 朱黨輝, 彭楚翱, 劉丹, 胡恩濤, 管紅玉, 陳晨, 楊博文
【申請人】中石化重慶涪陵頁巖氣勘探開發(fā)有限公司