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1、(10)授权公告号 CN 203050658 U(45)授权公告日 2013.07.10CN203050658U*CN203050658U*(21)申请号 201220656353.3(22)申请日 2012.12.03E21B 43/22(2006.01)F03D 9/02(2006.01)H02J 7/00(2006.01)(73)专利权人中国石油天然气股份有限公司地址 100007 北京市东城区东直门北大街9号中国石油大厦(72)发明人张振文 罗长斌 任涛 任发俊许飞 宁梅 杨勇(74)专利代理机构北京市德权律师事务所 11302代理人刘丽君(54) 实用新型名称一种智能注剂系统(57)。
2、 摘要本实用新型公开了一种智能注剂系统，属于天然气低压弱喷产水气井的技术领域。该系统包括动力模块、主控制模块和传感检测模块；动力模块用于为起泡剂注入泵和消泡剂注入泵提供动力；主控制模块用于控制起泡剂注入泵和消泡剂注入泵的开关；传感检测模块用于检测储液箱的液位和控制柜的温度，并将储液箱的液位和控制柜的温度传送至主控制模块。本实用新型实现井口自动化同时加注起泡剂和消泡剂，可定时、定量连续性注入；以清洁能源提升装置动力，减少污染；可远程控制，降低人工劳动成本、劳动强度；提高加注效率。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书4页 附图2页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利权利。
3、要求书1页 说明书4页 附图2页(10)授权公告号 CN 203050658 UCN 203050658 U1/1页21.一种智能注剂系统，其特征在于，包括动力模块、主控制模块和传感检测模块；其中，所述动力模块用于为起泡剂注入泵和消泡剂注入泵提供动力；所述主控制模块用于控制所述起泡剂注入泵和所述消泡剂注入泵的开关；所述传感检测模块用于检测储液箱的液位和控制柜的温度，并将所述储液箱的液位和所述控制柜的温度传送至所述主控制模块。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述动力模块包括太阳能电池方阵、风力发电机组、蓄电池组和逆变器；其中，所述太阳能电池方阵和所述风力发电机组分别与所述蓄电池组相连，。
4、所述蓄电池组通过所述逆变器分别与所述主控制模块的电源控制器、所述起泡剂注入泵和所述消泡剂注入泵相连。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主控制模块包括所述电源控制器、混合信号处理器和GPRS单元；其中，所述电源控制器通过所述GPRS单元对所述逆变器进行电源开关控制。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述传感检测模块包括温度传感器和液位传感器，所述温度传感器和所述液位传感器分别将所述储液箱的液位和所述控制柜的温度通过所述GPRS单元传送至所述主控制模块的混合信号处理器。5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述主控制模块还包括时钟单元，所述时钟单元与所述混合信号处理器相连，。
5、所述时钟单元通过所述GPRS单元将时钟信息传送至所述混合信号处理器，所述时钟单元定时控制所述电源控制器。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述主控制模块还包括显示单元，所述显示单元用于显示所述储液箱的液位和所述控制柜的温度。7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述温度传感器的温度探头为铂电阻温度传感器。8.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述液位传感器的液位探头为投入式电容探头。9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述起泡剂注入泵和消泡剂注入泵均为卧式柱塞泵和/或气液增压泵。权 利 要 求 书CN 203050658 U1/4页3一种智能注剂系统技术领域0001 本实。
6、用新型属于天然气低压弱喷产水气井的技术领域，特别涉及一种智能注剂系统。背景技术0002 随着靖边气田产水气井的逐年增加，地层压力逐年下降，部分低压、低产气、高产水气井的排水采气愈加困难。为了保产增产，排水采气工艺手段势在必行。常用的方法之一就是人工加注起泡剂（降低井筒内流体密度）排水采气，辅以消泡剂（避免起泡剂所产生的泡沫影响下游设备）。由于井位比较分散，采用该方法成本较高、员工劳动强度大、加药车笨重且易造成尾气污染，因此采用井口自动化智能注剂设备降低工人上井频率，提高加注效率就变成一项亟待推进的工作。0003 目前，用于起泡剂加注的单泵自动泡排装置已经出现，该装置由太阳能板提供动能，由控制系。
7、统自动控制加药时间、加药剂量，整个设备通过高压软管连接到气井套管处，进行泡排剂的加注。但该装置不能解决消泡剂的加注问题。消泡剂是为了去除起泡剂所产生的泡沫，若不能及时消除泡沫，将会对下游设备及供气质量产生严重的影响。且该装置动力源单一，只有太阳能电池方阵，若遇阴雨、多云等恶劣天气，太阳能将无法满足起泡加注所需的动力。实用新型内容0004 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种智能注剂系统，解决了现有技术中无法在井口同时加注起泡剂和消泡剂的技术问题。0005 为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种智能注剂系统，包括动力模块、主控制模块和传感检测模块；0006 其中，所述动力模块用于为起泡剂注入。
8、泵和消泡剂注入泵提供动力；0007 所述主控制模块用于控制所述起泡剂注入泵和所述消泡剂注入泵的开关；0008 所述传感检测模块用于检测储液箱的液位和控制柜的温度，并将所述储液箱的液位和所述控制柜的温度传送至所述主控制模块。0009 进一步地，所述动力模块包括太阳能电池方阵、风力发电机组、蓄电池组和逆变器；其中，所述太阳能电池方阵和所述风力发电机组分别与所述蓄电池组相连，所述蓄电池组通过所述逆变器分别与所述主控制模块的电源控制器、所述起泡剂注入泵和所述消泡剂注入泵相连。0010 进一步地，所述主控制模块包括所述电源控制器、混合信号处理器和GPRS单元；其中，所述电源控制器通过所述GPRS单元对所。
9、述逆变器进行电源开关控制。0011 进一步地，所述传感检测模块包括温度传感器和液位传感器，所述温度传感器和所述液位传感器分别将所述储液箱的液位和所述控制柜的温度通过所述GPRS单元传送至所述主控制模块的混合信号处理器。说 明 书CN 203050658 U2/4页40012 进一步地，所述主控制模块还包括时钟单元，所述时钟单元与所述混合信号处理器相连，所述时钟单元通过所述GPRS单元将时钟信息传送至所述混合信号处理器，所述时钟单元定时控制所述电源控制器。0013 进一步地，所述主控制模块还包括显示单元，所述显示单元用于显示所述储液箱的液位和所述控制柜的温度。0014 进一步地，所述温度传感器的。
10、温度探头为铂电阻温度传感器。0015 进一步地，所述液位传感器的液位探头为投入式电容探头。0016 进一步地，所述起泡剂注入泵和消泡剂注入泵均为卧式柱塞泵和/或气液增压泵。0017 本实用新型提供的智能注剂系统，实现井口自动化加注起、消泡剂，可定时、定量连续性注入；以清洁能源（风/光互补双能源）提升装置动力，减少污染；可远程控制，降低人工劳动成本、劳动强度；提高加注效率，从而最终提高低压弱喷产水气井的携液能力，实现连续气举排水采气，并消除泡沫水对设备的影响，提高产水气井产气量。附图说明0018 图1为本实用新型实施例提供的智能注剂系统结构示意图；0019 图2为本实用新型实施例提供的动力模块结。
11、构示意图；0020 图3为本实用新型实施例提供的主控制模块结构示意图；0021 图4为本实用新型实施例提供的传感检测模块结构示意图。具体实施方式0022 参见图1，本实用新型实施例提供的一种智能注剂系统，包括动力模块、主控制模块和传感检测模块；0023 其中，动力模块用于为起泡剂注入泵和消泡剂注入泵提供动力；0024 主控制模块用于控制起泡剂剂注入泵和消泡剂注入泵的开关，其中，泡剂剂注入泵和消泡剂注入泵分别为卧式柱塞泵和气液增压泵，其中，卧式柱塞泵加注起泡剂，排量180L/H，气液增压泵加注消泡剂，排量100L/H；0025 传感检测模块用于检测储液箱的液位和控制柜的温度，并将储液箱的液位和控。
12、制柜的温度传送给所述主控制模块。0026 参见图2，动力模块包括太阳能电池方阵、风力发电机组、蓄电池组和逆变器；其中，太阳能电池方阵和风力发电机组分别与蓄电池组相连，蓄电池组通过逆变器分别与主控制模块的电源控制器、起泡剂注入泵和消泡剂注入泵相连。其中，太阳能电池方阵和风力发电机组分别将光能、风能转化为电能，通过主控制模块的电源控制器存储于蓄电池组（铅酸蓄电池4块，单块电池电压12V，容量250AH）。蓄电池组输出直流电通过逆变器转换为380V的交流电，为泵机提供动力。0027 太阳能电池方阵(简称方阵)：采用多晶硅太阳能光伏组件，用来将太阳能转换为电能。太阳能板表面为有机钢化玻璃，可抵御各种恶。
13、劣天气，保证太阳能电池方阵正常运行。0028 风力发电机组：将风能转化成为电能，实现风电转换，额定输出功率380W。最大充说 明 书CN 203050658 U3/4页5电效率/MPPT效率85%,最大充电电流10A，额定输入电压28V，当风力发电超过额定输出功率而对蓄电池有不利影响时可自动紧急刹车处理。风力发电机组作为补充能源与太阳能方阵互补，可弥补整个系统在无公共电网持续供电或太阳能不足情况下的连续工作时间。0029 蓄电池组：积蓄和输出来自太阳能电池方阵和风力发电机组的电能。蓄电池组由4块12V蓄电池组成。0030 逆变器：将来自蓄电池组的直流电转换为交流电，并将转换后的交流电通过主控制。
14、模块的电源控制器提供给起泡剂注入泵和消泡剂注入泵。0031 参见图3，主控制模块包括,电源控制器、混合信号处理器和GPRS单元；其中，电源控制器和GPRS单元均分别与混合信号处理器相连。电源控制器通过GPRS单元对逆变器进行电源开关控制另外。主控制模块还可以包括时钟单元，时钟单元通过GPRS单元将时钟信息传送至混合信号处理器，时钟单元定时控制电源控制器。其中，主控制模块还可以包括显示单元，显示单元用于显示储液箱的液位和控制柜的温度。主控制模块是管理中心，通过GPRS接口与主控制站或气井维护人员通信，完成对动力模块和传感检测模块传输数据的加工处理、通过时钟单元校对主控模块时钟、设置各种初始化参数。
15、，以及对控制箱温度和储药箱液位进行显示。主控制模块可实现设备的无人化操作，所有功能都将实现远程设置功能。其中，显示单元选用真空荧光屏显示屏；GPRS单元将GPRS作为数据传递通道,在系统中具有重要作用。支持数据、语音、短消息和传真等各种数据业务,集中器通过RS232接口,利用AT命令对该GPRS单元进行控制和数据传送；时钟单元采用内部时钟进行定时。低频晶振的输出为CPU运行和外部模块提供了时钟信号。0032 参见图4，传感检测模块包括温度传感器和液位传感器，温度传感器和液位传感器分别将储液箱的液位和控制柜的温度通过GPRS单元传送至主控制模块的混合信号处理器。其中，温度传感器的温度探头使用铂电。
16、阻温度传感器PT1000作为测温原件，再由MPS430外部接口实现PT1000两端电压的A/D采集；而液位传感器的液位探头选用投入式电容探头，通过液位变送器实现对电容两端电压的A/D采集。传感检测模块主要负责采集储液箱液位，控制箱工作温度等数据信息，并能将获取的实时信息进行封装处理，通过与主控制模块建立的通信协议进行实时反馈。传感检测模块主机板接口应包括：温度接口、液位接口、待扩展串口。传感检测模块可实现功能：（1）实时监测储液箱液位信息；（2）实时监测控制柜温度信息；（3）可扩展功能：预留扩展接口，以便对后续检测的功能扩展。储液箱的箱体设计为双罐模型，总体积2000L，分别存储起泡剂、消泡剂。
17、。0033 具体使用方法如下：0034 由主控制模块控制变电系统的开启与关闭，蓄电池组输出DC48V电源，经过逆变器转换为AC380V交流电带动泵机运转，储液箱加满药剂，卧式柱塞泵和气液增压泵出口安装单流阀，套管、地面管线压力表与考克之间加装连接三通，高压软管将单流阀与三通连接起来，这样便可导通药剂到套管环空和地面管线的通道，起泡剂和消泡剂分别通过卧式柱塞泵和气液增压泵进入气井油套环空和地面管线，实现自动加注。动力由太阳能电池方阵和风力发电机组提供，药液箱体设计为双罐模型，总体积2000L。0035 以往采取井口间歇泡排生产虽然达到了一定的带液效果，但由于起泡剂加注不规律、气井带液不连续，导致。
18、生产波动较大。同时，由于靖边气田所产地层水矿化度较高，当泡排气井产出液消泡不彻底或气液分离效果不佳时，容易造成含泡沫水带入脱水撬，影响设说 明 书CN 203050658 U4/4页6备的正常运行。0036 而本系统以清洁能源风能/光能为双动力，通过主控模块，精确控制2台注剂泵，本实用新型实施例的优点如下：0037 1.实现井口起泡剂和消泡剂的同时定时、定量注入。从而提高气井携液能力，确保气井稳定生产，减轻员工泡排作业劳动强度，降低井口加注泡排棒时多次开关井口阀门的安全风险；0038 2.实现井口消泡剂连续小剂量注入。在天然气进入集气站脱水橇等设备之前，消除起泡剂所产生的泡沫，规避因泡沫水对站内设备产生的负面影响。0039 最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。说 明 书CN 203050658 U1/2页7图1图2说 明 书 附 图CN 203050658 U2/2页8图3图4说 明 书 附 图CN 203050658 U。