一种远程控制天然气井开启与关闭的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种远程控制天然气井开启与关闭的装置，主要由节流调节阀门、控制软件系统、远程无线通讯系统、太阳能供电系统组成。本发明专利技术的远程自动控制装置与目前的人工操作相比，替代了人工野外现场作业，减少人工的劳动强度，提高工作效率，实现天然气井开启和关闭的自动化和远程控制，提高了气田数字化管理的水平，实现多种间歇采气生产模式，根据天然气井具体工况，采用不同的开启和关闭模式，充分发掘天然气单井的采气能力，提高产气量。

Device for remotely controlling opening and closing of natural gas well

The invention discloses a device for remotely controlling the opening and closing of a natural gas well, which is mainly composed of a throttling regulating valve, a control software system, a remote wireless communication system and a solar power supply system. Remote automatic control device of the invention compared with the manual operation at present, instead of the artificial field operation, reduce labor intensity, improve work efficiency, achieve the natural gas for the opening and closing of automation and remote control, improve the management level of the digital field, to achieve a variety of intermittent gas production mode, according to the specific natural gas wells with different conditions, opening and closing mode, fully tap the natural gas single well gas production capacity, improve the gas production.

【技术实现步骤摘要】
一种远程控制天然气井开启与关闭的装置
本专利技术涉及天然气井采气，具体涉及一种远程控制天然气井开启与关闭的装置。
技术介绍
目前，天然气是一种自然的清洁能源，已广泛的应用于居民日常生活、供暖、发电、化学制品等，替代煤炭可极大的减少CO2的排放量，其需求量越来越大。天然气是由天然气井，将地下数千米的原生气，输送至地面，通过管道输送至天然气处理站，经过净化处理后输送至最终用户，所以天然气井是天然气应用的第一道工序。天然气井设备构成：天然气井以紧急切断保护阀门为界，紧急切断保护阀门的上游为高压气体管段，压力≤PN25Mpa，下游为低压气体管段，压力≤PN6.3Mpa。手动节流阀门是控制天然气井开启采气和关闭采气的装置。紧急切断保护阀门是天然气井的安全保护装置，当其上游的压力超过4.2Mpa时，紧急切断保护阀门将立即关闭，保护其下游低压气体管道的安全。目前天然气井开启采气和关闭采气，由人工操作手动节流阀门的开启和关闭来控制。人工开启天然气井采气操作过程：天然气井开启采气，是由人工操作完成的，通过不断地调节手动节流阀门的开度，将气井的高压力气体降低到输气管道的低压力气体，当气井高压力气体降至工艺要求的输气管道低压力气体时，完成气井的开启采气操作，天然气井处于正常采气生产阶段。气井开启的整个过程必须保证输气管道压力≤4.2Mpa，否则将会引起紧急切断保护阀门的关闭，一旦由于操作不当引起紧急切断保护阀门关闭，气井开启失败。保证天然气井正常开启，是天然气井开启采气的最大难题，目前完全依赖操作人员的经验来完成。目前人工开关井采气存在的问题：天然气井随着开采年数的增长，自然产气量会逐年降低，为延长天然气井的采气寿命，提高天然气井的产气量，只能采用间歇采气的工艺方法生产，即：开启天然气井采气生产一定时间后，当地下天然气体压力降低、采气量降低时，关闭天然气井停止采气，待地下天然气体压力恢复后，再开启天然气井进行采气，并不断的往复循环。根据统计，目前苏里格气田45％的天然气井采用间歇采气工艺生产，并且数量还在逐年增加。目前采用人工现场进行天然气井的开启和关闭，不但增加了员工的劳动强度，而且难以满足生产的需要。天然气井的开启和关闭过程由操作人员的经验和能力决定，对天然气井开启和关闭作业的标准化及处理气井出现的故障不利。天然气井气井大多处于人烟稀少的荒漠、荒山地带，道路艰险，野外作业劳动强度大、效率低、人工费用高、存在较高的行车安全等意外事故发生的风险。当出现雨雪、风沙等恶劣天气，为保证人身安全，不允许操作人员野外现场作业，直接影响生产的正常进行。在场站设备维修或调节用气量高低峰时，需要同时开启或关闭数百口气井，瞬时需要大量的操作人员，常常因人员及车辆的不足，造成开启和关闭不及时，影响生产的正常进行。天然气井开采寿命的中后期，采用间歇采气工艺，由于天然气井开启和关闭的能力不足，只能人为的规定天然气井开启和关闭时间的间隔，无法根据天然气井的实际采气能力进行开启和关闭，不能充分利用和开采天然气资源。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题，提供了一种远程控制天然气井开启与关闭的装置，主要由节流调节阀门、控制软件系统、远程无线通讯系统、太阳能供电系统组成；所述节流调节阀门上设有智能电动控制器；所述控制软件系统设置在远程计算机中；所述太阳能供电系统设置在节流调节阀门外部；所述智能电动控制器连接节流调节阀门；所述控制软件系统通过远程无线通讯系统连接智能电动控制器；所述太阳能供电系统分别连接节流调节阀门、智能电动控制器。进一步地，所述节流调节阀门包括阀体、智能电动控制器、阀杆、节流罩、阀芯、阀座；所述智能电动控制器设置在节流调节阀门的上部；所述阀杆设置在节流调节阀门的中部；所述节流罩设置在节流调节阀门的下部；所述阀芯设置在阀杆的下方，节流罩的内部；所述阀座设置在节流调节阀门的底部。更进一步地，所述智能电动控制器采用电机--行星轮传动机构，具有7路4-20mA模拟量传输通道，1路MODBUS总线，能采集、传输油压、套压、管压、流量、阀位的参数，菜单式操作，中文显示；实时采集天然气井的油压、套压、管压、流量的参数，并对采集的参数进行判断、分析、计算，按照预定的控制程序控制阀门的开度，调节控制天然气井开启过程的压力、流量的平稳性。更进一步地，所述远程无线通讯系统采用GPRS远程通讯的方法，通过终端操作界面，实现控制室对天然气井的集成控制和管理。更进一步地，所述控制软件系统的功能：根据天然气井的压力、流量的参数，采用各种间歇采气生产模式，发掘天然气井的采气能力，提高产气量。更进一步地，所述控制软件系统具体包括：天然气井按时间开启和关闭，并自动循环运行的模块：设定气井采气运行时间，达到设定的时间后自动关闭；设定气井关闭停止采气运行时间，达到设定的时间后自动开启；天然气井按时间开启按流量关闭，并自动循环运行的模块：设定气井关闭停止采气运行时间，达到设定的时间后自动开启；设定气井关闭停止采气运行流量，低于设定的采气流量后自动关闭；天然气井按压力开启按时间关闭，并自动循环运行的模块：设定气井采气运行压力，达到设定的压力后自动开启；设定气井关闭停止采气运行时间，达到设定的采气时间后自动关闭；天然气井按压力开启按流量关闭，并自动循环运行的模块：设定气井采气运行压力，达到设定的压力后自动开启；设定气井关闭停止采气运行流量，低于设定的采气流量后自动关闭。本专利技术的优点：本专利技术的远程自动控制装置与目前的人工操作相比，替代了人工野外现场作业，减少人工的劳动强度，提高工作效率；特殊的阀门结构和智能电动控制器，以及控制程序，保证天然气井开启过程压力调节的平稳性；实现天然气井开启和关闭的自动化和远程控制，提高了气田数字化管理的水平，实现多种间歇采气生产模式，根据天然气井具体工况，采用不同的开启和关闭模式，充分发掘天然气单井的采气能力，提高产气量。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1是本专利技术的一种远程控制天然气井开启与关闭的装置结构框图；图2是本专利技术的一种远程控制天然气井开启与关闭的装置的节流调节阀门结构示意图；图3是本专利技术的一种远程控制天然气井开启与关闭的装置的控制原理框图。图4是本专利技术的一种远程控制天然气井开启与关闭的装置的控制软件系统模块框图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。参考图1，如图1所示的一种远程控制天然气井开启与关闭的装置，主要由节流调节阀门、控制软件系统、远程无线通讯系统、太阳能供电系统组成；所述节流调节阀门上设有智能电动控制器1；所述控制软件系统设置在远程计算机中；所述太阳能供电系统设置在节流调节阀门外部；所述智能电动控制器1连接节流调节阀门；所述控制软件系统通过远程无线通讯系统连接智能电动控制器1；所述太阳能供电系统分别连接节流调节阀门、智能电动控制器1。参考图2，如图2所示，所述节流调节阀门包括阀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种远程控制天然气井开启与关闭的装置，其特征在于，主要由节流调节阀门、控制软件系统、远程无线通讯系统、太阳能供电系统组成；所述节流调节阀门上设有智能电动控制器(1)；所述控制软件系统设置在远程计算机中；所述太阳能供电系统设置在节流调节阀门外部；所述智能电动控制器(1)连接节流调节阀门；所述控制软件系统通过远程无线通讯系统连接智能电动控制器(1)；所述太阳能供电系统分别连接节流调节阀门、智能电动控制器(1)。

【技术特征摘要】
1.一种远程控制天然气井开启与关闭的装置，其特征在于，主要由节流调节阀门、控制软件系统、远程无线通讯系统、太阳能供电系统组成；所述节流调节阀门上设有智能电动控制器(1)；所述控制软件系统设置在远程计算机中；所述太阳能供电系统设置在节流调节阀门外部；所述智能电动控制器(1)连接节流调节阀门；所述控制软件系统通过远程无线通讯系统连接智能电动控制器(1)；所述太阳能供电系统分别连接节流调节阀门、智能电动控制器(1)。2.根据权利要求1所述的远程控制天然气井开启与关闭的装置,其特征在于，所述节流调节阀门包括阀体、智能电动控制器(1)、阀杆(2)、节流罩(3)、阀芯(4)、阀座(5)；所述智能电动控制器(1)设置在节流调节阀门的上部；所述阀杆(2)设置在节流调节阀门的中部；所述节流罩(3)设置在节流调节阀门的下部；所述阀芯(4)设置在阀杆(2)的下方，节流罩(3)的内部；所述阀座(5)设置在节流调节阀门的底部。3.根据权利要求1所述的远程控制天然气井开启与关闭的装置,其特征在于，所述智能电动控制器采用电机--行星轮传动机构，具有7路4-20mA模拟量传输通道，1路MODBUS总线，能采集、传输油压、套压、管压、流量、阀位的参数，菜单式操作，中文显示；实时采集天然气井的油压、套压、管压、流量的参数，并对采集的参数进行判断、分析、计算，按照预定的控制程序...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振良，王希东，杨仕勇，张奇，
申请(专利权)人：西安希佛隆阀门有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61