用于填埋气井监测及控制的装置及方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201380069134.2

申请日:

2013.12.23

公开号:

CN104995372A

公开日:

2015.10.21

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):E21B 47/00申请日:20131223|||公开

IPC分类号:

E21B47/00(2012.01)I; B09B1/00

主分类号:

E21B47/00

申请人:

Q.E.D.环境系统公司

发明人:

大卫·A·菲舍尔; 大卫·米奥杜谢夫斯基

地址:

美国密歇根州

优先权:

61/748,370 2013.01.02 US; 13/794,242 2013.03.11 US

专利代理机构:

北京集佳知识产权代理有限公司11227

代理人:

魏金霞; 潘冰

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内容摘要

一种填埋井控制系统,包括移动手持设备,该移动手持设备设置有软件监测应用,该软件监测应用包括表格,该表格具有与期望的甲烷输出流量的确定有关的数据。填埋气体(LFG)井口气体控制阀包括:以电子的方式控制、动力驱动的流量控制装置致动器;流量测量元件,该流量测量元件产生与气体流量成比例的压差;压力传感器/转换器;以及微处理器,该微处理器具有控制逻辑性能以及通过局域无线信号与移动手持设备进行通信的能力。使用来自移动手持设备的表格的数据或者远程存储的数据的动力驱动的流量控制装置致动器提供阀自动定位。

权利要求书

1.  一种填埋井控制系统,包括:
无线设备,所述无线设备设置有软件监测应用,所述软件监测应用包括表格,所述表格具有与期望的填埋气体输出流量的确定有关的数据;以及
填埋气体(LFG)井口气体控制阀,所述LFG井口气体控制阀包括以电子的方式控制、动力驱动的流量控制装置致动器,所述流量控制装置致动器进行操作以控制填埋气体的填埋气体流量,所述LFG井口气体控制阀与所述无线设备进行无线通信。

2.
  根据权利要求1所述的填埋井控制系统,还包括流量测量元件,所述流量测量元件设置在所述LFG井口气体控制阀处,所述流量测量元件产生与所述填埋气体流量成比例的压差,所述压差转换成信号被传送至所述无线设备。

3.
  根据权利要求1所述的填埋井控制系统,还包括设置在所述LFG井口气体控制阀处的压力传感器/转换器。

4.
  根据权利要求1所述的填埋井控制系统,还包括设置在所述LFG井口气体控制阀处的微处理器,所述微处理器具有控制逻辑性能以及通过局域无线信号与所述移动手持设备进行通信的能力。

5.
  根据权利要求1所述的填埋井控制系统,其中,所述无线设备是通过无线传输路径进行操作以与所述LFG井口气体控制阀进行通信的移动手持设备。

6.
  根据权利要求1所述的填埋井控制系统,其中,所述无线设备是通过无线传输路径进行操作以与所述LFG井口气体控制阀进行通信的计算机。

7.
  根据权利要求1所述的填埋井控制系统,还包括:
压力梯度生成孔口组件;以及
压降测量装置。

8.
  根据权利要求1所述的填埋井控制系统,还包括形成在所述LFG井口气体控制阀上的指示标识,所述指示标识标示阀位置以便进行记录,以针对气体流量以及针对包括温度、气压和湿度的一组井运行参数重复阀位置。

9.
  根据权利要求1所述的填埋井控制系统,还包括质量流量装置,所述质量流量装置用以以电子的方式向所述无线设备发送所述填埋气体的质量流量测量值。

10.
  一种填埋井控制系统,包括:
移动手持设备,所述移动手持设备具有软件监测应用,所述软件监测应用包括表格,所述表格具有与填埋气体的期望的填埋气体输出流量的确定有关的数据;以及
填埋气体(LFG)井口气体控制阀,所述LFG井口气体控制阀包括:
以电子的方式控制、动力驱动的流量控制装置致动器;
流量测量元件,所述流量测量元件产生与填埋气体流量成比例的压差;
压力传感器/转换器;以及
微处理器,所述微处理器具有控制逻辑性能以及通过局域无线信号与所述移动手持设备进行通信的能力。

11.
  根据权利要求10所述的填埋井控制系统,其中,所述流量测量 元件还包括内部压力转换器、微控制器以及无线通信设备,所述无线通信设备包括使用数字无线电的一系列高级别通信协议,所述流量测量元件连接至所述LFG井口。

12.
  根据权利要求10所述的填埋井控制系统,其中,所述移动手持设备包括提供用于输入压降装置规格的程序,所述压降装置规格包括孔口组件的孔口尺寸。

13.
  根据权利要求10所述的填埋井控制系统,其中,所述移动手持设备包括流量控制装置索引位置,所述流量控制装置索引位置由位于所述LFG井口气体控制阀上的一组指示标识指示,从而在确定所述填埋气体流量中包括所述索引位置。

14.
  根据权利要求10所述的填埋井控制系统,其中,所述移动手持设备包括LFG数据,所述LFG数据包括LFG井口真空和压力、LFG气体质量数据、LFG气体温度、现场和周围环境数据读数——比如大气压力、空气温度、和/或LFG井口的地理空间位置。

15.
  一种填埋井控制系统,包括:
无线设备,所述无线设备设置有软件监测应用,所述软件监测应用包括表格,所述表格具有与期望的填埋气体输出流量的确定有关的数据;
填埋气体(LFG)井口气体控制阀,所述LFG井口气体控制阀包括以电子的方式控制、动力驱动的流量控制装置致动器,所述流量控制致动器进行操作以控制填埋气体的填埋气体流量,所述LFG井口气体控制阀与所述无线设备进行无线通信;以及
数据存储设备,所述数据存储设备与移动手持设备进行通信,所述数据存储设备在获取新的数据的同时保持所述填埋气体流量的历史数据在所述数据存储设备中是可访问的。

16.
  根据权利要求15所述的填埋井控制系统,还包括移动手持设备,所述移动手持设备用以通过局域无线信号将控制目标设定值和读数传送至所述LFG井口气体控制阀。

17.
  根据权利要求16所述的填埋井控制系统,还包括动力驱动的流量控制装置致动器,所述动力驱动的流量控制装置致动器连接至所述LFG井口气体控制阀并且进行操作以改变所述LFG井口气体控制阀的位置,所述动力驱动的流量控制装置致动器具有无线通信设备以便使用所述移动手持设备来传送并以及改变所述阀位置。

18.
  根据权利要求15所述的填埋井控制系统,还包括位于具有所述LFG井口气体控制阀的井口处的小键盘和数字显示器,所述小键盘用以输入所述LFG井口气体控制阀的期望的控制目标设定值。

19.
  根据权利要求15所述的填埋井控制系统,还包括自调节的气体流量控制阀和氧气传感器,所述氧气传感器由操作人员进行监测以便将填埋井氧气水平保持为低于期望的设定点。

20.
  一种用于对填埋气体的输出流量进行控制的方法,包括:
对填埋气体输出流量的历史数据进行存储;
对所述历史数据进行处理以便实时产生推荐的流量控制阀位置调节量;以及
将所述推荐的流量控制阀位置以无线的方式传输至填埋气体井口气体控制阀。

21.
  根据权利要求20所述的方法,还包括针对同一填埋场的多个填埋气体井口重复所述存储步骤,包括来自所述多个填埋气体井口中的各单独的填埋气体井口的历史读数以及所述推荐的流量控制阀位置中的 多个推荐的流量控制阀位置。

22.
  根据权利要求20所述的方法,还包括:
1)通过操纵所述气体流量控制阀的步进式的打开及闭合,定期地——包括在每天1次至每天12次之间——进行“搜寻”;
2)对填埋气体流量进行新的测量;以及
3)计算所得的额外的填埋气体流量除以施加于所述井口组件的真空水平的变化量的比值。

说明书

用于填埋气井监测及控制的装置及方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年3月11日提交的美国实用申请No.13/794,242的优先权以及于2013年1月2日提交的美国临时申请No.61/748,370的权益。上述申请的全部公开内容通过参引合并在本文中。
技术领域
本公开涉及用于对由填埋地产生的气体进行监测的系统及方法。
背景技术
该部分内容提供与本公开有关的背景信息,该背景信息不一定是现有技术。
在美国,现役的和闲置的生活固体废物填埋地需要安装用以控制和捕获由分解废物的厌氧过程所产生的甲烷的系统。安全性、用于能源利用的气体捕获以及温室气体控制(因为甲烷的温室气体影响是CO2的25倍)是安装这些系统的原因中的一些原因。另外,出于空气污染和安全的原因,法规对甲烷气体的排放进行了约束。尽管一些填埋地采用无源废气处理系统来燃尽甲烷,但目前的趋势是采用这样的受控系统:该系统使用真空泵、管道以及井将甲烷抽吸至填埋场的中心位置用于发电或者用于气体回收。
目前,经常每周一次那样频繁地从许多抽取点比如气井口处采集数据。常见的填埋地可能包括约50个至几百个井和井口。数据采集的频率加上数据采集点的个数产生随时间而增长的大的、多元数据集。该数据——被称为填埋气体(LFG)数据——通常存储在电子数据表或者企业级环境数据库中。当前的数据用途关注于与井点的GPS位置相关的标记超限、一些图表绘制以及一些数据趋势映射。对每个井口所做出的控制决策主要是基于固定的“规则”而并不会使用来自历史数据集的LFG数据。另外,对历史数据集进行分析以获得时间 及空间趋势以及关系并不用于建立控制修改建议,比如井口处的控制阀的定位。
发明内容
该部分内容提供本公开的总体概述,并且并非是本公开的全部范围或者本公开的所有特征的全面公开。
根据几个方面,一种填埋井控制系统包括移动手持设备,该移动手持设备设置有软件监测应用,该软件监测应用包括表格,该表格具有与期望的甲烷输出流量的确定有关的数据。填埋气体(LFG)井口气体控制阀包括:以电子的方式控制、动力驱动的流量控制装置致动器;流量测量元件,该流量测量元件产生与气体流量成比例的压差;压力传感器/转换器;以及微处理器,该微处理器具有控制逻辑性能以及通过局域无线信号与移动手持设备进行通信的能力。
根据另外的方面,差压测量装置包括内部压力传感器、微控制器以及用于在近程上交换数据的有线或无线通信设备,以便向移动手持设备比如智能电话或者平板电脑发送由差压测量装置测量到的压差。该差压测量装置能够以便携的方式被使用,或者能够专用于LFG井口。移动手持设备能够包括允许输入压降装置规格的程序。
根据其它方面,压降测量装置跨接在流量控制阀两端,结合与流量控制阀一起设置的流量控制阀指示标识以提供和重新产生LFG流量。使用一组印刷或电子表格或等式来映射流量控制阀的阀位置与所指示的压差之间的关系,从而得出LFG流量测量结果。从非现场通过无线电或者无线信号能够对流量控制阀的控制以及因此整体的填埋气体流量的控制进行远程控制。
根据又一方面,组合单元包括对流量控制阀的位置进行控制的阀致动器以及流量测量装置。微控制器、至少一个真空/压力传感器、LFG温度传感器或者其它可测量参数传感器能够用于提供局域的、自动阀位置设定。该组合单元能够包括用以获得具体控制点设定值的各种控制和测量方案。另外,该组合单元能够增设数据元件以便提供用于控制设置改变的进一步的基础。
根据本文中提供的描述内容,另外的适用范围将变得明显。本概述中的描述内容和具体示例仅意在起说明作用,并且并非意在限定本公开的范围。
附图说明
本文中描述的附图仅用于说明所选取的实施方式而非所有可能的实施方案,并且不意在限定本公开的范围。
图1为具有本公开的控制/操作系统的填埋井组件以及相关联的装置和管道的局部剖视正视图;
图2为图1的井口组件的一部分和控制阀控制/操作系统的正视图;
图3为井口组件和根据图2进行改型的控制阀控制/操作系统的正视图;
图4为井口组件和根据图2进行改型的控制阀控制/操作系统的正视图;
图5为井口组件和根据图2进行改型的控制阀控制/操作系统的正视图;
图6为井口组件和根据图2进行改型的控制阀控制/操作系统的正视图;
图7为井口组件和根据图2进行改型的控制阀的正视图;
图8为井口组件和根据图2进行改型的控制阀控制/操作系统的正视图;
图9为井口组件和根据图2进行改型的控制阀控制/操作系统的正视图;
图10为井口组件和根据图2进行改型的控制阀控制/操作系统的正视图;
图11为井口组件和根据图2进行改型的控制阀控制/操作系统的正视图;
图12为用于井口组件和本公开的控制阀的部件的图解;以及
图13为井口组件和根据图2进行改型的控制阀控制/操作系统的正视图;
在附图的若干视图中,相应的附图标记表示相应的部件。
具体实施方式
现在将参照附图更充分地描述示例性实施方式。
参照图1,常见的填埋井系统10包括井口组件12,井口组件12具有井口14,井口14安装至塑料井管16,井管16通常是六英寸或者八英寸的管道。井管16能够在具有多层填埋梯度20的地表面18上方延伸约三英尺至四英尺,或者能够在坡面或地表面18处或其下+方处终止使得井口14定位在地下拱顶室或者封闭区域中。井管16在于地表面18下方延伸约三十英尺至超过一百英尺的区域中包括多个孔22,这些孔22允许填埋气体流入到井管16中。填埋气体被抽吸到收集井16中进入到井排放管24中,井排放管24能够包括地上的排放管延伸部26。甲烷气体然后穿过多个部件,包括用以测量气体流量的孔口组件28以及用以调节(meter)气体流量的控制阀30,并且经由流管32被输送至较大的收集管34。收集管34通常连接至帮助抽吸出甲烷气体的真空产生装置36。不仅提供有井口组件12,在井管16的底端附近,井口填埋井系统10还能够包括多个流入孔38,这些流入孔38允许称为“沥滤液”的液体在井管最底部40处聚集,其中,该液体在到达孔38之前使用泵42经由井内流体排放管44和井外流体排放管46被排放。由井口组件12提供的其它设施包括用以给泵42供给动力的空气进入管线48以及井流体高度检测器50。
参照图2,用以针对LFG井口组件12的装置及方法包括呈流量控制阀30形式的流量控制装置、成孔口组件28形式的压力梯度产生装置以及压降测量装置52。流量控制阀30设计成在控制LFG流从井管16向外流至真空产生装置36时产生可重复且可微调的气体流量。另外,流量控制阀30能够具有指示标识54,指示标识54允许针对给定的气体流量和/或一组给定的井运行参数比如温度、气压、 湿度及类似参数对阀位置进行记录并且增强阀位置的可重复性。
参照图3,根据几个方面,通过使用用于读取LFG流量的质量流量装置56而提供图2的系统的变型。使用质量流量装置56来代替压降测量装置52。质量流量装置56能够包括无线传输器58,无线传输器58用以以电子的方式远程地发送质量流量测量值。
参照图4,根据另外的方面,图2和图3的系统的变型使用跨连于流量控制阀30的压降测量装置60并结合流量控制阀指示标识54来提供和重复产生LFG流量。使用一组印刷的或电子的表格62或等式来映射流量控制阀30的阀位置与所指示的压差之间的关系,从而得出LFG流量测量值。
参照图5,图2至图4的系统的另外的变型使用差压测量装置64向移动手持设备72比如智能手机或平板电脑发送由差压测量装置64测量到的压差,其中,差压测量装置64具有内部压力传感器66、微控制器68以及有线或无线通信装置70(比如但不限于使用基于个人区域网的IEEE 802标准或者用于在短程范围内(例如使用2400MHz至2480MHz的ISM频带中的短波无线电传输)与固定装置和移动装置交换数据的无线技术标准的小的低功率数字无线电、远程蜂窝无线电或者类似无线电的一系列高级别通信协议)。差压测量装置64能够以便携的方式被使用,或者能够被专用于LFG井口14。移动手持设备72能够包括允许输入压降装置规格的程序74。例如,对于图2的系统而言,这可以是孔口组件28的孔口尺寸。又例如,这可以是由流量控制阀30的指示标识54所表示的流量控制装置索引位置,该索引位置允许对LFG流量进行估算。另外,手持设备72也能够用于确定或者控制填埋气体质量比如甲烷、二氧化碳和/或氧气水平。
参照图6并再次参照图1至图5,前述装置及方法还能够包括根据需要对其它LFG数据76进行采样。LFG数据76能够包括LFG井口真空或压力、LFG气体质量数据、LFG气体温度、场所或周围环境数据读数比如气压、空气温度以及类似参数,和/或LFG井口14的地理空间位置。
参照图7,通过设置与移动手持设备72进行通信的数据存储装置78能够进一步扩大图5和图6中描述的系统,使得在获取新的数 据时能够在数据存储装置78中访问历史数据及其它信息。除了基本的数据存储之外,还能够使用各种数据处理技术来近乎实时地提供所推荐的流量控制阀30位置调节量,以便为了实现系统目标而使LFG井操作最优化,比如使甲烷回收最大化和/或使LFG迁移最小化。具体位置的历史数据及分析能够被进一步扩大成包括一个或更多个附近的LFG井口14至14n以及每个井口的历史读数以及控制设置点的详细内容。
参照图8并且再次参照图1至图7,能够给流量控制阀30增设动力驱动的流量控制装置致动器80,由此提供流量控制阀30的准确的且可重复的定位。动力驱动的流量控制装置致动器80的增设提供流量控制阀30位置的“自动指示”。能够由内嵌的微控制器82以及逻辑的和/或可便携的移动、有线或无线装置比如移动手持设备72提供自动的阀指示/定位,从而提供对使阀致动器80启动的通信的远程控制。
参照图9并且再次参照图1至图8,具有阀致动器和流量测量装置、以及微控制器86、至少一个真空/压力传感器88、LFG温度传感器90和/或其它可测量参数传感器的组合单元84能够用于提供局域的、自动的阀位置设定。组合单元84能够包括用以获得具体控制点设定值的各种控制和测量方案,比如保持填埋气体流量的设定水平或者设定施加于井的真空的水平。另外,组合单元84能够增设参照图6描述的各种数据元件以便提供用于控制设定值变化的进一步的基础。例如,能够通过非现场无线装置或者卫星信号来远程地控制组合单元84。
参照图10并且再次参照图2至图9,参照图8所描述的动力驱动的流量控制装置致动器80还能够设置有有线或无线通信设备92以便与移动手持设备比如移动手持设备72进行通信以及改变阀位置。移动手持设备72能够包括用以辅助阀设定的程序。这种组合允许使用如参照图6所描述的流量测量值来提供反馈以进行控制改变。如参照图6和图9所描述的另外的数据元件能够被集成到控制逻辑中。
参照图11并且再次参照图1至图10,数据及控制方案可以如参照图7所描述的那样以包括历史及“云数据”增强元件94。另外,内嵌的无线通信设备92设置至动力驱动的流量控制装置致动器80, 使得能够远程地完成阀定位并因此不需要移动手持设备72。如参照图10描述的,无线通信设备92能够与另外的数据元件结合,如参照图5所描述的那样,以便为操作人员提供背景及反馈以进行阀控制改变。另外,远程访问参照图7所描述的过去的多个LFG井口数据集、用于附近和所有现场LFG井口的LFG井口数据、先进的井口和场地模型、控制算法以及类似物能够使用于整个填埋场的LFG控制最优化。因此,提供了整个运行的填埋地的操作人员辅助控制和可能的自动控制。而且提供了LFG流量、阀位置、真空、压力、温度等的较简单的远程读取。
参照图12并且再次参照图1至图11,填埋井系统10能够提供以下部件的组合:自调节的LFG井口气体流量控制阀30,其包括以电子的方式控制、动力驱动的流量控制装置致动器80;流量测量元件,比如作为孔口组件28的孔口板或者皮托管,其产生与填埋气体流量成比例的压差;压力传感器和/或转换器66;微处理器96,微处理器96具有控制逻辑性能以及通过或者其它局域无线信号与移动设备比如总称为移动手持设备72的智能电话或者平板计算机局域地进行通信的能力。移动手持设备72能够设置有软件监测应用98,软件监测应用98包括具有与期望的甲烷气体输出流量的确定有关的数据的表格62。自调节的LFG井口气体流量控制阀30在由操作人员进行手动设定调节量之间的时段内保持一致操作。用于自调节控制方案的基础可以是保持恒定的LFG流量或者施加于井口组件12的恒定的真空水平或者流量/真空以及其它现场具体数据(比如气压、周围环境空气温度等)的一些组合。控制方案的第三基础能够是由被选择成与特定的井口组件12的需要相匹配的真空和/或LFG流量的组合构成的一系列可选取的控制属性,比如将LFG流量保持为低于5scfm但高于1scfm,或者不超出设定的真空上极限或者真空下极限。
用于上述方面的任何方面的一种控制环路逻辑方法是,自调节的LFG井口气体流量控制阀30使微处理器96定期地(比如每天1次至12次,这是用户可设定的)评估井口当前的LFG流量、温度和/或施加于井口组件12的真空。如果当前的读数在所需设置的预定范围内,则控制回路得以满足,并且不进行改变,并且在下一设定间隔重复该过程。如果发现当前读数在所需设置的范围外,则微处理器 96逻辑将通过操纵控制阀30的微小的、步进式的打开和/或闭合而进行“搜寻”,进行新的测量,然后再次进行调节直到新的控制阀设定值实现在所需设置的范围内的读数。
根据另外的方面,在井口14处设置小键盘和数字显示器以便输入期望的控制目标设定值并且显示传感器读数。根据另外的方面,智能手机或者平板电脑比如移动手持设备72用于通过或者其它局域无线信号来传送控制目标设定值和读数。
用于上述方面中的任何方面的另一控制环路逻辑方法是在井口自调节的LFG气体流量控制阀30内使用以下控制逻辑方案:1)通过操纵气体流量控制阀30的微小的、步进式的打开和闭合而定期地比如每天1次至12次地进行“搜寻”,然后2)在进行新的测量时暂停,同时计算以下比值:所得的另外的LFG流量除以施加于井口组件12的真空水平的变化量。例如,当使用控制阀30的整体式或步进式打开时,在某些点处的气体流量控制阀30的任何附加的打开会导致施加于井口组件12的较高水平的真空,但与在之前的步进式打开中所实现的相比提供较低的LFG流量的增加量。对于这一点的一种解释是就高甲烷含量LFG(例如限定为甲烷含量超过50%的LFG)的流量而言已经超过了当前的LFG井生产能力。除此之外,施加额外的较高水平的真空可以抽吸额外的气体流量,但该额外的流量可以是来自填埋地覆盖层、井套管、管道和连接装置中的不期望的附近及远处的泄漏。因此,该控制逻辑方案的目的在于使井口处的LFG控制阀打开直到达到气体流量/所施加的真空水平的所选定的或预定的极限。
参照图1至图12描述的系统的另外的变型包括提供“修整”性能,由此操作人员选取最终的阀位置设置的偏置量以便实现用于特定井的期望目标。这能够包括朝向较低的LFG流量和/或较低水平的所施加的用于在填埋地的周边处的LFG井的真空进行偏置,以便避免将周围环境空气拉到LFG井中并因此拉到收集系统中。这种周围环境空气侵入稀释了所需的甲烷浓度,和/或会削弱通过溶解填埋地内的有机材料而产生甲烷的厌氧微生物的所需活动水平。相反,在填埋地的中央附近的井所需的修整设置可以朝向略高的LFG流量和/或较高水平的所施加的真空进行略微偏置,以便确保收集到所有产生的气 体并且减少有机和/或引起气味的复合物的至大气中的排放。
另外,如参照图2、图3、图4和图9所描述的自调节的气体流量控制阀30还能够包括O2(氧气)传感器100,通过进行监测传感器100允许操作人员将O2水平保持为低于期望的设定点。这避免了由于过度抽吸或者超过井的最大LFG流量而发生的吸入空气。
参照图13,如参照图2至图5所描述的自调节的气体流量控制阀30能够使用精细流量控制阀102来代替LFG压降测量装置152,由此,也替换了单独的元件比如孔口组件128。表格62中提供的存储的曲线族用于通过确定控制阀的设定值而使控制阀102两端的压差读数与气体流量相关联。上述的一个变型是在气体流量控制阀30上包括小键盘和数字显示器104,以便输入阀位置设定值并且显示传感器读数。另一方面使用智能电话或者平板电脑比如移动手持式设备72通过蓝牙或者其它局域无线信号来传送设定值和读数。在另外的方面中,提供位置解码器106来指示气体流量控制阀30的阀位置以便正确地指示压降为存储的流量数据。
提供了示例性实施方式,从而本公开将会是详尽的,并且将会向本领域技术人员完整地表达本公开的范围。阐述了许多具体细节比如特定部件、装置及方法的示例以便帮助透彻地理解本公开的实施方式。对于本领域技术人员来说明显的是,不需要采用具体细节,明显的是,可以以多种不同的形式来具体实施示例性实施方式,并且明显的是,具体细节和示例性实施方式都不应当被解释为限定本公开的范围。在一些示例性实施方式中,并未详细地描述公知的过程、公知的装置结构以及公知的技术方法。
本文中使用的术语仅用于描述特定示例性实施方式,并且并非意在为限制性的。如本文中所使用的,单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以意在包括复数形式,除非上下文另有明确说明。术语“包含”、“包括”、“包括有”以及“具有”是包括性的,并因此确定所阐述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或更多个特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或增加。本文中描述的方法步骤、过程及操作不应当被解释为必须以所论述或说明的特定次序来完成,除非具体指明按次序进行。还应当理解的是,可以采用另外的步骤或替代性步骤。
当元件或层被称为“在…上”、“接合至”、“连接至”或者“联接至”另一元件或层时,它可以直接在其它元件或层上、与其它元件或层接合、连接或者联接,或者可以存在中间元件或中间层。相比之下,当元件被称为“直接在…上”、“直接接合至”、“直接连接至”或者“直接联接至”另一元件或层时,可以没有中间元件或中间层。应当以相同的方式来理解用以描述元件之间的关系的其它用词(例如,“在…之间”与“直接在…之间”、“邻近”与“直接邻近”等)。如本文中所使用的,术语“和/或”包括一个或更多个相关列出的项的任意和所有组合。
尽管本文中可以使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件、部件、区域、层和/或部段,但这些元件、部件、区域、层和/或部段不应当被这些术语限定。这些术语仅用于区别一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段。当本文中使用时,术语比如“第一”、“第二”及其它数字术语并不意味着顺序或次序,除非上下文清楚表明。因此,下面所论述的第一元件、部件、区域、层或部段能够被称为是第二元件、部件、区域、层或部段,而不脱离示例性实施方式的教示。
为了便于进行描述,本文中可以使用与空间相关的术语比如“位于…内”、“位于…外”、“位于…之下”、“位于…下方”、“下”、“位于…上方”、“上”以及类似术语来描述如附图中示出的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。与空间相关的术语可以意在包括除了附图中所描绘的定向之外,装置在使用或操作时的不同的定向。例如,如果附图中的装置被翻转,则被描述为在其它元件或特征“下方”或“之下”的元件然后将被定向在其它元件或特征的“上方”。因此示例性术语“位于…下方”能够包括上方和下方两种定向。装置可以以另外的方式进行定向(旋转90度或者处于其它定向),因此可以理解本文中所使用的有关空间的描述。
为了进行说明和描述,提供了实施方式的上述描述内容。该描述内容并非意在为穷尽的或者限定本公开。特定实施方式的各个元件或特征通常不限于该特定实施方式,而是在应用时能够进行互换并且能够用于选取的实施方式——即使并未明确示出或描述。也可以以多种方式来改变特定实施方式的各个元件或特征。这种改变不应当被认为 是脱离本公开,并且所有这种修改意在被包括在本公开的范围内。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种填埋井控制系统,包括:
无线设备,所述无线设备设置有软件监测应用,所述软件监测应用包括表格,所述表格具有与期望的填埋气体输出流量的确定有关的数据;以及
填埋气体(LFG)井口气体控制阀,所述LFG井口气体控制阀包括以电子的方式控制、动力驱动的流量控制装置致动器,所述流量控制装置致动器进行操作以控制并调节所述LFG气体控制阀的流量阀部件,并进而以电子方式控制填埋气体的填埋气体流量,所述LFG井口气体控制阀与所述无线设备进行无线通信。
2.根据权利要求1所述的填埋井控制系统,还包括流量测量元件,所述流量测量元件设置在所述LFG井口气体控制阀处,所述流量测量元件产生与所述填埋气体流量成比例的压差,所述压差转换成信号被传送至所述无线设备。
3.根据权利要求1所述的填埋井控制系统,还包括设置在所述LFG井口气体控制阀处的压力传感器。
4.根据权利要求1所述的填埋井控制系统,其中,所述以电子的方式控制、动力驱动的流量控制装置致动器包括设置在所述LFG井口气体控制阀处的微处理器,所述微处理器具有控制逻辑性能以及通过局域无线信号与移动手持设备进行通信的能力。
5.根据权利要求1所述的填埋井控制系统,其中,所述无线设备是通过无线传输路径进行操作以与所述LFG井口气体控制阀进行通信的移动手持设备。
6.根据权利要求1所述的填埋井控制系统,其中,所述无线设备是通过无线传输路径进行操作以与所述LFG井口气体控制阀进行通信的计算机。
7.根据权利要求1所述的填埋井控制系统,还包括:
压力梯度生成孔口组件;以及
压降测量装置。
8.根据权利要求1所述的填埋井控制系统,还包括形成在所述LFG井口气体控制阀上的指示标识,所述指示标识标示阀位置以便进行记录,以针对气体流量以及针对包括温度、气压和湿度的一组井运行参数重复阀位置。
9.根据权利要求1所述的填埋井控制系统,还包括质量流量装置,所述质量流量装置用以以电子的方式向所述无线设备发送所述填埋气体的质量流量测量值。
10.一种填埋井控制系统,包括:
移动手持设备,所述移动手持设备具有软件监测应用,所述软件监测应用包括表格,所述表格具有与填埋气体的期望的填埋气体输出流量的确定有关的数据;以及
填埋气体(LFG)井口气体控制阀,所述LFG井口气体控制阀包括:
流量控制阀;
以电子的方式控制、动力驱动的流量控制装置致动器,所述流量控制装置致动器用于以电子的方式对所述流量控制阀进行调节;
流量测量元件,所述流量测量元件产生与填埋气体流量成比例的压差;
压力传感器/转换器;以及
微处理器,所述微处理器具有控制逻辑性能以及通过局域无线信号与所述移动手持设备进行通信的能力。
11.根据权利要求10所述的填埋井控制系统,其中,所述流量测量元件还包括内部压力转换器、微控制器以及无线通信设备,所述无线通信设备包括使用数字无线电的一系列高级别通信协议,所述流量测量元件连接至所述LFG井口。
12.根据权利要求10所述的填埋井控制系统,其中,所述移动手持设备包括提供用于输入压降装置规格的程序,所述压降装置规格包括孔口组件的孔口尺寸。
13.根据权利要求10所述的填埋井控制系统,其中,所述移动手持设备包括流量控制装置索引位置,所述流量控制装置索引位置由位于所述LFG井口气体控制阀上的一组指示标识指示,从而在确定所述填埋气体流量中包括所述索引位置。
14.根据权利要求10所述的填埋井控制系统,其中,所述移动手持设备包括LFG数据,所述LFG数据包括LFG井口真空和压力、LFG气体质量数据、LFG气体温度、现场和周围环境数据读数——比如大气压力、空气温度、和/或LFG井口的地理空间位置。
15.一种填埋井控制系统,包括:
无线设备,所述无线设备设置有软件监测应用,所述软件监测应用包括表格,所述表格具有与期望的填埋气体输出流量的确定有关的数据;
填埋气体(LFG)井口气体控制阀,所述LFG井口气体控制阀包括以电子的方式控制、动力驱动的流量控制装置致动器,所述流量控制致动器进行操作以控制流量控制阀,所述流量控制阀控制填埋气体的填埋气体流量,所述LFG井口气体控制阀与所述无线设备进行无线通信;以及
数据存储设备,所述数据存储设备与所述无线设备进行通信,所述数据存储设备在获取新的数据的同时保持所述填埋气体流量的历史数据在所述数据存储设备中是可访问的。
16.根据权利要求15所述的填埋井控制系统,还包括移动手持设备,所述移动手持设备用以通过局域无线信号将控制目标设定值和读数传送至所述LFG井口气体控制阀。
17.根据权利要求16所述的填埋井控制系统,还包括动力驱动的流量控制装置致动器,所述动力驱动的流量控制装置致动器连接至所述LFG井口气体控制阀并且进行操作以改变所述LFG井口气体控制阀的位置,所述动力驱动的流量控制装置致动器具有无线通信设备以便使用所述移动手持设备来传送并以及改变所述阀位置。
18.根据权利要求15所述的填埋井控制系统,还包括位于具有所述LFG井口气体控制阀的井口处的小键盘和数字显示器,所述小键盘用以输入所述LFG井口气体控制阀的期望的控制目标设定值。
19.根据权利要求15所述的填埋井控制系统,还包括自调节的气体流量控制阀和氧气传感器,所述氧气传感器由操作人员进行监测以便将填埋井氧气水平保持为低于期望的设定点。
20.一种用于对填埋气体的输出流量进行控制的方法,包括:
对填埋气体输出流量的历史数据进行存储;
对所述历史数据进行处理以便实时产生推荐的流量控制阀位置调节量;以及
将所述推荐的流量控制阀位置以无线的方式传输至填埋气体井口气体控制阀;以及
使用所述填埋气体井口气体控制阀来调节所述流量控制阀位置。
21.根据权利要求20所述的方法,还包括针对同一填埋场的多个填埋气体井口重复所述存储步骤,包括来自所述多个填埋气体井口中的各单独的填埋气体井口的历史读数以及所述推荐的流量控制阀位置中的多个推荐的流量控制阀位置。
22.根据权利要求20所述的方法,还包括:
1)通过操纵所述气体流量控制阀的步进式的打开及闭合,定期地——包括在每天1次至每天12次之间——进行“搜寻”;
2)对填埋气体流量进行新的测量;以及
3)计算所得的额外的填埋气体流量除以施加于所述井口组件的真空水平的变化量的比值。

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一种填埋井控制系统,包括移动手持设备,该移动手持设备设置有软件监测应用,该软件监测应用包括表格,该表格具有与期望的甲烷输出流量的确定有关的数据。填埋气体(LFG)井口气体控制阀包括:以电子的方式控制、动力驱动的流量控制装置致动器;流量测量元件,该流量测量元件产生与气体流量成比例的压差;压力传感器/转换器;以及微处理器,该微处理器具有控制逻辑性能以及通过局域无线信号与移动手持设备进行通信的能力。使用。

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