一种智能化平衡罐加注装置的制作方法

1.本实用新型涉及平衡罐加注领域，具体涉及一种智能化平衡罐加注装置。


背景技术：

2.目前，天然气井在开采过程中根据工艺需求需要在井口连续加注泡沫排水剂、消泡剂、水合物抑制剂、防垢剂等化学助剂，在有电源的地方化学助剂一般采用计量泵井下连续加注，而在无电源的地方一般采用平衡罐进行滴加。
3.对于采用计量泵进行井下连续加注，其实也只是理论上可以连续进行药剂的加注，但实际使用过程中，计量泵并不能一直保持开启状态，仍然需要停机休息、并且可能遇到泵故障等情况，所以，严格来说，采用计量泵进行井下连续加注的方式无法完全实现连续加注的功能。
4.对于采用平衡罐进行井下连续加注，一般使用的平衡罐的容积为300-500l左右，由于容积较大，属于特种设备压力容器类，在生产、使用、安装等都需要根据特种设备监管规定执行，实施过程手续特别复杂，而且容易存在安全隐患；而小容积的平衡罐虽非压力容器监管范围内，但其容积小，加注量受到限制不能满足生产需要；所以，采用平衡罐进行滴加进行井下连续加注，存在使用不便、容易存在安全隐患的问题。
5.本技术人发现现有技术至少存在以下技术问题：
6.1、现有技术中采用平衡罐进行井下连续加注时，由于常规平衡罐的容积较大l，属于压力容器监管范围，安装、使用手续很复杂，存在使用不便、容易存在安全隐患，而使用小容积的平衡罐进行药剂加注又由于加注量的限制不能满足生产需要的问题；
7.2、现有的计量泵加注方式理论上可以连续加注，但实际使用过程中，计量泵需要停机休息、计量泵出现泵故障等情况时，无法实现连续加注的功能。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的在于提供一种智能化平衡罐加注装置，以解决现有技术中采用平衡罐进行井下连续加注时，由于常规平衡罐的容积较大，属于压力容器监管范围，安装、使用手续很复杂，存在使用不便、容易存在安全隐患，而使用小容积的平衡罐进行药剂加注又由于加注量的限制不能满足生产需要的技术问题。
9.为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
10.本实用新型提供的一种智能化平衡罐加注装置，包括药剂加注管线、平衡罐、平衡气管线、向平衡罐内补加药剂的药剂补充装置以及控制装置；其中，
11.所述平衡罐的容积≤30l，所述平衡罐的数量至少为1个；
12.在每一个平衡罐的高液位处和低液位处均设有液位传感器；
13.所述平衡气管线的进气端与采气树或采油树上套管的第一拷克连接，所述平衡气管线的出气端与平衡罐的上端连接；
14.所述药剂加注管线的进液端与平衡罐的下端连接，所述药剂加注管线的出液端与
采气树或采油树上套管的第二拷克连接；
15.所述药剂加注管线上设有压力传感器和电动执行阀；
16.所述药剂补充装置的出液端连接在药剂加注管线上，且其连接处位于电动执行阀的进液侧；
17.所述液位传感器、压力传感器、电动执行阀分别与控制装置电连接。
18.进一步的，所述药剂补充装置包括储液箱和药剂补充管线，所述药剂补充管线的两端分别与储液箱、药剂加注管线连接，所述药剂补充管线上连接有高压泵；所述高压泵与控制装置电连接。
19.进一步的，所述控制装置为plc控制器。
20.进一步的，所述平衡罐的数量为1-5个。
21.进一步的，所述平衡罐的数量为4个。
22.进一步的，所述平衡罐的容积为25-30l。
23.本实用新型提供的应用上述的智能化平衡罐加注装置进行井筒内药剂加注的加注工艺，包括下述步骤：
24.s1、将平衡气管线连接到采气树或采油树上套管的第一拷克上，开启第一拷克将采气树或采油树上的高压气通过平衡气管线进入所有的平衡罐内，使所有平衡罐内的压力与采气树或采油树内的压力平衡；
25.s2、将加注药剂配制好后加入到药剂补充装置中储存备用；
26.s3、通过控制装置控制电动执行阀为关闭状态，通过控制装置控制药剂补充装置中的药剂加注到所有的平衡罐内，通过平衡罐上安装的液位传感器监测平衡罐内加入药剂的液位，当其中一个平衡罐内的液位达到液位上限时，通过控制装置控制药剂补充装置停止药剂加注；
27.s4、通过控制装置开启电动执行阀，让平衡罐内的药剂通过自身重力从平衡罐的下端流出，进入到药剂加注管线内，通过采气树或采油树上套管的第二拷克流入到井筒内，并通过调整电动执行阀的开启度来调整药剂的加注速度；
28.s5、在药剂加注的过程中，平衡罐内的液位会缓慢下降，当液位传感器测到其中一个平衡罐内的液位到达设定的液位下限时，再次通过控制装置控制药剂补充装置向平衡罐内补充药剂。
29.基于上述技术方案，本实用新型实施例至少可以产生如下技术效果：
30.（1）本实用新型提供的智能化平衡罐加注装置，采用至少一个小容积的平衡罐进行井筒内药剂的加注，并在平衡罐内药剂需要补充时，通过药剂补充装置进行补充，从而实现井筒内药剂的连续加注；并且通过设置多个平衡罐，使加注量不再受到限制，可以满足现场工况的需求，实现了小平衡罐连续加注的功能。
31.（2）本实用新型提供的智能化平衡罐加注装置，由于使用平衡罐的容积小于30l，并不属于压力容器，可以不按照特种设备监管规定执行，施工过程手续相对简便，同时可避免一定的安全隐患。
附图说明
32.图1是本实用新型实施例1的结构示意图；
33.图2是本实用新型实施例2的结构示意图。
34.图中：1、药剂加注管线；2、平衡气管线；3、压力传感器；4、电动执行阀；5、储液箱；6、药剂补充管线；7、高压泵；8、平衡罐一；9、平衡罐二；10、平衡罐三；11、平衡罐四；12、液位传感器一a；13、液位传感器一b；14、液位传感器二a；15、液位传感器二b；16、液位传感器三a；17、液位传感器三b；18、液位传感器四a；19、液位传感器四b；20、采气树；21、第一拷克a；22、第二拷克a ；23、采油树；24、第一拷克b；25、第二拷克b。
具体实施方式
35.实施例1：
36.如图1所示：
37.本实用新型提供的一种智能化平衡罐加注装置，包括药剂加注管线1、平衡罐、平衡气管线2、向平衡罐内补加药剂的药剂补充装置以及控制装置；其中，
38.所述平衡罐的容积≤30l，且平衡罐的直径≤219mm，所述平衡罐的数量至少为1个；
39.在每一个平衡罐的高液位处和低液位处均设有液位传感器；
40.所述平衡气管线2的进气端与采气树20上套管的第一拷克a21连接，所述平衡气管线2的出气端与平衡罐的上端连接；
41.所述药剂加注管线1的进液端与平衡罐的下端连接，所述药剂加注管线1的出液端与采气树20上套管的第二拷克a22连接；
42.所述药剂加注管线1上设有压力传感器3和电动执行阀4；
43.所述药剂补充装置的出液端连接在药剂加注管线1上，且其连接处位于电动执行阀4的进液侧；
44.所述液位传感器、压力传感器3、电动执行阀4分别与控制装置电连接。
45.本实用新型提供的智能化平衡罐加注装置，采用至少两个小容积的平衡罐进行井筒内药剂的加注，并在平衡罐内药剂需要补充时，通过药剂补充装置进行补充，从而实现井筒内药剂的连续加注；并且通过设置多个平衡罐，使加注量不再受到限制，可以满足现场工况的需求，实现了小平衡罐连续加注的功能；本实用新型提供的智能化平衡罐加注装置，由于使用平衡罐的容积小于30l，并不属于压力容器，可以不按照特种设备监管规定执行，施工过程手续相对简便，同时可避免一定的安全隐患。
46.作为可选的实施方式，所述药剂补充装置包括储液箱5和药剂补充管线6，所述药剂补充管线6的两端分别与储液箱5、药剂加注管线1连接，所述药剂补充管线6上连接有高压泵7；所述高压泵7与控制装置电连接。
47.作为可选的实施方式，所述控制装置为plc控制器。
48.作为可选的实施方式，所述平衡罐的数量为1-5个。一般来说，平衡罐配置数量越多，每日高压泵7补液频率越低，一般为1-5个平衡罐，平衡罐数量主要根据现场单日加注量需求来选择即可。
49.在本实施例中，所述平衡罐的数量为4个，分别为平衡罐一8、平衡罐二9、平衡罐三10和平衡罐四11；其中，
50.在平衡罐一8的高液位处和低液位处分别设有液位传感器一a12、液位传感器一
b13；
51.在平衡罐二9的高液位处和低液位处分别设有液位传感器二a14、液位传感器二b15；
52.在平衡罐三10的高液位处和低液位处分别设有液位传感器三a16、液位传感器三b17；
53.在平衡罐四11的高液位处和低液位处分别设有液位传感器四a18、液位传感器四b19。
54.作为可选的实施方式，所述平衡罐的容积为25-30l（优选为30l）。
55.应用实施例1中的智能化平衡罐加注装置进行井筒内药剂加注的加注工艺，包括下述步骤：
56.s1、将平衡气管线2连接到采气树20上套管的第一拷克a21上，开启第一拷克将采气树20上的高压气通过平衡气管线2进入平衡罐一8、平衡罐二9、平衡罐三10和平衡罐四11内，使平衡罐一8、平衡罐二9、平衡罐三10和平衡罐四11内的压力均与采气树20内的压力平衡；
57.s2、将加注药剂配制好后加入到药剂补充装置的储液箱5中储存备用；
58.s3、通过控制装置控制电动执行阀4为关闭状态，同时通过控制装置开启高压泵7将储液箱5内的药剂通过药剂补充管线6泵入药剂加注管线1，进而将储液箱5内中的药剂加注到所有的平衡罐内，通过四个平衡罐上安装的液位传感器一a12、液位传感器二a14、液位传感器三a16和液位传感器四a18来监测平衡罐内加入药剂的高液位，当其中一个平衡罐内的液位达到液位上限时，即其中一个平衡罐内的液位达到了高液位处，通过控制装置关闭高压泵7，停止药剂加注；
59.s4、通过控制装置开启电动执行阀4，让平衡罐内的药剂通过自身重力从平衡罐的下端流出，进入到药剂加注管线1内，通过采气树20上套管的第二拷克a22流入到井筒内，并通过调整电动执行阀4的开启度来调整药剂的加注速度；
60.s5、在药剂加注的过程中，所有平衡罐内的液位都会缓慢下降，通过液位传感器一b13、液位传感器二b15、液位传感器三b17和液位传感器四b19监测四个平衡罐的低液位，当监测到其中一个平衡罐内的液位到达设定的液位下限时，再次通过控制装置控制高压泵7的开启此时电动执行阀4仍然保持开启状态，向平衡罐内补充药剂，仍然通过四个平衡罐上安装的液位传感器一a12、液位传感器二a14、液位传感器三a16和液位传感器四a18来监测平衡罐内加入药剂的高液位，当其中一个平衡罐内的液位达到液位上限时，即其中一个平衡罐内的液位达到了高液位处，通过控制装置关闭高压泵7，停止药剂加注；当再次需要补充药剂时，按此方法补充药剂即可。
61.实施例2：
62.如图2所示：
63.本实用新型提供的一种智能化平衡罐加注装置，包括药剂加注管线1、平衡罐、平衡气管线2、向平衡罐内补加药剂的药剂补充装置以及控制装置；其中，
64.所述平衡罐的容积≤30l，且平衡罐的直径≤219mm，所述平衡罐的数量至少为1个；
65.在每一个平衡罐的高液位处和低液位处均设有液位传感器；
66.所述平衡气管线2的进气端与采油树23上套管的第一拷克b24连接，所述平衡气管线2的出气端与平衡罐的上端连接；
67.所述药剂加注管线1的进液端与平衡罐的下端连接，所述药剂加注管线1的出液端采油树23上套管的第二拷克b25连接；
68.所述药剂加注管线1上设有压力传感器3和电动执行阀4；
69.所述药剂补充装置的出液端连接在药剂加注管线1上，且其连接处位于电动执行阀4的进液侧；
70.所述液位传感器、压力传感器3、电动执行阀4分别与控制装置电连接。
71.本实用新型提供的智能化平衡罐加注装置，采用至少两个小容积的平衡罐进行井筒内药剂的加注，并在平衡罐内药剂需要补充时，通过药剂补充装置进行补充，从而实现井筒内药剂的连续加注；并且通过设置多个平衡罐，使加注量不再受到限制，可以满足现场工况的需求，实现了小平衡罐连续加注的功能；本实用新型提供的智能化平衡罐加注装置，由于使用平衡罐的容积小于30l，并不属于压力容器，可以不按照特种设备监管规定执行，施工过程手续相对简便，同时可避免一定的安全隐患。
72.作为可选的实施方式，所述药剂补充装置包括储液箱5和药剂补充管线6，所述药剂补充管线6的两端分别与储液箱5、药剂加注管线1连接，所述药剂补充管线6上连接有高压泵7；所述高压泵7与控制装置电连接。
73.作为可选的实施方式，所述控制装置为plc控制器。
74.作为可选的实施方式，所述平衡罐的数量为1-5个。
75.在本实施例中，所述平衡罐的数量为1个，为平衡罐一8，在平衡罐一8的高液位处和低液位处分别设有液位传感器一a12、液位传感器一b13。
76.作为可选的实施方式，所述平衡罐的容积为25-30l（优选为30l）。
77.应用实施例2中的智能化平衡罐加注装置进行井筒内药剂加注的加注工艺，包括下述步骤：
78.s1、将平衡气管线2连接到采油树23上套管的第一拷克b24上，开启第一拷克将采油树23上的高压气通过平衡气管线2进入平衡罐一8内，使平衡罐一8内的压力与采气树20或采油树23内的压力平衡；
79.s2、将加注药剂配制好后加入到药剂补充装置的储液箱5中储存备用；
80.s3、通过控制装置控制电动执行阀4为关闭状态，同时通过控制装置开启高压泵7将储液箱5内的药剂通过药剂补充管线6泵入药剂加注管线1，进而将储液箱5内中的药剂加注到平衡罐一8内，通过平衡罐一8上安装的液位传感器一a12来监测平衡罐一8内加入药剂的高液位，当平衡罐一8内的液位达到液位上限时，即平衡罐一8内的液位达到了高液位处，通过控制装置关闭高压泵7，停止药剂加注；
81.s4、通过控制装置开启电动执行阀4，让平衡罐一8内的药剂通过自身重力从平衡罐一8的下端流出，进入到药剂加注管线1内，通过采油树23上套管的第二拷克b25流入到井筒内，并通过调整电动执行阀4的开启度来调整药剂的加注速度；
82.s5、在药剂加注的过程中，平衡罐一8内的液位会缓慢下降，通过液位传感器一b13监测平衡罐一8的低液位，当监测到平衡罐一8内的液位到达设定的液位下限时，再次通过控制装置控制高压泵7的开启此时电动执行阀4仍然保持开启状态，向平衡罐一8内补充药
剂，仍然通过平衡罐一8上安装的液位传感器一a12来监测平衡罐一8内加入药剂的高液位，当平衡罐一8内的液位达到液位上限时，即平衡罐一8内的液位达到了高液位处，通过控制装置关闭高压泵7，停止药剂加注；当再次需要补充药剂时，按此方法补充药剂即可。