一種壓力自動(dòng)控制裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種壓力自動(dòng)控制裝置。該裝置包括壓力傳感器、溫度傳感器、控制柜、自動(dòng)閥門、信號(hào)線，其中；所述溫度傳感器，用于采集被測(cè)量環(huán)境的溫度并將其轉(zhuǎn)換為溫度電信號(hào)；所述控制柜，包括信號(hào)接收端、存儲(chǔ)單元、計(jì)算單元、信號(hào)輸出端，用于接收所述采集的壓力電信號(hào)和溫度電信號(hào)，并根據(jù)設(shè)定的溫度和壓力調(diào)控規(guī)則輸出控制信號(hào)；所述自動(dòng)閥門，用于根據(jù)收到的控制信號(hào)調(diào)節(jié)管道內(nèi)流體的流通截面積；所述壓力傳感器和溫度傳感器與控制柜之間、控制柜與自動(dòng)閥門之間用信號(hào)線連接。本實(shí)用新型裝置代替人工調(diào)控，可以節(jié)約人力資源；同時(shí)在井口壓力和溫度發(fā)生變化時(shí)能及時(shí)、準(zhǔn)確的進(jìn)行調(diào)控，實(shí)現(xiàn)壓力自動(dòng)動(dòng)態(tài)控制，保障SAGD的安全、穩(wěn)定生產(chǎn)。
【專利說(shuō)明】一種壓力自動(dòng)控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及石油開采領(lǐng)域，特別涉及一種壓力自動(dòng)控制裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]石油存在于天然形成的油田之中，其開采技術(shù)隨著油田類型、原油特性等因素的不同而不同。蒸汽輔助重力泄油技術(shù)(Steam-Assisted-Gravity-Drainage,簡(jiǎn)稱SAGD)是石油開采的一項(xiàng)重要技術(shù)，其開發(fā)原理是在連續(xù)覆蓋的大厚度油層的注汽井中注入濕飽和蒸汽形成蒸汽腔，蒸汽腔向上及側(cè)面擴(kuò)展，與油層中的原油發(fā)生熱交換以加熱原油，加熱后的原油和蒸汽冷凝水靠重力作用泄到下面的水平生產(chǎn)井中產(chǎn)出。
[0003]在SAGD開采過(guò)程中，向油層中注入的蒸汽通常為高干度蒸汽(井底干度大于70%)，其產(chǎn)出物是一種溫度高(130?190°C)、波動(dòng)大、含水高(80?90%)的高溫高壓飽和水。當(dāng)其中的高溫高壓飽和水流到井口附近，進(jìn)入低壓區(qū)域，由于壓力的下降，會(huì)迅速轉(zhuǎn)變成水蒸氣，發(fā)生閃蒸現(xiàn)象。井口一旦發(fā)生閃蒸，通常將會(huì)破壞地面管匯、井筒、泵，也會(huì)影響蒸汽腔的溫度、壓力平衡。發(fā)生閃蒸現(xiàn)象，將對(duì)SAGD生產(chǎn)造成很大的危害，通常包括:
[0004](I)造成地面管匯及裝置損壞，造成財(cái)產(chǎn)損失；
[0005](2)對(duì)桿、泵的安全工作造成威脅，易引起桿脫、泵脫，進(jìn)而誘發(fā)井噴；
[0006](3)破壞地層，形成汽竄，加劇地層非均質(zhì)性，嚴(yán)重的甚至?xí)纬烧羝B續(xù)通道，阻礙石油流動(dòng)，形成新的死油區(qū)；
[0007](4)嚴(yán)重影響油井產(chǎn)量；
[0008](5)對(duì)工作人員的人身安全造成威脅。
[0009]在SAGD開發(fā)生產(chǎn)過(guò)程中，通常使井口管道內(nèi)的壓力和溫度保持一個(gè)恒定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而使井中壓力達(dá)到相對(duì)平衡的狀態(tài)，防止閃蒸現(xiàn)象的發(fā)生。目前，在SAGD開發(fā)生產(chǎn)過(guò)程中主要依靠人力在井口進(jìn)行SAGD生產(chǎn)的溫度、壓力平衡調(diào)控。工作人員定時(shí)巡查油井，觀察溫度、壓力，當(dāng)發(fā)現(xiàn)兩者不平衡時(shí)，通過(guò)手動(dòng)控制回壓閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種依靠人工進(jìn)行壓力、溫度平衡的調(diào)控方式不僅耗費(fèi)人力，而且在SAGD井溫度波動(dòng)頻繁時(shí)，不能立即得到控制，在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、處理問(wèn)題方面有一定的滯后性。同時(shí)人工調(diào)控方式還對(duì)巡查人員構(gòu)成人身安全隱患。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0010]本實(shí)用新型提供一種壓力自動(dòng)控制裝置，代替人工調(diào)控的方式，可以節(jié)約人力資源；同時(shí)在井口壓力和溫度發(fā)生變化時(shí)能及時(shí)、準(zhǔn)確的進(jìn)行調(diào)控，保障SAGD的安全、穩(wěn)定生產(chǎn)。
[0011]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0012]一種壓力自動(dòng)控制裝置，該裝置包括壓力傳感器、溫度傳感器、控制柜、自動(dòng)閥門、信號(hào)線，其中:
[0013]所述壓力傳感器，用于采集被測(cè)量環(huán)境的壓力并將其轉(zhuǎn)換為壓力電信號(hào)；
[0014]所述溫度傳感器，用于采集被測(cè)量環(huán)境的溫度并將其轉(zhuǎn)換為溫度電信號(hào)；
[0015]所述控制柜，包括信號(hào)接收端、存儲(chǔ)單元、計(jì)算單元、信號(hào)輸出端，其中:
[0016]所述信號(hào)接收端與所述壓力傳感器和溫度傳感器通過(guò)信號(hào)線相連接，用于接收所述壓力電信號(hào)和溫度電信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的反饋壓力和反饋溫度；
[0017]所述存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)預(yù)先設(shè)置的溫度和壓力控制規(guī)則；
[0018]所述計(jì)算單元，與所述存儲(chǔ)單元和信號(hào)接收端相連接，用于提取所述反饋壓力和反饋溫度，并根據(jù)設(shè)定的溫度和壓力調(diào)控規(guī)則輸出控制信號(hào)；
[0019]所述信號(hào)輸出端，與所述計(jì)算單元相連接，用于輸出所述控制信號(hào)；
[0020]所述自動(dòng)閥門，用于根據(jù)收到的控制信號(hào)調(diào)節(jié)管道內(nèi)流體的流通截面積；所述自動(dòng)閥門通過(guò)信號(hào)線與所述控制柜的信號(hào)輸出端相連接。
[0021]上述所述的一種壓力自動(dòng)控制裝置，其優(yōu)選方案為，所述自動(dòng)閥門包括可逆電動(dòng)機(jī)、電路控制板、閥座和轉(zhuǎn)子，其中:
[0022]所述電路控制板與可逆電動(dòng)機(jī)設(shè)置于閥門的外側(cè)，用于根據(jù)接收的控制信號(hào)使所述可逆電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向發(fā)生改變；所述電路控制板與所述控制柜的信號(hào)輸出端相連接；
[0023]所述閥座為內(nèi)壁為圓形凹槽的管狀結(jié)構(gòu)，用于提供所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)空間和流體傳輸通道；
[0024]所述轉(zhuǎn)子位于所述閥座凹槽內(nèi)，所述轉(zhuǎn)子為由軸承通過(guò)連接臂連接擋板的旋轉(zhuǎn)臂；所述可逆電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)能帶動(dòng)所述轉(zhuǎn)子在所述凹槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
[0025]上述所述的一種壓力自動(dòng)控制裝置，其優(yōu)選方案為，所述計(jì)算單元在所述存儲(chǔ)單元中未查詢到與所述反饋溫度相對(duì)應(yīng)的預(yù)置壓力，且所述反饋溫度屬于所述存儲(chǔ)單元預(yù)置的最高溫度和最低溫度范圍之間，則所述計(jì)算單元將所述存儲(chǔ)單元查詢中與所述反饋溫度最接近的溫度，并將該溫度所對(duì)應(yīng)的壓力作為所述預(yù)置壓力。
[0026]上述所述的一種壓力自動(dòng)控制裝置，其優(yōu)選方案為，所述計(jì)算單元在所述存儲(chǔ)單元中未查詢到與所述反饋溫度相對(duì)應(yīng)的預(yù)置壓力，且所述反饋溫度不屬于所述存儲(chǔ)單元預(yù)置的最高溫度和最低溫度范圍之間，則所述計(jì)算單元不輸出壓力調(diào)整的控制信號(hào)。
[0027]上述所述的一種壓力自動(dòng)控制裝置，其優(yōu)選方案為，所述自動(dòng)閥門的轉(zhuǎn)子為兩條以所述軸承中心點(diǎn)中心對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)臂。
[0028]上述所述的一種壓力自動(dòng)控制裝置，其優(yōu)選方案為，所述壓力傳感器為電容式壓力傳感器。
[0029]上述所述的一種壓力自動(dòng)控制裝置，其優(yōu)選方案為，所述溫度傳感器為熱電偶式溫度傳感器。
[0030]上述所述的一種壓力自動(dòng)控制裝置，其優(yōu)選方案為，所述存儲(chǔ)預(yù)先設(shè)置的溫度和壓力控制規(guī)則為在預(yù)置的溫度下對(duì)應(yīng)的預(yù)置壓力的表格。
[0031]上述所述的一種壓力自動(dòng)控制裝置，其優(yōu)選方案為，所述計(jì)算單元包括查詢單元和比較單元,其中:
[0032]所述查詢單元，用于在所述表格中查詢與所述反饋溫度相對(duì)應(yīng)的預(yù)置壓力；
[0033]所述比較單元，用于將所述預(yù)置壓力與所述反饋壓力進(jìn)行比較；如果所述反饋壓力大于所述預(yù)置壓力，則輸出一個(gè)壓力減小的控制信號(hào)；如果所述反饋壓力小于所述預(yù)置壓力，則輸出一個(gè)壓力增大的控制信號(hào)。
[0034]本實(shí)用新型提供的壓力自動(dòng)控制裝置，由壓力傳感器和溫度傳感器采集檢測(cè)環(huán)境的數(shù)據(jù)反饋給控制柜，控制柜根據(jù)采集的數(shù)據(jù)分析后向自動(dòng)閥門輸出調(diào)節(jié)控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了井口管道壓力和溫度的自動(dòng)、實(shí)時(shí)調(diào)控。該裝置代替了人工巡查的方式，節(jié)約了人力資源。而且在當(dāng)管道內(nèi)壓力和溫度出現(xiàn)波動(dòng)、不平衡時(shí)能及時(shí)準(zhǔn)確的進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)控，能及早預(yù)警并處理。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1提供的一種壓力自動(dòng)控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖2是本實(shí)施例1所述的一種電容式壓力傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖3是本實(shí)施例1提供的一種熱電偶式溫度傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖4是本實(shí)施例1提供的一種自動(dòng)閥門的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖5本實(shí)施例1提供的自動(dòng)閥門的另一種實(shí)施方式結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖6是本實(shí)施例1的一個(gè)實(shí)施場(chǎng)景示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0041]為了使本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員更好地理解本申請(qǐng)中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0042]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1提供的一種壓力自動(dòng)控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0043]如圖1所示，該壓力自動(dòng)控制裝置包括:壓力傳感器1、溫度傳感器2、控制柜3、旋轉(zhuǎn)閥門4、信號(hào)線5，其中:
[0044]所述壓力傳感器I，可以用于采集被測(cè)量環(huán)境的壓力并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。所述壓力傳感器I可以包括壓力敏感元件101、壓力測(cè)定電路模塊102、壓力輸出端103。所述壓力敏感元件101通?？梢詾殡娮?、電容、晶體等元器件，與所述壓力測(cè)定電路模塊相連接，用于將被測(cè)量的壓力作用在所述壓力敏感元件101上使其產(chǎn)生位移或形變。所述壓力敏感元件101產(chǎn)生的位移或形變大小與所受壓力有關(guān)。所述壓力測(cè)定電路模塊102可以為特定元器件及連接關(guān)系的測(cè)量電路(例如惠斯通電橋)，用于測(cè)量所述壓力敏感元件101產(chǎn)生的位移或形變并將其轉(zhuǎn)換為與被測(cè)量壓力成一定對(duì)應(yīng)關(guān)系的壓力電信號(hào)。所述壓力輸出端103，可以與所述壓力測(cè)量電路102相連接，用于輸出所述壓力測(cè)定電路102的壓力電信號(hào)。
[0045]所述壓力傳感器I可以根據(jù)不同的壓力敏感元件或壓力測(cè)定電路分為不同的種類。為了及時(shí)應(yīng)對(duì)井口管道內(nèi)的壓力和溫度變化，本實(shí)用新型裝置要求對(duì)所測(cè)量壓力具有較高的靈敏度(通常要求在0.0lMpa內(nèi))。因此，本實(shí)施例1中所述的壓力傳感器可以為電容式壓力傳感器，所述電容式壓力傳感器中的壓力敏感元件為電容敏感元件。該電容式壓力傳感器具有測(cè)量精度高、壓變反饋速度快、良好的動(dòng)態(tài)特性等優(yōu)點(diǎn)。圖2是本實(shí)施例1所述的一種電容式壓力傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，101為電容敏感元件，具體的可以為圓形或方形薄膜作為電極的電容器。102為壓力測(cè)定電路模塊，用于測(cè)量處所述電容敏感元件101受壓時(shí)產(chǎn)生的形變相對(duì)應(yīng)的壓力電信號(hào)，并通過(guò)壓力輸出端103輸出。
[0046]所述溫度傳感器2，可以用于采集被測(cè)量環(huán)境的穩(wěn)定并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。所述溫度傳感器2可以包括溫度敏感元件201、溫度測(cè)定電路模塊202、溫度輸出端203。所述的溫度敏感元件201可以為熱電阻、熱電偶。所述溫度敏感元件201與所述溫度測(cè)定電路相連接，用于將被測(cè)量的溫度作用在所述溫度敏感元件201上使其電阻值發(fā)生變化。所述溫度敏感元件201電阻值變化的大小與被測(cè)量的溫度有關(guān)。所述溫度測(cè)定電路202可以為特定元器件及連接關(guān)系的測(cè)量電路，用于測(cè)量所述溫度敏感元件201電阻值變化的大小并將其轉(zhuǎn)換成與其被測(cè)量溫度成一定對(duì)應(yīng)關(guān)系的溫度電信號(hào)。所述溫度輸出端203，可以與所述溫度測(cè)定電路202相連接，用于輸出所述溫度測(cè)定電路202的溫度電信號(hào)。
[0047]由于本實(shí)用新型裝置所監(jiān)測(cè)的環(huán)境溫度較高，適宜采用高溫工作狀態(tài)較為穩(wěn)定的熱電偶式溫度傳感器。因此本實(shí)施例1采用熱電偶式溫度傳感器。圖3是本實(shí)施例1提供的一種熱電偶式溫度傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，201為熱電偶溫度敏感元件，具體的可以為一對(duì)不同導(dǎo)體接觸在一起的熱電偶，其結(jié)點(diǎn)處的電動(dòng)勢(shì)會(huì)隨著溫度的變化而變化。溫度測(cè)定電路202與熱電偶溫度敏感元件相連，可用于測(cè)量所述熱電偶溫度敏感元件201兩端的電動(dòng)勢(shì)并將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的溫度電信號(hào)，通過(guò)溫度輸出端203輸出。
[0048]當(dāng)然，所述的溫度傳感器2也可以為其他可以測(cè)量出環(huán)境溫度并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出的裝置，例如液體溫度傳感器等。
[0049]所述控制柜3，可以用于接收所述采集的壓力電信號(hào)和溫度電信號(hào)，并根據(jù)設(shè)定的溫度和壓力調(diào)控規(guī)則輸出控制信號(hào)。所述控制柜3可以包括信號(hào)接收端301、存儲(chǔ)單元302、計(jì)算單元303、信號(hào)輸出端304。其中，
[0050]所述信號(hào)接收端301，通過(guò)信號(hào)線與所述壓力輸出端103和溫度輸出端203相連接，用于接收所述壓力電信號(hào)和溫度電信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的反饋壓力和反饋溫度。所述信號(hào)接收端301可以通過(guò)信號(hào)線5與所述壓力傳感器I和溫度傳感器2相連接。
[0051]所述存儲(chǔ)單元302，可以用于存儲(chǔ)預(yù)先設(shè)置的溫度和壓力控制規(guī)則。所述的控制規(guī)則可以為溫度與壓力的一種數(shù)值對(duì)應(yīng)關(guān)系。例如表I是本實(shí)施例1提供的一種存儲(chǔ)單元302存儲(chǔ)的井口管道內(nèi)飽和蒸汽在預(yù)置的溫度下對(duì)應(yīng)的預(yù)置壓力的表格。所述井口管道飽和蒸汽溫度和壓力對(duì)應(yīng)表中包括溫度數(shù)值以及與溫度數(shù)值相對(duì)應(yīng)的預(yù)置壓力數(shù)值。例如，在溫度為133°C時(shí)，其井口管道內(nèi)飽和蒸汽的壓力應(yīng)該維持在0.295MPa，在溫度為141°C時(shí)，壓力則應(yīng)該維持在0.37MPa。
[0052] 溫度/壓力溫度/壓力溫度/壓力溫度/壓力
0CMPa — 0CI MPa—V| MPa°CMPa —
900.07 — 140- 0.36~901.255240— 3.44
910.071 ~ 141' 0.37"Τθ?1.3241— 3.5 "920,073 1420 381921?352423Τβ
930.075 — 143' 0.391931.355243— 3.64
~940 08 14404194L 4244?7
950.085 — 145' 0.421951.405245— 3.8
~960,096 1460 43196L 452466^85
970.09 — 147— 0.44"Τ971.5247— 3.9
~980.095 1480 451981.5052484
990.099— 149— 0.46~ 1991.552494.06
1000.1 — 150.0.47~2001.6250— 4.1
1010.105 — 151~ 0.49~2011.6052514.2
1020.11 丨 152丨 0.52021.65 丨 252丨 4.22
[0053] 103I 0.112 I 1530.522031.72534.3
1040.115 —154.0.525~2041.705254— 4.4 Τθ5(Γ?2155OM2051/7525545
1060.125 —156.0.56~2061.8256— 4.55
1070.13 —157— 0.565_2071.8052574.6
1080.135 —1580.58~2081.85258— 4.7 ~?09OH1590 6209Γ925948
1100.145 ~160.0.62~2101.95260— 4.87
"ΤΤ--ΤΤδ1610 642--2261iT9
1120.155 —162.0.645~2122.005262— 5
1130.16 —163.0.66~2132.05263— 5.1
1140.165 —164.0.68~2142.1264— 5.2
1150.17 —165.0.7~2152.15265— 5.23 --θ0.1751660 722162^22665^3
1170.18 —167.0.74~2172.25267— 5.4
1180.185~168— 0.76~ 2182.255~2685.5
1190.19 —169.0.78~2192.3269— 5.6
1200.2 —170~ 0.8~2202.352705.7
1210.205 —171.0.82~2212.4271— 5.8 ~?220^11720 842222^452725^86
1230.22 —173.0.86~2232.5273— 5.9
"TM0.2251740 882242^552746
1250.23 —175.0.9~2252.6275— 6.1
?Μ0241760 922262?652766^2
1270.25177— 0.94" 2272.7?π6.3
1280.255 —178.0.96~2282.75278— 6.4
1290.26 —179.0.98~2292.8279— 6.5
1300.27 —180.1~2302.85280— 6.6
1310.28 —181— 1.005_2312.92816.7
1320.29 —182.1.05~2322.95282— 6.8
1330.295 —183.1.1~2333283— 6.9
1340.3 —184.1.105~2343.1284— 7
1350.31 —185.1.15~2353.2285— 7.1
1360.32 —186.1.155~2363.22286— 7.2
1370.33 —187~ 1.2~2373.32877.3 "1380 341881.205238?362887Λ
1390.351891.252393.42897.5
[0054]表I
[0055]所述計(jì)算單元303，可以為具有可編程邏輯的控制器，與存儲(chǔ)單元302和信號(hào)接收端301相連接，用于提取所述反饋壓力和反饋溫度，并根據(jù)設(shè)定的溫度和壓力調(diào)控規(guī)則輸出控制信號(hào)。本實(shí)施例1中，可以在所述存儲(chǔ)單元302中可以包括查詢單元和比較單元。其中:
[0056]所述查詢單元，用于在所述表格中查詢與所述反饋溫度相對(duì)應(yīng)的預(yù)置壓力；
[0057]所述比較單元，用于將所述預(yù)置壓力與所述反饋壓力進(jìn)行比較；如果所述反饋壓力大于所述預(yù)置壓力，則輸出一個(gè)壓力減小的控制信號(hào)；相應(yīng)的，如果所述反饋壓力小于所述預(yù)置壓力，則輸出一個(gè)壓力增大的控制信號(hào)。
[0058]需要說(shuō)明的是，如果所述計(jì)算單元303在所述存儲(chǔ)單元302中未查詢到與所述反饋溫度相對(duì)應(yīng)的預(yù)置壓力，但所述反饋溫度屬于所述存儲(chǔ)單元302預(yù)置的最高溫度和最低溫度范圍之間，則所述計(jì)算單元301可以在所述存儲(chǔ)單元302中查詢出與所述反饋溫度最接近的溫度，并將該溫度所對(duì)應(yīng)的壓力作為所述的預(yù)置壓力。例如，預(yù)置的溫度如表I中均為整數(shù)，范圍在90°C至290°C之間，如140°C、141°C等。如果反饋溫度為140.8°C，則此時(shí)所述計(jì)算單元?jiǎng)t以與反饋溫度140.8°C最接近的141°C所述對(duì)應(yīng)的壓力0.37MPa作為反饋溫度140.8°C的預(yù)置壓力。
[0059]如果所述計(jì)算單元303在所述存儲(chǔ)單元302中未查詢到與所述反饋溫度相對(duì)應(yīng)的預(yù)置壓力，其所述反饋溫度也不屬于所述存儲(chǔ)單元302預(yù)置的最高溫度和最低溫度范圍之間，此時(shí)所述計(jì)算單元303可以不輸出壓力調(diào)整的控制信號(hào)，保持當(dāng)前管道中溫度和壓力的狀態(tài)。
[0060]所述計(jì)算單元303輸出的壓力控制信號(hào)，具體的可以為極性相反的兩種電信號(hào)。例如,壓力減小信號(hào)為一個(gè)可以使電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)的電信號(hào),相應(yīng)的,壓力增大信號(hào)則為一個(gè)可以使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)的電信號(hào)。
[0061]所述信號(hào)輸出端304，與計(jì)算單元303相連接，可以用于輸出所述控制柜3的控制信號(hào)。
[0062]所述自動(dòng)閥門4，可以與井口管道相連接，用于根據(jù)收到的控制信號(hào)調(diào)節(jié)管道內(nèi)流體的流通截面積。圖4是本實(shí)施例1提供的一種自動(dòng)閥門4的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，所述自動(dòng)閥門4可以包括電動(dòng)執(zhí)行器401和閥門402，其中:
[0063]所述電動(dòng)執(zhí)行器401，可以包括可逆電動(dòng)機(jī)4011和電路控制板4012，位于閥門的外側(cè)，用于根據(jù)接收的控制信號(hào)使可逆電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向發(fā)生改變。所述電路控制板4022可以與所述控制柜3的信號(hào)輸出端304相連接。
[0064]所述閥門402，可以包括閥座4021和轉(zhuǎn)子4022，可以與井口管道相連接。所述閥座4021可以為內(nèi)壁為圓形凹槽的管狀結(jié)構(gòu)，用于提供轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)空間和流體傳輸通道。所述轉(zhuǎn)子4022位于所述閥座凹槽內(nèi)，可以為一條由軸承通過(guò)連接臂連接擋板的旋轉(zhuǎn)臂。所述轉(zhuǎn)子4022可以由所述可逆電動(dòng)機(jī)4011產(chǎn)生動(dòng)能帶動(dòng)所述轉(zhuǎn)子4022在所述凹槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)，與所述閥座4021產(chǎn)生相對(duì)位移,從而改變所述閥座402的流體流通截面積。所述轉(zhuǎn)子4022至少可以在某一位置時(shí)完全阻擋所述自動(dòng)閥門內(nèi)流體的流通。
[0065]上述自動(dòng)閥門4具體的工作過(guò)程例如，所述電動(dòng)執(zhí)行器401接收到控制柜3發(fā)送的壓力增大信號(hào)，則所述電路控制板4012可以使可逆電動(dòng)機(jī)4011加載正向電源，此時(shí)可逆電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)能使轉(zhuǎn)子順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，直至完全封閉閥座的通道或收到停止信號(hào)。相應(yīng)的，如果收到壓力減小信號(hào)，則所述電路控制板4012可以使可逆電動(dòng)機(jī)4011加載反向電源，此時(shí)可逆電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)能使轉(zhuǎn)子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，直至完全封閉閥座的通道或收到停止信號(hào)。其具體的電源加載與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向可以根據(jù)需求自行設(shè)定。
[0066]圖5本實(shí)施例1提供的自動(dòng)閥門的另一種實(shí)施方式結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，所述自動(dòng)閥門4的轉(zhuǎn)子為兩條以所述軸承中心點(diǎn)中心對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)臂。使用兩條對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)臂，可以更好的提升自動(dòng)閥門4對(duì)管道流體流通截面積的控制。
[0067]需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例1所述的自動(dòng)閥門也可以為其他可以根據(jù)收到的控制信號(hào)調(diào)節(jié)井口管道內(nèi)的閥門大小的自動(dòng)閥。例如電動(dòng)偏心旋轉(zhuǎn)閥，該類自動(dòng)閥具有阻力小，密封性好，適用高粘度、顆粒狀介質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)。
[0068]下面就具體的一個(gè)實(shí)施場(chǎng)景說(shuō)明本實(shí)施例1壓力自動(dòng)控制裝置的工作過(guò)程。
[0069]圖6是本實(shí)施例1的一個(gè)實(shí)施場(chǎng)景不意圖。如圖6所不,將壓力傳感器I和溫度傳感器2置于井口管道需要檢測(cè)的位置安裝固定，用信號(hào)線5將壓力傳感器I和溫度傳感器2與控制模柜3的信號(hào)輸入端301連接。所示自動(dòng)閥門安裝4于井口管道中，通過(guò)信號(hào)線5與控制柜3的信號(hào)輸出端304連接。在生產(chǎn)過(guò)程中某一時(shí)刻，壓力傳感器I和溫度傳感器2采集到井口壓力和溫度分別為170°C和0.85MPa?？刂乒?接收壓力傳感器I和溫度傳感器2采集的反饋數(shù)據(jù)后，查詢存儲(chǔ)單元中設(shè)置的溫度為170°C時(shí)設(shè)置的預(yù)置壓力數(shù)值為0.SMPa。計(jì)算單元3比較反饋壓力與預(yù)置壓力數(shù)值的大小。此時(shí)反饋壓力0.85MPa大于預(yù)置壓力數(shù)值0.8MPa，因此，計(jì)算單元3輸出壓力減小的控制信號(hào)?？刂乒竦男盘?hào)輸出端將該壓力減小的控制信號(hào)通過(guò)信號(hào)線5傳輸至自動(dòng)閥門4。所述自動(dòng)閥門4收到所述壓力減小的控制信號(hào)后，可以加載反向電源使所述轉(zhuǎn)子逆時(shí)針，所述自動(dòng)閥門關(guān)小，管道內(nèi)壓力降低。在所述管道內(nèi)壓力降低的同時(shí)，所述壓力傳感器I和溫度傳感器2也在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管道內(nèi)溫度和壓力的變化，并將數(shù)據(jù)反饋給控制柜3。由控制柜3實(shí)時(shí)調(diào)控井口管道壓力和溫度的平衡，實(shí)現(xiàn)井口管道壓力和溫度的自動(dòng)動(dòng)態(tài)控制。
[0070]本實(shí)施例1提供的壓力自動(dòng)控制裝置，由壓力傳感器和溫度傳感器采集檢測(cè)環(huán)境的數(shù)據(jù)反饋給控制柜，控制柜根據(jù)采集的數(shù)據(jù)分析后向自動(dòng)閥門輸出調(diào)節(jié)控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了井口管道壓力和溫度的實(shí)時(shí)調(diào)控。該裝置節(jié)約了人力資源，而且在當(dāng)管道內(nèi)壓力和溫度出現(xiàn)波動(dòng)、不平衡時(shí)能及時(shí)準(zhǔn)確的進(jìn)行調(diào)控，能及早預(yù)警并處理。同時(shí)該裝置自動(dòng)動(dòng)態(tài)調(diào)控，還大大降低了人員現(xiàn)場(chǎng)巡查所存在的安全隱患。
[0071]需要說(shuō)明的是，為了描述的方便，控制柜裝置以功能分為各種單元分別描述。當(dāng)然，在實(shí)施本申請(qǐng)時(shí)可以把各單元的功能在同一個(gè)或多個(gè)軟件和/或硬件中實(shí)現(xiàn)。例如，進(jìn)行邏輯編程來(lái)使得控制器以邏輯門、開關(guān)、專用集成電路、可編程邏輯控制器和嵌入微控制器等的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)相同功能。因此這種控制器可以被認(rèn)為是一種硬件部件，而對(duì)其內(nèi)包括的用于實(shí)現(xiàn)各種功能的裝置也可以視為硬件部件內(nèi)的結(jié)構(gòu)。
[0072]以上所述，僅為清楚的描述本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，不能以其限定實(shí)用新型的范圍。以其等同組件的置換，或不付出實(shí)質(zhì)性創(chuàng)新性勞動(dòng)的情況下對(duì)本實(shí)用新型所作的等同變化與修飾，都應(yīng)仍屬于本申請(qǐng)涵蓋的范疇。
【權(quán)利要求】
1.一種壓力自動(dòng)控制裝置，其特征在于，該裝置包括壓力傳感器、溫度傳感器、控制柜、自動(dòng)閥門、信號(hào)線，其中: 所述壓力傳感器，用于采集被測(cè)量環(huán)境的壓力并將其轉(zhuǎn)換為壓力電信號(hào)； 所述溫度傳感器，用于采集被測(cè)量環(huán)境的溫度并將其轉(zhuǎn)換為溫度電信號(hào)； 所述控制柜，包括信號(hào)接收端、存儲(chǔ)單元、計(jì)算單元、信號(hào)輸出端，其中: 所述信號(hào)接收端與所述壓力傳感器和溫度傳感器通過(guò)信號(hào)線相連接，用于接收所述壓力電信號(hào)和溫度電信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的反饋壓力和反饋溫度； 所述存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)預(yù)先設(shè)置的溫度和壓力控制規(guī)則； 所述計(jì)算單元，與所述存儲(chǔ)單元和信號(hào)接收端相連接，用于提取所述反饋壓力和反饋溫度，并根據(jù)設(shè)定的溫度和壓力調(diào)控規(guī)則輸出控制信號(hào)； 所述信號(hào)輸出端，與所述計(jì)算單元相連接，用于輸出所述控制信號(hào)； 所述自動(dòng)閥門，用于根據(jù)收到的控制信號(hào)調(diào)節(jié)管道內(nèi)流體的流通截面積；所述自動(dòng)閥門通過(guò)信號(hào)線與所述控制柜的信號(hào)輸出端相連接； 所述自動(dòng)閥門包括可逆電動(dòng)機(jī)、電路控制板、閥座和轉(zhuǎn)子，其中: 所述電路控制板與可逆電動(dòng)機(jī)設(shè)置于閥門的外側(cè)，用于根據(jù)接收的控制信號(hào)使所述可逆電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向發(fā)生改變；所述電路控制板與所述控制柜的信號(hào)輸出端相連接； 所述閥座為內(nèi)壁為圓形凹槽的管狀結(jié)構(gòu)，用于提供所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)空間和流體傳輸通道； 所述轉(zhuǎn)子位于所述閥座凹槽內(nèi)，所述轉(zhuǎn)子為由軸承通過(guò)連接臂連接擋板的旋轉(zhuǎn)臂；所述可逆電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)能帶動(dòng)所述轉(zhuǎn)子在所述凹槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種壓力自動(dòng)控制裝置，其特征在于，所述自動(dòng)閥門的轉(zhuǎn)子為兩條以所述軸承中心點(diǎn)中心對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)臂。
3.如權(quán)利要求1所述的一種壓力自動(dòng)控制裝置，其特征在于，所述存儲(chǔ)預(yù)先設(shè)置的溫度和壓力控制規(guī)則為在預(yù)置的溫度下對(duì)應(yīng)的預(yù)置壓力的表格。
4.如權(quán)利要求3所述的一種壓力自動(dòng)控制裝置，其特征在于，所述計(jì)算單元包括查詢單元和比較單元，其中: 所述查詢單元，用于在所述表格中查詢與所述反饋溫度相對(duì)應(yīng)的預(yù)置壓力； 所述比較單元，用于將所述預(yù)置壓力與所述反饋壓力進(jìn)行比較；如果所述反饋壓力大于所述預(yù)置壓力，則輸出一個(gè)壓力減小的控制信號(hào)；如果所述反饋壓力小于所述預(yù)置壓力，則輸出一個(gè)壓力增大的控制信號(hào)。
5.如權(quán)利要求4所述的一種壓力自動(dòng)控制裝置，其特征在于，所述計(jì)算單元在所述存儲(chǔ)單元中未查詢到與所述反饋溫度相對(duì)應(yīng)的預(yù)置壓力，且所述反饋溫度屬于所述存儲(chǔ)單元預(yù)置的最高溫度和最低溫度范圍之間，則所述計(jì)算單元將所述存儲(chǔ)單元查詢中與所述反饋溫度最接近的溫度，并將該溫度所對(duì)應(yīng)的壓力作為所述預(yù)置壓力進(jìn)行判斷輸出控制信號(hào)。
6.如權(quán)利要求4所述的一種壓力自動(dòng)控制裝置，其特征在于，所述計(jì)算單元在所述存儲(chǔ)單元中未查詢到與所述反饋溫度相對(duì)應(yīng)的預(yù)置壓力，且所述反饋溫度不屬于所述存儲(chǔ)單元預(yù)置的最高溫度和最低溫度范圍之間，則所述計(jì)算單元不輸出壓力調(diào)整的控制信號(hào)。
7.如權(quán)利要求1所述的一種壓力自動(dòng)控制裝置，其特征在于，所述壓力傳感器為電容式壓力傳感器。
8.如權(quán)利要求1所述的一種壓力自動(dòng)控制裝置，其特征在于，所述溫度傳感器為熱電偶式溫度傳感器。
【文檔編號(hào)】E21B47/06GK203925485SQ201420179071
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年4月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月14日
【發(fā)明者】胡博, 林軍, 郭金鵬, 孟鑫, 張博, 張洪馳, 黃穩(wěn), 高俊峰, 劉忠祥, 范宏巖, 孫振彪, 姜城, 樊金明, 遲洪軍, 王天可, 馮騁, 朱善瑜 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司