一种撬装式自动加药泡排装置及方法
阅读说明：本技术 一种撬装式自动加药泡排装置及方法 (Skid-mounted automatic medicine adding and foam discharging device and method ) 是由 周成香 房大志 张黄超 高茂萍 吴学兵 胡圆圆 李佳欣 丰光 王志峰 于 2021-06-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种撬装式自动加药泡排装置及方法,所述装置包括配药罐(24)、底板(27)、PLC控制柜(11)、补水组件、起泡补药组件、起泡注药组件、消泡补药组件、消泡注药组件,所述配药罐(24)焊接在底板(27)上面,所述底板(27)上面焊接有PLC控制柜(11),所述补水组件、起泡补药组件、起泡注药组件、消泡补药组件与消泡注药组件固定于底板(27)上方,所述补水组件、起泡补药组件起泡注药组件、消泡补药组件与消泡注药组件通过对应管线连接配药罐(24),所述PLC控制柜(11)设置配药浓度与运行模式。本发明通过设定浓度自动补药、补水、配药,节约了加药泡排工艺的人工和时间成本,也降低了人员操作风险,安全性高。(The invention discloses a skid-mounted automatic dosing and foam discharging device and a method, the device comprises a dosing tank (24), a bottom plate (27), a PLC (programmable logic controller) control cabinet (11), a water supplementing assembly, a foaming and drug injecting assembly, a defoaming and drug supplementing assembly and a defoaming and drug injecting assembly, the dosing tank (24) is welded on the bottom plate (27), the PLC control cabinet (11) is welded on the bottom plate (27), the water supplementing assembly, the foaming and drug injecting assembly, the defoaming and drug supplementing assembly and the defoaming and drug injecting assembly are fixed above the bottom plate (27), the water supplementing assembly, the foaming and drug supplementing assembly, the defoaming and drug injecting assembly are connected with the dosing tank (24) through corresponding pipelines, and the PLC control cabinet (11) is provided with dosing concentration and operation modes. According to the invention, through setting the concentration, automatically supplementing, supplementing and dispensing the medicine, the labor and time cost of the medicine-adding foam discharging process is saved, the operation risk of personnel is reduced, and the safety is high.)
技术领域
本发明涉及页岩气开采领域，尤其涉及一种用于页岩气采气的撬装式自动加药泡排装置及方法。
背景技术
目前，页岩气在开采过程中一般伴随着地层水的排除，即采出的页岩气中含有水分，但某些气井可能因为地层能量不足、地层水过多而使得井筒内出现积液；过高的液柱会影响页岩气的顺利采出，导致气井产气量减少；井筒内液柱甚至会完全堵塞井筒，使得页岩气难以顺利采出，进而出现气井被水淹、不出气的现象。为了避免气井减少、水淹现场的发生，一般会采用加药泡排工艺，将井筒内积液泡沫化，降低地层水排除难度，保持页岩气采出通道畅通。
目前采气平台的加药泡排工艺是一口井对应一个药剂桶，增大了占地面积，而且每个药剂桶都必须铺设防渗布避免药剂滴落污染土壤，这增加了药剂桶的数量和加药泡排装置安装的工作量，而且因为药剂桶数量多，每次补充、调配药剂时容易造成药剂的撒落。
在专利号为CN11170630A的发明中公开了一种泡沫排水采气井下自动加药装置及加药方法，该方案在为每一个气井加药时都要对应一个药剂桶，增大了占地面积，容易将药剂洒落，从而造成环境污染。
发明内容
本发明提供一种撬装式自动加药泡排装置及方法，旨在解决现有技术中存在的加药泡排工艺安装人工和时间成本高、补药配药工作量大、占地面积大且分散、药剂易撒落的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提出一种撬装式自动加药泡排装置，包括配药罐、底板、PLC控制柜、补水组件、起泡补药组件、起泡注药组件、消泡补药组件、消泡注药组件，所述配药罐焊接在底板上面，所述底板上面焊接有PLC控制柜，所述补水组件、起泡补药组件、起泡注药组件、消泡补药组件与消泡注药组件均围绕配药罐固定于底板上方，所述配药罐上设置有盖板，所述补水组件、起泡补药组件、起泡注药组件、消泡补药组件与消泡注药组件均通过对应管线连接配药罐，所述PLC控制柜通过光纤连接并控制起泡补药泵、消泡补药泵、补水泵、补水电动阀、消泡补药电动阀、搅拌泵与起泡补药电动阀，用于设置配药浓度与运行模式。
所述运行模式包括自动模式和手动模式。
所述配药罐包括：脚踏板、护栏、搅拌器、链条、搅拌泵、横梁、主搅拌器，所述配药罐内侧焊接有横梁，所述横梁中间通过螺栓固定有搅拌器，所述搅拌器通过链条连接主搅拌器，所述主搅拌器通过螺栓连接上方的搅拌泵；所述配药罐上方立柱支撑焊接有护栏及脚踏板；所述脚踏板通过轴承铰链连接盖板，所述盖板向上一侧焊接有把手。
所述补水组件包括：补水泵、补水电动阀、补水管线，所述补水泵通过螺栓固定于底板向上一侧，所述配药罐侧壁打孔密封连接补水管线一端，所述补水管线另一端承插连接补水泵，所述补水管线法兰连接补水电动阀。
所述起泡补药组件包括：起泡补药泵、起泡补药电动阀、起泡补药管线，所述起泡补药泵通过螺栓固定在对应底座上，所述底座焊接于底板上面，所述配药罐侧壁打孔密封连接起泡补药管线一端，所述起泡补药管线另一端承插连接起泡补药泵，所述起泡补药管线上法兰连接有起泡补药电动阀。
所述起泡注药组件包括：起泡注药泵、起泡注药阀、起泡注药管线，所述起泡注药泵通过螺栓固定于对应底座上，所述底座焊接于底板上面，所述配药罐侧壁打孔密封连接起泡注药管线一端，所述起泡注药管线另一端承插连接起泡注药泵，所述起泡注药管线上法兰连接有起泡注药阀。
所述消泡补药组件包括：消泡补药电动阀、消泡补药管线、消泡补药泵，所述消泡补药泵通过螺栓固定于对应底座上，所述底座焊接于底板上面，所述配药罐侧壁打孔密封连接消泡补药管线一端，所述消泡补药管线另一端承插连接消泡补药泵，所述消泡补药管线上法兰连接有消泡补药电动阀。
所述消泡注药组件包括：消泡注药泵、消泡注药阀、消泡注药管线，所述消泡注药泵通过螺栓固定于对应底座上，所述底座焊接于底板上面，所述配药罐侧壁打孔密封连接消泡注药管线一端，所述消泡注药管线另一端承插连接消泡注药泵，所述消泡注药管线上法兰连接有消泡注药阀。
所述配药罐侧壁外侧焊接有液位计，用于检测配药罐液体水位高度。
一种撬装式自动加药泡排方法，包括以下顺序步骤：
S1：打开起泡注药阀和消泡注药阀，启动起泡注药泵和消泡注药泵，24小时保持注药阀和注药泵开启。
S2：在PLC控制柜中设置消泡配药浓度，并将运行模式切换为自动模式；
S3：判断液位是否低于补药液位值，若是，则开启补药电动阀和补药泵，进行补药；
S4：判断液位是否小于设定值，若是，则继续补药；若否，则关闭补药电动阀和补药泵；
S5：开启补水泵和补水电动阀，进行补水；
S6：判断液位是否高于上限，若否，则继续补水；若是，则关闭补水泵和补水电动阀，然后启动搅拌泵；
S7：关闭搅拌泵，结束。
本发明的优点：
1、各单井分别对应一个消泡剂、起泡剂混药罐，注入的药剂浓度可以根据气井生产状况动态调整，同一采气平台各单井之间加药泡排工艺相互独立、各不影响，可实现“一井一策”式加药，生产适应性更强、灵活度更高；
2、通过采用补药泵、补水泵、电动阀和搅拌泵，可通过设定浓度自动补药、补水、配药，节约了加药泡排工艺的人工和时间成本，也降低了人员操作风险，安全性高；而且配药浓度可以根据气井生产情况调节；
3、铺设管线补水补药、罐内搅拌泵搅拌配药、装置底部设有踢脚板，这些措施避免了加药泡排过程中药剂洒落、渗入土壤中污染环境；
4、撬装式加药泡排装置可以直接吊装到采气平台，不需要复杂繁琐的安装工序，节约了安装过程的人工和时间成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明提出的一种撬装式自动加药泡排装置的整体结构正面示意图；
图2为本发明提出的一种撬装式自动加药泡排装置的内部结构示意图；
图3为本发明提出的一种撬装式自动加药泡排装置的的整体结构背面示意图；
图4为本发明自动化控制程序逻辑图；
图中，1-起泡补药泵，2-消泡补药泵，3-起泡注药泵，4-起泡注药阀，5-补水泵，6-液位计，7-补水电动阀，8-消泡补药电动阀，9-消泡注药阀，10-消泡注药泵，11-PLC控制柜，12-脚踏板，13-盖板，14-把手，15-护栏，16-搅拌器，17-链条，18-搅拌泵，19-消泡注药管线，20-横梁，21-主搅拌器，22-消泡补药管线，23-补水管线，24-配药罐，25-起泡注药管线，26-底座，27-底板，28-起泡补药管线，29-起泡补药电动阀。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，本实施例中，一种撬装式自动加药泡排装置，包括配药罐24、底板27、PLC控制柜11、补水组件、起泡补药组件、起泡注药组件、消泡补药组件、消泡注药组件，所述配药罐24焊接在底板27上面，所述底板27上面焊接有PLC控制柜11，所述补水组件、起泡补药组件、起泡注药组件、消泡补药组件与消泡注药组件均围绕配药罐24固定于底板27上方，所述配药罐24上设置有盖板13，所述补水组件、起泡补药组件、起泡注药组件、消泡补药组件与消泡注药组件均通过对应管线连接配药罐24，所述PLC控制柜11通过光纤连接并控制起泡补药泵1、消泡补药泵2、补水泵4、补水电动阀7、消泡补药电动阀8、搅拌泵18与起泡补药电动阀29，用于设置配药浓度与运行模式。
所述运行模式包括自动模式和手动模式。
如图2所示，所述配药罐24包括：脚踏板12、护栏15、搅拌器16、链条17、搅拌泵18、横梁20、主搅拌器21，所述配药罐24内侧焊接有横梁20，所述横梁20中间通过螺栓固定有搅拌器16，所述搅拌器16通过链条17连接主搅拌器21，所述主搅拌器21通过螺栓连接上方的搅拌泵18；所述配药罐24上方立柱支撑焊接有护栏15及脚踏板12；所述脚踏板12通过轴承铰链连接盖板13，所述盖板13向上一侧焊接有把手14。
所述补水组件包括：补水泵5、补水电动阀7、补水管线23，所述补水泵5通过螺栓固定于底板27向上一侧，所述配药罐24侧壁打孔密封连接补水管线23一端，所述补水管线23另一端承插连接补水泵5，所述补水管线23法兰连接补水电动阀7。
所述起泡补药组件包括：起泡补药泵1、起泡补药电动阀29、起泡补药管线28，所述起泡补药泵1通过螺栓固定在对应底座26上，所述底座26焊接于底板27上面，所述配药罐24侧壁打孔密封连接起泡补药管线28一端，所述起泡补药管线28另一端承插连接起泡补药泵1，所述起泡补药管线28上法兰连接有起泡补药电动阀29。
所述起泡注药组件包括：起泡注药泵3、起泡注药阀4、起泡注药管线25，所述起泡注药泵3通过螺栓固定于对应底座26上，所述底座26焊接于底板27上面，所述配药罐24侧壁打孔密封连接起泡注药管线25一端，所述起泡注药管线25另一端承插连接起泡注药泵3，所述起泡注药管线25上法兰连接有起泡注药阀4。
如图3所示，所述消泡补药组件包括：消泡补药电动阀8、消泡补药管线22、消泡补药泵2，所述消泡补药泵2通过螺栓固定于对应底座26上，所述底座26焊接于底板27上面，所述配药罐24侧壁打孔密封连接消泡补药管线22一端，所述消泡补药管线22另一端承插连接消泡补药泵2，所述消泡补药管线22上法兰连接有消泡补药电动阀8。
所述消泡注药组件包括：消泡注药泵10、消泡注药阀9、消泡注药管线19，所述消泡注药泵10通过螺栓固定于对应底座26上，所述底座26焊接于底板27上面，所述配药罐24侧壁打孔密封连接消泡注药管线19一端，所述消泡注药管线19另一端承插连接消泡注药泵10，所述消泡注药管线19上法兰连接有消泡注药阀9。
所述配药罐24侧壁外侧焊接有液位计6，用于检测配药罐24液体水位高度。
如图4所示，一种撬装式自动加药泡排方法，包括以下顺序步骤：
S1：打开起泡注药阀4和消泡注药阀9，启动起泡注药泵3和消泡注药泵10，24小时保持注药阀和注药泵开启。
S2：在PLC控制柜11中设置消泡配药浓度，并将运行模式切换为自动模式；
S3：判断液位是否低于补药液位值，若是，则开启补药电动阀和补药泵，进行补药；
S4：判断液位是否小于设定值，若是，则继续补药；若否，则关闭补药电动阀和补药泵；
S5：开启补水泵5和补水电动阀7，进行补水；
S6：判断液位是否高于上限，若否，则继续补水；若是，则关闭补水泵5和补水电动阀7，然后启动搅拌泵；
S7：关闭搅拌泵，结束。
具体的，自动化控制程序的逻辑为：
（1）起泡、消泡药剂原液的补充，必须单个混药罐补充完毕再补充下一个，不允许两个混药罐同时补充药剂；
（2）搅拌泵在药剂原液和清水补充完毕后再开启；
（3）每个混药罐分别有药剂原液补充管线、清水补充管线，管线上均安装有电磁阀，8个混药罐一共16个电磁阀；
（4）混药罐设定“补药液位值”，液位低于该值就同时启补药泵和打开补药电磁阀，药剂原液补充结束后，同时打开清水泵和补水电磁阀，结束后搅拌；
（5）当上述逻辑中，“液位低于设定值”中的设定值由程序中“设定浓度，自动计算液位设定值”的功能计算。
正常工作时，先打开起泡注药阀4、消泡注药阀9，启动起泡注药泵3、消泡注药泵10，然后在PLC控制柜11中设置消泡配药浓度和运行模式切换为自动模式。
搅拌泵日常保养、故障维修时和配药罐需要清洁时，在PLC控制柜11中将运行模式切换为手动模式，关停起泡补药泵1、消泡补药泵2，关闭起泡补药电动阀29、消泡补药电动阀8和补水电动阀7，利用把手14揭开盖板13，根据需要进行作业。
本文揭露的结构、功能和连接形式，可以通过其它方式实现。例如，以上所描述的实施例仅是示意性的，例如管汇处可有多个管道、阀门和泵的设置位置可有所改变，例如多个组件可以结合或者集成于另一个组件；另外，在本文各个实施例中的各功能组件可以集成在一个功能组件中，也可以是各个功能组件单独物理存在，也可以两个或两个以上功能组件集成为一个功能组件。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
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