【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及油气开采石油装备，特别涉及一种无线监控氮气泡沫发生器及其控制方法。
技术介绍
1、随着石油工业的发展，石油储量在逐年下降，石油的开采越来越困难了，因此，如何提高油气开采效率一直是油气开采领域研究的热点和难点。随着我国高含水、稠油、出砂油藏的比例的增加，开采难度逐渐增大；同时储层非均质性严重，层间矛盾突出；低压井、水平井增多，漏失严重，排液困难，常规工艺技术难以进行有效开发。氮气泡沫具有密度可调、对油层伤害小、携砂能力强以及与天然气混合不易发生爆炸等优良性能；同时泡沫在地层中良好的选择性，遇水稳定、遇油消泡，调剖能力强，可以有效解决层间矛盾。氮气泡沫调驱是用于油田开发后期提高采收率的一项有效方法，具有封堵高渗透出水层、控制水窜，调整吸水剖面，降低原油粘度，改善原油流变性等作用。
2、现阶段油田应用的氮气泡沫发生主要依靠人工加药，加药依靠工人经验操作，不能随混合液相流量变化而变化，混合液比例精度低，导致泡沫稳定性差，无法满足现场施工工艺要求；现场工作人员还要随时到设备仪表前观察设备参数，无法及时根据参数调整工艺，现场工作人员劳动强度高，自动化水平低，缺少参数实时监控系统；由于氮气泡沫发生器在油气井现场作业，现场高压并且可能伴随易燃易爆气体的存在，存在安全隐患。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种无线监控氮气泡沫发生器及其控制方法，通过加药计量泵控制加药的比例，减轻了现场工作人员的劳动强度，使泡沫稳定性更好；另外，通过加装
2、本专利技术提到的一种无线监控氮气泡沫发生器，其技术方案是：包括底座、储药箱和储药箱支架、外壳，所述底座上方的一侧安装有储药箱支架，所述储药箱支架上方安装有储药箱，在底座的上部外侧安装有外壳，其中，还包括加药计量泵、计量泵变频电机、进水口流量计、进水压力变送器、进气口流量计、氮气压力变送器、防爆控制箱、控制箱架、泡沫搅拌器、计量泵出口流量计、泡沫发生器、泡沫发生器底座、出口压力变送器、出液口由壬、进气口由壬、进水口由壬和无线监控系统；
3、其中，在所述底座上方的一侧安装加药计量泵，加药计量泵上方设有计量泵变频电机，所述加药计量泵的进液口通过管线连接到储药箱，加药计量泵的输出端通过管线和计量泵出口流量计连接到泡沫发生器的输入端；在底座的中间外侧安装有控制箱架，所述控制箱架处安装有防爆控制箱；在底座的上方中部安装有泡沫发生器底座，在泡沫发生器底座上安装泡沫发生器和泡沫搅拌器，所述的泡沫搅拌器的输出端设有出液口由壬，泡沫搅拌器的输入端通过管路和出口压力变送器连接泡沫发生器的输出端，所述泡沫发生器的输入端通过管路分别连接进气口由壬和进水口由壬；所述进气口由壬和泡沫发生器之间的管路上设有进气口流量计和氮气压力变送器；进水口由壬与泡沫发生器之间的管路上设有进水口流量计和进水压力变送器，无线监控系统通过远控端lora模块和天线与防爆控制箱内的控制柜lora模块通信。
4、优选的，上述的储药箱上安装用于检测储药箱的液位高度的液位变送器，在储药箱的一侧安装有上药泵电机，所述上药泵电机与上药离心泵连接，所述上药离心泵的输出端与储药箱通过管道连接。
5、优选的，上述的无线监控系统包括触摸屏安装盒、远程hmi、hmi端电源插头、电源线、远控箱端电源插头、远程控制箱、锂电池、远控端lora模块、电源断路器、远控端lora吸盘天线、远控箱端网线插头、通讯网线、hmi端网线插头和hmi盒把手，所述触摸屏安装盒表面安装有远程hmi，所述触摸屏安装盒两侧安装有hmi盒把手，所述触摸屏安装盒下方安装有hmi端电源插头和hmi端网线插头，所述远程控制箱内部安装有锂电池、远控端lora模块和电源断路器，所述远程控制箱顶部安装有远控箱端电源插头、远控箱端网线插头和远控端lora吸盘天线，所述hmi端电源插头和远控箱端电源插头之间通过电源线相连，所述hmi端网线插头和远控箱端网线插头之间通过通讯网线相连。
6、优选的，上述的防爆控制箱内部安装有电气安装板，所述电气安装板周边安装行线槽，所述电气安装板上部安装有断路器和变压器，所述断路器下方依次安装有单极分线盒、相序保护继电器、熔断器、中间继电器和控制柜lora模块，所述单极分线盒下方依次安装有导轨插座、开关电源、plc控制器、485集线器和工业交换机，所述导轨插座下方依次安装有接地排、电源接线端子、交流接触器和双层接线端子。
7、优选的，上述的防爆控制箱包括防爆控制箱箱体，所述防爆控制箱箱体顶部设有控制柜lora吸盘天线，所述防爆控制箱门板上部安装有本地hmi，所述本地hmi外部安装有防爆hmi窗口，所述防爆hmi窗口下方依次设有防爆电源指示灯、防爆蜂鸣报警器、防爆消音按钮和防爆急停按钮，所述防爆电源指示灯下方依次设有防爆按钮ⅰ、防爆按钮ⅱ、防爆按钮ⅲ和防爆按钮ⅳ，所述防爆按钮ⅰ下方依次设有上药泵启动按钮、上药泵停止按钮、自动加药开始按钮和自动加药停止按钮。
8、优选的，上述底座两侧还设有轴式吊耳ⅰ和轴式吊耳ⅱ，所述出液口由壬和泡沫搅拌器之间的管路一侧安装排空阀。
9、优选的，上述外壳上部设有防爆插座，所述外壳的两侧设有散热窗，所述外壳内壁安装防爆变频箱。
10、优选的，上述防爆变频箱内安装有计量泵电机变频器。
11、本专利技术提到的无线监控氮气泡沫发生器的控制方法，包括以下过程：
12、步骤1：打开断路器和电源断路器，设备上电，相序保护继电器检测电源相序正确与否，相序错误防爆蜂鸣报警器报警，相序正确启动上药泵电机带动上药离心泵为储药箱上药，液位变送器检测储药箱的液位高度，超过设定高度时，防爆蜂鸣报警器报警，上药泵电机停机；
13、步骤2：进气口由壬、进水口由壬分别和氮气泵车和水泵车管线连接，plc控制器通过485集线器分别读取进气口流量计和进水口流量计的当前瞬时流量和累计总量，plc控制器利用中值滤波算法算出一段时间的稳定瞬时流量；
14、步骤3：防爆按钮ⅰ、防爆按钮ⅱ、防爆按钮ⅲ和防爆按钮ⅳ分别选择不同的混合液比例，plc控制器根据稳定瞬时流量和混合液所需比例计算出加药计量泵出口的流量以及计量泵变频电机所需的频率，通过模拟量传递给计量泵电机变频器；
15、步骤4：经加药计量泵控制的药液和水、氮气同时汇入泡沫发生器中，在泡沫发生器中充分融合发泡，再经过泡沫搅拌器充分搅拌，生成稳定比例的氮气泡沫，再通过出液口由壬和井口管线相连，把氮气泡沫注入油气井中；
16、步骤5：整个过程中，若水和氮气流量变化，plc控制器按照算法调节计量泵变频电机的转速，得到稳定混合比例的氮气泡沫；
17、步骤6：实时采集各个节点的数据，并将实时数值展现在本地hmi，各压力作联锁报警，超过设定值防爆蜂鸣报警器报警，本地hmi将采集的数据作历史数据存储；
18、步骤7：无线监控系统通过远控端lora模块和天线与本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种无线监控氮气泡沫发生器，包括底座（1）、储药箱（12）和储药箱支架（13）、外壳（22），所述底座（1）上方的一侧安装有储药箱支架（13），所述储药箱支架（13）上方安装有储药箱（12），在底座（1）的上部外侧安装有外壳（22），其特征是：还包括加药计量泵（2）、计量泵变频电机（3）、进水口流量计（4）、进水压力变送器（5）、进气口流量计（6）、氮气压力变送器（8）、防爆控制箱（9）、控制箱架（10）、泡沫搅拌器（14）、计量泵出口流量计（15）、泡沫发生器（16）、泡沫发生器底座（17）、出口压力变送器（18）、出液口由壬（25）、进气口由壬（28）、进水口由壬（29）和无线监控系统；
2.根据权利要求1所述的无线监控氮气泡沫发生器，其特征是：所述的储药箱（12）上安装用于检测储药箱（12）的液位高度的液位变送器（11），在储药箱（12）的一侧安装有上药泵电机（19），所述上药泵电机（19）与上药离心泵（20）连接，所述上药离心泵（20）的输出端与储药箱（12）通过管道连接。
3.根据权利要求2所述的无线监控氮气泡沫发生器，其特征是：所述的无线监
4.根据权利要求3所述的无线监控氮气泡沫发生器，其特征是：所述的防爆控制箱（9）内部安装有电气安装板（46），所述电气安装板（46）周边安装行线槽（47），所述电气安装板（46）上部安装有断路器（48）和变压器（63），所述断路器（48）下方依次安装有单极分线盒（49）、相序保护继电器（50）、熔断器（62）、中间继电器（61）和控制柜LORA模块（60），所述单极分线盒（49）下方依次安装有导轨插座（51）、开关电源（52）、PLC控制器（59）、485集线器（57）和工业交换机（58），所述导轨插座（51）下方依次安装有接地排（53）、电源接线端子（54）、交流接触器（55）和双层接线端子（56）。
5.根据权利要求4所述的无线监控氮气泡沫发生器，其特征是：所述的防爆控制箱（9）包括防爆控制箱箱体（30），所述防爆控制箱箱体（30）顶部设有控制柜LORA吸盘天线（45），所述防爆控制箱（9）门板上部安装有本地HMI（32），所述本地HMI（32）外部安装有防爆HMI窗口（31），所述防爆HMI窗口（31）下方依次设有防爆电源指示灯（33）、防爆蜂鸣报警器（34）、防爆消音按钮（44）和防爆急停按钮（43），所述防爆电源指示灯（33）下方依次设有防爆按钮Ⅰ（35）、防爆按钮Ⅱ（36）、防爆按钮Ⅲ（42）和防爆按钮Ⅳ（41），所述防爆按钮Ⅰ（35）下方依次设有上药泵启动按钮（37）、上药泵停止按钮（38）、自动加药开始按钮（39）和自动加药停止按钮（40）。
6.根据权利要求5所述的无线监控氮气泡沫发生器，其特征是：所述底座（1）两侧还设有轴式吊耳Ⅰ（21）和轴式吊耳Ⅱ（24），所述出液口由壬（25）和泡沫搅拌器（14）之间的管路一侧安装排空阀（26）。
7.根据权利要求6所述的无线监控氮气泡沫发生器，其特征是：所述外壳（22）上部设有防爆插座（23），所述外壳（22）的两侧设有散热窗（27），所述外壳（22）内壁安装防爆变频箱（7）。
8.根据权利要求7所述的无线监控氮气泡沫发生器，其特征是：所述防爆变频箱（7）内安装有计量泵电机变频器（64）。
9.一种如权利要求8所述的无线监控氮气泡沫发生器的控制方法，其特征是：包括以下过程：
...【技术特征摘要】
1.一种无线监控氮气泡沫发生器，包括底座（1）、储药箱（12）和储药箱支架（13）、外壳（22），所述底座（1）上方的一侧安装有储药箱支架（13），所述储药箱支架（13）上方安装有储药箱（12），在底座（1）的上部外侧安装有外壳（22），其特征是：还包括加药计量泵（2）、计量泵变频电机（3）、进水口流量计（4）、进水压力变送器（5）、进气口流量计（6）、氮气压力变送器（8）、防爆控制箱（9）、控制箱架（10）、泡沫搅拌器（14）、计量泵出口流量计（15）、泡沫发生器（16）、泡沫发生器底座（17）、出口压力变送器（18）、出液口由壬（25）、进气口由壬（28）、进水口由壬（29）和无线监控系统；
2.根据权利要求1所述的无线监控氮气泡沫发生器，其特征是：所述的储药箱（12）上安装用于检测储药箱（12）的液位高度的液位变送器（11），在储药箱（12）的一侧安装有上药泵电机（19），所述上药泵电机（19）与上药离心泵（20）连接，所述上药离心泵（20）的输出端与储药箱（12）通过管道连接。
3.根据权利要求2所述的无线监控氮气泡沫发生器，其特征是：所述的无线监控系统包括触摸屏安装盒（65）、远程hmi（66）、hmi端电源插头（67）、电源线（68）、远控箱端电源插头（69）、远程控制箱（70）、锂电池（71）、远控端lora模块（72）、电源断路器（73）、远控端lora吸盘天线（74）、远控箱端网线插头（75）、通讯网线（76）、hmi端网线插头（77）和hmi盒把手（78），所述触摸屏安装盒（65）表面安装有远程hmi（66），所述触摸屏安装盒（65）两侧安装有hmi盒把手（78），所述触摸屏安装盒（65）下方安装有hmi端电源插头（67）和hmi端网线插头（77），所述远程控制箱（70）内部安装有锂电池（71）、远控端lora模块（72）和电源断路器（73），所述远程控制箱（70）顶部安装有远控箱端电源插头（69）、远控箱端网线插头（75）和远控端lora吸盘天线（74），所述hmi端电源插头（67）和远控箱端电源插头（69）之间通过电源线（68）相连，所述hmi端网线插头（77）和远控箱端网线插头（75）之间通过通讯网线（76）相连。
4.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：张剑，李艳，何坤元，王河，
申请(专利权)人：胜利油田康贝石油工程装备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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