本发明专利技术涉及油井自发电参数采集及套管气收气控制装置，由热管、制冷剂、装置短接、参数LCD显示、回压传感器、微控器、数传模块、单片机电路板、继电器、单流阀、蓄电池、套管气压力传感器、防爆箱、接线端子盖帽、高压密封接线端子、定子线圈、转子及磁铁、轴承及支架、涡轮、卡箍、整流板、卡箍座、阀门进口、定压阀座、定压阀芯、阀门出口、定压阀体、定压阀弹簧、导向槽、顶杆、调节阀套、阀套密封圈、调节螺栓密封圈、调节螺栓、温度传感器、热箱组成，本发明专利技术结构新颖，解决了多年来困扰油井生产套管气集气及排放的问题，自发电的参数采集，避免了井场参数采集用电的布线乱且不安全的难题，合理有效的套压调控及参数采集,能增加油井产量，提高经济效益，提升油田现代化管理水平。
A kind of parameter acquisition and casing gas receiving control device for oil well self generation
【技术实现步骤摘要】
一种油井自发电参数采集及套管气收气控制装置
本专利技术涉及石油采油生产工艺领域，具体是一种具有自发电功能的油井参数采集及套管气收气控制装置。
技术介绍
在石油采油生产过程中，采油井也伴随着很多天然气，这一部分套管气储存在套管中称作套管气，一般采取集气管汇将其汇入到产液管汇中，通过管道输送到远处的联合站大罐中，进行采集及回收利用，现场常用带有弹簧控制压力的定压阀，当套管气的压力储集到一定量值时，套管气顶开阀门开启，但这种阀门有一个致命的弱点，当套管气排放时，在弹簧的作用下阀芯与阀座紧紧抵在一起，当气体压力顶起阀芯时，气体从阀芯与阀座之间极小的缝隙中挤出后，压力从高压瞬时变成低压，气体体积迅速膨胀，产生制冷效应，在冬季低温环境下定压阀极易冻结，导致向系统管汇排气失败，套管气压力升高使油井动液面降低，乃至套管气从泵内抽入形成气锁，影响采油作业生产，同时当折断弹簧使钢球与球座丧失密封作用，导致套管气失控，发生原油倒灌事故，一旦失效不易更换；对于冬季生产时，由于环境温度低，常常造成集气管汇温度低管内油凝固，因套管气排不出去造成产液动液面降低乃至气锁，严重影响采油生产，目前，采油工人大多采取用工程车浇水融冰，或直接将套管气排放到大气中，这样既造成环境污染，有遇明火燃烧的安全隐患，又造成宝贵的天然气资源浪费。同时，油井的套管气压力、油压、油温、套管产气流量等重要参数，需要进行采集、数据显示及远距离传输，目前有进行参数采集的装置，但这些装置都需要外界电源，而油井是处于高压及充满可燃气体的场所，电源及线缆的布线及防护要求防爆等级高，过多的线缆给经常的生产作业带来不变，常常会因其它作业伤及线缆，甚至造成漏电及线缆打火，造成安全生产事故及隐患，因此，油井的数据采集及传输因线缆布线的不便的瓶颈，造成现阶段油井参数采集普及率很低，还是使用机械式的压力仪表现场直读式抄表，制约了油井参数的采集及推广应用。
技术实现思路
本专利技术旨在于提供一种油井自发电参数采集及套管气收气控制装置。本专利技术的技术方案如下：此种油井自发电参数采集及套管气收气控制装置，如图1所示，由热管、制冷剂、装置短接、参数LCD显示、回压传感器、微控器、数传模块、单片机电路板、继电器、单流阀、蓄电池、套管气压力传感器、防爆箱、接线端子盖帽、高压密封接线端子、定子线圈、转子及磁铁、轴承及支架、涡轮、卡箍、整流板、卡箍座、阀门进口、定压阀座、定压阀芯、阀门出口、定压阀体、定压阀弹簧、导向槽、顶杆、调节阀套、阀套密封圈、调节螺栓密封圈、调节螺栓、温度传感器、热箱组成，其结构组装关系如下，如图3所示图为标准的油井采油树管汇示意图，如图1所示，本装置是在采油树管汇的油管线与套管气阀门之间在紧靠油管线的一侧截取一端管线，设置上本装置短接，本装置短接为一呈方形的金属热箱，热箱内设有空腔，空腔内设有能气化传热的制冷剂，热箱左右两侧各设有一段管，每个管端设有一对卡箍座，每对卡箍座靠外的一片焊接到截取残留的管汇上，用上下两片卡箍将两片卡箍座对扣，用螺栓将卡箍紧固；在装置短接内靠近油管线一端设有双层管中间带有密闭腔体的热管，热管与热箱连接，热箱相对的箱壁上各设有一方孔，阀体穿过方孔与其焊接，热管穿过热箱的另外一壁与其焊接，最后在箱内与阀门出口处的阀体焊接，热管将阀门出口罩在热管内，热箱与热管开口相对的一壁设有开孔，与卡箍相连的管体穿过开孔与阀体焊接，将阀门出口罩在管体中，热管腔和热箱与阀体、箱体内热管、卡箍管体之间形成的热箱腔彼此连通，腔体内设有如金属叶片或网状热冷凝材料，腔体内抽成真空并设有制冷剂，热管的另一端连接有开口朝上的单流阀，单流阀为盖板阀门，阀门一端设有连杆，靠阀盖自身的重力常闭；单流阀的另一端设有一定压阀体，装置短接的下部设有一开孔，定压阀体呈筒形，阀体穿过装置短接下面的开孔与四面管壁贴紧，并焊接封死，使得装置短接的左右不能相通，在定压阀体的右侧设有一环形的定子线圈，定子线圈内设有数十片设有若干个凸极定子硅钢片铁芯固定一体，每个定子铁芯凸极上分别缠绕有线圈，每个线圈之间有导线连接成一串，整个定子线圈设置在金属不导磁材料的环形壳体内封闭起来，并在壳内灌封环氧树脂，与外界隔绝，定子线圈首尾端的导线穿过壳体的开孔连接到高压密封接线端子上，环形定子线圈的中心穿有一圆周上设有若干磁铁的不导磁金属轴，轴的另一端穿过一个带有轴承及支架的轴承孔与一涡轮轴连接，靠近涡轮设置有一与装置短接内管壁封隔的圆形整流板，圆形整流板的一侧设有一开孔，孔内设有一细管，细管的开孔冲向涡轮的叶片；在装置短接的管壁上端设有三个开孔，其中两个开孔外端分别设有回压传感器、套管气压力传感器和温度传感器，另外一个开孔设有高压密封接线端子并由接线端子盖帽压紧，在装置短接的上部设有防爆箱，防爆箱下部设有开孔，防爆箱内设有单片机电路板、电路板上设有微控器、晶振、时钟芯片、继电器、数传模块、蓄电池，数传模块的设有天线，天线的顶部绝缘端子伸出到防爆箱上部的开孔用天线盖帽固定好，防爆箱的前端设有参数LCD显示，回压传感器、套管气压力传感器和温度传感器由高压密封接线端子穿过防爆箱开孔伸入到防爆箱内，通过信号及数据线连接到单片机电路板上；定压阀体在装置短接管体内部分阀体上，右边考上设有阀门进口，左边靠下设置有阀门出口，在阀体内部阀门进口与阀门出口之间设有锥形漏斗状的定压阀座，阀座内设有定压阀芯，定压阀芯下面设有筒形的定压阀弹簧，弹簧的下部设有顶杆，顶杆为一顶端呈圆锥体下部为四方柱的杆，四方柱内设有母丝扣，调节螺栓由粗细两组螺栓组成，调节螺栓粗螺栓与细螺栓相接部位设有密封圈槽，内设调节螺栓密封圈，调节螺栓的细螺栓部分与顶杆内的母丝扣旋接，在定压阀体下部筒体设有内丝扣，调节阀套一端设有光杆，光杆端头设有外丝扣，光杆侧面设有阀套密封圈，中心设有孔道，光杆侧面设有密封槽，调节阀套的中心孔道一部分为光管，其端头为内丝扣，调节阀套上部设有中心带有方孔的导向槽，顶杆下部的方杆部分插入导向槽内，使得顶杆只能在导向槽内上下滑动，不能旋转，调节螺栓带有顶杆、定压阀弹簧及定压阀芯伸入到调节阀套内与其丝扣连接，调节螺栓的密封圈与调节阀套的中心孔道光筒部分密封，最后，由调节阀套将带有调节螺栓、顶杆、定压阀弹簧、定压阀芯伸入定压阀体与其内丝扣旋接拧紧，阀套密封圈与定压阀体密闭，通过旋转调节螺栓的螺杆带动顶杆前后滑行，带动定压阀弹簧压顶紧定压阀芯，定压阀芯的锥形端与定压阀座顶紧密封，通过调节定压阀弹簧压力大小实现装置定压调节。使用时，打开套管气阀门，油井内带有一定压力的套管气通过套管气阀门，穿过整流板的管孔汇聚成强大气流，气流冲向涡轮叶片，驱动涡轮高速转动，涡轮带动与其连接的转子及磁铁旋转，磁铁转动，磁力穿过四周的定子线圈的不锈钢壳体，旋转磁场作用在每个定子线圈上，线圈切割磁场产生电流，电流通过高压密封接线端子传输到防爆箱单片机电路板上，电路板对电流进行整流转换成直流加载到蓄电池内，对蓄电池充电，当蓄电池充满电后，单片机电路板控制继电器断开与蓄电池的连接，停止充电，同时定子线圈的电流形成断路，减少转子及磁铁与定子线圈的感应电动势，除去涡轮由于发电电动势形成的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种油井自发电参数采集及套管气收气控制装置，由热管(1)、制冷剂(2)、装置短接(3)、参数LCD显示(4)、回压传感器(5)、微控器(6)、数传模块(7)、单片机电路板(8)、继电器(9)、单流阀(10)、套管气压力传感器(12)、防爆箱(13)、接线端子盖帽(14)、高压密封接线端子(15)、定子线圈(16)、转子及磁铁(17)、轴承及支架(18)、涡轮(19)、卡箍(20)、整流板(21)、卡箍座(22)、阀门进口(23)、定压阀座(24)、定压阀芯(25)、阀门出口(26)、定压阀体(27)、定压阀弹簧(28)、导向槽(29)、顶杆(30)、调节阀套(31)、阀套密封圈(32)、调节螺栓密圈(33)、调节螺栓(34)、温度传感器(35)、热箱(36)组成，其结构组装关系如下，本装置是在采油树管汇的油管线(A)与套管气阀(B)之间在紧靠油管线(A)的一侧截取一端管线，设置有本装置，本装置为一呈方形的金属热箱(36)，热箱(36)内设有空腔，空腔内设有能气化传热的制冷剂(2)，热箱(36)左右两端各设有一段管，每个管端设有一对卡箍座(22)，每对卡箍座(22)靠外的一片焊接到截取残留的管汇上，用上下两片卡箍将两片卡箍座(22)对扣，用螺栓将卡箍紧固；在装置短接(3)的内部靠近油管线(A)一端设有双层管中间带有密闭腔体的热管(1)，腔体内设有如金属叶片或网状热冷凝材料，腔体内抽成真空并设有制冷剂(2)，热管(1)的另一端连接有开口朝上的单流阀(10)，单流阀(10)为盖板阀门，阀门一端设有连杆，靠阀盖自身的重力常闭；单流阀(10)的另一端设有一定压阀(27)，装置短接(3)的下部设有一开孔，定压阀(27)体呈筒形，阀体穿过装置短接(3)下面的开孔与四面管壁贴紧，并焊接封死，使得装置短接(3)的左右不能相通，在定压阀(27)的右侧设有一环形的定子线圈(16)，定子线圈(16)内设有数十片设有若干个凸极定子硅钢片铁芯固定一体，每个定子铁芯凸极上分别缠绕有线圈，每个线圈之间有导线连接成一串，整个定子线圈(16)设置在金属不导磁材料的环形壳体内封闭起来，并在壳内灌封环氧树脂，与外界隔绝，定子线圈(16)首尾端的导线穿过不导磁材料的开孔连接到高压密封接线端子(15)上，环形定子线圈(16)的中心穿有一圆周上设有若干转子及磁铁(17)的不导磁金属轴，轴的另一端穿过一个带有轴承及支架(18)的轴承孔与一涡轮轴连接，靠近涡轮(19)设置有一与装置短接(3)内管壁封隔的圆形整流板(21)，圆形整流板(21)的一侧设有一开孔，孔内设有一细管，细管的开孔冲向涡轮(19)的叶片；在装置短接(3)的管壁上端设有三个开孔，其中两个开孔外端分别设有回压传感器(5)和套管气压力传感器(12)，另外一个开孔设有高压密封接线端子(15)并由接线端子盖帽(14)压紧，在装置短接(3)的上部设有防爆箱(13)，防爆箱(13)下部设有开孔，防爆箱(13)内设有单片机电路板(8)、电路板上设有微控器(6)、晶振、时钟芯片、继电器(9)、数传模块(7)、蓄电池(11)，数传模块(7)的设有天线，天线的顶部绝缘端子伸出到防爆箱(13)上部的开孔用天线盖帽固定好，防爆箱(13)的前端设有参数LCD显示(4)，回压传感器(5)、套管气压力传感器(12)和高压密封接线端子(15)穿过防爆箱(13)开孔伸入到防爆箱(13)内，通过信号及数据线连接到单片机电路板(8)上；定压阀(27)在装置短接(4)管体内部分阀体上，右边靠上设有阀门进口，左边靠下设置有阀门出口，在阀体内部阀门进口与阀门出口之间设有锥形漏斗状的定压阀座(24)，阀座内设有定压阀芯(25)，定压阀芯(25)下面设有筒形的定压阀弹簧(28)，弹簧的下部设有调节螺栓(32)，调节螺栓(34)侧面设有调节螺栓密封圈(32)，调节螺栓(34)一端设有螺杆，在定压阀体(27)下部筒体设有内丝扣，调节阀套(31)一端设有光杆，光杆端头设有外丝扣，光杆侧面设有阀套密封圈(32)，中心设有孔道，光杆侧面设有密封槽，调节阀套(31)的中心孔道一部分为光管，其端头为内丝扣，调节螺栓(34)带有定压阀弹簧(28)及定压阀芯(25)伸入到调节阀套(31)内与其丝扣连接，调节螺栓密封圈(32)与调节阀套(31)的中心孔道光筒部分密封，最后，由调节阀套(31)带有调节螺栓(34)、定压阀弹簧(28)、定压阀芯(25)伸入定压阀体(27)与其内丝扣旋接拧紧，阀套密封圈(32)与定压阀体(27)密闭，通过旋转调节螺栓(34)的螺杆带动其沿着调节阀套(31)的丝扣前行，带动定压阀弹簧(28)压顶紧定压阀芯(25)，定压阀芯(25)的锥形端与定压阀座(24)顶紧密封。/n...
【技术特征摘要】
1.一种油井自发电参数采集及套管气收气控制装置，由热管(1)、制冷剂(2)、装置短接(3)、参数LCD显示(4)、回压传感器(5)、微控器(6)、数传模块(7)、单片机电路板(8)、继电器(9)、单流阀(10)、套管气压力传感器(12)、防爆箱(13)、接线端子盖帽(14)、高压密封接线端子(15)、定子线圈(16)、转子及磁铁(17)、轴承及支架(18)、涡轮(19)、卡箍(20)、整流板(21)、卡箍座(22)、阀门进口(23)、定压阀座(24)、定压阀芯(25)、阀门出口(26)、定压阀体(27)、定压阀弹簧(28)、导向槽(29)、顶杆(30)、调节阀套(31)、阀套密封圈(32)、调节螺栓密圈(33)、调节螺栓(34)、温度传感器(35)、热箱(36)组成，其结构组装关系如下，本装置是在采油树管汇的油管线(A)与套管气阀(B)之间在紧靠油管线(A)的一侧截取一端管线，设置有本装置，本装置为一呈方形的金属热箱(36)，热箱(36)内设有空腔，空腔内设有能气化传热的制冷剂(2)，热箱(36)左右两端各设有一段管，每个管端设有一对卡箍座(22)，每对卡箍座(22)靠外的一片焊接到截取残留的管汇上，用上下两片卡箍将两片卡箍座(22)对扣，用螺栓将卡箍紧固；在装置短接(3)的内部靠近油管线(A)一端设有双层管中间带有密闭腔体的热管(1)，腔体内设有如金属叶片或网状热冷凝材料，腔体内抽成真空并设有制冷剂(2)，热管(1)的另一端连接有开口朝上的单流阀(10)，单流阀(10)为盖板阀门，阀门一端设有连杆，靠阀盖自身的重力常闭；单流阀(10)的另一端设有一定压阀(27)，装置短接(3)的下部设有一开孔，定压阀(27)体呈筒形，阀体穿过装置短接(3)下面的开孔与四面管壁贴紧，并焊接封死，使得装置短接(3)的左右不能相通，在定压阀(27)的右侧设有一环形的定子线圈(16)，定子线圈(16)内设有数十片设有若干个凸极定子硅钢片铁芯固定一体，每个定子铁芯凸极上分别缠绕有线圈，每个线圈之间有导线连接成一串，整个定子线圈(16)设置在金属不导磁材料的环形壳体内封闭起来，并在壳内灌封环氧树脂，与外界隔绝，定子线圈(16)首尾端的导线穿过不导磁材料的开孔连接到高压密封接线端子(15)上，环形定子线圈(16)的中心穿有一圆周上设有若干转子及磁铁(17)的不导磁金属轴，轴的另一端穿过一个带有轴承及支架(18)的轴承孔与一涡轮轴连接，靠近涡轮(19)设置有一与装置短接(3)内管壁封隔的圆形整流板(21)，圆形整流板(21)的一侧设有一开孔，孔内设有一细管，细管的开孔冲向涡轮(19)的叶片；在装置短接(3)的管壁上端设有三个开孔，其中两个开孔外端分别设有回压传感器(5)和套管气压力传感器(12)，另外一个开孔设有高压密封接线端子(15)并由接线端子盖帽(14)压紧，在装置短接(3)的上部设有防爆箱(13)，防爆箱(13)下部设有开孔，防爆箱(13)内设有单片机电路板(8)、电路板上设有微控器(6)、晶振、时钟芯片、继电器(9)、数传模块(7)、蓄电池(11)，数传模块(7)的设有天线，天线的顶部绝缘端子伸出到防爆箱(13)上部的开孔用天线盖帽固定好，防爆箱(13)的前端设有参数LCD显示(4)，回压传感器(5)、套管气压力传感器(12)和高压密封接线端子(15)穿过防爆箱(13)开孔伸入到防爆箱(13...
【专利技术属性】
技术研发人员：张洪新，张越，吕俊伯，
申请(专利权)人：张洪新，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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