一種智能控制柱塞氣舉排水采氣系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種智能控制柱塞氣舉排水采氣系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，由井口防噴裝置、地面控制裝置、數(shù)據(jù)處理站、井口RTU、柱塞、緩沖器、卡定器組成，還公開了其實(shí)現(xiàn)方法，包括：將井口防噴裝置通過法蘭與井口測試閥及地面外輸管線連接來實(shí)現(xiàn)緩沖柱塞上行力與捕捉柱塞、以及向外輸送氣液；地面控制裝置實(shí)現(xiàn)外輸氣液的啟停；通過數(shù)據(jù)處理站內(nèi)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的柱塞氣舉開關(guān)井制度；通過井口RTU實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與發(fā)出指令；通過鋼絲帶壓作業(yè)將卡定器坐落至油管內(nèi)設(shè)計(jì)位置實(shí)現(xiàn)柱塞下行定位；通過鋼絲帶壓作業(yè)將緩沖器投放至卡定器之上實(shí)現(xiàn)抵消柱塞下行沖擊力；柱塞在井筒內(nèi)往復(fù)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)氣液的舉升。本發(fā)明通過數(shù)據(jù)處理站內(nèi)控制系統(tǒng)確定最優(yōu)的柱塞氣舉開關(guān)井制度，并及時發(fā)送控制指令給井口RTU，控制盒接收存儲井口RTU指令的“最優(yōu)制度”，實(shí)現(xiàn)柱塞氣舉運(yùn)行參數(shù)及時調(diào)整，達(dá)到最大限度發(fā)揮氣井產(chǎn)能的目的。
【專利說明】
一種智能控制柱塞氣舉排水采氣系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于屬于天然氣田開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種智能控制柱塞氣舉排水采氣系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著氣田不斷開發(fā)，低產(chǎn)低效井比例逐年增加，如何發(fā)揮低產(chǎn)低效井產(chǎn)能，保持氣井穩(wěn)產(chǎn)成為亟待解決的技術(shù)難題。從增產(chǎn)效果方面的評價結(jié)果可以看出，柱塞氣舉排水采氣技術(shù)適用于氣量小(日產(chǎn)氣量一千方以上)、液氣比較高(小于五方/萬方)的氣井，而且井筒滑脫損失小。所以，柱塞氣舉排水采氣技術(shù)是低產(chǎn)低效井提高采收率的有效措施。
[0003]柱塞氣舉是將柱塞作為氣液之間的機(jī)械界面，利用氣井自身能量推動柱塞在油管內(nèi)進(jìn)行周期地舉液，能夠有效地阻止氣體上竄和液體回落，減少液體“滑脫”效應(yīng)，增加間歇?dú)馀e效率。利用柱塞氣舉自動控制開關(guān)井的特點(diǎn)，對低壓低產(chǎn)井實(shí)施該工藝技術(shù)，可以使氣井周期性的間歇開井，提高氣井?dāng)y液效率。
[0004]常規(guī)柱塞氣舉排水采氣裝置由井口防噴裝置、控制盒、氣動截止閥、柱塞、緩沖器、卡定器組成。柱塞氣舉排水采氣裝置運(yùn)行時是依靠控制盒實(shí)現(xiàn)對氣動截止閥氣源的控制，達(dá)到氣動截止閥的開啟關(guān)閉，最終實(shí)現(xiàn)柱塞氣舉的開關(guān)井。
[0005]目前控制柱塞氣舉開關(guān)井的控制盒的設(shè)置參數(shù)只能人工到達(dá)井口調(diào)整，無法實(shí)現(xiàn)智能遠(yuǎn)程控制調(diào)參，對于應(yīng)用柱塞氣舉排水采氣較多的氣田來說，人工井口調(diào)參工作量大，而且如不能及時調(diào)整，會影響氣井產(chǎn)能的發(fā)揮。
[0006]因此，現(xiàn)有技術(shù)有待于改進(jìn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種智能控制柱塞氣舉排水采氣系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法，克服常規(guī)柱塞氣舉人工井口調(diào)參的缺點(diǎn)。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種智能控制柱塞氣舉排水采氣系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法，采用如下技術(shù)方案:
[0009]—種智能控制柱塞氣舉排水采氣系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，由井口防噴裝置、地面控制裝置、數(shù)據(jù)處理站、井口 RTU、柱塞、緩沖器、卡定器組成，所述地面控制裝置包括控制盒、氣動截止閥、減壓閥，所述井口 RTU與所述數(shù)據(jù)處理站連接，所述控制盒與所述氣動截止閥與所述減壓閥連接，還包括有電磁閥、流量計(jì)和截止閥。
[0010]具體地，所述井口防噴裝置包括管線連接法蘭、氣動截止閥、截止閥及井口測試法蘭，所述管線連接法蘭與所述氣動截止閥連接，所述井口測試法蘭位于所述井口防噴裝置的下部，所述截止閥設(shè)于所述井口測試法蘭的上端。
[0011]具體地，所述柱塞呈圓柱形，所述柱塞上端呈梯形，所述柱塞從上至下等距分布沿圓周方向設(shè)置的條塊。
[0012]具體地，所述緩沖器中部設(shè)置有從上至下依次排布的彈簧，所述緩沖器的下端底部沿圓周方向等距設(shè)有插口。
[0013]具體地，所述卡定器中部設(shè)置鏤空，所述卡定器下部設(shè)有固定部。
[0014]—種智能控制柱塞氣舉排水采氣系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0015]S1:將井口防噴裝置通過法蘭與井口測試閥及地面外輸管線連接來實(shí)現(xiàn)緩沖柱塞上行力與捕捉柱塞、以及向外輸送氣液；
[0016]S2:地面控制裝置實(shí)現(xiàn)外輸氣液的啟停；
[0017]S3:通過數(shù)據(jù)處理站內(nèi)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的柱塞氣舉開關(guān)井制度；
[0018]S4:通過井口 RTU實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與發(fā)出指令；
[0019]S5:通過鋼絲帶壓作業(yè)將卡定器坐落至油管內(nèi)設(shè)計(jì)位置實(shí)現(xiàn)柱塞下行定位；
[0020]S6:通過鋼絲帶壓作業(yè)將緩沖器投放至卡定器之上實(shí)現(xiàn)抵消柱塞下行沖擊力；
[0021]S7:柱塞在井筒內(nèi)往復(fù)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)氣液的舉升。
[0022]本發(fā)明提供的一種智能控制柱塞氣舉排水采氣系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法，通過數(shù)據(jù)處理站內(nèi)控制系統(tǒng)確定最優(yōu)的柱塞氣舉開關(guān)井制度，并及時發(fā)送控制指令給井口 RTU，控制盒接收存儲井口 RTU指令的“最優(yōu)制度”，實(shí)現(xiàn)柱塞氣舉運(yùn)行參數(shù)及時調(diào)整，達(dá)到最大限度發(fā)揮氣井產(chǎn)能的目的。
【附圖說明】
[0023]圖1為井口智能柱塞氣舉生產(chǎn)控制系統(tǒng)示意圖。
[0024]圖2為井口防噴裝置示意圖。
[0025]圖3為柱塞示意圖。
[0026]圖4為緩沖器示意圖。
[0027]圖5為卡定器示意圖。
[0028]圖6為本發(fā)明實(shí)施例所述的一種智能控制柱塞氣舉排水采氣系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法的步驟示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例提供給的智能控制柱塞氣舉排水采氣系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0030]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種智能控制柱塞氣舉排水采氣系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，由井口防噴裝置(I)、地面控制裝置(2)、數(shù)據(jù)處理站(3)、井口 RTU(4)、柱塞(5)、緩沖器(6)、卡定器(7)組成，所述地面控制裝置(2)包括控制盒(201)、氣動截止閥(202)、減壓閥(203)，所述井口 RTU(4)與所述數(shù)據(jù)處理站(3)連接，所述控制盒(201)與所述氣動截止閥(202)與所述減壓閥(203)連接，還包括有電磁閥(8)、流量計(jì)(9)和截止閥(1)0
[0031]具體地，所述井口防噴裝置(I)包括管線連接法蘭(101)、氣動截止閥(102)、截止閥(103)及井口測試法蘭(104)，所述管線連接法蘭(101)與所述氣動截止閥(102)連接，所述井口測試法蘭(104)位于所述井口防噴裝置(I)的下部，所述截止閥(103)設(shè)于所述井口測試法蘭(104)的上端。
[0032]具體地，所述柱塞(5)呈圓柱形，所述柱塞(5)上端呈梯形，所述柱塞(5)從上至下等距分布沿圓周方向設(shè)置的條塊(SOI)。
[0033]具體地，所述緩沖器(6)中部設(shè)置有從上至下依次排布的彈簧(601)，所述緩沖器
(6)的下端底部沿圓周方向等距設(shè)有插口(602)。
[0034]具體地，所述卡定器(7)中部設(shè)置鏤空，所述卡定器(7)下部設(shè)有固定部(701)。
[0035]—種智能控制柱塞氣舉排水采氣系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0036]S1:將井口防噴裝置通過法蘭與井口測試閥及地面外輸管線連接來實(shí)現(xiàn)緩沖柱塞上行力與捕捉柱塞、以及向外輸送氣液；
[0037]S2:地面控制裝置實(shí)現(xiàn)外輸氣液的啟停；
[0038]S3:通過數(shù)據(jù)處理站內(nèi)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的柱塞氣舉開關(guān)井制度；
[0039]S4:通過井口 RTU實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與發(fā)出指令；
[0040]S5:通過鋼絲帶壓作業(yè)將卡定器坐落至油管內(nèi)設(shè)計(jì)位置實(shí)現(xiàn)柱塞下行定位；
[0041]S6:通過鋼絲帶壓作業(yè)將緩沖器投放至卡定器之上實(shí)現(xiàn)抵消柱塞下行沖擊力；
[0042]S7:柱塞在井筒內(nèi)往復(fù)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)氣液的舉升。
[0043]本發(fā)明主要包括:(I)投放卡定器、(2)投放緩沖器、(3)安裝井口防噴裝置、(4)安裝控制裝置、(5)投放柱塞、(6)智能控制生產(chǎn)六個主要步驟:
[0044]1、投放卡定器
[0045]通過試井鋼絲將卡定器下放至設(shè)計(jì)井深位置并座落在油管內(nèi)接箍處，剪斷專用投放工具銷釘，起出試井鋼絲投放工具串，卡定器投放成功。
[0046]2、投放緩沖器
[0047]通過試井鋼絲將緩沖器下放至卡定器處并與其對接，剪斷專用投放工具銷釘，起出試井鋼絲投放工具串，緩沖器投放成功。
[0048]3、安裝井口防噴裝置
[0049]將井口防噴裝置通過法蘭與井口測試閥及地面外輸管線連接。
[0050]4、安裝控制裝置
[0051]將控制裝置與套壓氣源連接，并通過傳輸線路與井口 RTU連接。
[0052]5、投放柱塞
[0053]在關(guān)閉測試閥的前提下，將柱塞投放至井口防噴裝置，關(guān)閉井口防噴裝置，再次打開測試閥，柱塞依靠自重掉落至井筒內(nèi)緩沖裝置之上。
[0054]6、智能控制生產(chǎn)
[0055]智能控制柱塞氣舉排水采氣裝置運(yùn)行時采氣樹5#閥關(guān)閉。
[0056](I)井口數(shù)據(jù)采集、無線傳輸
[0057]由安裝在井口各相應(yīng)部位的傳感器實(shí)現(xiàn)井口壓力、流量數(shù)據(jù)的實(shí)時采集，采集到的信號傳送到井場的數(shù)據(jù)采集電路處理，并通過井口 RTU遠(yuǎn)程無線傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理站。
[0058](2)數(shù)據(jù)處理站內(nèi)數(shù)據(jù)處理
[0059]數(shù)據(jù)處理站內(nèi)電臺接收井口發(fā)來的信號，送到數(shù)據(jù)處理站內(nèi)控制系統(tǒng)進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)處理站內(nèi)控制系統(tǒng)對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動分析，并確定最優(yōu)的柱塞氣舉開關(guān)井制度。
[0060](3)命令執(zhí)行
[0061]數(shù)據(jù)處理站內(nèi)控制系統(tǒng)將“最優(yōu)的柱塞氣舉開關(guān)井制度”的開啟與關(guān)斷命令通過遠(yuǎn)程無線傳輸至井口 RTU，控制盒接收并存儲井口 RTU指令的“最優(yōu)制度”。然后控制盒控制氣動截止閥氣源的供給，達(dá)到氣動截止閥的關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)柱塞氣舉裝置開關(guān)井，最終完成柱塞在油管內(nèi)周期舉液。
[0062]本發(fā)明提供的一種智能控制柱塞氣舉排水采氣系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法，通過數(shù)據(jù)處理站內(nèi)控制系統(tǒng)確定最優(yōu)的柱塞氣舉開關(guān)井制度，并及時發(fā)送控制指令給井口 RTU，控制盒接收存儲井口 RTU指令的“最優(yōu)制度”，實(shí)現(xiàn)柱塞氣舉運(yùn)行參數(shù)及時調(diào)整，達(dá)到最大限度發(fā)揮氣井廣能的目的。
[0063]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種智能控制柱塞氣舉排水采氣系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，由井口防噴裝置、地面控制裝置、數(shù)據(jù)處理站、井口 RTU、柱塞、緩沖器、卡定器組成，所述地面控制裝置包括控制盒、氣動截止閥、減壓閥，所述井口 RTU與所述數(shù)據(jù)處理站連接，所述控制盒與所述氣動截止閥與所述減壓閥連接，還包括有電磁閥、流量計(jì)和截止閥。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能控制柱塞氣舉排水采氣系統(tǒng)，其特征在于，所述井口防噴裝置包括管線連接法蘭、氣動截止閥、截止閥及井口測試法蘭，所述管線連接法蘭與所述氣動截止閥連接，所述井口測試法蘭位于所述井口防噴裝置的下部，所述截止閥設(shè)于所述井口測試法蘭的上端。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能控制柱塞氣舉排水采氣系統(tǒng)，其特征在于，所述柱塞呈圓柱形，所述柱塞上端呈梯形，所述柱塞從上至下等距分布沿圓周方向設(shè)置的條塊。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能控制柱塞氣舉排水采氣系統(tǒng)，其特征在于，所述緩沖器中部設(shè)置有從上至下依次排布的彈簧，所述緩沖器的下端底部沿圓周方向等距設(shè)有插口。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能控制柱塞氣舉排水采氣系統(tǒng)，其特征在于，所述卡定器中部設(shè)置鏤空，所述卡定器下部設(shè)有固定部。6.一種智能控制柱塞氣舉排水采氣系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，包括如下步驟: 51:將井口防噴裝置通過法蘭與井口測試閥及地面外輸管線連接來實(shí)現(xiàn)緩沖柱塞上行力與捕捉柱塞、以及向外輸送氣液； 52:地面控制裝置實(shí)現(xiàn)外輸氣液的啟停； 53:通過數(shù)據(jù)處理站內(nèi)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的柱塞氣舉開關(guān)井制度； 54:通過井口 RTU實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與發(fā)出指令； 55:通過鋼絲帶壓作業(yè)將卡定器坐落至油管內(nèi)設(shè)計(jì)位置實(shí)現(xiàn)柱塞下行定位； 56:通過鋼絲帶壓作業(yè)將緩沖器投放至卡定器之上實(shí)現(xiàn)抵消柱塞下行沖擊力； 57:柱塞在井筒內(nèi)往復(fù)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)氣液的舉升。
【文檔編號】E21B34/02GK105888608SQ201410726857
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年12月5日
【發(fā)明人】王方銳, 趙歲龍, 賈海軍, 王剛, 管小衛(wèi), 劉磊
【申請人】西安金立石油科技有限公司