阅读说明：本技术 油井套管压力自动控制装置 (Automatic control device for oil well casing pressure ) 是由 陈建中 于 2018-07-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了油井套管压力自动控制装置,包括气液混合雾化器、PLC控制器、高压电磁阀、压力传感器、流量计、变频电机、双螺杆油气混输泵以及防爆控制柜；气液混合雾化器可以通过高压井液的流动把低压的气体带入并雾化,再通过变频双螺杆油气混输泵输送到采油管线；回压管线压力向管线输送平衡压力的混合气液,保证了原采油设备的正常工作；本发明通过提升油井液面,每口油井可以提升产量10％-30％,有明显增产效果。(The invention discloses an automatic control device for oil well casing pressure, which comprises a gas-liquid mixing atomizer, a PLC (programmable logic controller), a high-pressure electromagnetic valve, a pressure sensor, a flowmeter, a variable frequency motor, a double-screw oil-gas mixed delivery pump and an explosion-proof control cabinet, wherein the gas-liquid mixing atomizer is connected with the PLC; the gas-liquid mixing atomizer can bring low-pressure gas into and atomize the high-pressure well liquid through the flow of the high-pressure well liquid, and then the gas is conveyed to an oil production pipeline through a variable-frequency double-screw oil-gas mixing conveying pump; the back pressure pipeline pressure transmits the mixed gas-liquid with balanced pressure to the pipeline, so that the normal work of the original oil extraction equipment is ensured; by lifting the liquid level of the oil well, the yield of each oil well can be increased by 10-30%, and the yield is obviously increased.)

油井套管压力自动控制装置

技术领域

本发明涉及一种用于控制油井套管压力的装置，特别涉及一种油井套管压力自动控制装置。

背景技术

套压是油井井筒和抽油管之间缝隙由地下天然气挥发而产生的压力，少则几公斤，多则几十公斤(每公斤压力可以造成井筒中液面下沉10米)，对采油设备功效和采油量影响很大；目前全世界所有油井采油过程中没有专业的套管压力自动控制装置，最早的控套压方法就是对空排放或者点火燃烧，现在环保要求严格后，唯一的方法是套管气出口加装油套联通阀，通过压力阀门将套管气与采油管线连接，这种方法只能在套管压力超过采油管线回压时阀门自动打开，套管气进入管线，如果低于管线回压时打开，采的油又会通过套管返回井下，由于油套联通阀开阀压力需要手工调整，而且处于频繁开闭工作中，损坏频率比较高，且更换操作复杂，因此用对空排放来控制套压的现象普遍，及不安全，又污染环境，还浪费天然气资源。

目前，光我国境内就有20多万口油井(不包括气井)在采油工作，由于我国油田大部分已经是超过了富油状况，基本是全部在采用注水采油的方式采油，有一半以上的油井套管压力达不到超过采油管线回压，不能通过油套联通的方式回收套管气(天然气)了，而套管压力又造成了油井液面下沉，实际采油过程中只能采用放空操作，如果一天一口油井对空排放天然气200立方米，每天将有2000万立方米天然气浪费并污染环境，国家现在要求农村煤改气，去年冬季全国出现“气荒”，天然气需求增大。另外，通过提升油井液面，每口油井可以提升产量10％-30％，这个数量是一个不敢计算的数据，因此，本发明的诞生，即提高了油气产量，更关键的是彻底解决了油井井口的污染排放，实现了节约能源，保护环境，安全生产，是一个利国、利民、利企业的新发明。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提出油井套管压力自动控制装置，安全、简单，小成本，全自动，智能管理，远程控制的有效方法，自动化控制了油套压力，提升了井下液面，提升了采油设备功效，提高原油产量，又能全面回收天然气资源，提高了单井天然气产量，同时该装置的自动化智能化程度保证无需专人看管，节省人力资源，降低管理成本，符合油田“四化”要求。

为实现本发明之目的，本发明采用以下技术方案予以实现：包括气液混合雾化器、PLC控制器、高压电磁阀、压力传感器、流量计、变频电机、双螺杆油气混输泵以及防爆控制柜；

所述PLC控制器安装在防爆控制柜内；所述压力传感器包括三组，接入PLC控制器的输入端；所述流量计和PLC控制器的输入端连接；所述变频电机和PLC控制器输出端连接；

所述高压电磁阀包括三组，分别安装在油井液体入口管道上、油井液体出口管道上以及天然气入口管道上；前述三组压力传感器也分别安装在高压电磁阀前端，位于油井液体入口管道、油井液体出口管道上以及天然气入口管道上；

所述油井液体入口管道上安装的压力传感器和高压电磁阀传感器为第一压力传感器和第一高压电磁阀；所述油井液体出口管道上安装的压力传感器和高压电磁阀传感器为第二压力传感器和第二高压电磁阀；所述天然气入口管道上安装的压力传感器和高压电磁阀传感器为第三压力传感器和第三高压电磁阀；

前述第一高压电磁阀输出端和气液混合雾化器输入端连接；所述第三高压电磁阀输出端连接流量计后和气液混合雾化器输入端连接；

所述气液混合雾化器输出端连接双螺杆油气混输泵输入端；所述双螺杆油气混输泵输出端连接第二高压电磁阀；所述双螺杆油气混输泵控制端和变频电机连接。

在油井液体入口管道上、油井液体出口管道上独立安装了高压阀门，在天然气入口管道上独立安装高压气体阀门。

所述气液混合雾化器将井液在混合器中的通过，把低压的气体带入并雾化，再通过变频双螺杆油气混输泵使雾化后的混合气液平衡进入输油管线，完成套管中压力产生源天然气的回收利用，从而完成套压的控制。

本装置所有部件外部加装防爆柜或防爆结构，传感器和控制柜采用四级防爆产品，所述的电磁阀采用断电自动关闭功能的产品。

所述PLC控制器具备网络通信模块，能够进行油井压力数据的传送。

本发明的优点是：

1.气液混合雾化器可以通过高压井液的流动把低压的气体带入并雾化，再通过变频双螺杆油气混输泵输送到采油管线。

2.改造后的变频双螺杆油气混输泵通过PLC电脑控制程序，根据回压管线压力向管线输送平衡压力的混合气液，保证了原采油设备的正常工作，不会因为过低进入不了，也不会因为过高对管线反方向出现压力，影响采油设备正常工作，增加泵效。

3.PLC智能自动化控制程序充分解决了套压的自动化控制，设备的开启关闭全自动进行；流量计自动记录设备回收的天然气数量，及增加了产量又节省了资源还解决了排放污染问题。

4.该装置实现大数据远程传输功能，装置上实现的所有数据(包括流量计实时瞬间流量和累计流量数据)和装置的运行情况，可以借助无线网络流量传输到指定的电脑或者手机上，同时装置管线失压，套管气泄露，电器部分缺相，失压，过热等问题都可以及时报警并通过电脑、手机实现关停机操作，开控性超过油田“四化”要求。

5.该装置所使用的电磁阀、流量计、变频双螺杆油气混输泵，各种传感器包括电控柜全部采用4级防爆产品，所有电磁阀全部采用断电自动关闭功能，保证了天然气，井液不会泄露或者回流问题的出现，确保了装置的安全可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，本发明的油井套管压力自动控制装置，包括气液混合雾化器1、PLC控制器2、高压电磁阀3、压力传感器4、流量计5、变频电机6、双螺杆油气混输泵7以及防爆控制柜8；

所述PLC控制器2安装在防爆控制柜8内；所述压力传感器4包括三组，接入PLC控制器2的输入端；所述流量计5和PLC控制器2的输入端连接；所述变频电机6和PLC控制器2输出端连接；

所述高压电磁阀3包括三组，分别安装在油井液体入口管道上、油井液体出口管道上以及天然气入口管道上；前述三组压力传感器4也分别安装在高压电磁阀3前端，位于油井液体入口管道、油井液体出口管道上以及天然气入口管道上；

所述油井液体入口管道上安装的压力传感器和高压电磁阀传感器为第一压力传感器41和第一高压电磁阀31；所述油井液体出口管道上安装的压力传感器和高压电磁阀传感器为第二压力传感器42和第二高压电磁阀32；所述天然气入口管道上安装的压力传感器和高压电磁阀传感器为第三压力传感器43和第三高压电磁阀33；

前述第一高压电磁阀31输出端和气液混合雾化器1输入端连接；所述第三高压电磁阀33输出端连接流量计5后和气液混合雾化器1输入端连接；

所述气液混合雾化器1输出端连接双螺杆油气混输泵7输入端；所述双螺杆油气混输泵7输出端连接第二高压电磁阀32；所述双螺杆油气混输泵7控制端和变频电机6连接。

在油井液体入口管道上、油井液体出口管道上独立安装了高压阀门，在天然气入口管道上独立安装高压气体阀门。

所述气液混合雾化器1将井液在混合器中的通过，把低压的气体带入并雾化，再通过变频电机6以及双螺杆油气混输泵7使雾化后的混合气液平衡进入输油管线，完成套管中压力产生源天然气的回收利用，从而完成套压的控制。

本装置所有部件外部加装防爆控制柜8或防爆结构，传感器和控制柜采用四级防爆产品，所述的电磁阀采用断电自动关闭功能的产品。

所述PLC控制器2具备网络通信模块，能够进行油井压力数据的传送。

实施例：

2017年11月，经胜利油田领导和有关部门批准，本发明所设计的试验设备在胜利油田东辛采油厂安装测试，安装的两井位于东营市一中门前停车场中，一个井由于套压过高不能使用油套联通阀，因为高压气体进入管线，会造成管线气锁，影响采油正常进行，一个井套压过低，通过油套联通阀进入不了管线，在一中学校门前，安全和环保原因，绝对不能排放天然气；这两口井非常有代表性，测试证明如下：

2017年11月19日，胜利油田东辛采油厂辛三采油管理区采油二十四队辛105X10和105X5两口电泵井安装了本发明自行研发的油井套压自动控制装置，截止到2018年4月19日，安全运行五个月的时间，期间，两井均没有上任何作业，运行平稳。

辛105X10和105X5井位于东营市东城东营市一中对面停车场内，工作制度为电泵井，由于安全和环保的原因在未安装套压自动控制装置前一直采用套管封闭作业，其中105X10井套管压力高达1.1MPa，105X5井套管压力0.3MPa，该两井安装两台套管压力自动控制装置前五个月和安装后五个月的工况情况对比如表1所示：

表1 本发明安装前后日产油效果对比

统计数据证明，辛105X10井2017年11月19日前每月共产原油105吨，2017年11月19日后每月共产油123吨，辛105X5井2017年11月19日前每月共产原油56.71吨，2017年11月19日后每月共产油59.1吨，两井累计每月新增产原油20.39吨，五个月新增套管气产量新增套管气量62700m³，事实证明，通过安装套压自动控制装置，彻底解决了环保和安全问题，大大减低了套压，促进了回压流通，一年增加原油产量244.68吨，天燃气产量150480立方米，有明显增产效果。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，做出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。