一种井用柱塞控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种井用柱塞控制系统，涉及天然气设备技术领域，发明专利技术采用控制表头、到达传感器、气动薄膜阀、电磁阀、ACF两相流流量计等器件综合改进现有井用柱塞控制系统，能够实现对液体段塞的准确判断，结合ACF两相流流量计，可以将单井产气、产液量进行有效计量，气相计量精度最高可达1％，液相计量精度可达10％，有了气、液产量精确计量，可以更好的优化生产工艺与制度。

A Piston Control System for Wells

The invention discloses a plunger control system for wells, which relates to the technical field of natural gas equipment. The present plunger control system for wells can be comprehensively improved by using control meters, arrival sensors, pneumatic film valves, solenoid valves, ACF two-phase flow meters and other devices. The accurate judgment of liquid slugs can be realized. Combining with ACF two-phase flow meters, gas and liquid production in a single well can be entered. With effective metering, the gas phase metering accuracy can reach up to 1%, and the liquid phase metering accuracy can reach 10%. With accurate metering of gas and liquid production, the production process and system can be better optimized.

【技术实现步骤摘要】
一种井用柱塞控制系统
本专利技术属于天然气设备
，涉及井口装置，尤其是一种为低压、低产、低丰度、非均质性强的复杂气田平稳生产提供一种新技术途径的控制系统。
技术介绍
随着气田的开发，管理单井的数量逐年攀升，产水气井日益增多，产水量逐渐增大。由于气井单井产量低，携液能力较差，容易造成井底积液，给气井生产造成不利影响，排水采气工作日益突出。在现有技术中，普遍安装柱塞气举排水采气系统，柱塞气举的能量主要来源于储存在套压管内的高压气体；通过柱塞气举排水采气，井底积液可以有效排除，但目前技术上对于柱塞托举液柱的判断或者计量一直都处于空白状态。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术采用控制表头、到达传感器、气动薄膜阀、电磁阀、ACF两相流流量计等器件综合改进现有井用柱塞控制系统，能够实现对液体段塞的准确判断，结合ACF两相流流量计，可以将单井产气、产液量进行有效计量，气相计量精度最高可达1％，液相计量精度可达10％，有了气、液产量精确计量，可以更好的优化生产工艺与制度。本专利技术通过以下技术手段解决上述问题：一种井用柱塞控制系统，其特征在于，包括根据不同生产制度的控制表头、用于实时采集油压的到达传感器、用于执行开井和关井的气动薄膜阀、用于来控制所述气动薄膜阀的电磁阀，其中：所述控制表头的表头第一接口为预留接口用于安装相应的堵头，控制表头的表头第二接用于连接柱塞的远传装置，控制表头的表头第三接口用于连接电磁阀的磁阀第一接口，控制表头的表头第四接口用于连接到达传感器的传感第二接口；所述达传感器的传感第一接口用于实时测量油压的压力；所述气动薄膜阀的薄膜阀接口连接电磁阀的磁阀第二接口；所述电磁阀的磁阀第三接口连接采气树套管分液、减压后的气源。进一步的，还包括安装于管道上截断阀下游、外输阀上流的ACF两相流流量计。进一步的，所述控制表头通过取压法兰安装于采气树的套压端。进一步的，所述达传感器安装于防喷管的下方位置。进一步的，所述气动薄膜阀安装于采气树针阀上游。进一步的，所述电磁阀安装于采气树套压端分液减压的相关装置后。进一步的，该井用柱塞控制系统利用油压的标准偏差分析判断出液柱到达时刻，包括如下判断步骤：A1)连续采集和记录油压数据(样本油压值)；A2)对记录的油压数据样本进行标准偏差计算,对实时采集油压值与样本油压平均值作比较；A3)计算出标准偏差数值是否大于预设阈值，计算出实时油压值是否大于样本油压平均值；A4)当计算出的标准偏差数值大于预设阈值且实时油压值大于样本油压平均值时，系统则判断液柱到达；A5)当计算出的标准偏差数值小于预设阈值或实时油压值小于样本油压平均值时，跳转至步骤A1)。进一步的，所述判断步骤还包括：在开井初期，系统实时采集油压值与样本油压平均值进行比较，当监测到标准偏差数值大于预设阈值、且实时采集油压值大于样本油压平均值时，系统可以判断出液柱的到达时刻。本专利技术的一种井用柱塞控制系统具有以下有益效果：本专利技术采用控制表头、到达传感器、气动薄膜阀、电磁阀、ACF两相流流量计等器件综合改进现有井用柱塞控制系统，能够实现对液体段塞的准确判断，结合ACF两相流流量计，可以将单井产气、产液量进行有效计量，气相计量精度最高可达1％，液相计量精度可达10％，有了气、液产量精确计量，可以更好的优化生产工艺与制度。本专利技术的利用油压标准偏差对比预设阈值的技术方案，同时结合实时油压与样本油压平均值对比的技术方案，采用双重判断不仅可以有效避免因为压力传感器本身精度与稳定性问题所带来的噪声影响，而且可以对单井产气、产液量进行有效计量，气相计量精度最高可达1％，液相计量精度可达10％。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述。图1是本专利技术提供的井用柱塞控制系统的结构示意图；图2是本专利技术提供的控制表头的结构示意图；图3是本专利技术提供的到达传感器的结构示意图；图4是本专利技术提供的气动薄膜阀的结构示意图；图5是本专利技术提供的电磁阀的结构示意图；图6是本专利技术工作过程中油压与套压的数据曲线；图7是本专利技术工作过程中标准偏差值与油压比较值的数据曲线；图8是本专利技术工作过程中瞬时液量和气量的数据曲线。图中，1为控制表头；101为表头第一接口；102为表头第二接口；103为表头第三接口；104为表头第四接口；2为到达传感器；201为传感第一接口；202为传感第二接口；3为气动薄膜阀；301为薄膜阀接口；4为电磁阀；401为磁阀第一接口；402为磁阀第二接口；403为磁阀第三接口；5为柱塞；6为防喷管。具体实施方式在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。以下将结合附图对本专利技术进行详细说明。如图1所示，一种井用柱塞控制系统，包括根据不同生产制度的控制表头1、用于实时采集油压的到达传感器2、用于执行开井和关井的气动薄膜阀3、用于来控制所述气动薄膜阀3的电磁阀4。该系统还包括安装于管道上截断阀下游、外输阀上流的ACF两相流流量计。图1中，井用柱塞控制系统安装在井身结构上，控制表头1通过取压法兰安装于采气树的套压端，达传感器2安装于防喷管6的下方位置，气动薄膜阀3安装于采气树针阀上游，电磁阀4安装于采气树套压端分液减压的相关装置后。具体的，控制表头1根据设置的定时开关、时间优化、压力微升、压力回升、压力跌落等制度来开井。当柱塞5在套压的压力下托举液柱缓慢上升，到达传感器2实时采集油压并进行相关数据计算来判断液柱是否达到，当判断液住到达时，到达传感器2发送积液指令到ACF两相流流量计开始积液计量；当液住排泄完后，柱塞5到达顶部，到达传感器2检测到柱塞5到达，发送积气指令到ACF两相流流量计恢复积气计量；柱塞控制表头1根据设置的制度或到达传感器2采集的油压来控制关井，等待下一轮的开井排液产气。需要进一步说明的是，结合图1采气树的结构，控制表头1部分安装在套压处，从套压处取压进行套压测量，从套压处取压经过分液减压再接到电磁阀4，作为气动薄膜阀3的供气压力。如图2至图5所示，控制表头1的表头第一接口101为预留接口用于安装相应的堵头，控制表头1的表头第二接102用于连接柱塞5的远传装置，控制表头1的表头第三接口103用于连接电磁阀4的磁阀第一接口401，控制表头1的表头第四接口104用于连接到达传感器2的传感第二接口202；达传感器2的传感第一接口201用于实时测量油压的压力；气动薄膜阀3的薄膜阀接口301连接电磁阀4的磁阀第二接口402；电磁阀4的磁阀第三接口403连接采气树套管分液、减压后的气源。其中，控制表头1用于实时采集油压、实时进行数据计算来判断液柱是否到达、判断柱塞是否到达、发送指令到ACF两相流流量计、采集流量计本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井用柱塞控制系统，其特征在于，包括根据多种生产制度来控制开井和关井的控制表头(1)、用于实时采集油压的到达传感器(2)、用于执行开井和关井的气动薄膜阀(3)、用于来控制所述气动薄膜阀(3)的电磁阀(4)，其中：所述控制表头(1)的表头第一接口(101)为预留接口用于安装相应的堵头，控制表头(1)的表头第二接(102)用于连接柱塞(5)的远传装置，控制表头(1)的表头第三接口(103)用于连接电磁阀(4)的磁阀第一接口(401)，控制表头(1)的表头第四接口(104)用于连接到达传感器(2)的传感第二接口(202)；所述达传感器(2)的传感第一接口(201)用于实时测量油压的压力；所述气动薄膜阀(3)的薄膜阀接口(301)连接电磁阀(4)的磁阀第二接口(402)；所述电磁阀(4)的磁阀第三接口(403)连接采气树套管分液、减压后的气源。

【技术特征摘要】
1.一种井用柱塞控制系统，其特征在于，包括根据多种生产制度来控制开井和关井的控制表头(1)、用于实时采集油压的到达传感器(2)、用于执行开井和关井的气动薄膜阀(3)、用于来控制所述气动薄膜阀(3)的电磁阀(4)，其中：所述控制表头(1)的表头第一接口(101)为预留接口用于安装相应的堵头，控制表头(1)的表头第二接(102)用于连接柱塞(5)的远传装置，控制表头(1)的表头第三接口(103)用于连接电磁阀(4)的磁阀第一接口(401)，控制表头(1)的表头第四接口(104)用于连接到达传感器(2)的传感第二接口(202)；所述达传感器(2)的传感第一接口(201)用于实时测量油压的压力；所述气动薄膜阀(3)的薄膜阀接口(301)连接电磁阀(4)的磁阀第二接口(402)；所述电磁阀(4)的磁阀第三接口(403)连接采气树套管分液、减压后的气源。2.如权利要求1所述的一种井用柱塞控制系统，其特征在于，还包括安装于管道上截断阀下游、外输阀上流的ACF两相流流量计。3.如权利要求2所述的一种井用柱塞控制系统，其特征在于，所述控制表头(1)通过取压法兰安装于采气树的套压端。4.如权利要求3所述的一种井用柱...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘涛，王士兴，史宁辉，
申请(专利权)人：西安安森智能仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61