一种气井智能节流系统与方法技术方案

本发明专利技术公开了一种气井智能节流系统与方法，属于气井开发采气领域。该系统包括：第一压力传感器、控制器、调节装置，以及，位于气井井口的生产阀门。第一压力传感器、控制器、调节装置顺次电性连接，并随生产管柱下入气井内产层的上方。生产阀门用于在气井井口产生具有预设变化幅度的气压信号。第一压力传感器用于接收气压信号，并将气压信号传输给控制器。控制器用于接收并处理气压信号，获得对应的调产指令。调节装置用于根据调产指令调节气井的产气量。本发明专利技术通过生产阀门在井口产生特定的气压信号，即可在控制器的控制下，利用调节装置控制气井产气量，实现智能节流。其操作简单，下井较方便，便于实施。

【技术实现步骤摘要】
一种气井智能节流系统与方法
本专利技术涉及气井开发采气领域，特别涉及一种气井智能节流系统与方法。
技术介绍
在天然气开采生产过程中，需控制气井的产气量，达到平稳生产的目的。节流开采时，普遍采用在气井中安装具有节流嘴的节流器控制产气量。节流器的节流嘴的嘴径无法实时调节，实现不同等级的节流和调产功能需要更换不同嘴径的节流嘴来实现，劳动强度大，因此，有必要提供一种可以实时调节产气量的气井智能节流系统与方法。现有技术提供了这样一种气井智能节流系统及方法：该系统包括井上机构、伸入气井内产层上方的井下机构和连接元器件。其中，连接元器件将井上机构和井下机构连接以实现二者之间的通讯；井上机构主要包括工控机以及工控机上的控制软件部分；井下机构包括智能式节流装置和能够监测节流前后气压的传感器，智能式节流装置包括电机、传动转换机构、阀杆、节流阀座和阀芯。根据井下的实际环境，由地面上的工控机发出控制指令，经连接元器件发出到智能式节流装置，控制节流阀座与阀芯之间的流通面积，达到节流降压的目的。专利技术人发现现有技术至少存在以下问题：井上机构与井下机构通过连接元器件连通，增加设备下井难度。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种气井智能节流系统与方法，可解决上述技术问题。具体技术方案如下：第一方面，提供了一种气井智能节流系统，所述系统包括：第一压力传感器、控制器、调节装置，以及，位于气井井口的生产阀门；所述第一压力传感器、所述控制器、所述调节装置顺次电性连接，并随生产管柱下入所述气井内产层的上方；所述生产阀门用于在所述气井井口产生具有预设变化幅度的气压信号；所述第一压力传感器用于接收所述气压信号，并将所述气压信号传输给所述控制器；所述控制器用于接收并处理所述气压信号，获得对应的调产指令；所述调节装置用于根据所述调产指令调节所述气井的产气量。在一种可能的设计中，所述调节装置包括：设置在所述生产管柱内的电机和节流阀；所述电机与所述控制器电性连接，用于接收所述调产指令，并根据所述调产指令调节动作状态；所述节流阀与所述电机联动，并在所述电机调节动作状态时，对应调节所述气井的产气量。在一种可能的设计中，所述节流阀包括：设置在所述生产管柱内的阀座、可轴向移动地设置于所述阀座内的阀芯；所述阀芯与所述电机的输出轴联接，以使所述电机驱动阀芯轴向移动，改变气体流通面积。在一种可能的设计中，所述阀座具有柱形空腔；所述阀芯设置成圆台状，且，所述阀芯的最大外径大于所述阀座的内径，最小外径小于所述阀座的内径。在一种可能的设计中，所述阀芯与所述电机的输出轴丝杠连接。在一种可能的设计中，所述系统还包括：与所述控制器电性连接的第二压力传感器；所述第二压力传感器设置在所述调节装置的下方，用于监测所述气井的实时生产气压，并将所述实时生产气压信号传输至所述控制器；所述控制器接收并处理所述实时生产气压信号，并根据处理结果向所述调节装置发出调产指令，直至所述气井的实时生产气压为对应目标产气量的目标生产气压。第二方面，提供了利用上述任一项所述的系统进行井下智能节流的方法，所述方法包括：通过调节生产阀门，在气井井口产生具有预设变化幅度的气压信号；利用所述第一压力传感器接收所述气压信号，并将所述气压信号传输给所述控制器；利用所述控制器处理所述气压信号，获得对应的调产指令；调节装置根据所述调产指令调节所述气井的产气量。在一种可能的设计中，所述通过调节生产阀门，在气井井口产生具有预设变化幅度的气压信号，包括：调节所述生产阀门，调节所述气井井口气压至p1；稳定预设时间后，依次通过调节所述生产阀门，调节所述气井井口气压至p2、p3…pi，获得所述具有预设变化幅度的气压信号；其中，每次调节所述气井井口气压后，均稳定所述预设时间后进行下一次调节。在一种可能的设计中，所述调节装置根据所述调产指令调节所述气井的产气量，包括：根据所述调产指令，所述调节装置中的所述电机调节动作状态，进而调节与所述电机联动的节流阀；利用所述节流阀，调节所述气井的产气量。在一种可能的设计中，所述方法还包括：利用第二压力传感器监测所述气井的实时生产气压，并将所述实时生产气压信号传输至所述控制器；所述控制器接收并处理所述实时生产气压信号，并根据处理结果向所述调节装置发出调产指令，直至所述气井的实时生产气压为对应目标产气量的目标生产气压。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术实施例提供的气井智能节流系统，通过调节气井井口的生产阀门，使其在气井井口产生具有预设变化幅度的气压信号，每一组气压信号与一组调产指令相对应。即，通过调节生产阀门来发出调产指令。由于气体的流动性，位于生产管柱下部的第一压力传感器能够感受井口的气压变化，接收气压信号，并传输至控制器进行处理，控制器对来自第一压力传感器的气压信号进行处理，获得与该具有预设变化幅度的气压信号相对应的处理结果，该处理结果即为能够被调节装置所识别的调产指令。由于调节装置设置在生产管柱上，其根据该调产指令，即可对气井产气量进行调节，即可达到气井智能节流的目的。可见，本专利技术实施例提供的气井智能节流系统，通过使生产阀门与第一压力传感器、控制器、调节装置配合作用，即可控制气井产气量，实现智能节流。其操作简单，下井较方便，便于实施。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的气井智能节流系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的气井智能节流系统的应用状态示意图；图3是本专利技术实施例提供的气井智能节流系统调节产气量时的流程图。其中，图2中，上方的虚线框Ⅰ指的是气井智能节流系统，下方的虚线框Ⅱ指的是气井内部的产层。附图标记分别表示：1-第一压力传感器，2-控制器，3-调节装置，301-电机，302-节流阀，3021-阀座，3022-阀芯，4-生产阀门，5-第二压力传感器，M-生产管柱。具体实施方式除非另有定义，本专利技术实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。第一方面，本专利技术实施例提供了一种气井智能节流系统，如附图1和附图2所示，该系统包括：第一压力传感器1、控制器2、调节装置3，以及，位于气井井口的生产阀门4。其中，第一压力传感器1、控制器2、调节装置3顺次电性连接，并随生产管柱M下入气井内产层的上方；生产阀门4用于在气井井口产生具有预设变化幅度的气压信号；第一压力传感器1用于接收气压信号，并将气压信号传输给控制器2；控制器2用于接收并处理气压信号，获得对应的调产指令；调节装置3用于根据调产指令调节气井的产气量。以下对本专利技术实施例提供的气井智能节流系统的工作原理进行说明：应用时，使第一压力传感器1、控制器2、调节装置3顺次电性连接，并内置在生产管柱M内部预设位置，随生产管柱M下入气井内产层上方合适位置处，举例来说，可以使调节装置3距离产层1-2m，例如1m、1.5m、2m等。通过调节气井井口的生产阀门4，使其在气井井口产生具有预设变化幅度的气压信号，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气井智能节流系统，其特征在于，所述系统包括：第一压力传感器(1)、控制器(2)、调节装置(3)，以及，位于气井井口的生产阀门(4)；所述第一压力传感器(1)、所述控制器(2)、所述调节装置(3)顺次电性连接，并随生产管柱(M)下入所述气井内产层的上方；所述生产阀门(4)用于在所述气井井口产生具有预设变化幅度的气压信号；所述第一压力传感器(1)用于接收所述气压信号，并将所述气压信号传输给所述控制器(2)；所述控制器(2)用于接收并处理所述气压信号，获得对应的调产指令；所述调节装置(3)用于根据所述调产指令调节所述气井的产气量。

【技术特征摘要】
1.一种气井智能节流系统，其特征在于，所述系统包括：第一压力传感器(1)、控制器(2)、调节装置(3)，以及，位于气井井口的生产阀门(4)；所述第一压力传感器(1)、所述控制器(2)、所述调节装置(3)顺次电性连接，并随生产管柱(M)下入所述气井内产层的上方；所述生产阀门(4)用于在所述气井井口产生具有预设变化幅度的气压信号；所述第一压力传感器(1)用于接收所述气压信号，并将所述气压信号传输给所述控制器(2)；所述控制器(2)用于接收并处理所述气压信号，获得对应的调产指令；所述调节装置(3)用于根据所述调产指令调节所述气井的产气量。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述调节装置(3)包括：设置在所述生产管柱(M)内的电机(301)和节流阀(302)；所述电机(301)与所述控制器(2)电性连接，用于接收所述调产指令，并根据所述调产指令调节动作状态；所述节流阀(302)与所述电机(301)联动，并在所述电机(301)调节动作状态时，对应调节所述气井的产气量。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述节流阀(302)包括：设置在所述生产管柱(M)内的阀座(3021)、可轴向移动地设置于所述阀座(3021)内的阀芯(3022)；所述阀芯(3022)与所述电机(301)的输出轴联接，以使所述电机(301)驱动所述阀芯(3022)轴向移动，改变气体流通面积。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述阀座(3021)具有柱形空腔；所述阀芯(3022)设置成圆台状，且，所述阀芯(3022)的最大外径大于所述阀座(3021)的内径，最小外径小于所述阀座(3021)的内径。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述阀芯(3022)与所述电机(301)的输出轴丝杠连接。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：与所述控制器(2)电性连接的第二压力传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：何明格，李杰，尹强，喻成刚，杨云山，李奎，江源，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11