專利名稱:全自動(dòng)多井式油井計(jì)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型屬于石油油井計(jì)量裝置,用于計(jì)算原油的產(chǎn)量,特別是涉及一種全自動(dòng)多井式油井計(jì)量裝置。
背景技術(shù):
目前,在石油產(chǎn)量計(jì)算過程中,普遍采用的油井計(jì)量裝置為翻斗計(jì)量裝置。專利號為032119577的稱重式油井計(jì)量器,是通過兩個(gè)翻斗輪流翻轉(zhuǎn)稱重的方式實(shí)時(shí)在線計(jì)量原油產(chǎn)量,消除了油中含氣、稠油沾粘帶來的計(jì)量誤差。但它是通過手動(dòng)選井進(jìn)行單井原油產(chǎn)量的計(jì)量,這給工業(yè)生產(chǎn)帶來不便。
實(shí)用新型內(nèi)容為了解決上述存在的問題,本實(shí)用新型的目的在于提供一種全自動(dòng)多井式油井計(jì)量裝置。它是通過多通閥的串級連接,采用微機(jī)控制電機(jī)啟停,使多通閥單路導(dǎo)通,實(shí)現(xiàn)多井的全自動(dòng)選井、計(jì)量。
本實(shí)用新型的機(jī)械結(jié)構(gòu)包括計(jì)量罐、稱重傳感器,稱重傳感器置于計(jì)量罐內(nèi)的翻斗上,用于原油的稱重計(jì)量,計(jì)量罐頂端連接有選中油井的原油出口管路;它還包括有電動(dòng)機(jī)、多通閥、光電編碼器,多通閥通過螺栓固定在采油平臺的支撐座上,其一端通過轉(zhuǎn)軸與電動(dòng)機(jī)相連,多通閥的閥芯隨電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn),多通閥另一端的閥芯上安裝有若干個(gè)管路接口,其中一個(gè)管路接口與選中油井的原油出口管路相接,其余各個(gè)接口分別與油井原油入口相接,多井原油出口管路接于多通閥中部,光電編碼器置于多通閥中,用于油井位置檢測,實(shí)現(xiàn)多通閥單路導(dǎo)通,從而實(shí)現(xiàn)多個(gè)油井的單井產(chǎn)量自動(dòng)選井計(jì)量;由計(jì)算機(jī)和PLC控制器組成的控制系統(tǒng)控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。其中多通閥的管路接口與各個(gè)油井的管路接口為焊接連接,通過轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)來與管路相通。
本實(shí)用新型的計(jì)算機(jī)和PLC控制器組成的控制系統(tǒng)為電動(dòng)機(jī)依次通過多通閥、光電編碼器與PLC控制器輸入端連接,繼電器線圈的兩端分別與零線和控制器的輸出連接,電動(dòng)機(jī)通過串聯(lián)電容、熔斷器、空氣開關(guān)接于電源上,PLC控制器直接接于計(jì)算機(jī)上。
本實(shí)用新型多通閥為一組時(shí),系統(tǒng)控制過程按以下步驟執(zhí)行(1)開始;
(2)通過計(jì)算機(jī)輸入欲計(jì)量的油井號j;(3)讀光電編碼器的位置信號k;(4)當(dāng)j≠k時(shí);(5)PLC控制器輸出信號使繼電器線圈通電;(6)繼電器觸點(diǎn)閉合;(7)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn);(8)通過計(jì)算機(jī)繼續(xù)讀光電編碼器的位置信號k;(9)直到j(luò)=k時(shí);(10)PLC控制器輸出信號使繼電器線圈斷電;(11)繼電器觸點(diǎn)斷開;(12)電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng);(13)系統(tǒng)工作結(jié)束。
為了適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)的需求,本實(shí)用新型安裝在采油平臺上的多通閥為多組,通過串級連接到計(jì)量罐罐體上,每組多通閥與多個(gè)油井相連,各路油井原油管路與多通閥的管路接口相接,使各路油井原油通過管路接口同時(shí)進(jìn)入多通閥;各組多通閥的電動(dòng)機(jī)、PLC控制器組成的控制電路相并聯(lián),與計(jì)算機(jī)相連接。
本實(shí)用新型多通閥為多組時(shí)的,系統(tǒng)控制過程按以下步驟執(zhí)行(1)開始;(2)通過計(jì)算機(jī)輸入欲計(jì)量的油井組號i和油井號j;(3)讀第i組光電編碼器的位置信號k;(4)當(dāng)j≠k時(shí);(5)第i組PLC控制器輸出信號使繼電器線圈通電;(6)第i組繼電器觸點(diǎn)閉合;(7)第i組電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn);(8)通過計(jì)算機(jī)繼續(xù)讀第i組光電編碼器的位置信號k;(9)直到j(luò)=k時(shí);(10)第i組PLC控制器輸出信號使繼電器線圈斷電;(11)第i組繼電器觸點(diǎn)斷開;(12)第i組電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng);
(13)系統(tǒng)工作結(jié)束。
通過微機(jī)輸入欲計(jì)量的油井組號和油井號,判斷油井所屬的平臺組號,讀該組光電編碼器的位置信號,當(dāng)油井號與光電編碼器的位置信號不等時(shí),PLC控制器輸出高電平,繼電器線圈通電,其相應(yīng)的觸點(diǎn)閉合,單相異步電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)多通閥閥芯旋轉(zhuǎn),表示正在選井;直到油井號與光電編碼器的位置信號相等時(shí),PLC控制器輸出低電平時(shí),繼電器線圈斷電,其相應(yīng)的觸點(diǎn)斷開,電動(dòng)機(jī)及多通閥的閥芯停止轉(zhuǎn)動(dòng),表示按照輸入的井號已經(jīng)選到欲計(jì)量的油井。選中的油井管路與多通閥的管路接口相接,使多通閥單路導(dǎo)通,選定的單井原油經(jīng)多通閥送到計(jì)量罐,由其頂部進(jìn)入計(jì)量罐進(jìn)行稱重計(jì)量。其余油井的原油經(jīng)另外一條管線流出進(jìn)入?yún)R流排。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是采用微機(jī)控制電動(dòng)機(jī)的啟停,使多通閥單路導(dǎo)通,能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)油井的單井產(chǎn)量計(jì)量的自動(dòng)切換。
圖1是本實(shí)用新型多通閥為2組的原理結(jié)構(gòu)示意圖,圖2是圖1的A-A剖視示意圖,圖3是圖1的B-B剖視示意圖,圖4是圖1的C-C剖視示意圖,圖5是本實(shí)用新型多通閥為2組的電氣結(jié)構(gòu)示意圖,圖6是本實(shí)用新型多通閥為1組時(shí)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制流程圖,圖7是本實(shí)用新型多通閥為多組時(shí)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制流程圖;圖中1、第一電動(dòng)機(jī),2、第一轉(zhuǎn)軸,3、第一多通閥,4多通閥串接管路,5翻斗,6選中油井的原油出口管路,7計(jì)量罐,8油氣分離器,9集料斗,10稱重傳感器,11、第二電動(dòng)機(jī),12多井原油出口,13選中油井的原油入口管路,14支撐座,15螺栓,16、第一光電編碼器,17儲油罐,18儲油罐的排氣口,19單井液體出口,20、第二多通閥,21、第二轉(zhuǎn)軸,22第二光電編碼器,23計(jì)算機(jī),24、第一PLC控制器,25、第二PLC控制器,L、N為交流電源,其中N為零線,ZK為空氣開關(guān),SA為電源啟動(dòng)開關(guān),KM11為第一繼電器線圈、KM22為第二繼電器線圈,KM1為第一繼電器線圈K11的觸點(diǎn),KM2為第二繼電器線圈KM22的觸點(diǎn),F(xiàn)U1為熔斷器,C1為第一電容、C2為第二電容,i為油井組號,j為油井號,k為光電編碼器位置信號。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述實(shí)施例1以采油平臺上安裝1組多通閥為例。本例中的電動(dòng)機(jī)為90YYJ90-3型單相異步電動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸為花鍵軸,其整體結(jié)構(gòu)如圖1~圖4所示,包括計(jì)量罐7、稱重傳感器10,稱重傳感器10置于計(jì)量罐7內(nèi)的翻斗5上,用于原油的稱重計(jì)量,計(jì)量罐7頂端連接有選中油井的原油出口管路6;它還包括有第二電動(dòng)機(jī)11,第一多通閥3,第一光電編碼器16,第一多通閥3通過螺栓固定在采油平臺的支撐座14上,其一端通過第一轉(zhuǎn)軸2與第二電動(dòng)機(jī)11相連,第一多通閥3的閥芯隨第二電動(dòng)機(jī)11的第一轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn),第一多通閥3另一端的閥芯上安裝有11個(gè)管路接口,其中一個(gè)管路接口與選中油井的原油出口管路6相焊接,其余10個(gè)接口分別與油井原油入口管路相焊接,多井原油出口12接于第一多通閥3的中部,第一光電編碼器16置于第一多通閥3中,用于油井位置檢測,實(shí)現(xiàn)多通閥單路導(dǎo)通,從而實(shí)現(xiàn)多個(gè)油井的單井產(chǎn)量自動(dòng)選井計(jì)量;由計(jì)算機(jī)23和第二PLC控制器25組成的控制系統(tǒng)控制第二電動(dòng)機(jī)11的轉(zhuǎn)動(dòng)。
其控制過程,如圖6所示,按以下步驟執(zhí)行(1)開始;(2)通過計(jì)算機(jī)輸入欲計(jì)量的油井號j;(3)讀光電編碼器的位置信號k;(4)當(dāng)j≠k時(shí);(5)第二PLC控制器25輸出信號使第二繼電器線圈KM22通電;(6)第二繼電器線圈的觸點(diǎn)KM2閉合;(7)第二電動(dòng)機(jī)11旋轉(zhuǎn);(8)通過計(jì)算機(jī)繼續(xù)讀第一光電編碼器16的位置信號k;(9)直到j(luò)=k時(shí);(10)第二PLC控制器25輸出信號使第二繼電器線圈KM22斷電;(11)第二繼電器線圈的繼電器觸點(diǎn)KM2斷開;(12)第二電動(dòng)機(jī)11停止轉(zhuǎn)動(dòng);(13)系統(tǒng)工作結(jié)束。
其工作過程,如圖1、圖4、圖5、圖6所示,當(dāng)通過微型計(jì)算機(jī)23輸入欲計(jì)量油井號為5時(shí),計(jì)算機(jī)讀光電編碼器的位置信號,當(dāng)光電編碼器的位置信號不是5時(shí),第二PLC控制器25輸出高電平,第二繼電器線圈KM22通電,其相應(yīng)的觸點(diǎn)KM2閉合,第二電動(dòng)機(jī)11帶動(dòng)第一多通閥3閥芯旋轉(zhuǎn);直到第一光電編碼器16的位置信號為5時(shí),第二PLC控制器25輸出低電平時(shí),第二繼電器線圈KM22斷電,其相應(yīng)的觸點(diǎn)KM2斷開,第二電動(dòng)機(jī)11及第一多通閥3的閥芯停止轉(zhuǎn)動(dòng),使第一多通閥3單路導(dǎo)通,選定的單井原油經(jīng)選中油井的原油入口管路經(jīng)第一多通閥3及選中油井的原油出口管路6送到計(jì)量罐7,由其頂部進(jìn)入計(jì)量罐7,經(jīng)傘狀油氣分離器8、集料斗9進(jìn)入翻斗5進(jìn)行稱重計(jì)量。其余油井的原油經(jīng)多通閥的多井原油出口12進(jìn)入?yún)R流排。
實(shí)施例2以采油平臺上安裝2組多通閥為例。本例中的電動(dòng)機(jī)為90YYJ90-3型單相異步電動(dòng)機(jī),其整體結(jié)構(gòu)如圖1~圖4所示,包括計(jì)量罐7、稱重傳感器10,稱重傳感器10置于計(jì)量罐7內(nèi)的翻斗5上,用于原油的稱重計(jì)量,計(jì)量罐7頂端連接有選中油井的原油出口管路6;它還包括有第一電動(dòng)機(jī)1,第二電動(dòng)機(jī)11,第一多通閥3,第二多通閥20,第一光電編碼器16、第二光電編碼器22,第一多通閥3、第二多通閥20分別通過螺栓固定在采油平臺的支撐座14上,第一多通閥3、第二多通閥20的一端分別通過第一轉(zhuǎn)軸2、第二轉(zhuǎn)軸21與第二電動(dòng)機(jī)11、第一電動(dòng)機(jī)1相連,第一多通閥3、第二多通閥20的閥芯分別隨第二電動(dòng)機(jī)11、第一電動(dòng)機(jī)1的第一轉(zhuǎn)軸2、第二轉(zhuǎn)軸21旋轉(zhuǎn),第一多通閥3、第二多通閥20另一端的閥芯上安裝有11個(gè)管路接口,其中一個(gè)管路接口與選中油井的原油出口管路6相焊接,一個(gè)管路接口通過多通閥串接管路4分別串接第一多通閥3、第二多通閥20的管路接口,第一多通閥3的其余9個(gè)管路接口分別與油井相焊接,第二多通閥20的其余10個(gè)管路接口分別與油井原油入口管路相焊接,多井原油出口12接于多通閥中部,第一光電編碼器16、第二光電編碼器22分別置于第一多通閥3、第二多通閥20中,用于油井位置檢測,實(shí)現(xiàn)多通閥單路導(dǎo)通,從而實(shí)現(xiàn)多個(gè)油井的單井產(chǎn)量自動(dòng)選井計(jì)量;第一多通閥3、第二多通閥20之間通過多通閥串接管路4連接,由計(jì)算機(jī)23和第一LC控制器24、第二LC控制器25組成的控制系統(tǒng)控制第二電動(dòng)機(jī)11、第一電動(dòng)機(jī)1的轉(zhuǎn)動(dòng)。
其控制過程,如圖7所示,按以下步驟執(zhí)行(1)開始;(2)通過計(jì)算機(jī)輸入欲計(jì)量的油井組號i和油井號j;(3)讀第i組光電編碼器的位置信號k;(4)當(dāng)j≠k時(shí);(5)第i組PLC控制器輸出信號使繼電器線圈通電;(6)第i組繼電器觸點(diǎn)閉合;
(7)第i組電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn);(8)通過計(jì)算機(jī)繼續(xù)讀第i組光電編碼器的位置信號k;(9)直到j(luò)=k時(shí);(10)第i組PLC控制器輸出信號使繼電器線圈斷電;(11)第i組繼電器觸點(diǎn)斷開;(12)第i組電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng);(13)系統(tǒng)工作結(jié)束。
其工作過程,如圖1、圖4、圖5、圖7所示,當(dāng)通過微型計(jì)算機(jī)輸入欲計(jì)量的油井組號為2和油井號28時(shí),計(jì)算機(jī)23自動(dòng)判斷油井所屬的平臺組號為2,讀第2組第二光電編碼器22的位置信號,當(dāng)?shù)诙怆娋幋a器22的位置信號不是28時(shí),第一PLC控制器24輸出高電平,第一繼電器線圈KM11通電,其相應(yīng)的觸點(diǎn)KM1閉合,第一電動(dòng)機(jī)1帶動(dòng)第二多通閥20閥芯旋轉(zhuǎn);直到第二光電編碼器22的位置信號為28時(shí),第一PLC控制器24輸出低電平時(shí),第一繼電器線圈KM11斷電,其相應(yīng)的觸點(diǎn)KM1斷開,第一電動(dòng)機(jī)1及第二多通閥20的閥芯停止轉(zhuǎn)動(dòng),使第二多通閥20單路導(dǎo)通,選定的單井原油經(jīng)選中油井的原油入口管路13及第二多通閥20,再經(jīng)多通閥串接管路4、第一多通閥3及選中油井的原油出口管路6送到計(jì)量罐7,由其頂部進(jìn)入計(jì)量罐7,經(jīng)傘狀油氣分離器8、集料斗9進(jìn)入翻斗5進(jìn)行稱重計(jì)量。其余油井的原油經(jīng)多通閥的多井原油出口12進(jìn)入?yún)R流排。
實(shí)施例3以采油平臺上安裝5組多通閥為例。本例中的電動(dòng)機(jī)為90YYJ90-3型單相異步電動(dòng)機(jī),其局部結(jié)構(gòu)如圖1~圖4所示,包括計(jì)量罐7、稱重傳感器10,稱重傳感器10置于計(jì)量罐7內(nèi)的翻斗5上,用于原油的稱重計(jì)量,計(jì)量罐7頂端連接有選中油井的原油出口管路6;它還包括有5組電動(dòng)機(jī)、多通閥、光電編碼器,5組多通閥分別通過螺栓固定在采油平臺的支撐座14上,其一端分別通過轉(zhuǎn)軸與對應(yīng)的電動(dòng)機(jī)相連,多通閥的閥芯隨電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn),多通閥另一端的閥芯上安裝有13個(gè)管路接口,其中一個(gè)管路接口與選中油井的原油出口管路6相焊接,一個(gè)管路接口用于5組多通閥之間的連接,前4組其余11個(gè)管路接口分別與油井原油入口管路相焊接,第5組的其余12個(gè)管路接口分別與油井原油入口管路相接,多井原油出口12分別接于各組多通閥中部,5組光電編碼器分別置于該組多通閥中,用于油井位置檢測,實(shí)現(xiàn)多通閥單路導(dǎo)通,從而實(shí)現(xiàn)多個(gè)油井的單井產(chǎn)量自動(dòng)選井計(jì)量;5組多通閥之間分別通過多通閥串接管路4連接,由計(jì)算機(jī)23和PLC控制器組成的控制系統(tǒng)控制5組電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。
其控制過程,如圖7所示,按以下步驟執(zhí)行(1)開始;(2)通過計(jì)算機(jī)輸入欲計(jì)量的油井組號i和油井號j;(3)讀第i組光電編碼器的位置信號k;(4)當(dāng)j≠k時(shí);(5)第i組PLC控制器輸出信號使繼電器線圈通電;(6)第i組繼電器觸點(diǎn)閉合;(7)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn);(8)通過計(jì)算機(jī)繼續(xù)讀第i組光電編碼器的位置信號k;(9)直到j(luò)=k時(shí);(10)第i組PLC控制器輸出信號使繼電器線圈斷電;(11)第i組繼電器觸點(diǎn)斷開;(12)電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng);(13)系統(tǒng)工作結(jié)束。
其工作過程,如圖1、圖4、圖5、圖7所示,當(dāng)通過微型計(jì)算機(jī)23輸入欲計(jì)量的油井組號為4和油井號43時(shí),計(jì)算機(jī)23自動(dòng)判斷油井所屬的平臺組號為4,讀第4組光電編碼器的位置信號,當(dāng)光電編碼器的位置信號不是43時(shí),第4組PLC控制器輸出高電平,第4組繼電器線圈通電,其相應(yīng)的觸點(diǎn)閉合,第4組單相異步電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)多通閥閥芯旋轉(zhuǎn);直到光電編碼器的位置信號為43時(shí),第4組PLC控制器輸出低電平時(shí),第4組繼電器線圈斷電,其相應(yīng)的觸點(diǎn)斷開,第4組電動(dòng)機(jī)及多通閥的閥芯停止轉(zhuǎn)動(dòng),使多通閥單路導(dǎo)通,選定的單井原油經(jīng)選中油井的原油入口管路及第4組多通閥,再經(jīng)第3組、第2組多通閥及通閥串接管路4、第1組多通閥及選中油井的原油出口管路6送到計(jì)量罐7,由其頂部進(jìn)入計(jì)量罐7,經(jīng)傘狀油氣分離器8、集料斗9進(jìn)入翻斗5進(jìn)行稱重計(jì)量。其余油井的原油經(jīng)多通閥的多井原油出口12進(jìn)入?yún)R流排。
權(quán)利要求1.一種全自動(dòng)多井式油井計(jì)量裝置,包括計(jì)量罐、稱重傳感器,稱重傳感器置于計(jì)量罐內(nèi)的翻斗上,計(jì)量罐頂端連接有選中油井的原油出口管路,其特征在于它還包括有電動(dòng)機(jī)、多通閥、光電編碼器,多通閥通過螺栓固定在采油平臺的支撐座上,其一端通過轉(zhuǎn)軸與電動(dòng)機(jī)相連,多通閥的閥芯隨電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn),多通閥另一端的閥芯上安裝有若干個(gè)管路接口,其中一個(gè)管路接口與選中油井的原油出口管路相接,其余各個(gè)接口分別與油井的原油入口管路相接,多井原油出口管路接于多通閥中部,光電編碼器置于多通閥中,由計(jì)算機(jī)和PLC控制器組成的控制系統(tǒng)控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全自動(dòng)多井式油井計(jì)量裝置,其特征在于所述的計(jì)算機(jī)和PLC控制器組成的控制系統(tǒng)為電動(dòng)機(jī)依次通過多通閥、光電編碼器與PLC控制器輸入端連接,繼電器線圈的兩端分別與零線和控制器的輸出連接,電動(dòng)機(jī)通過串聯(lián)電容、熔斷器、空氣開關(guān)接于電源上,PLC控制器直接接于計(jì)算機(jī)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全自動(dòng)多井式油井計(jì)量裝置,其特征在于所述的安裝在采油平臺上的多通閥為多組,通過串級連接到計(jì)量罐罐體上,每組多通閥與多個(gè)油井相連,各路油井原油管路與多通閥的管路接口相接;各組多通閥的電動(dòng)機(jī)、PLC控制器組成的控制電路相并聯(lián)后,與計(jì)算機(jī)相連接。
專利摘要一種全自動(dòng)多井式油井計(jì)量裝置,屬于石油油井計(jì)量裝置技術(shù)領(lǐng)域。該裝置包括計(jì)量罐、稱重傳感器、電動(dòng)機(jī)、多通閥、光電編碼器,多通閥通過螺栓固定在采油平臺的支撐座上,其一端通過轉(zhuǎn)軸與電動(dòng)機(jī)相連,多通閥的閥芯隨電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn),多通閥另一端的閥芯上安裝有若干個(gè)管路接口,其中一個(gè)管路接口與選中油井的原油出口管路相接,其余各個(gè)接口分別與油井的原油入口管路相接,多井原油出口管路接于多通閥中部,光電編碼器置于多通閥中,由計(jì)算機(jī)和PLC控制器組成的控制系統(tǒng)控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)是采用微機(jī)控制電動(dòng)機(jī)的啟停,使多通閥單路導(dǎo)通,能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)油井的單井產(chǎn)量計(jì)量的自動(dòng)切換。
文檔編號E21B47/00GK2874022SQ20062008893
公開日2007年2月28日 申請日期2006年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月13日
發(fā)明者宋渝新, 王康軍, 駱偉, 達(dá)烏力, 孫興革, 張義順, 白山, 張錦暉, 王通, 胡巖 申請人:沈陽工業(yè)大學(xué)通益科技有限公司