一种用于防止井口盘根泄漏的多级检测自拧紧防护系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于防止井口盘根泄漏的多级检测自拧紧防护系统，包括：盘根压盖自动拧紧机构、三级式新型盘根压盖和控制系统，控制系统分别与盘根压盖自动拧紧机构和三级式新型盘根压盖连接，所述盘根压盖自动拧紧机构用以根据设定的扭矩实行自动紧盘根，所述三级式新型盘根压盖用以避免油气井口直接与外界连接，所述控制系统用以远程控制盘根压盖自动拧紧机构和三级式新型盘根压盖作业以防止井口盘根泄露；从而能够通过压力突变值和扭矩调节量实现对油井井口油气泄漏做到先预防后治理，彻底解决油井井口油气泄漏的环保问题，实现了增加油气产量和绿色清洁生产。现了增加油气产量和绿色清洁生产。现了增加油气产量和绿色清洁生产。

【技术实现步骤摘要】
一种用于防止井口盘根泄漏的多级检测自拧紧防护系统


[0001]本专利技术涉及石油天然气勘探与开发
，尤其涉及一种用于防止井口盘根泄漏的多级检测自拧紧防护系统。

技术介绍

[0002]在油气田的有杆泵开采过程中，井口密封盘根长时间受光杆的磨损，经常发生井口盘根密封泄漏的情况。一旦发现迟缓造成泄漏量较大，带来极大的安全风险和环境污染问题，后续处置和恢复也会影响采油工区各项工作的正常开展。目前针对井口盘根密封泄漏的处理办法主要是依靠采油巡检人员进行现场巡检，发现后即对盘根进行紧固或更换消除泄漏。由于每口井的盘根泄漏周期从几天至几十天不等，因此盘根泄漏具有不定时性，只能通过加强现场巡检次数和强度达到解决盘根泄漏的目的。然而为应对国际油价持续低迷，实现稳健发展和效益发展的目标，油田推出各项改革措施。
[0003]目前，已经有一些防止井口盘根泄漏的多级检测自拧紧防护系统，但不能通过压力突变值和扭矩调节量实现对油井井口油气泄漏做到先预防后治理进而彻底解决油井井口油气泄漏的环保问题。

技术实现思路

[0004]为此，本专利技术提供一种用于防止井口盘根泄漏的多级检测自拧紧防护系统，可以有效解决现有技术中不能通过压力突变值和扭矩调节量实现对油井井口油气泄漏做到先预防后治理以致油气产量低的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种用于防止井口盘根泄漏的多级检测自拧紧防护系统，包括：
[0006]盘根压盖自动拧紧机构、三级式新型盘根压盖和控制系统，控制系统分别与盘根压盖自动拧紧机构和三级式新型盘根压盖连接，所述盘根压盖自动拧紧机构用以根据设定的扭矩实行自动紧盘根，所述三级式新型盘根压盖用以避免油气井口直接与外界连接，所述控制系统用以远程控制盘根压盖自动拧紧机构和三级式新型盘根压盖作业以防止井口盘根泄露；
[0007]所述三级式新型盘根压盖设置有盘根盒、一级压盖、二级承压层、三级黄油润滑层和顶部压盖，盘根盒、一级压盖、二级承压层、三级黄油润滑层和顶部压盖依次连接，二级承压层上设置有压力采集传感器，压力采集传感器用以实时对二级承压层的压力进行采集；
[0008]所述盘根压盖自动拧紧机构包括伺服电机、减速机、驱动卡箍机构、滑动导杠和固定卡箍，伺服电机与减速机连接，减速机上连接有驱动卡箍结构，驱动卡箍结构下连接有滑动导杠，固定卡箍通过两个半圆卡箍合扣固定在盘根盒外表面连同滑动导杠为一体；
[0009]所述控制系统设置有控制器和报警系统，控制器与报警系统连接，控制器用以控制盘根压盖自动拧紧机构和三级式新型盘根压盖作业，报警系统用以根据控制器的指令进行预警报警；
[0010]所述三级式新型盘根压盖作业时，控制器控制压力采集传感器实时对二级承压层的压力进行采集，采集完成时，控制器将实际压力F与预设压力进行比较以确定压力突变值计算参数进而通过预设公式得到压力突变值Q，得到时，控制器将压力突变值Q与标准压力突变值Q0进行比较以确定油气是否发生泄露，若发生泄露，控制器控制报警系统进行预警报警和控制驱动卡箍机构对盘根压盖压紧旋转的扭矩进行检测，检测完成时，控制器将实际扭矩A与标准扭矩A0进行比较以确定盘根松紧度是否合适，将扭矩差值
△
A与扭矩标准差值进行比较以确定盘根松紧度不合适时的扭矩调节量，确定时，控制器启动伺服电机对盘根压盖进行旋转压紧。
[0011]进一步地，所述三级式新型盘根压盖作业时，所述控制器控制压力采集传感器实时对二级承压层的压力进行采集，控制器将压力采集传感器采集得到的二级承压层的压力设置为实际压力F，设置完成时，控制器将实际压力F与预设压力进行比较以确定压力突变值计算参数；
[0012]其中，所述控制器还设置有预设压力和压力突变值计算参数，所述预设压力包括第一预设压力F1，第二预设压力F2和第三预设压力F3,其中，F1＜F2＜F3；所述压力突变值计算参数包括压力突变值第一计算参数σ1，压力突变值第二计算参数σ2，压力突变值第三计算参数σ3和压力突变值第四计算参数σ4，其中，σ1＜σ2＜σ3＜σ4；
[0013]若F＜F1，所述控制器判定压力突变值计算参数为σ1；
[0014]若F1≤F＜F2，所述控制器判定压力突变值计算参数为σ2；
[0015]若F2≤F＜F3，所述控制器判定压力突变值计算参数为σ3；
[0016]若F≥F3，所述控制器判定压力突变值计算参数为σ4。
[0017]进一步地，所述控制器确定压力突变值计算参数为σi时，控制器计算压力突变值Q，计算完成时，控制器将压力突变值Q与标准压力突变值Q0进行比较以确定油气是否发生泄露，控制器确定油气发生泄漏时，控制器控制报警系统进行预警报警；
[0018]若Q≤Q0，所述控制器判定油气未发生泄露；
[0019]若Q＞Q0，所述控制器判定油气已发生泄露；
[0020]其中，标准压力突变值Q0通过控制器设置。
[0021]进一步地，所述控制器确定压力突变值计算参数为σi时，设定i＝1，2,3,4，控制器计算压力突变值Q，
[0022]当i＝1时，设定Q＝F
×
σ1
×
(F/F1)；
[0023]当i＝2时，设定Q＝F
×
σ2
×
[(F2
‑
F)/(F
‑
F1)]；
[0024]当i＝3时，设定Q＝F
×
σ3
×
[(F3
‑
F)/(F
‑
F2)]；
[0025]当i＝4时，设定Q＝F
×
σ4
×
(F3/F)；
[0026]其中，F表示压力采集传感器采集得到的二级承压层的压力，Fj表示第j预设压力，设定j＝1，2,3。
[0027]进一步地，所述控制器确定油气发生泄漏时，控制器还控制驱动卡箍机构对盘根压盖压紧旋转的扭矩进行检测，控制器将驱动卡箍机构实时测得的扭矩设置为实际扭矩A，设置完成时，控制器将实际扭矩A与标准扭矩A0进行比较以确定盘根松紧度是否合适，控制器判定盘根松紧度合适时，驱动卡箍机构继续对盘根压盖压紧旋转的扭矩进行检测；
[0028]若A＜A0，所述控制器判定盘根松紧度不合适；
[0029]若A≥A0，所述控制器判定盘根松紧度合适；
[0030]其中，标准扭矩A0通过控制器设置。
[0031]进一步地，其特征在于，所述控制器判定盘根松紧度不合适时，控制器计算扭矩差值
△
A，计算完成时，控制器将扭矩差值
△
A与扭矩标准差值进行比较以确定扭矩调节量，控制器确定扭矩调节量为Li时，控制器启动伺服电机对盘根压盖进行旋转压紧，旋转压紧的扭矩为Li，设定i＝1，2,3,4；
[0032]其中，所述控制器设置有扭矩标准差值和扭矩调节量，所述扭矩标准差值包括扭矩第一标准差值
△
A1，扭矩第二标准差本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于防止井口盘根泄漏的多级检测自拧紧防护系统，其特征在于，包括：盘根压盖自动拧紧机构、三级式新型盘根压盖和控制系统，控制系统分别与盘根压盖自动拧紧机构和三级式新型盘根压盖连接，所述盘根压盖自动拧紧机构用以根据设定的扭矩实行自动紧盘根，所述三级式新型盘根压盖用以避免油气井口直接与外界连接，所述控制系统用以远程控制盘根压盖自动拧紧机构和三级式新型盘根压盖作业以防止井口盘根泄露；所述三级式新型盘根压盖设置有盘根盒、一级压盖、二级承压层、三级黄油润滑层和顶部压盖，盘根盒、一级压盖、二级承压层、三级黄油润滑层和顶部压盖依次连接，二级承压层上设置有压力采集传感器，压力采集传感器用以实时对二级承压层的压力进行采集；所述盘根压盖自动拧紧机构包括伺服电机、减速机、驱动卡箍机构、滑动导杠和固定卡箍，伺服电机与减速机连接，减速机上连接有驱动卡箍结构，驱动卡箍结构下连接有滑动导杠，固定卡箍通过两个半圆卡箍合扣固定在盘根盒外表面连同滑动导杠为一体；所述控制系统设置有控制器和报警系统，控制器与报警系统连接，控制器用以控制盘根压盖自动拧紧机构和三级式新型盘根压盖作业，报警系统用以根据控制器的指令进行预警报警；所述三级式新型盘根压盖作业时，控制器控制压力采集传感器实时对二级承压层的压力进行采集，采集完成时，控制器将实际压力F与预设压力进行比较以确定压力突变值计算参数进而通过预设公式得到压力突变值Q，得到时，控制器将压力突变值Q与标准压力突变值Q0进行比较以确定油气是否发生泄露，若发生泄露，控制器控制报警系统进行预警报警和控制驱动卡箍机构对盘根压盖压紧旋转的扭矩进行检测，检测完成时，控制器将实际扭矩A与标准扭矩A0进行比较以确定盘根松紧度是否合适，将扭矩差值
△
A与扭矩标准差值进行比较以确定盘根松紧度不合适时的扭矩调节量，确定时，控制器启动伺服电机对盘根压盖进行旋转压紧。2.根据权利要求1所述的用于防止井口盘根泄漏的多级检测自拧紧防护系统，其特征在于，所述三级式新型盘根压盖作业时，所述控制器控制压力采集传感器实时对二级承压层的压力进行采集，控制器将压力采集传感器采集得到的二级承压层的压力设置为实际压力F，设置完成时，控制器将实际压力F与预设压力进行比较以确定压力突变值计算参数；其中，所述控制器还设置有预设压力和压力突变值计算参数，所述预设压力包括第一预设压力F1，第二预设压力F2和第三预设压力F3,其中，F1＜F2＜F3；所述压力突变值计算参数包括压力突变值第一计算参数σ1，压力突变值第二计算参数σ2，压力突变值第三计算参数σ3和压力突变值第四计算参数σ4，其中，σ1＜σ2＜σ3＜σ4；若F＜F1，所述控制器判定压力突变值计算参数为σ1；若F1≤F＜F2，所述控制器判定压力突变值计算参数为σ2；若F2≤F＜F3，所述控制器判定压力突变值计算参数为σ3；若F≥F3，所述控制器判定压力突变值计算参数为σ4。3.根据权利要求2所述的用于防止井口盘根泄漏的多级检测自拧紧防护系统，其特征在于，所述控制器确定压力突变值计算参数为σi时，控制器计算压力突变值Q，计算完成时，控制器将压力突变值Q与标准压力突变值Q0进行比较以确定油气是否发生泄露，控制器确定油气发生泄漏时，控制器控制报警系统进行预警报警；
若Q≤Q0，所述控制器判定油气未发生泄露；若Q＞Q0，所述控制器判定油气已发生泄露；其中，标准压力突变值Q0通过控制器设置。4.根据权利要求3所述的用于防止井口盘根泄漏的多级检测自拧紧防护系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙文海，向旭伟，张潇，林秀丽，耿建颖，陈红，张翼祥，谭健，刘佩佩，王佳佳，
申请(专利权)人：孙文海，
类型：发明
国别省市：