一種批量式液體劑添加系統(tǒng)及其加液方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及石油鉆采設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種批量式液體劑添加系統(tǒng)及其加液方法。本發(fā)明將連續(xù)的工作液等效成若干個(gè)定量的工作液，將連續(xù)的液體添加劑等效成若干個(gè)定量的液體添加劑，兩者在對應(yīng)地添加混合在一起，形成了批量式的液體添加劑添加混合。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)多品種、多批次的實(shí)時(shí)監(jiān)測、精確加液。
【專利說明】_種批量式液體劑添加系統(tǒng)及其加液方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油鉆采設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種批量式液體劑添加系統(tǒng)及其加液方法。

【背景技術(shù)】
[0002]石油鉆采技術(shù)日趨提高，單純的工作液已不能滿足工藝技術(shù)要求，必須采用外加液體添加劑來調(diào)節(jié)其使用性能，所需的液體添加劑具有品種繁多和比例精度要求高的特點(diǎn)。目前，外加液體添加劑主要采用兩種方式:一是將液體添加劑一次性加入工作液中，使用大型儲罐存儲以待施工需要，造成了浪費(fèi)和運(yùn)輸問題；二是施工作業(yè)過程中向工作液連續(xù)外加液體添加劑，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測工作液流量和液體添加劑流量，控制添加劑添加的比例精度。但在施工作業(yè)過程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測量難以控制，導(dǎo)致添加劑添加的比例精度低。并且，依工藝技術(shù)要求的液體添加劑品種繁多，需要根據(jù)液體添加劑的不同物性，校定液體添加劑流量因數(shù)，過程復(fù)雜易導(dǎo)致誤差，影響添加劑添加的比例精度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種批量式液體劑添加裝置、系統(tǒng)及加液方法，可實(shí)現(xiàn)多品種、多批次的實(shí)時(shí)監(jiān)測、精確加液。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明提供的方案是:一種批量式液體劑添加裝置，包括控制模塊和通過液體添加劑管路依次連接的儲液罐、泵、計(jì)量罐、具有互斥性排放功能的排出閥組，所述儲液罐的出液口與所述泵的吸入口相連，所述泵的排出口與所述計(jì)量罐的進(jìn)液口相連，所述排出閥組連接在所述計(jì)量罐的出液口，構(gòu)成從所述儲液罐到所述排出閥組的工作管路；所述泵和所述計(jì)量罐之間的管路上設(shè)置調(diào)節(jié)閥，該調(diào)節(jié)閥與儲液罐的進(jìn)液口通過管路構(gòu)成從儲液罐回到儲液罐的自循環(huán)分支管路；所述儲液罐和計(jì)量罐內(nèi)均設(shè)置液位計(jì)；所述泵、調(diào)節(jié)閥、排出閥組、液位計(jì)均與控制模塊信號聯(lián)接。
[0005]而且，所述控制模塊包括PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)和手動(dòng)控制系統(tǒng)。
[0006]而且，所述液位計(jì)包括電子液位計(jì)和目示液位計(jì)。
[0007]而且，所述排出閥組是二位三通閥，或是二位二通閥。
[0008]本發(fā)明還提供:一種批量式液體劑添加系統(tǒng)，包括多個(gè)如前所述的一種批量式液體劑添加裝置，各批量式液體劑添加裝置的計(jì)量罐出液口并連到與控制模塊信號聯(lián)接的排出閥組，各批量式液體劑添加裝置的泵、調(diào)節(jié)閥、液位計(jì)均與控制模塊信號聯(lián)接。構(gòu)成多種添加劑任意比例的批量式液體添加劑系統(tǒng)。
[0009]本發(fā)明還提供:如上所述的一種批量式液體劑添加系統(tǒng)的加液方法，包括如下步驟。
[0010]步驟一，在工作液輸送的過程中，設(shè)置相互間獨(dú)立的儲液單元，使各儲液單元進(jìn)行依次循環(huán)交替儲液和排液控制，在保證輸送工作液連續(xù)性的前提下，將工作液等效為多個(gè)批次工作液。
[0011]步驟二，控制模塊根據(jù)所需添加劑和工作液的比例要求，確定單個(gè)批次各液體劑添加裝置所需添加劑的液體量。
[0012]步驟三，經(jīng)各液體劑添加裝置的泵從各儲液罐輸送添加劑到各計(jì)量罐，控制模塊根據(jù)各液位計(jì)確定各計(jì)量罐的添加劑達(dá)到該單個(gè)批次所需液體量時(shí)，控制各泵停止輸送添加劑到各計(jì)量罐。
[0013]步驟四，控制模塊確定該對應(yīng)的工作液批次處在儲液階段，經(jīng)排出閥組向該批次工作液一次性批量地加入添加劑，各計(jì)量罐排空后，控制模塊控制排出閥組關(guān)閉。
[0014]步驟五，循環(huán)步驟二到步驟四，直到整個(gè)添加劑添加工作完成。
[0015]本發(fā)明的有益效果在于:
1.將連續(xù)的工作液加入添加劑的過程，等效為多個(gè)批次定量的工作液加入定量的添加劑的過程，保證了添加劑的控制量，工作液和添加劑配制比例的精度高；
2.適用于各種不同物性的液體添加劑，無需校定液體添加劑流量因數(shù)；
3.控制模塊包括PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)，自動(dòng)化程度高，提高工作效率；
4.控制模塊包括手動(dòng)控制系統(tǒng)，可以人工操作進(jìn)行添加劑配制工作；
5.自循環(huán)分支管路起到待機(jī)分流、攪拌加溫的作用；
6.結(jié)構(gòu)簡單、合理可靠、易于維護(hù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明批量式液體劑添加裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是二位三通式排出閥組結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3是二位二通式排出閥組結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4是本發(fā)明批量式液體劑添加系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖5是圖4的總裝示意圖。
[0021]其中，1、控制模塊，2、儲液罐，3、泵，4、計(jì)量罐，5、排出閥組，6、調(diào)節(jié)閥，7、液位計(jì)。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0023]實(shí)施例一:一種批量式液體劑添加裝置，如圖1所示，包括控制模塊I和通過液體添加劑管路依次連接的儲液罐2、泵3、計(jì)量罐4、具有互斥性排放功能的排出閥組5，所述儲液罐2的出液口與所述泵3的吸入口相連，所述泵3的排出口與所述計(jì)量罐4的進(jìn)液口相連，所述排出閥組5連接在所述計(jì)量罐4的出液口，構(gòu)成從所述儲液罐2到所述排出閥組5的工作管路；所述泵3和所述計(jì)量罐4之間的管路上設(shè)置調(diào)節(jié)閥6，該調(diào)節(jié)閥6與儲液罐2的進(jìn)液口通過管路構(gòu)成從儲液罐2回到儲液罐2的自循環(huán)分支管路；所述儲液罐2和計(jì)量罐4內(nèi)均設(shè)置液位計(jì)7 ;所述泵3、調(diào)節(jié)閥6、排出閥組5、液位計(jì)7均與控制模塊I信號聯(lián)接。
[0024]進(jìn)一步的，上述控制模塊I包括PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)和手動(dòng)控制系統(tǒng)。
[0025]進(jìn)一步的，上述液位計(jì)7包括電子液位計(jì)和目示液位計(jì)。
[0026]進(jìn)一步的，上述排出閥組5是二位三通閥，或是二位二通閥。排出閥組5的互斥性排放功能可以是由如圖2所示的二位三通式，或圖3所示的二位二通式結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，也可以是其他互斥性排放結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。
[0027]在固井作業(yè)中，泵注到井下的工作液一般不能完成滿足施工需要，所以要按一定比例向工作液添加液體添加劑。本方案將向工作液連續(xù)添加液體添加劑的過程，等效成若干個(gè)定量混和添加的單元。也就是說將連續(xù)的工作液等效成若干個(gè)定量的工作液，將連續(xù)的液體添加劑等效成若干個(gè)定量的液體添加劑，兩者在對應(yīng)地添加混合在一起。這就形成了批量式的液體添加劑添加混合，實(shí)現(xiàn)了與連續(xù)添加混合一樣的效果。同時(shí)，由于工作液和液體添加劑分解為各個(gè)定量的批次，所以消除了誤差，比例添加的精度更高。
[0028]在添加劑投放時(shí)，要停止繼續(xù)向計(jì)量罐中輸送添加劑，可以采用泵停機(jī)和打開自循環(huán)分支管路這兩種方法來實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選后者，添加劑經(jīng)調(diào)節(jié)閥互斥性選擇自循環(huán)管路，沒有添加劑輸送到計(jì)量罐，計(jì)量罐開始排空，計(jì)量罐液面下降。采用打開自循環(huán)分支管路有如下優(yōu)點(diǎn):(I)泵的啟動(dòng)有一個(gè)過程，采用自循環(huán)分支管路切換的方式，可以使添加劑“輸送-停止”動(dòng)作反應(yīng)更靈敏；(2)泵的啟動(dòng)需要一個(gè)較大的功率和扭矩，采用自循環(huán)分支管路切換的方式，可以節(jié)能和避免配置過高的浪費(fèi)；(3)自循環(huán)分支管路本身可以起到循環(huán)混合、保溫加熱和防沉淀等優(yōu)點(diǎn)。
[0029]實(shí)施例二:一種批量式液體劑添加系統(tǒng)，如圖4和圖5所示，包括多個(gè)如實(shí)施例一所述的一種批量式液體劑添加裝置，各批量式液體劑添加裝置的計(jì)量罐4出液口并連到與控制模塊I信號聯(lián)接的排出閥組5，各批量式液體劑添加裝置的泵3、調(diào)節(jié)閥6、液位計(jì)7均與控制模塊I信號聯(lián)接。構(gòu)成多種添加劑任意比例的批量式液體添加劑系統(tǒng)。
[0030]在固井作業(yè)中，具體施工有時(shí)需要投放若干品種和若干量的添加劑。本方案即可實(shí)現(xiàn)多品種的批量式連續(xù)液體添加劑添加混合。既消除了誤差，又提高了添加的精度，還提高了多品種添加的效率。
[0031]本實(shí)施例還提供:如上所述的一種批量式液體劑添加系統(tǒng)的加液方法，包括如下步驟。
[0032]步驟一，在工作液輸送的過程中間，設(shè)置相互間獨(dú)立的儲液單元，使各儲液單元進(jìn)行依次循環(huán)交替儲液和排液控制，在保證輸送工作液連續(xù)性的前提下，將工作液等效為多個(gè)批次工作液。
[0033]步驟二，控制模塊i根據(jù)所需添加劑和工作液的比例要求，確定單個(gè)批次各液體劑添加裝置所需添加劑的液體量。
[0034]步驟三，經(jīng)各液體劑添加裝置的泵3從各儲液罐2輸送添加劑到各計(jì)量罐4，控制模塊I根據(jù)各液位計(jì)7確定各計(jì)量罐4的添加劑達(dá)到該單個(gè)批次所需液體量時(shí)，控制各泵3停止輸送添加劑到各計(jì)量罐4。
[0035]步驟四，控制模塊I確定該對應(yīng)的工作液批次處在儲液階段，經(jīng)排出閥組5向該批次工作液一次性批量地加入添加劑，各計(jì)量罐4排空后，控制模塊I控制排出閥組5關(guān)閉。
[0036]步驟五，循環(huán)步驟二到步驟四，直到整個(gè)添加劑添加工作完成。
[0037]本方案將連續(xù)的工作液等效成若干個(gè)定量的工作液，將連續(xù)的液體添加劑等效成若干個(gè)定量的液體添加劑，兩者在對應(yīng)地添加混合在一起。這就形成了批量式的液體添加劑添加混合，實(shí)現(xiàn)了與連續(xù)添加混合一樣的效果。同時(shí)，由于工作液和液體添加劑分解為各個(gè)定量的批次，所以消除了誤差，比例添加的精度更高。
[0038]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)或變形，這些改進(jìn)或變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種批量式液體劑添加裝置，其特征在于:包括控制模塊和通過液體添加劑管路依次連接的儲液罐、泵、計(jì)量罐、具有互斥性排放功能的排出閥組；所述儲液罐的出液口與所述泵的吸入口相連，所述泵的排出口與所述計(jì)量罐的進(jìn)液口相連，所述排出閥組連接在所述計(jì)量罐的出液口，構(gòu)成從所述儲液罐到所述排出閥組的工作管路；所述泵和所述計(jì)量罐之間的管路上設(shè)置調(diào)節(jié)閥，該調(diào)節(jié)閥與儲液罐的進(jìn)液口通過管路構(gòu)成從儲液罐回到儲液罐的自循環(huán)分支管路；所述儲液罐和計(jì)量罐內(nèi)均設(shè)置液位計(jì)；所述泵、調(diào)節(jié)閥、排出閥組、液位計(jì)均與控制模塊信號聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種批量式液體劑添加裝置，其特征在于:所述控制模塊包括PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)和手動(dòng)控制系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種批量式液體劑添加裝置，其特征在于:所述液位計(jì)包括電子液位計(jì)和目示液位計(jì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種批量式液體劑添加裝置，其特征在于:所述排出閥組是一■位二通閥，或是一■位一■通閥。
5.—種批量式液體劑添加系統(tǒng)，其特征在于:包括多個(gè)如權(quán)利要求1所述的一種批量式液體劑添加裝置，各批量式液體劑添加裝置的計(jì)量罐出液口并連到與控制模塊信號聯(lián)接的排出閥組，各批量式液體劑添加裝置的泵、調(diào)節(jié)閥、液位計(jì)均與控制模塊信號聯(lián)接。
6.如權(quán)利要求5所述的一種批量式液體劑添加系統(tǒng)的加液方法，包括如下步驟: 步驟一，在工作液輸送的過程中，設(shè)置相互間獨(dú)立的儲液單元，使各儲液單元進(jìn)行依次循環(huán)交替儲液和排液控制，在保證輸送工作液連續(xù)性的前提下，將工作液等效為多個(gè)批次工作液； 步驟二，控制模塊根據(jù)所需添加劑和工作液的比例要求，確定單個(gè)批次各液體劑添加裝置所需添加劑的液體量； 步驟三，經(jīng)各液體劑添加裝置的泵從各儲液罐輸送添加劑到各計(jì)量罐，控制模塊根據(jù)各液位計(jì)確定各計(jì)量罐的添加劑達(dá)到該單個(gè)批次所需液體量時(shí)，控制各泵停止輸送添加劑到各計(jì)量罐； 步驟四，控制模塊確定該對應(yīng)的工作液批次處在儲液階段，經(jīng)排出閥組向該批次工作液一次性批量地加入添加劑，各計(jì)量罐排空后，控制模塊控制排出閥組關(guān)閉； 步驟五，循環(huán)步驟二到步驟四，直到整個(gè)添加劑添加工作完成。
【文檔編號】E21B33/13GK104481435SQ201410774456
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月16日
【發(fā)明者】王慶楠, 黃紅華, 曲玉強(qiáng), 汪承材 申請人:四機(jī)賽瓦石油鉆采設(shè)備有限公司