本实用新型专利技术公开了一种页岩气潜水泵排量自动控制设备，包括筒体、浮筒、磁翻柱液位计、关阀推力杆、上关阀组件、下开阀组件和球阀，筒体内设有密封腔，磁翻柱液位计安装在筒体上并分别与密封腔和缓冲储水罐连通，浮筒活动设置在密封腔内；关阀推力杆的一端固定在浮筒上，另一端向上伸出筒体；上关阀组件的一端连接在关阀推力杆上，另一端固定在球阀的手柄上；下开阀组件的一端固定在浮筒上，另一端固定在球阀的手柄上；浮筒可通过关阀推力杆、上关阀组件和下开阀组件控制球阀开度。本实用新型专利技术可以实现潜水泵排量随多级离心泵排量变化而变化的自动适配控制，因而解决了现有技术存在的清水外溢、设施存在安全隐患及环保性差的技术问题。题。题。
【技术实现步骤摘要】
一种页岩气潜水泵排量自动控制设备
[0001]本技术涉及页岩气开采
，具体涉及一种页岩气潜水泵排量自动控制设备。
技术介绍
[0002]页岩气是指附存于以富有机质页岩为主的储集岩系中的非常规天然气，我国页岩气资源储量丰富，主要采取压裂技术等手段达到工业生产的条件。由于页岩气藏的产量递减速度慢，生产周期可长达20年以上，因此页岩气藏将成为我国一项长期的战略性能源，是我们实现能源战略安全的重要保证。目前我国主要采取压裂法开采页岩气，在页岩气排水采气阶段的返排液产量非常大，要保证页岩气钻井压裂作业连续进行以及确保页岩气的排水采气持续生产，必须连续大量供应压裂液和转输返排液。例如，目前，四川某页岩气区块已建成全国最大的清水+返排液转供水系统，未来我国页岩气开采较长时期仍然主要采取压裂法技术达到工业生产条件。在页岩气钻井压裂阶段需要大量的压裂液，压裂液一般由江河清水和页岩气返排液组成。
[0003]清水取水泵站一般设计建设在江河岸边，大量的清水用多级离心泵输送到钻井压裂平台并添加了化学试剂和石英砂等成为页岩气压裂液供钻井压裂。一个页岩气钻井压裂平台一般布置六口井，一口井需压裂30段，一段需要压裂液大约2000立方，一个平台压裂完成需要压裂液360多万立方，其中大概需从江河取水泵站输送清水180万方。因此，页岩气钻井压裂需要持续提供的清水量非常大。
[0004]由于页岩气钻井压裂进度受多种因素影响，从取水点泵站供给清水的数量和速度也有一定变化。因此取水点泵站设计一般采取一台大型潜水泵和一个缓冲储水罐对应一台多级离心泵（缓冲储水罐连接在潜水泵与离心泵之间），即设计安装几台多级离心泵则配套安装几台潜水泵和几个缓冲储水罐，且潜水泵的排量略大于多级离心泵排量。在实际供水运行中，由于种种原因，多数时候多级离心泵排量远远小于潜水泵排量，但由于目前运行中的潜水泵排量是恒定的，排量基本不受控制，因此潜水泵和多级离心泵的实际排量不能自动匹配导致大量的清水外溢。而清水外溢则会产生以下危害：
[0005]1、大量清水溢流导致电能浪费，取水成本增加。
[0006]2、取水泵站都建设在江河岸边，泵站场坪需建设大面积堡坎并回填充松土而成，长期大量清水外溢流淌对建筑物及设备基础及堡坎浸泡形成严重安全隐患。
[0007]3、外溢流水噪音很大产生环保影响，泵站附近村民意见很大，长期与泵站发生情绪对立，形成不稳定因素，协调及管理困难。
[0008]为此，有必要研发新技术以解决上述技术问题。
技术实现思路
[0009]本技术的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提供了一种页岩气潜水泵排量自动控制设备，本技术可以实现潜水泵排量随多级离心泵排量变化而变化的自
动适配控制，因而解决了现有技术存在的清水外溢、设施存在安全隐患及环保性差的技术问题。
[0010]为实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：
[0011]一种页岩气潜水泵排量自动控制设备，其特征在于：包括筒体、浮筒、磁翻柱液位计、关阀推力杆、上关阀组件、下开阀组件和用于安装在潜水泵与缓冲储水罐之间的球阀，筒体内设有密封腔，磁翻柱液位计安装在筒体上并分别与密封腔和缓冲储水罐连通，筒体可通过磁翻柱液位计与缓冲储水罐形成连通器，浮筒活动设置在密封腔内并可根据密封腔内的液位上下升降；关阀推力杆的一端固定在浮筒上，另一端向上伸出筒体；上关阀组件的一端连接在关阀推力杆上，另一端固定在球阀的手柄上；下开阀组件的一端固定在浮筒上，另一端固定在球阀的手柄上；浮筒可通过关阀推力杆、上关阀组件和下开阀组件控制球阀开度。
[0012]所述筒体包括下筒体和固定在下筒体上方的上筒体，固定后的上筒体内和下筒体内分别设有上密封腔和下密封腔，且上密封腔与下密封腔之间设有相互连通的连通孔；磁翻柱液位计安装在上筒体上并与上密封腔相通。
[0013]所述浮筒的下端固定有通过连通孔伸入下密封腔的导向定位杆。
[0014]所述磁翻柱液位计分别通过三个常开阀与上密封腔和缓冲储水罐连通，其中一个常开阀连接在磁翻柱液位计与缓冲储水罐之间，另两个常开阀分别连接在上密封腔的上部和下部。
[0015]所述下筒体上固定有排水管和进水管，排水管和进水管上均设有球阀，下筒体可通过进水管与缓冲储水罐连通并形成连通器。
[0016]所述下筒体的长度小于上筒体的长度，且下筒体的下端设有基体固定件。
[0017]所述上关阀组件包括关阀定滑轮和关阀钢丝绳，关阀定滑轮分别固定在上筒体的上部，关阀钢丝绳的一端固定在关阀推力杆的上部，另一端依次绕过关阀定滑轮后固定在球阀的手柄上，浮筒可通过关阀推力杆和关阀钢丝绳控制手柄向上运动以减小球阀开度。
[0018]所述关阀定滑轮的数量为两个，两个关阀定滑轮分别通过支架固定在上筒体上部的中间和一侧。
[0019]所述下开阀组件包括开阀定滑轮和开阀钢丝绳，开阀定滑轮分别固定在上筒体的上部和下部，开阀钢丝绳的一端固定在浮筒上，另一端依次绕过开阀定滑轮后固定在球阀的手柄上，浮筒可通过开阀钢丝绳控制手柄向下运动以增大球阀开度。
[0020]所述开阀定滑轮的数量为三个，其中两个开阀定滑轮分别通过支架固定在上筒体上部的中间和一侧，另一个开阀定滑轮通过支架固定在上筒体下部的一侧。
[0021]采用本技术的优点在于：
[0022]1、本技术所述的潜水泵排量自动控制设备先通过磁翻柱液位计将筒体和缓冲储水罐连通成了液体连通器，再通过浮筒、关阀推力杆、上关阀组件和下开阀组件配合就能够控制球阀的开度。本技术采用该特定结构，实际上是通过控制潜水泵至缓冲储水罐的输出量来实现潜水泵排量的自动调节。具体的，可先设定缓冲储水罐的高低液位控制限，当多级离心泵排量增大，缓冲储水罐液位下降，密封腔中浮筒的浮力减小，浮筒因重力下降带动下开阀组件使球阀开度增大，进而使潜水泵输出至缓冲罐的流量增大。当多级离心泵排量减小，缓冲储水罐液位上升，密封腔中浮筒因浮力增大克服重力而上升，带动上关
阀组件使球阀开度减小，进而使潜水泵输出至缓冲罐的流量减小。因此不同的多级离心泵排量总会自动找到一个与之相对应的缓冲储水罐液位点，同时也对应相应的潜水泵出口阀门开度，这样就可以实现潜水泵排量随多级离心泵排量变化而变化的自动控制。
[0023]综合来说，本技术既避免了能源浪费，降低了取水成本，又提升了使用安全性，同时还降低了噪音，环保性更好，因而有效地解决了现有技术存在的清水外溢、设施存在安全隐患及环保性差的技术问题。
[0024]2、本技术通过导向定位杆使得浮筒只能上下升降，有利于提升球阀开度控制的准确性。
[0025]3、本技术通过三个常开阀使磁翻柱液位计分别与密封腔和缓冲储水罐连通，一是有利于提升连通器的准确性，二是有利于磁翻柱液位出现故障后的快速检修。
[0026]4、本技术通过进水管将下筒体与缓冲储水罐连通并形成连通器，其相当于在上筒体与缓冲储水罐形成的连通器的基础上再次冗本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种页岩气潜水泵排量自动控制设备，其特征在于：包括筒体、浮筒（3）、磁翻柱液位计（4）、关阀推力杆（5）、上关阀组件、下开阀组件和用于安装在潜水泵与缓冲储水罐之间的球阀（6），筒体内设有密封腔，磁翻柱液位计（4）安装在筒体上并分别与密封腔和缓冲储水罐连通，筒体可通过磁翻柱液位计（4）与缓冲储水罐形成连通器，浮筒（3）活动设置在密封腔内并可根据密封腔内的液位上下升降；关阀推力杆（5）的一端固定在浮筒（3）上，另一端向上伸出筒体；上关阀组件的一端连接在关阀推力杆（5）上，另一端固定在球阀（6）的手柄（7）上；下开阀组件的一端固定在浮筒（3）上，另一端固定在球阀（6）的手柄（7）上；浮筒（3）可通过关阀推力杆（5）、上关阀组件和下开阀组件控制球阀（6）开度。2.根据权利要求1所述的一种页岩气潜水泵排量自动控制设备，其特征在于：所述筒体包括下筒体（2）和固定在下筒体（2）上方的上筒体（1），固定后的上筒体（1）内和下筒体（2）内分别设有上密封腔（8）和下密封腔（9），且上密封腔（8）与下密封腔（9）之间设有相互连通的连通孔（10）；磁翻柱液位计（4）安装在上筒体（1）上并与上密封腔（8）相通。3.根据权利要求2所述的一种页岩气潜水泵排量自动控制设备，其特征在于：所述浮筒（3）的下端固定有通过连通孔（10）伸入下密封腔（9）的导向定位杆（11）。4.根据权利要求2所述的一种页岩气潜水泵排量自动控制设备，其特征在于：所述磁翻柱液位计（4）分别通过三个常开阀（12）与上密封腔（8）和缓冲储水罐连通，其中一个常开阀（12）连接在磁翻柱液位计（4）与缓冲储水罐之间，另两个常开阀（12）分别连接在上密封腔（8）的上部和下部。5.根据权利要求2所述的一种页岩气潜水泵排量自动控制设备，其特征在于：所述下筒体（2）上固定有排水管...
【专利技术属性】
技术研发人员：田国强，曾祥龙，涂天华，何国富，王明锋，朱豫川，孔凡伟，凃强，冯柯来，刘欣，彭萧，王启鸿，王显宇，田心宁，刘东杰，何焱，汪洋，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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