一种智能柱塞控制装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种智能柱塞控制装置及其控制方法，所述智能柱塞控制装置包括地面控制器、智能柱塞器，所述智能柱塞器内设置有充电通信模块、传感器组件，所述智能柱塞器外侧壁上设置有卡定部件、机械密封部件，机械密封部件位于所述卡定部件下方，所述智能柱塞器内还设置有电机、电机传动杆，所述电机与所述电机传动杆连接，所述电机还与所述充电通信模块连接。本发明专利技术提供的智能柱塞控制装置通过地面控制器与智能柱塞器之间配合形成自动控制流程，从而解决了排液过程中需要人工不间断查看并调整控制参数的问题，提高了举升排液效率，而且自动控制流程也克服了人为制度设置不合理带来的水淹、停产问题。

An intelligent plunger control device and its control method

【技术实现步骤摘要】
一种智能柱塞控制装置及其控制方法
本专利技术属于油气井工艺
，具体涉及一种智能柱塞控制装置及其控制方法。
技术介绍
随着天然油气井在生产过程中不可避免的会产生积液。尤其在油气井生产中后期，如果积液不及时排出将会很大程度上影响油气井产气量。而柱塞气举技术被认为是最优的排水采气方式之一，在西南、长庆等地得到广泛应用。但现有的柱塞气举技术，普遍存在举升效率低，人工管理工作繁琐，需要人工不间断查看并调整控制参数，以达到较好的排采效果，即便如此，仍有不少井会因制度不合理而导致被水淹，减产甚至停产。
技术实现思路
为了解决现有技术中的不足，本专利技术提供了一种智能柱塞控制装置及其控制方法。本专利技术实施例提供了一种智能柱塞控制装置，该智能柱塞控制装置包括：地面控制器、智能柱塞器，所述智能柱塞器内设置有充电通信模块、传感器组件，所述智能柱塞器外侧壁上设置有卡定部件、机械密封部件，机械密封部件位于所述卡定部件下方，所述智能柱塞器内还设置有电机、电机传动杆，所述电机与所述电机传动杆连接，所述电机还与所述充电通信模块连接。在本专利技术的一个实施例中，所述传感器组件包括位置传感器、温度传感器、压力传感器，所述位置传感器设置于所述智能柱塞器一内侧壁，所述温度传感器、所述压力传感器设置于与所述位置传感器对称的另一内侧壁。在本专利技术的一个实施例中，所述卡定部件包括第一卡定部件、第二卡定部件，所述第一卡定部件、所述第二卡定部件对称设置在所述智能柱塞器外侧壁上。在本专利技术的一个实施例中，所述智能柱塞控制装置还包括电路板，所述电路板设置于所述智能柱塞器内，所述电路板与所述充电通信模块、所述位置传感器、所述温度传感器、所述压力传感器、第一卡定部件、第二卡定部件和机械密封部件连接。在本专利技术的一个实施例中，所述充电通信模块包括可充电电池、充电线圈，所述可充电电池通过所述充电线圈实现无线充电。本专利技术另一实施例提供了一种智能柱塞控制方法，其特征在于，应用于上述任意一所述智能柱塞控制装置，所述智能柱塞控制方法包括以下步骤：步骤1、所述地面控制器下发所述智能柱塞器下落指令，所述智能柱塞器启动下落，下落过程中，按照预设采样速率对井内温度进行采集得到第一温度值，所述智能柱塞器在井内继续下落，按照所述预设采样速率对井内温度进行采集得到第二温度值，若所述第二温度值与第一温度值差的绝对值大于等于预设阈值温度时，按照所述预设采样速率对井内压力进行采集得到第一压力值，并根据预设规则计算所述智能柱塞器的卡定位置，若所述第二温度值与第一温度值差的绝对值小于所述预设阈值温度时，所述智能柱塞器在井内继续下落；步骤2、若所述卡定位置为第一位置时，所述智能柱塞器在井内继续下落，若所述卡定位置为第二位置时，所述智能柱塞器自动打开所述第一卡定部件和所述第二卡定部件，同时所述智能柱塞器自动打开机所述机械密封部件，所述第一卡定部件和所述第二卡定部件将所述智能柱塞器卡定于所述第二位置，所述机械密封部件将所述智能柱塞器外为上方与下方；步骤3、当所述智能柱塞器外下方压力上升到第一预设压力阈值时，所述智能柱塞器自动收回所述第一卡定部件和所述第二卡定部件，在所述智能柱塞器外下方压力的作用下，使得所述智能柱塞器及所述智能柱塞器外上方的积液上移；步骤4、当所述智能柱塞器上移至井口防喷管处，所述地面控制器控制所述智能柱塞器自动打开所述第一卡定部件和所述第二卡定部件，所述第一卡定部件和所述第二卡定部件将所述智能柱塞器卡定于所述井口防喷管处，排除所述智能柱塞器外上方的积液，同时所述智能柱塞器自动关闭所述机械密封部件；步骤5、所述地面控制器判断是否需要重新向所述智能柱塞器设置预设积液高度，若需要，则更新所述预设积液高度，重复进行步骤1～5，直至所述智能柱塞器外上方的积液小于等于预设积液阈值，所述智能柱塞器上升到井口所述防喷管处后，所述地面控制器下发所述智能柱塞器停止下落指令，所述智能柱塞器接收停止下落指令，并自动打开所述第一卡定部件和所述第二卡定部件将所述智能柱塞器卡定于所述井口防喷管处，若不需要，保持所述预设积液高度，重复进行步骤1～5，直至所述智能柱塞器外上方的积液小于等于预设积液阈值，所述智能柱塞器上升到井口所述防喷管处后，所述地面控制器下发所述智能柱塞器停止下落指令，所述智能柱塞器接收停止下落指令，自动打开所述第一卡定部件和所述第二卡定部件将所述智能柱塞器卡定于所述井口防喷管处。在本专利技术的一个实施例中，步骤1中所述地面控制器下发所述智能柱塞器下落指令，所述智能柱塞器启动下落之前，包括：所述地面控制器获取地面油管压力、套管压力和油气井深度；根据所述地面油管压力、所述套管压力和所述油气井深度得到井内积液的预设积液高度、所述智能柱塞器的第一预设上升速度和第二预设上升速度，并将所述预设积液高度、所述第一预设上升速度和所述第二预设上升速度设置于所述智能柱塞器中；比较所述地面油管压力、所述套管压力，若所述地面油管压力与所述套管压力的差的绝对值大于第二预设压力阈值时，所述地面控制器激活所述智能柱塞器，并下发所述智能柱塞器下落指令，所述智能柱塞器启动下落，其中，所述地面控制器通过线圈耦合的方式与所述智能柱塞器进行非接触式无线通讯。在本专利技术的一个实施例中，步骤1中根据预设规则计算所述智能柱塞器的卡定位置，包括：所述智能柱塞器在井内继续下落，按照所述预设采样速率对井压力进行采集更新所述第二压力值；根据所述第一压力值、所述第二压力值计算所述智能柱塞器进入积液的实际高度；比较所述积液的实际高度与所述预设积液高度，若所述积液的实际高度小于所述预设积液高度，则所述智能柱塞器的卡定位置为所述第一位置，若所述积液的实际高度大于等于所述预设积液高度，则所述智能柱塞器的卡定位置为所述第二位置。在本专利技术的一个实施例中，步骤5中所述地面控制器判断是否需要向所述智能柱塞器重新设置所述预设积液高度，若需要，则更新所述预设积液高度，包括：所述地面控制器获取当前所述智能柱塞器的上升速度；比较所述智能柱塞器的上升速度与第一预设上升速度，若所述智能柱塞器的上升速度大于所述第一预设上升速度，设置第一调整系数，根据所述第一调整系数更新所述预设积液高度，比较所述智能柱塞器的上升速度与第二预设上升速度，若所述智能柱塞器的上升速度小于所述第二预设上升速度，设置第二调整系数，根据所述第二调整系数更新所述预设积液阈值。在本专利技术的一个实施例中，所述的智能柱塞控制方法，还包括：所述地面控制器接收所述智能柱塞器的电量数据，并根据所述智能柱塞器的电量数据判断是否需要给所述智能柱塞器进行充电处理，若需要充电，则所述地面控制器通过线圈耦合方式与所述智能柱塞器的充电通信模块进行非接触式无线充电，所述智能柱塞器的电量得到预设电量值后，将所述智能柱塞器下放到井内，若不需要充电，则将所述智能柱塞器下放到井内。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术提供的智能柱塞控制装置通过地面控制器与智能柱塞器之间配本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能柱塞控制装置，其特征在于，所述智能柱塞控制装置包括地面控制器、智能柱塞器(1)，所述智能柱塞器(1)内设置有充电通信模块(2)、传感器组件(3)，所述智能柱塞器(1)外侧壁上设置有卡定部件(4)、机械密封部件(5)，机械密封部件(5)位于所述卡定部件(4)下方，所述智能柱塞器(1)内还设置有电机(6)、电机传动杆(7)，所述电机(6)与所述电机传动杆(7)连接，所述电机(6)还与所述充电通信模块(2)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能柱塞控制装置，其特征在于，所述智能柱塞控制装置包括地面控制器、智能柱塞器(1)，所述智能柱塞器(1)内设置有充电通信模块(2)、传感器组件(3)，所述智能柱塞器(1)外侧壁上设置有卡定部件(4)、机械密封部件(5)，机械密封部件(5)位于所述卡定部件(4)下方，所述智能柱塞器(1)内还设置有电机(6)、电机传动杆(7)，所述电机(6)与所述电机传动杆(7)连接，所述电机(6)还与所述充电通信模块(2)连接。


2.根据权利要求1所述的智能柱塞控制装置，其特征在于，所述传感器组件(3)包括位置传感器(31)、温度传感器(32)、压力传感器(33)，所述位置传感器(31)设置于所述智能柱塞器(1)一内侧壁，所述温度传感器(32)、所述压力传感器(33)设置于与所述位置传感器(31)对称的另一内侧壁。


3.根据权利要求1所述的智能柱塞控制装置，其特征在于，所述卡定部件(4)包括第一卡定部件(41)、第二卡定部件(42)，所述第一卡定部件(41)、所述第二卡定部件(42)对称设置在所述智能柱塞器(1)外侧壁上。


4.根据权利要求2所述的智能柱塞控制装置，其特征在于，所述智能柱塞控制装置还包括电路板(8)，所述电路板(8)设置于所述智能柱塞器(1)内，所述电路板(8)与所述充电通信模块(2)、所述位置传感器(31)、所述温度传感器(32)、所述压力传感器(33)、第一卡定部件(41)、第二卡定部件(42)和机械密封部件(5)连接。


5.根据权利要求1所述的智能柱塞控制装置，其特征在于，所述充电通信模块(2)包括可充电电池(21)、充电线圈(22)，所述可充电电池(21)通过所述充电线圈(22)实现无线充电。


6.一种智能柱塞控制方法，其特征在于，应用于权利要求1～5任意一所述智能柱塞控制装置，所述智能柱塞控制方法包括以下步骤：
步骤1、所述地面控制器下发所述智能柱塞器(1)下落指令，所述智能柱塞器(1)启动下落，下落过程中，按照预设采样速率对井内温度进行采集得到第一温度值，所述智能柱塞器(1)在井内继续下落，按照所述预设采样速率对井内温度进行采集得到第二温度值，若所述第二温度值与第一温度值差的绝对值大于等于预设阈值温度时，按照所述预设采样速率对井内压力进行采集得到第一压力值，并根据预设规则计算所述智能柱塞器(1)的卡定位置，若所述第二温度值与第一温度值差的绝对值小于所述预设阈值温度时，所述智能柱塞器(1)在井内继续下落；
步骤2、若所述卡定位置为第一位置时，所述智能柱塞器(1)在井内继续下落，若所述卡定位置为第二位置时，所述智能柱塞器(1)自动打开所述第一卡定部件(41)和所述第二卡定部件(42)，同时所述智能柱塞器(1)自动打开机所述机械密封部件(5)，所述第一卡定部件(41)和所述第二卡定部件(42)将所述智能柱塞器(1)卡定于所述第二位置，所述机械密封部件(5)将所述智能柱塞器(1)外为上方与下方；
步骤3、当所述智能柱塞器(1)外下方压力上升到第一预设压力阈值时，所述智能柱塞器(1)自动收回所述第一卡定部件(41)和所述第二卡定部件(42)，在所述智能柱塞器(1)外下方压力的作用下，使得所述智能柱塞器(1)及所述智能柱塞器(1)外上方的积液上移；
步骤4、当所述智能柱塞器(1)上移至井口防喷管处，所述地面控制器控制所述智能柱塞器(1)自动打开所述第一卡定部件(41)和所述第二卡定部件(42)，所述第一卡定部件(41)和所述第二卡定部件(42)将所述智能柱塞器(1)卡定于所述井口防喷管处，排除所述智能柱塞器(1)外上方的积液，同时所述智能柱塞器(1)自动关闭所述机械密封部件(5)；
步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：王崇峰，周明刚，杨琨，王振华，康学玺，孙晓飞，李晓朋，
申请(专利权)人：西安思坦仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61