一種一體化油田注汽分配控制裝置的製作方法

2023-11-10 07:04:22 2

專利名稱：一種一體化油田注汽分配控制裝置的製作方法
一種一體化油田注汽分配控制裝置，它用於對油田稠油開採中，對蒸汽注汽井的注汽量分配與控制，是一種機電一體化的控制與測量裝置。
對於高粘度的石油開採，需要採用在一些特定的油井(或專用注汽井)注入一定量的高溫高壓蒸汽，以增加粘稠石油的流動性，便於開採。由於每口井的地質特性不同，對注汽參數要求(主要是注汽流量)也不同。由於產生蒸汽需要較多的能量，現在多使用大型鍋爐集中供汽的形式，以提高鍋爐的熱效率。通過蒸汽分配管路把蒸汽輸送到每一口注汽井口，通過分配閥門和流量計量裝置把需要流量的蒸汽注入井中。由於供汽鍋爐的產汽量有一定的波動誤差，再加上鍋爐產汽量不能完全根據需要實時調節，都有一個滯後時間，因而每口注汽井的注汽流量不能完全根據需要確定，還必須根據總供汽量的大小進行分配，因此需要經常調整每口注汽井的注汽流量。現在油田注汽流量的分配與控制多採用人工進行，由人工計算分配額並通過電話等傳遞指令，由操作人員手工調節各注汽分配閥門，這不僅增加了較多的操作工作量，而且控制精度較低，控制響應時間長。
本發明的目的是發明一種機電一體化的可自動對注汽井注汽流量進行分配和控制調節的油田注汽分配控制裝置。它可以根據總供氣量自動調節計算分配流量，有較高的控制精度，不需要人手工操作分配汽閥的開度。
本發明如附

圖1所示。在每一口被控注汽井口部都有一個電動閥門1和相應的閥芯位置傳感器2，其特徵在於數口被控注汽井分為一組，在每一組的中間有一個標準工業控制介面3，每一個電動閥門1各有一個控制其開閉的適配模塊5以及和相應的閥芯位置傳感器2相連的測量適配模塊6，屬於同一組注汽井的適配模塊5和6插於同一個標準工業控制介面3中，各組的標準工業控制介面3使用標準串行通訊接口串聯並接於可為其它測控制設備所共有的中央控制計算機4的串行通訊接口上。
本發明中，由各個電動閥門1和閥芯位置傳感器2組成一個對各注汽井的注汽流量進行控制的執行系統。電動閥門1的開度由閥芯位置傳感器2測量。本裝置在工作時，中央控制計算機4得到總供汽量信號，通過預先存入計算機的分配策略和對各個注汽井參數進行計算，解算出各注汽井注汽流量所需要的電動閥門1的開度值，並與現在值進行比較。各電動閥門開度的現在值由中央控制計算機4使用掃描的方式，依次送出選通各注汽井所對應的閥芯位置傳感器2所連的測量適配模塊6的地址選通信號，選通插入相應標準工業控制介面3中的該測量適配模塊6，然後接收該模塊傳回的閥門開度值。對於經過比較之後確定需要調整的電動閥門1，中央控制計算機4先送出該閥控制適配模塊5的地址選通信號，由相應的標準工業控制介面3選通該適配模塊，然後中央控制計算機4送出相應的電動閥門開度值，由該選通的適配模塊5D/A變換後對電動閥門1進行控制。
在本發明中，由於採用了中央控制計算機和標準工業控制介面加執行和測量元件的機電一體化方式，使用計算機進行注汽流量的分配和控制，可以有最佳的分配策略。同時，通過數控的方法直接改變各閥門的開度和測量現有開度值，不僅控制速度響應好、時間短，而且有較高的精度，不需要人員手工對各閥門進行操作，減輕了勞動強度。
本發明適於控制的注汽井數目可以是十幾口、幾十口、上百口以至更多。注汽井的分組數根據注汽井的地理位置和標準工業控制介面中的插槽數確定。由於一口注汽井要插兩個適配模塊，因而對於有16個插槽的標準工業控制介面，每組最大井數為8口。每組井數可以小於此數。標準工業控制介面的插槽可以不用插滿，為增加其它的測量和控制單元，還可以插入其它的適配模塊，如增加溫度測量適配模塊。標準工業控制介面3距各井的距離不應過大，以減短適配模塊到被控元件或傳感器之間的連線長度。多個標準工業控制介面3通過一條標準串行通訊電纜相連，各個標準工業控制介面3分配有不同的基地址。使中央控制計算機4可以通過一個標準串行通訊接口進行測控。
本發明的電動閥門1可以使用可控開口量的各種閥。可以是電壓控制，也可以是電流控制。閥芯位移傳感器2可以使用磁感應測量形式、光電測量形式或電容測量形式。電動閥門1和閥芯位移傳感器2已成為標準商品，如美國TARGTROCK公司的產品GENERALSERVICE-MODEL120、MODEL220。適配模塊5和測量適配模塊6可以使用美國OPTO22公司的AD3和DA3產品。
在本發明中，標準工業控制介面3可以選用美國ME公司(MECHATRONICEQUIPMENTINC.)的I/OK32，或是美國OPTO22公司的PB16AH。中央控制計算機4可以選用美國OPTO22公司的LC4控制器，也可以選用美國ME公司的PCS-1工業過程控制工作站，還可以選用普通PC計算機。
權利要求
1.一種一體化油田注汽分配控制裝置，在每一口被控注汽井口部都有一個電動閥門1和相應的閥芯位置傳感器2，其特徵在於數口被控注汽井分為一組，在每一組的中間有一個標準工業控制介面3，每一個電動閥門1各有一個控制其開閉的適配模塊5以及和相應的閥芯位置傳感器2相連的測量適配模塊6，屬於同一組注汽井的適配模塊5和6插於同一個標準工業控制介面3中，各組的標準工業控制介面3使用標準串行通訊接口串聯並接於可為其它測控制設備所共有的中央控制計算機4的串行通訊接口上。
全文摘要
一種一體化油田注汽分配控制裝置，用於稠油油田蒸汽注汽量分配與控制。在每一口注汽井都有一個電動閥門和相應的閥芯位置傳感器。其特徵在於以數口注汽井分為一組的中間有標準工業控制介面，每一個電動閥和門閥芯位置傳感器都有相適配的模塊插於控制介面中，各組的控制介面通過電纜串聯接於可共有的中央控制計算機串口。使用計算機自動進行注汽流量分配和控制注汽，不僅有較高的精度，而且不需人工手工操作。
文檔編號E21B43/24GK1073235SQ9111135
公開日1993年6月16日 申請日期1991年12月11日 優先權日1991年12月11日
發明者石行 申請人:北京市西城區新開通用試驗廠