本发明专利技术为油气井大型酸压返排过程中残酸在线处理系统及处理方法，该系统包括检测支路、碱液排放支路以及控制支路；检测支路中设置有传感器；碱液排放支路包括碱液罐以及流量控制装置；碱液罐、流量控制装置以及酸液返排通道依次连接；该方法通过传感器检测PH值，控制仪表对比实测值与设定值，并控制流量控制阀开度大小，实现PH值的自动调节；本发明专利技术取代人工抛撒固体碱中和方式，且能够自动控制碱液加入量，准确、稳定，确保油田酸压施工后返排液的pH值能达到环保要求，同时大幅度地降低人员劳动强度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种井下返排液化学参数的地面监测及处理系统，尤其涉及。
技术介绍
现有的残酸中和处理系统普遍应用于工业废水的处理领域，酸液浓度等不会瞬间突变，波动不大；而在石油天然气井场酸化施工工程中，返排酸液的浓度随着时间变化较大，不是某一个固定值，相对应的控制系统需要实时准确的监测和控制流量控制阀的开度大小，实现对碱液量的精确控制；因此，现有的残酸中和处理系统无法在油气井酸压过程中残酸处理中应用。中国专利CN101493705公开了一种自动控制酸碱中和的设备中使用的控制器，该控制器由PID调节技术与模糊控制技术两种控制方式相结合；经过分析，该技术存在以下方面的缺陷:1、技术工艺复杂，且供液泵采用外界电源供电，不适于野外复杂井场环境的施工，在野外施工的过程中相应的配套设施很难达到要求。2、供液泵加入酸碱液，中和反应的酸碱液流量较小，不适合油田大型酸压施工后几千方至几万方残酸液在线中和处理的要求。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术中的残酸中和处理系统不适用于油田大型酸压施工后的残酸液在线中和处理的问题，提供了一种，本专利技术通过对井下返排液的地面监测系统进行结构改进，实现了对中和后酸液的在线监测和在线控制。本专利技术的技术方案如下:油气井大型酸压返排过程中残酸在线处理系统，所述系统包括检测支路、碱液排放支路以及控制支路；所述检测支路用于检测酸液返排通道内酸度值，并将检测结果输入所述控制支路；所述碱液排放支路包括碱液罐I以及流量控制装置，所述流量控制装置通过所述控制支路的控制信号，控制碱液的排放；所述检测支路包括传感器；所述控制支路实时提取通道内酸液酸度数值检测并实时控制所述碱液排放支路的流量控制装置的碱液流量。所述碱液排放支路通过碱液出口 4将碱液加入所述酸液返排通道内；在所述碱液出口 4处形成负压，所述碱液在负压下被吸入所述酸液返排通道内，对酸液进行中和处理；当返排液体连续流出时，液碱在节流位置产生稳定的负压吸力，吸力的大小与负压的大小和连通部分的横截面积有关；液碱受自身重力和负压吸力的双重作用下流入放喷管线；此外，负压的大小还与酸液流速有关。本专利技术另一个创新点在于通过控制仪表实时控制碱液的排放，并通过传感器实时检测，动态控制。所述控制支路包括控制仪表7，所述控制仪表7包括信号输入输出单元，比较计算单元，控制信号单元和显示单元；所述控制单元7的信号输入输出单元与所述传感器连接；所述控制仪表7的比较计算单元根据传感器传回的酸度信号进行比较和计算，并通过所述控制信号单元将控制碱液流量信号通过信号输入输出单元发送给所述流量控制装置，控制碱液的注入流量。所述传感器包括酸度传感器6-1和PH传感器6-2 ；所述酸度传感器6-1与PH传感器6-2串接设置在所述检测支路中，且所述酸度传感器6-1与PH传感器6-2的信号输出端分别与控制仪表7的信号输入输出单兀连接；所述控制仪表7的检测信号通过所述信号输入输出单元与所述酸度传感器6-1与PH传感器6-2的信号输入端连接，用于实时控制实时检测酸度。为了实现控制碱液的流量控制，所述碱液排放支路的流量控制装置包括流量控制阀2、截止阀3 ；所述碱液罐I依次与所述流量控制阀2、截止阀3和碱液出口 4连接，将所述酸液根据控制仪表7的流量要求排入所述酸液返排通道内；所述控制仪表7的信号输入输出端与所述流量控制阀2中的信号接收部件相连接，控制阀门开度。所述检测支路还包括取样口 5和样液出口 8 ；所述取样口 5设置在所述检测支路的入口处，所述样液出口 8设置在所述检测支路的出口处；所述取样口 5与所述传感器连接，将取得的样品进行酸度和PH值检测，并将所述样液通过样液出口 8排回所述酸液返排通道。本专利技术为了解决现有技术中由于使用供液装置，所以需要外接电源和泵的配合操作，现有技术中采用供液泵供液非常繁琐，且电源等受条件所困，当操作环境不具备时，无法实施的后果，而本专利技术所述碱液排放支路通过碱液出口 4将碱液加入所述酸液返排通道内；在所述碱液出口 4处形成负压，所述碱液在负压下被吸入所述酸液返排通道内，对酸液进行中和处理；本专利技术另一个专利技术点是油气井大型酸压返排过程中残酸在线处理方法，所述方法的步骤为，步骤1，设置硬件处理系统步骤:搭建好所述油气井大型酸压返排过程中残酸在线处理系统；步骤2，处理前准备步骤:向所述碱液罐I中注入碱液；在所述控制仪表(7)中设置PH设定值；PH设定值的大小根据现场要求而定，一般情况下要求完全中和，即PH值设定为7 ;步骤3，检测样液步骤:所述控制仪表7发出检测指令，打开所述取样口 5和样液出口 8，残酸溶液由所述取样口 5依次流经所述酸度传感器6-1和PH传感器6-2，并将样液通过所述样液出口 8排回所述酸液返排通道；步骤4，获取样液信息步骤:通过所述酸度传感器6-1和PH传感器6_2检测所述残酸溶液的酸度和PH值，将检测值传输至所述控制仪表7 ；步骤5，样液与设定值比对步骤:所述控制仪表7的比较计算单元对比所述获取的检测值与设定值的大小；由于返排液是不断排出的，那么出口处PH值不可能是一个固定值，需不断对比设定值与检测值大小，进而确定液碱处流量控制阀是开大或是关小，以调节碱液量；步骤6，若检测值小于PH设定值:则通过所述控制仪表7的控制信号单元发出指令，加大所述流量控制阀2的开启程度，同时开启所述截止阀3，使所述碱液罐I中的碱液依靠液位压力和所述酸液返排通道中流体高速运动产生的负压，依次经过所述流量控制阀2、截止阀3以及碱液出口 4，最终流入所述酸液返排通道，并与其中的残酸溶液进行中和反应；步骤7，若检测值大于PH设定值:则通过所述控制仪表7的控制信号单元发出指令，减小所述流量控制阀2的开启程度；步骤8，重复所述步骤3?7的操作，直至完成对全部酸液的中和处理过程；步骤9，输出结果。所述处理系统中和的酸液排量小于等于50m3/h。在对残酸进行中和处理过程中，残酸浓度是一定的，而碱液罐I中可储存不同浓度的碱液，应当分别考虑碱液浓度不同时每方残酸所需要的碱液量。例如，当残酸浓度为5%，碱液浓度20%时，每方残酸所需的碱液量为0.24m3，此时流量控制阀2所处开度为A位置，根据传感器6检测到的数据及反馈信号，自动控制流量控制阀2的开度大小。例如，检测到的结果显示PH值为6?6.5之间，此时呈弱酸性，相应的反馈信号会控制流量控制阀2开度增大一档，此时供应碱液量加大，当检测到的结果显示PH值为5.5?6之间，此时呈酸性，相应的反馈信号会控制流量控制阀2开度增大二档，此时供应碱液量进一步加大，通过综合后的检测结果再确定流量控制阀2的开度是增大还是减小。当检测到的返排液成碱性时，相应的减小流量控制阀2的开度，减少碱液供应，达到调节酸碱性的要求。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于:1、通过酸度传感器6-1和PH值传感器6-2实现对中和后的酸液的实时监测，反馈信号以电流的形式反馈到控制仪表7，控制仪表7根据电流的大小调节流量控制阀2的开启程度，实现调节残酸PH值的作用，实现了中和效果的可视性及在线监测和在线调节，具有可控性强，可调范围大，实时准确等优点。2、利用井下返排液高速流动时产生的负压加入中和碱液的方法，无需配备相应的供液泵或外接高压电源等设备，消除了传统人工本文档来自技高网...
【技术保护点】
油气井大型酸压返排过程中残酸在线处理系统，其特征在于： 所述系统包括检测支路、碱液排放支路以及控制支路； 所述检测支路用于检测酸液返排通道内酸度值，并将检测结果输入所述控制支路；所述碱液排放支路包括碱液罐(1)以及流量控制装置，所述流量控制装置通过所述控制支路的控制信号，控制碱液的排放； 所述检测支路包括传感器；所述控制支路实时提取通道内酸液酸度数值检测并实时控制所述碱液排放支路的流量控制装置的碱液流量。
【技术特征摘要】
1.油气井大型酸压返排过程中残酸在线处理系统，其特征在于: 所述系统包括检测支路、碱液排放支路以及控制支路； 所述检测支路用于检测酸液返排通道内酸度值，并将检测结果输入所述控制支路；所述碱液排放支路包括碱液罐(I)以及流量控制装置，所述流量控制装置通过所述控制支路的控制信号，控制碱液的排放； 所述检测支路包括传感器；所述控制支路实时提取通道内酸液酸度数值检测并实时控制所述碱液排放支路的流量控制装置的碱液流量。2.根据权利要求1所述油气井大型酸压返排过程中残酸在线处理系统，其特征在于: 所述碱液排放支路通过碱液出口(4)将碱液加入所述酸液返排通道内；在所述碱液出口(4)处形成负压，所述碱液在负压下被吸入所述酸液返排通道内，对酸液进行中和处理。3.根据权利要求1所述油气井大型酸压返排过程中残酸在线处理系统，其特征在于: 所述控制支路包括控制仪表(7)，所述控制仪表(7)包括信号输入输出单元，比较计算单元，控制信号单元和显示单元；所述控制单元(7)的信号输入输出单元与所述传感器连接；所述控制仪表(7)的比较计算单元根据传感器传回的酸度信号进行比较和计算，并通过所述控制信号单元将控制碱液流量信号通过信号输入输出单元发送给所述流量控制装置，控制碱液的注入流量。4.根据权利要求1所述油气井大型酸压返排过程中残酸在线处理系统，其特征在于: 所述传感器包括酸度传 感器(6-1)和PH传感器(6-2)； 所述酸度传感器(6-1)与PH传感器(6-2)串接设置在所述检测支路中，且所述酸度传感器(6-1)与PH传感器(6-2)的信号输出端分别与控制仪表(7)的信号输入输出单兀连接；所述控制仪表(7)的检测信号通过所述信号输入输出单元与所述酸度传感器(6-1)与PH传感器(6-2)的信号输入端连接，用于实时控制实时检测酸度。5.根据权利要求1所述油气井大型酸压返排过程中残酸在线处理系统，其特征在于: 所述碱液排放支路的流量控制装置包括流量控制阀(2)、截止阀(3)； 所述碱液罐(I)依次与所述流量控制阀(2)、截止阀(3)和碱液出口(4)连接，将所述酸液根据控制仪表(7)的流量要求排入所述酸液返排通道内； 所述控制仪表(7)的信号输入输出端与所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵立帅，马文斌，华继军，别香平，贺冬，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司江汉油田分公司采油工艺研究院，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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