智能型自循環(huán)水井洗井設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種智能型自循環(huán)水井洗井設(shè)備，其洗井液循環(huán)處理部分中的出井液處理系統(tǒng)在洗井過程智能控制處理部分的控制下將洗井液除砂后，再通過沉降罐進(jìn)行雜質(zhì)分離，并將雜質(zhì)分離后的出井液通過粗濾器粗濾和精濾器精濾，以清潔洗井液，其洗井液循環(huán)處理部分中的入井液動(dòng)力系統(tǒng)在該洗井過程智能控制處理部分的控制下調(diào)節(jié)其發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，以將清潔后的洗井液作為入井液通過洗井泵轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏喝刖狠敵?，?shí)現(xiàn)水井洗井。該智能型自循環(huán)水井洗井設(shè)備為車載式洗井車，具有對(duì)洗井全過程進(jìn)行智能控制功能，實(shí)現(xiàn)洗井過程依據(jù)不同類型的井、不同的洗井階段進(jìn)行有效控制，保護(hù)注水井，提高注水井洗井質(zhì)量。
【專利說明】智能型自循環(huán)水井洗井設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及油田注水井洗井作業(yè)設(shè)備，特別是涉及到一種智能型自循環(huán)水井洗井設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]注水井洗井一般可分為正常井、出沙井、欠注井三種類型。不同類型的井洗井要求有差異。正常注水井洗井是分三個(gè)階段洗井。1、微噴不漏階段:控制井口放噴閘門，使井口油壓低于氣動(dòng)壓力IMPa，調(diào)節(jié)洗井排量到25m3/h，洗井2h，噴量控制在3m3/h。2、平衡洗井階段:控制井口放噴閘門，使油壓等于啟動(dòng)壓力，調(diào)節(jié)洗井排量到35 m3/h，洗井2h。3、穩(wěn)定洗井階段:保持井口油壓不變，調(diào)節(jié)洗井排量到40m3/h，洗井2h。出砂井洗井是根據(jù)油層出砂的特點(diǎn)，平穩(wěn)控制井口放空閥門，使井口油壓略高于啟動(dòng)壓力，調(diào)節(jié)洗井排量到20 m3/h — 30m3/h，洗井6h。欠注井洗井是根據(jù)油層致密，不易出砂的特點(diǎn)，平穩(wěn)控制井口放空閘門，使油壓低于啟動(dòng)壓力，關(guān)井放空lh，然后開始洗車，調(diào)節(jié)洗井車排量到40m3/h，洗井6h。
[0003]而現(xiàn)有的普通自循環(huán)洗井車存在以下問題:
1、人工控制洗井前開啟、關(guān)閉水井洗井進(jìn)、出閘門時(shí)造成對(duì)地層的壓力波及和影響大。特別是注聚轉(zhuǎn)水驅(qū)和出砂井對(duì)壓力變化非常敏感，壓力的突然變化往往引起地層出砂吐聚,造成洗井失敗。
[0004]2、洗井過程壓力和排量人工控制，無法滿足不同的注水井采取不同的洗井工藝設(shè)計(jì)的要求。根據(jù)注水井洗井工藝規(guī)程，洗井過程要根據(jù)不同類型井況采取不同的措施，重點(diǎn)要對(duì)過程進(jìn)行壓力、排量、時(shí)間控制。同時(shí)，要達(dá)到好的洗井效果，還必須提高洗井流程的雜物清除效果。對(duì)于易出砂或出聚合物的注水井，要求進(jìn)行憋壓洗井，防止壓力的波動(dòng)，造成注水井出砂、出聚合物嚴(yán)重，傷害注水井及井下工具。操作要求:先開套管洗井閘門，再微開放空閘門，后關(guān)注水閘門，最后全部打開放空閘門，洗完井后反順序倒正注，盡量避免地層壓力波動(dòng)。目前，該控制過程全靠人工控制，具體控制過程:一人操作洗井車洗井柱塞泵，控制洗井柱塞泵輸出的壓力和排量，通過操作人員更換洗井柱塞泵檔位和控制發(fā)動(dòng)機(jī)油門的大小來模糊實(shí)現(xiàn)，無法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制。特別是井內(nèi)壓力變化迅速，依靠人工在極短的時(shí)間內(nèi)做出反應(yīng)根本無法實(shí)現(xiàn)。
[0005]3、洗井柱塞栗帶負(fù)荷啟動(dòng)影響設(shè)備壽命。洗井柱塞栗啟動(dòng)如，打開洗井柱塞栗出口閘門和井口進(jìn)水閘門，高壓液體進(jìn)入洗井柱塞泵排出管匯，使洗井柱塞泵帶壓?jiǎn)?dòng)。
[0006]4、由于洗井柱塞泵排出管匯故障引起井內(nèi)壓力高于注入液體壓力時(shí)，容易造成井內(nèi)液體從液體注入端返出，容易造成井內(nèi)壓力波動(dòng)，地層破壞，造成洗井失敗。
[0007]5、無法處理注聚轉(zhuǎn)水驅(qū)井洗井液中的聚合物等污染物。洗井液中的聚合物堵塞洗井車的處理流程。
[0008]為此我們發(fā)明了一種新的智能型自循環(huán)水井洗井設(shè)備，解決了以上技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]本發(fā)明的目的是提供一種利用傳感技術(shù)、PLC智能控制技術(shù)組合而成的專用智能型自循環(huán)水井洗井設(shè)備。
本發(fā)明的目的可通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn):智能型自循環(huán)水井洗井設(shè)備，該智能型自循環(huán)水井洗井設(shè)備包括洗井液循環(huán)處理部分和洗井過程智能控制處理部分，該洗井液循環(huán)處理部分包括出井液處理系統(tǒng)和入井液動(dòng)力系統(tǒng)，該出井液處理系統(tǒng)連接于該洗井過程智能控制處理部分，并在該洗井過程智能控制處理部分的控制下將洗井液除砂后，再通過沉降罐進(jìn)行雜質(zhì)分離，并將雜質(zhì)分離后的出井液通過粗濾器粗濾和精濾器精濾，以清潔洗井液，該入井液動(dòng)力系統(tǒng)連接于該洗井過程智能控制處理部分，并在該洗井過程智能控制處理部分的控制下調(diào)節(jié)其發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，以將清潔后的洗井液作為入井液通過洗井泵轉(zhuǎn)變?yōu)槁剦喝刖狠敵觯瑢?shí)現(xiàn)水井洗井。
[0010]本發(fā)明的目的還可通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn):
該洗井液循環(huán)處理部分還包括出井液補(bǔ)液系統(tǒng)，該出井液補(bǔ)液系統(tǒng)連接于該洗井過程智能控制處理部分和該出井液處理系統(tǒng)，并在該洗井過程智能控制處理部分的控制下通過開啟該出井液補(bǔ)液系統(tǒng)中的補(bǔ)液閥在洗井前從水井干線給該出井液處理系統(tǒng)供給清潔循環(huán)液，在洗井過程中出現(xiàn)井外循環(huán)液不足時(shí)，開啟該補(bǔ)液閥從該水井干線向該出井液處理系統(tǒng)給水補(bǔ)充。
[0011]該洗井液循環(huán)處理部分還包括出井液控制系統(tǒng)，該出井液控制系統(tǒng)連接于該洗井過程智能控制處理部分和該出井液處理系統(tǒng)，該出井液控制系統(tǒng)連接于水井的出液端，將出井液傳輸?shù)皆摮鼍禾幚硐到y(tǒng)，并監(jiān)測(cè)洗井液出井壓力值和流量信號(hào)，在洗井過程智能控制處理部分的控制下調(diào)節(jié)出井液的壓力和排量。
[0012]該出井液控制系統(tǒng)包括壓力傳感器，電控氣動(dòng)節(jié)流閥，流量傳感器和安全閥，在流程堵塞或系統(tǒng)壓力超過規(guī)定壓力時(shí)，該安全閥打開，以進(jìn)行系統(tǒng)泄壓，該壓力傳感器檢測(cè)出井液的壓力值，并將該壓力值傳輸給該洗井過程智能控制處理部分，該流量傳感器檢測(cè)流量信號(hào)，并將該流量信號(hào)傳輸給該洗井過程智能控制處理部分，該洗井過程智能控制處理部分控制該電控氣動(dòng)節(jié)流閥的開啟，以調(diào)節(jié)出井液的壓力和排量。
[0013]該沉降罐包括沉降罐一級(jí)腔、沉降罐二級(jí)腔和沉降罐三級(jí)腔，該沉降罐一級(jí)腔與該沉降罐二級(jí)腔間通過半罐體高度的隔板分成兩個(gè)半獨(dú)立的沉降腔，以將液體中殘留的顆粒固態(tài)物質(zhì)擋在該沉降罐一級(jí)腔內(nèi)分離，該沉降罐二級(jí)腔與該沉降罐三級(jí)腔之間為全封閉隔板，以控制固態(tài)顆粒及懸浮物進(jìn)入該沉降罐三級(jí)腔，該沉降罐二級(jí)腔與該沉降罐三級(jí)腔之間的液流的流通通過連通管線來完成，該沉降罐二級(jí)腔中具有二級(jí)腔液位傳感器，該二級(jí)腔液位傳感器檢測(cè)該沉降罐二級(jí)腔的液位高度，并將該液位高度傳輸給該洗井過程智能控制處理部分，該洗井過程智能控制處理部分根據(jù)該液位高度控制該連通管線上的連通閥的接通與斷開。
[0014]該出井液處理系統(tǒng)還包括二級(jí)腔排空及溢流管線，三級(jí)腔排空及溢流管線和溢流水儲(chǔ)水箱，該二級(jí)腔排空及溢流管線和該三級(jí)腔排空及溢流管線將該沉降罐二級(jí)腔和該沉降罐三級(jí)腔中溢流的液體輸送到該溢流水儲(chǔ)水箱。
[0015]該出井液處理系統(tǒng)還包括沉降罐一級(jí)腔排污閥、沉降罐二級(jí)腔排污閥和沉降罐三級(jí)腔排污閥，以排空該沉降罐一級(jí)腔、該沉降罐二級(jí)腔和該沉降罐三級(jí)腔中的雜物。
[0016]該出井液處理系統(tǒng)還包括沉降罐反沖洗管線，反沖流程總控制閥和反沖流程沉降罐沖洗控制閥，該沉降罐反沖洗管線連接在該洗井泵上，在打開該反沖流程總控制閥和該反沖流程沉降罐沖洗控制閥時(shí)，利用該洗井泵產(chǎn)生的高壓液體清洗該沉降罐一級(jí)腔、該沉降罐二級(jí)腔和該沉降罐三級(jí)腔中的雜物。
[0017]該出井液處理系統(tǒng)還包括洗井液儲(chǔ)水箱，該洗井液儲(chǔ)水箱的前端連接于該粗濾器，以將粗濾后的出井液進(jìn)行儲(chǔ)存與沉淀凈化，該精濾器連接在該洗井液儲(chǔ)水箱的液體輸出端，具有反沖潔凈功能，并采用激光割縫篩管做濾芯，割縫寬度根據(jù)水井過濾雜質(zhì)要求而定。
[0018]該洗井液循環(huán)處理部分還包括入井液檢測(cè)系統(tǒng)，該入井液檢測(cè)系統(tǒng)位于該出井液處理系統(tǒng)和該入井液動(dòng)力系統(tǒng)之間，以對(duì)入井液質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。
[0019]該入井液檢測(cè)系統(tǒng)包括清潔洗井液旁路補(bǔ)充閥、流量傳感器和入井液檢測(cè)取樣閘門，該入井液檢測(cè)系統(tǒng)通過該入井液檢測(cè)取樣閘門進(jìn)行入井液的取樣，該清潔洗井液旁路補(bǔ)充閥用于補(bǔ)充清潔的洗井液，該流量傳感器連接于該洗井過程智能控制處理部分，并將其檢測(cè)的入井液的流量傳輸給該洗井過程智能控制處理部分，以調(diào)節(jié)該發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
[0020]該入井液動(dòng)力系統(tǒng)還包括發(fā)動(dòng)機(jī)油門控制器，轉(zhuǎn)速傳感器，入井液壓力傳感器，安全閥，柱塞泵排空控制閥和柱塞泵排空節(jié)流閥，該轉(zhuǎn)速傳感器將該發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)傳輸給該洗井過程智能控制處理部分，該洗井過程智能控制處理部分根據(jù)該轉(zhuǎn)速信號(hào)通過該發(fā)動(dòng)機(jī)油門控制器，調(diào)節(jié)該發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，該安全閥控制該洗井泵輸出液體的壓力，該柱塞泵排空控制閥和該柱塞泵排空節(jié)流閥在該洗井泵往井內(nèi)注入洗井液之前，利用該洗井泵產(chǎn)生的高壓液體對(duì)洗井泵輸出端的空氣進(jìn)行排空，該入井液壓力傳感器監(jiān)測(cè)從該洗井泵輸出的該高壓入井液在進(jìn)入水井前的壓力值，并將該壓力值傳輸給該洗井過程智能控制處理部分，該洗井過程智能控制處理部分根據(jù)該壓力值控制該發(fā)動(dòng)機(jī)油門控制器，以調(diào)節(jié)洗井排量或發(fā)出報(bào)警信號(hào)，切斷發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力。
[0021]該洗井液循環(huán)處理部分還包括入井液控制系統(tǒng)，該入井液控制系統(tǒng)用于防止該洗井泵壓力低于井內(nèi)壓力時(shí)井內(nèi)液體返出造成該洗井泵帶壓?jiǎn)?dòng)困難和保護(hù)水井。
[0022]該入井液控制系統(tǒng)包括單向閥，高壓旋塞閥，旁通閥和入井液連接井口管線，該單向閥使該洗井泵輸出的該高壓入井液進(jìn)入井內(nèi)，不允許井內(nèi)液體返出，該高壓旋塞閥控制該高壓入井液的通斷，該旁通閥為排空閥門，該入井液連接井口管線與井口接頭連接，實(shí)現(xiàn)該高壓入井液的注入。
[0023]該洗井過程智能控制處理部分包括數(shù)據(jù)設(shè)置模塊，數(shù)據(jù)顯示模塊和數(shù)據(jù)的傳輸與處理模塊，該數(shù)據(jù)設(shè)置模塊用于設(shè)置洗井參數(shù)，該數(shù)據(jù)顯示模塊用于人機(jī)交互系統(tǒng)的設(shè)置、查詢和顯示，該數(shù)據(jù)的傳輸與處理模塊用于數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、報(bào)表打印和數(shù)據(jù)輸入輸出。
[0024]該洗井過程智能控制處理部分包括人工控制與自動(dòng)控制切換模塊和口令保護(hù)模塊，該人工控制與自動(dòng)控制切換模塊用于進(jìn)行人工控制和自動(dòng)控制的切換和操作，該口令保護(hù)模塊用于防止非法刪除或改寫用戶程序。
[0025]本發(fā)明中的智能型自循環(huán)水井洗井設(shè)備，對(duì)低滲透致密砂巖和疏松砂巖等不同地質(zhì)結(jié)構(gòu)的注水井洗井過程壓力、排量和時(shí)間的智能控制。智能洗井車性能更加滿足不同巖層和井況精細(xì)化洗井工藝技術(shù)要求，實(shí)現(xiàn)注水井及井下工具自動(dòng)保護(hù)功能，解決普通自循環(huán)洗井車處理注聚井和出砂井能力差，以及洗井過程無法進(jìn)行精細(xì)壓力、流量控制所造成洗井低效的問題。具體而言，就是通過注水井洗井車設(shè)計(jì)智能控制系統(tǒng)根據(jù)洗井工藝技術(shù)要求對(duì)洗井過程中微吐階段、平衡階段和穩(wěn)定階段的供水、補(bǔ)液、洗井壓力與流量、洗井返液壓力與流量、沉降罐液位、洗井柱塞泵的排量與壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與功率、以及過濾器狀況等進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制，實(shí)現(xiàn)注水井智能化洗井。本發(fā)明的智能式注水井洗井車系統(tǒng)，提高了油田水井洗井過程中嚴(yán)格執(zhí)行施工工藝的控制功能，提高洗井車水質(zhì)處理能力，自動(dòng)保護(hù)了水井和井下工具，提聞水井洗井成功率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明的智能型自循環(huán)水井洗井設(shè)備中洗井液循環(huán)處理部分的一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；
圖2本發(fā)明的智能型自循環(huán)水井洗井設(shè)備中洗井過程智能控制處理部分的一具體實(shí)施例的原理框圖；
圖3為圖1中的出井液補(bǔ)液系統(tǒng)的一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；
圖4為圖1中的出井液控制系統(tǒng)的一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；
圖5為圖1中的出井液檢測(cè)系統(tǒng)的一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；
圖6為圖1中的出井液處理系統(tǒng)的一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；
圖7為圖1中的入井液檢測(cè)系統(tǒng)的一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；
圖8為圖1中的入井液動(dòng)力系統(tǒng)的一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；
圖9為圖1中的入井液控制系統(tǒng)的一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]為使本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。
[0028]本發(fā)明的智能型自循環(huán)水井洗井設(shè)備包括:洗井液循環(huán)處理部分和洗井過程智能控制處理部分兩大部分。其中，洗井液循環(huán)處理部分主要包括智能型水井洗井設(shè)備洗井流程設(shè)施；洗井過程智能控制處理部分主要包括以PLC編程控制的控制器、傳感器、執(zhí)行器及軟件系統(tǒng)部分。兩部分相互配合完成自循環(huán)水井洗井過程。
[0029]如圖1所示，圖1為本發(fā)明的智能型自循環(huán)水井洗井設(shè)備中洗井液循環(huán)處理部分的一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。洗井液循環(huán)處理部分包含7個(gè)組成部分:出井液補(bǔ)液系統(tǒng)1、出井液控制系統(tǒng)2、出井液檢測(cè)系統(tǒng)3、出井液處理系統(tǒng)4、入井液檢測(cè)系統(tǒng)5、入井液動(dòng)力系統(tǒng)
6、入井液控制系統(tǒng)7。
[0030]如圖3所示，圖3為圖1中的出井液補(bǔ)液系統(tǒng)I的一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。出井液補(bǔ)液系統(tǒng)I包括補(bǔ)液閥氣源1-1，補(bǔ)液閥控制線1-2，補(bǔ)液閥執(zhí)行器1-3，補(bǔ)液管線接口 1-4，補(bǔ)液閥1-5和補(bǔ)液管線1-6。出井液補(bǔ)液系統(tǒng)I連接于洗井過程智能控制處理部分，并在洗井過程智能控制處理部分的控制下在洗井前提前從水井干線給洗井設(shè)備供給清潔循環(huán)液，可以實(shí)現(xiàn)井口出液與井口注入液同步，確保井內(nèi)外液體同步循環(huán)，防止先井口出液，再注入井內(nèi)過程出現(xiàn)井內(nèi)虧空出砂、吐聚合物；同時(shí)，洗井過程中出現(xiàn)井外循環(huán)液不足時(shí)，可以通過干線來水補(bǔ)充。
[0031]補(bǔ)液管線接口 1-4連接于水井的干線來水管線，通過由壬連接，用于洗井前向罐體內(nèi)供給必須的清潔液體或洗井過程中水井返出的液體量低于注入水井的供液量時(shí)，及時(shí)打開補(bǔ)液閥1-5，向沉降罐4-19供給清潔液體，實(shí)現(xiàn)沉降罐液面基本平衡。該補(bǔ)液閥1-5為受PLC編程控制的耐壓15Mpa電控氣動(dòng)節(jié)流閥，圖中，補(bǔ)液閥氣源1_1為壓力0.6?0.8Mpa的壓縮空氣氣源，該壓縮空氣提供打開補(bǔ)液閥1-5的動(dòng)力，PLC智能控制中心連接的補(bǔ)液閥控制線1-2發(fā)出補(bǔ)液信號(hào)傳給補(bǔ)液閥執(zhí)行器1-3，補(bǔ)液閥氣源1-1供給電控氣動(dòng)補(bǔ)液閥壓縮空氣，推動(dòng)補(bǔ)液閥1-5工作，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)液閥1-5開啟，補(bǔ)液閥-5開啟的程度(即流通面積)可以通過PLC智能控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置補(bǔ)液閥的打開比例，實(shí)現(xiàn)按照設(shè)定的補(bǔ)液閥開啟的程度，將液體從補(bǔ)液管線1-6進(jìn)入沉降罐一級(jí)腔4-1，給沉降罐4-19供液；反之，關(guān)閉補(bǔ)液閥1-5，停止補(bǔ)液。
[0032]如圖4所示，圖4為圖1中的出井液控制系統(tǒng)2的一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。出井液控制系統(tǒng)2包括壓力傳感器線路2-1，壓力傳感器2-2，出井液管線接頭2-3，電控氣動(dòng)節(jié)流閥2-4，電控氣動(dòng)節(jié)流閥執(zhí)行器2-5，電控氣動(dòng)節(jié)流閥氣源2-6，電控氣動(dòng)節(jié)流閥控制線路
2-7，流量傳感器2-8，流量傳感器線路2-9，出井液主管線2-10，出井液檢測(cè)支管線2_11，出井液極限壓力控制支干線2-12，旋流除砂器進(jìn)液管線2-13，安全閥2-14，安全閥極限壓力排液管線2-15。出井液控制系統(tǒng)2連接于洗井過程智能控制處理部分和出井液處理系統(tǒng)4，出井液控制系統(tǒng)2連接于水井的出液端，將出井液傳輸?shù)皆摮鼍禾幚硐到y(tǒng)4，并監(jiān)測(cè)洗井液出井壓力值和流量信號(hào)，在洗井過程智能控制處理部分的控制下調(diào)節(jié)出井液的壓力和排量。
[0033]出井液控制系統(tǒng)2通過出井液管線接頭2-3連接于水井的出液端根據(jù)正、反洗井要求，正洗井時(shí)連接在油管閘門連接的由壬上，反洗時(shí)連接在套管閘門連接的由壬上。井內(nèi)液體返出后主要從旋流除砂器進(jìn)液管線2-13進(jìn)入旋流除砂器入口 4-3 ;在流程堵塞或系統(tǒng)壓力超過規(guī)定壓力時(shí)，液體流經(jīng)安全閥2-14，安全閥2-14打開，進(jìn)入沉降罐一級(jí)腔4-1，液體通過安全閥2-14直接進(jìn)入系統(tǒng)泄壓，保證施工安全；為比較洗井效果，在管線上設(shè)置了出井液檢測(cè)支管線2-11，輸送出井液給出井液檢測(cè)系統(tǒng)3。在出井液控制系統(tǒng)2，重點(diǎn)是按照洗井工藝要求設(shè)置洗井液出井壓力值(即背壓)，保持出井液壓力穩(wěn)定，保護(hù)井筒及井下工具。出井液控制系統(tǒng)2主要設(shè)置了壓力傳感器2-2，檢測(cè)井口出液的瞬時(shí)壓力值，并將采集的瞬時(shí)壓力信號(hào)通過壓力傳感器線路2-1傳遞到控制中心PLC，便于實(shí)現(xiàn)出井壓力控制；在該系統(tǒng)還設(shè)置了耐壓15Mpa電控氣動(dòng)節(jié)流閥2-4，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)6_4的油門一定時(shí)，該電控氣動(dòng)節(jié)流閥2-4通過控制節(jié)流閥的開度來調(diào)節(jié)出井壓力；當(dāng)維持洗井循環(huán)液出口壓力(壓力傳感器2-2)—定時(shí)，需要增大洗井排量，則控制中心發(fā)出提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速指令，增大發(fā)動(dòng)機(jī)油門，同時(shí)按照比例調(diào)節(jié)耐壓15Mpa電控氣動(dòng)節(jié)流閥2-4，實(shí)現(xiàn)壓力和排量的控制。同時(shí)，在該系統(tǒng)中還設(shè)置了流量傳感器2-8。通過流量傳感器線路2-9不斷將檢測(cè)到的瞬時(shí)流量信號(hào)傳遞給PLC控制系統(tǒng)，作為調(diào)節(jié)耐壓15Mpa電控氣動(dòng)節(jié)流閥2_4開度大小及調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)油門大小的依據(jù)。電控氣動(dòng)節(jié)流閥控制線路2-7與控制中心PLC來連接，該閘門的開啟、關(guān)閉，以及開度大小受控制中心PLC的控制信號(hào)控制，該閘門接收到控制信號(hào)后，電控氣動(dòng)節(jié)流閥2-4的氣路打開，電控氣動(dòng)節(jié)流閥2-4按照一定比例進(jìn)行打開或關(guān)閉，以調(diào)節(jié)井口出液壓力維持平衡狀態(tài)。電控氣動(dòng)節(jié)流閥氣源2-6為壓力0.6?0.8Mpa的壓縮空氣，該氣源為耐壓15Mpa的電控氣動(dòng)節(jié)流閥2-4提供壓縮空氣，電控氣動(dòng)節(jié)流閥控制電路2_7將采集的出井壓力傳感器2-8檢測(cè)的壓力值通過流量傳感器控制線路2-9將壓力控制信號(hào)傳輸給PLC智能控制系統(tǒng)，將檢測(cè)值與設(shè)置的壓力波動(dòng)范圍對(duì)比，根據(jù)二者的差異輸出出井液流量控制信號(hào)，給電控氣動(dòng)節(jié)流閥執(zhí)行器2-5，電控氣動(dòng)節(jié)流閥執(zhí)行器2-5按照一定行程比例值控制耐壓15Mpa電控氣動(dòng)節(jié)流閥2-4的開度。出井液主管線2_10為出井液流通管線，該管線直接與旋流除砂器入口 4-3連接。出井液智能控制還體現(xiàn)在當(dāng)進(jìn)出水井的液體不平衡時(shí)，PLC控制系統(tǒng)通過出井液流量傳感器2-8和入井液流量傳感器5-3檢測(cè)的流量值對(duì)t匕，確定是增大排量還是降低排量。當(dāng)需要增大排量時(shí)，PLC控制系統(tǒng)發(fā)出提升發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，增大發(fā)動(dòng)機(jī)6-4油門。該控制信號(hào)由發(fā)動(dòng)機(jī)油門控制電路6-2傳輸給發(fā)動(dòng)機(jī)油門控制器6-3，增大發(fā)動(dòng)機(jī)6-4油門。當(dāng)需要降低轉(zhuǎn)速時(shí)，PLC控制系統(tǒng)發(fā)出降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，降低發(fā)動(dòng)機(jī)6-4油門。該控制信號(hào)由發(fā)動(dòng)機(jī)油門控制電路6-2傳輸給發(fā)動(dòng)機(jī)油門控制器6-3，降低發(fā)動(dòng)機(jī)6-4油門。在發(fā)動(dòng)機(jī)6-4油門控制過程中，首先要知道發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速，該轉(zhuǎn)速通過固定在發(fā)動(dòng)機(jī)6-4上的轉(zhuǎn)速傳感器6-5來實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。檢測(cè)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速及時(shí)沿發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器線路6-6傳遞給PLC控制系統(tǒng)，作為增減發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速大小的依據(jù)。
[0034]在洗井過程中，當(dāng)進(jìn)井排量小于出井排量時(shí)，沉降罐內(nèi)的液體增多，液位上升到設(shè)定高位時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)減小調(diào)節(jié)閥的開度，減少井口出水量；當(dāng)進(jìn)井排量大于出井排量時(shí)，洗井罐內(nèi)的液體減少，液位下降到設(shè)定地位時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)加大調(diào)節(jié)閥的開度，增加井口出水量，此時(shí)若無法滿足液位要求，則系統(tǒng)自動(dòng)開啟補(bǔ)液閥為洗井罐補(bǔ)液，達(dá)到設(shè)定高位，補(bǔ)液閥關(guān)閉。
[0035]如圖5所示，圖5為圖1中的出井液檢測(cè)系統(tǒng)的一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。出井液檢測(cè)系統(tǒng)3包括取樣口 3-1，出井液水質(zhì)檢測(cè)取樣閘門3-2，出井液水質(zhì)檢測(cè)控制閘門3-3和出井液控制水質(zhì)檢測(cè)管線3-4。出井液檢測(cè)系統(tǒng)3連接于出井液處理系統(tǒng)4，用于檢測(cè)出井液水質(zhì)。
[0036]出井液檢測(cè)系統(tǒng)3主管線為出井液控制水質(zhì)檢測(cè)管線3-4，主管線上有出井液水質(zhì)檢測(cè)控制閘門3-3，該閘門主要實(shí)現(xiàn)在檢測(cè)出井液水質(zhì)前首先排放罐內(nèi)積存的帶雜物的液體，待打開出井液水質(zhì)檢測(cè)控制閘門3-3循環(huán)液體后，打開出井液水質(zhì)檢測(cè)取樣閘門
3-2，用取樣杯從取樣口3-1處提取出井液樣液，實(shí)現(xiàn)出井液水質(zhì)檢測(cè)。該取樣檢測(cè)結(jié)果主要與入井液檢測(cè)取樣閘門5-4的取樣液進(jìn)行對(duì)比，以確認(rèn)洗井效果。在本發(fā)明中，兩處的取樣液水質(zhì)一致即達(dá)到洗井效果。
[0037]如圖6所示，圖6為圖1中的出井液處理系統(tǒng)的一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。出井液處理系統(tǒng)4是該洗井設(shè)備的主要部分。出井液處理系統(tǒng)4包括沉降罐一級(jí)腔4-1，二級(jí)除砂斜板4-2，旋流除砂器入口 4-3，旋流除砂器固態(tài)物質(zhì)出口 4-4，旋流除砂器液態(tài)物質(zhì)出口
4-5，旋流除砂器液態(tài)物質(zhì)出口管線4-6，一級(jí)除砂斜板4-7，隔板4-8，沉降罐二級(jí)腔4_9，二級(jí)腔排空及溢流管線4-10，二級(jí)沉降腔懸浮物分離隔板4-11，二級(jí)沉降腔與三級(jí)沉降腔連通管線4-12，二級(jí)腔液位傳感器傳感線路4-13，沉降罐液位變送器4-14，沉降罐三級(jí)隔板4-15，三級(jí)腔排空及溢流管線4-16，沉降罐三級(jí)腔4-17，沉降罐反沖洗管線4_18，沉降罐罐體4-19，沉降罐輸出液體管線4-20，粗濾器4-21，儲(chǔ)水箱管線4_22，洗井液儲(chǔ)水箱液位計(jì)4-23，溢流水儲(chǔ)水箱液位計(jì)4-24，洗井液儲(chǔ)水箱4-25，溢流水儲(chǔ)水箱4_26，溢流水儲(chǔ)水箱4-27，洗井液儲(chǔ)水箱排污閥4-28，洗井液儲(chǔ)水箱液體輸出管線4-29，精濾器液體入口端控制閘門4-30，洗井液應(yīng)急旁通閥4-31，精濾器排污閥4-32，精濾器4_33，精濾器液體出口端控制閘門4-34，精濾器液體輸出管線4-35，污染顯示閥4-36，反沖流程沉降罐沖洗控制閥4-37，反沖流程精濾器控制閥4-38，沉降罐三級(jí)腔排污閥4-39，反沖流程總控制閥4_40，連通閥4-41，連通閥執(zhí)行器4-42，連通閥控制線路4-43，連通閥氣源4-44，沉降罐二級(jí)腔排污閥4-45，沉降罐一級(jí)腔排污閥4-46。
[0038]出井液處理系統(tǒng)4連接于洗井過程智能控制處理部分，并在洗井過程智能控制處理部分的控制下將洗井液除砂后，再通過沉降罐進(jìn)行雜質(zhì)分離，并將雜質(zhì)分離后的出井液通過粗濾器粗濾和精濾器精濾，以清潔洗井液。
[0039]該部分主要組成如下:
1、除砂裝置。包括旋流除砂裝置及罐體內(nèi)除砂斜板。其中，旋流除砂裝置包括旋流除砂器入口 4-3、旋流除砂器固態(tài)物質(zhì)出口 4-4、旋流除砂器液態(tài)物質(zhì)出口 4-5，該裝置具有砂水分離功能；罐體內(nèi)除砂斜板包括一級(jí)除砂斜板4-7及二級(jí)除砂斜板4-2。
[0040]2、洗井循環(huán)液雜質(zhì)分離沉降罐。該沉降罐具有三個(gè)工作腔，分別是沉降罐一級(jí)腔4-1、沉降罐二級(jí)腔4-9、沉降罐三級(jí)腔4-17，三個(gè)工作腔的外殼為沉降罐罐體4-19，三個(gè)工作腔中，沉降罐一級(jí)腔4-1與沉降罐二級(jí)腔4-9通過半罐體高度的隔板4-8分成兩個(gè)半獨(dú)立的沉降腔。隔板的作用是阻止液體中殘留的顆粒固態(tài)物質(zhì)繼續(xù)隨循環(huán)液流動(dòng)，將顆粒固態(tài)物質(zhì)檔在沉降罐一級(jí)腔4-1內(nèi)分離；當(dāng)罐體內(nèi)液體液位超過隔板后，洗井循環(huán)液中密度較低的懸浮物(如:集合物、原油、橡膠碎片、油泥等)隨循環(huán)液進(jìn)入沉降罐二級(jí)腔4-9 ;在沉降罐二級(jí)腔4-9與沉降罐三級(jí)腔4-17之間，罐體內(nèi)通過與罐體內(nèi)截面完全相同的全封閉隔板，即沉降罐三級(jí)隔板4-15分割成相互獨(dú)立的沉降腔。目的是控制固態(tài)顆粒及洗井循環(huán)液中密度較低的懸浮物隨循環(huán)液進(jìn)入沉降罐三級(jí)腔4-17。在二級(jí)腔與三級(jí)腔之間液流的流通是由罐體外的連通管線來完成，連通管線上具有控制液流通斷的沉降罐二三級(jí)腔連通閥4-41，該連通閥為電控閥門，連通閥4-41通斷依靠二級(jí)腔液位傳感器傳感線路4-13提供的液位信號(hào)來控制，通過PLC控制設(shè)定連通閥4-41打開的最低液位及閥門正常開啟液位區(qū)域，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制二級(jí)腔與三級(jí)腔液流的通斷控制，并確保液流中的雜質(zhì)盡量不進(jìn)入沉降罐三級(jí)腔4-17。PLC依據(jù)二級(jí)腔液位傳感器傳感線路4-13提供信號(hào)，根據(jù)設(shè)定的液位控制高度與實(shí)際液位高度對(duì)比，確定控制連通閥4-41接通與斷開。連通閥開關(guān)的動(dòng)作由連通閥控制線路4-43提供的信號(hào)，傳遞給連通閥執(zhí)行器4-42，接通(或斷開)連通閥氣源，實(shí)現(xiàn)連通閥4-41的通斷。
[0041]3、沉降罐溢流與排空。二級(jí)腔排空及溢流管線4-10與三級(jí)腔排空及溢流管線4-16為二級(jí)腔及三級(jí)腔內(nèi)氣體排出通道及罐體內(nèi)液體全充滿后的溢流通道，起到防止罐體憋壓的作用，溢流液體進(jìn)入溢流水儲(chǔ)水箱4-26。
[0042]4、沉降罐罐體內(nèi)壁的清潔。為確保三級(jí)洗井液處理沉降罐4-19的罐體內(nèi)清潔，三個(gè)腔分別設(shè)置了一個(gè)6吋的排污閥門，分別是:沉降罐一級(jí)腔排污閥4-46、沉降罐二級(jí)腔排污閥4-45、沉降罐三級(jí)腔排污閥4-39，各腔的污物隨高壓液體排出三級(jí)洗井液處理沉降罐體4-19。排污的方式有兩種:第一種是自然排污，只需打開排污閥，依靠罐體內(nèi)殘存液體攜帶著罐體內(nèi)的雜物排出罐外。第二種是動(dòng)力排污。為實(shí)現(xiàn)沉降罐體4-19內(nèi)三個(gè)沉降腔雜物的排出，專門設(shè)置了沉降罐反沖洗管線4-18，該管線為2吋半防腐鋼管，該管線連接在洗井柱塞泵6-1上，經(jīng)過沉降罐體4-19罐壁和兩個(gè)隔板，罐體內(nèi)管線為多孔狀。反沖沉降罐時(shí)，啟動(dòng)洗井柱塞泵6-1，打開反沖流程總控制閥4-40和反沖流程沉降罐沖洗控制閥4-37，關(guān)閉反沖流程精濾器控制閥4-38，洗井柱塞泵6-1輸出的高壓液體進(jìn)入罐體內(nèi)三個(gè)腔，高壓液體呈環(huán)狀水力噴射，清洗罐體內(nèi)壁雜物，實(shí)現(xiàn)沉降罐罐體內(nèi)壁的清潔。[0043]5、洗井液的進(jìn)一步清潔(粗濾)。在沉降罐罐體4-19的三級(jí)腔處，引出沉降罐輸出液體管線4-20，該管線上連接著粗濾器4-21，其結(jié)構(gòu)為Y型，方便對(duì)管線內(nèi)分離出的雜物取出，實(shí)現(xiàn)進(jìn)入洗井液儲(chǔ)水箱4-25之前雜質(zhì)的進(jìn)一步過濾，過濾后的液體沿粗濾器到儲(chǔ)水箱管線4-22進(jìn)入洗井液儲(chǔ)水箱4-25進(jìn)行儲(chǔ)存與沉淀凈化。洗井液儲(chǔ)水箱4-25頂部及溢流水儲(chǔ)水箱4-26頂部都安裝有液位計(jì)，分別是洗井液儲(chǔ)水箱液位計(jì)4-23和溢流水儲(chǔ)水箱液位計(jì)4-24。在兩個(gè)水箱的底部具有溢流水儲(chǔ)水箱4-27和洗井液儲(chǔ)水箱排污閥4-28。
[0044]6、洗井液的精細(xì)過濾(精濾)。洗井液儲(chǔ)水罐4-25內(nèi)儲(chǔ)存的液體從洗井液儲(chǔ)水罐
4-25內(nèi)流出，經(jīng)進(jìn)入洗井柱塞泵之前還需要通過精濾器4-33對(duì)洗井液進(jìn)行進(jìn)一步的精細(xì)清潔過濾。精濾器4-33的具有反沖潔凈功能。該精濾器4-33采用激光割縫篩管做濾芯，割縫寬度根據(jù)水井過濾雜質(zhì)要求而定。根據(jù)水井洗井要求，用激光割出符合要求的沿圓周分布的軸向縫隙，確保大于割縫寬度的顆粒性雜質(zhì)及膠皮等塊狀雜質(zhì)被擋在精濾器4-33的濾芯之外。精細(xì)過濾器濾芯外罩精濾器外殼，具有環(huán)狀的雜質(zhì)儲(chǔ)存空間，潔凈的液流通過精濾器4-33的濾芯從精細(xì)過濾器4-33的出液端流出。在精細(xì)過濾器4-33工作狀態(tài)，精濾器液體入口端控制閘門4-30與精濾器液體出口端控制閘門4-34打開，反沖流程精濾器控制閥4-38及精濾器排污閥4-32和洗井液應(yīng)急旁通閥4-31關(guān)閉，洗井液通過精濾器過濾后，沿精濾器液體輸出管線4-35進(jìn)入洗井柱塞泵6-1。在精細(xì)過濾器的出液端外殼設(shè)置了即污染顯示閥4-36 (真空壓力表)，利用檢測(cè)的真空度數(shù)值來確定精濾器的污染程度。其原理是精濾器堵塞，污染顯示閥4-36檢測(cè)的真空度就越大，因此，真空度信號(hào)是確定精濾器清洗與否的重要依據(jù)。與精濾器4-33并聯(lián)著另一條供液通道，設(shè)置了洗井液應(yīng)急旁通閥4-31，該通道是在精濾器4-33嚴(yán)重堵塞情況下，為不影響洗井過程液體循環(huán)的連續(xù)性而專設(shè)的旁通應(yīng)急控制閘門。正常情況下，該洗井液應(yīng)急旁通閥4-31處于關(guān)閉狀態(tài)。應(yīng)急狀態(tài)下，洗井液應(yīng)急旁通閥4-31打開，而處于精濾器流程的精濾器液體入口端控制閥4-30及精濾器液體出口控制閥4-34處于關(guān)閉狀態(tài)，精濾器排污閥4-32處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)精濾器4-33嚴(yán)重堵塞后，可以利用洗井柱塞泵6-1的動(dòng)力對(duì)精濾器4-33濾芯的雜物進(jìn)行反向沖洗，打開精濾器排污閥4-32，清除精濾器雜物，實(shí)現(xiàn)了精濾器的清潔。
[0045]如圖7所示，圖7為圖1中的入井液檢測(cè)系統(tǒng)的一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。入井液檢測(cè)系統(tǒng)5由清潔洗井液旁路補(bǔ)充閥5-1、流量傳感器傳感線路5-2、流量傳感器5-3、入井液檢測(cè)取樣閘門5-4組成。入井液檢測(cè)系統(tǒng)5是對(duì)入井液質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，并與出井液質(zhì)量檢測(cè)對(duì)比，確定洗井效果。
[0046]清潔洗井液旁路補(bǔ)充閥5-1可以實(shí)現(xiàn)罐車供給清潔液體，補(bǔ)充清潔的洗井液。流量傳感器5-3采集的流量信號(hào)與PLC智能控制中心通過流量傳感器傳感線路5-2實(shí)現(xiàn)信息交流，為PLC控制發(fā)動(dòng)機(jī)6-4轉(zhuǎn)速提供決策依據(jù)。當(dāng)洗井柱塞泵排量不足時(shí)，依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器6-5檢測(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，PLC智能控制中心發(fā)出發(fā)動(dòng)機(jī)提高轉(zhuǎn)速信號(hào)，每次提升50轉(zhuǎn)，0.5秒進(jìn)行一次檢測(cè)，不足時(shí)繼續(xù)提升發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，直到發(fā)動(dòng)機(jī)到達(dá)規(guī)定排量的轉(zhuǎn)速為止。反之，當(dāng)洗井柱塞泵排量過高時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)降低轉(zhuǎn)速，直到發(fā)動(dòng)機(jī)到達(dá)規(guī)定排量的轉(zhuǎn)速為止。
[0047]如圖8所示，圖8為圖1中的入井液動(dòng)力系統(tǒng)的一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。入井液動(dòng)力系統(tǒng)6主要由洗井柱塞泵6-1，發(fā)動(dòng)機(jī)油門控制器控制線路6-2，發(fā)動(dòng)機(jī)油門控制器6-3，發(fā)動(dòng)機(jī)6-4，轉(zhuǎn)速傳感器6-5，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器傳感線路6-6，入井液壓力傳感器傳感線路6-7，入井液壓力傳感器6-8，安全閥6-9，洗井柱塞泵排空控制閥6-10和洗井柱塞泵排空節(jié)流閥6-11等組成。入井液動(dòng)力系統(tǒng)6連接于洗井過程智能控制處理部分，并在洗井過程智能控制處理部分的控制下調(diào)節(jié)其發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，以將清潔后的洗井液轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏阂后w輸出，實(shí)現(xiàn)水井洗井。
[0048]其中，發(fā)動(dòng)機(jī)6-4為洗井柱塞泵6-1提供動(dòng)力，通過洗井柱塞泵6-1工作，產(chǎn)生高壓液體輸出，實(shí)現(xiàn)水井洗井。發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝有轉(zhuǎn)速傳感器6-5，轉(zhuǎn)速傳感器上有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器傳感線路6-6，將轉(zhuǎn)速信號(hào)及時(shí)傳給PLC智能控制中心。同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)上還配套安裝了發(fā)動(dòng)機(jī)油門控制器6-3，發(fā)動(dòng)機(jī)油門控制器控制線路6-2與PLC智能控制中心配套連接，接收PLC智能控制中心輸出的控制信號(hào)，調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。洗井柱塞泵高壓輸出端設(shè)置了安全閥6-9，該安全閥主要是控制洗井柱塞泵輸出液體的壓力，確保施工工藝和設(shè)備安全。與安全閥6-9并聯(lián)的高壓管路排空管線上串聯(lián)了洗井柱塞泵排空控制閥6-10洗井柱塞泵排空節(jié)流閥6-11，這兩個(gè)閥分別為高壓旋塞閥和高壓針型閥。在洗井柱塞泵往井內(nèi)注入洗井液之前，需要先啟動(dòng)洗井柱塞泵，利用高壓液體對(duì)洗井柱塞泵輸出端的空氣進(jìn)行排空，確保輸出液體穩(wěn)定。入井液壓力傳感器6-8負(fù)責(zé)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)從洗井柱塞泵6-1輸出的液體在進(jìn)入水井前的壓力值，動(dòng)態(tài)顯示，并通過入井液壓力傳感器傳感線路6-7將洗井液的入井壓力信號(hào)傳遞給PLC職能控制中心，PLC職能控制中心結(jié)合水井入井液端與出井液端壓力比較來控制發(fā)動(dòng)機(jī)油門調(diào)節(jié)洗井排量或發(fā)出報(bào)警信號(hào)，必要時(shí)切斷發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力。
[0049]如圖9所示，圖9為圖1中的入井液控制系統(tǒng)的一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。入井液控制系統(tǒng)7包括單向閥7-1，高壓旋塞閥7-2，旁通閥7-3，入井液連接井口管線7-4。入井液控制系統(tǒng)7是為了防止洗井柱塞泵壓力低于井內(nèi)壓力時(shí)井內(nèi)液體返出造成洗井柱塞泵帶壓?jiǎn)?dòng)困難和保護(hù)水井，防止井內(nèi)壓力波動(dòng)造成洗井失敗。
[0050]該系統(tǒng)主要設(shè)置了單向閥7-1，該閥只允許洗井柱塞泵高壓液體輸出進(jìn)入井內(nèi)，不允許井內(nèi)液體返出；高壓旋塞閥7-2控制洗井柱塞泵輸出液體的通斷；旁通閥7-3為排空閥門，當(dāng)洗井完畢后，關(guān)閉井口閘門需要開旁通閥7-3進(jìn)行排空。入井液連接井口管線7-4為2吋高壓軟管線，與井口接頭連接，實(shí)現(xiàn)洗井液的注入。
[0051]如圖2所示，圖2本發(fā)明的智能型自循環(huán)水井洗井設(shè)備中洗井過程智能控制處理部分的一具體實(shí)施例的原理框圖。
[0052]在一實(shí)施例中，該洗井過程智能控制處理部分采用SIMATIC —300的PLC智能控制器，具有以下模塊:
⑴數(shù)據(jù)設(shè)置模塊。操作人員根據(jù)洗井工藝設(shè)計(jì)要求輸入洗井技術(shù)參數(shù)。比如:出井液的控制壓力、洗井過程流量大小、洗井時(shí)間、沉降罐液位高低控制、出井液控制閥及補(bǔ)液閥開度的控制等，可以通過PLC控制器的觸摸屏設(shè)置控制參數(shù)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)控制。
[0053]⑵數(shù)據(jù)顯示模塊。方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在S7— 300操作系統(tǒng)內(nèi)、因此人機(jī)對(duì)話的編程要求大大減少。SIMATIC人機(jī)界面(HMl)從S7— 300中取得數(shù)據(jù)，S7-300按用戶指定的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。S7-300操作系統(tǒng)自動(dòng)地處理數(shù)據(jù)的傳送。具有人機(jī)交互系統(tǒng)顯示和設(shè)置，系統(tǒng)設(shè)置和查詢、顯示功能。
[0054]⑶數(shù)據(jù)的傳輸與處理模塊。該控制器PLC系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、報(bào)表打印和數(shù)據(jù)輸入輸出功能。數(shù)據(jù)儲(chǔ)存滿足15井次以上洗井資料的儲(chǔ)存；報(bào)表打印可以使洗井質(zhì)量得到全過程監(jiān)控、質(zhì)量追溯和責(zé)任明晰；數(shù)據(jù)輸入輸出便于注水工程技術(shù)人員分析和優(yōu)化洗井工藝方案設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)水平和能力。通過各傳感器接收安裝在洗井流程的信息，再由PLG智能控制系統(tǒng)進(jìn)行A/D模塊轉(zhuǎn)換，與設(shè)置參數(shù)對(duì)比控制，然后發(fā)出控制信號(hào)。比如:根據(jù)出井液壓力控制設(shè)定參數(shù)，PLC控制系統(tǒng)在接收到采集的井口壓力信號(hào)后，發(fā)現(xiàn)與設(shè)置值存在偏差，如壓力偏大，則輸出增大電控氣動(dòng)閘門開度的信號(hào)，并提供閘門開度量值。反之，則輸出降低電控氣動(dòng)閘門開度信號(hào)，并提供閘門開度量值。
[0055](4) PLC人工控制與自動(dòng)控制切換模塊。系統(tǒng)操作主要是PLC人工控制和自動(dòng)控制的切換和操作。人工控制重點(diǎn)是洗井前后和故障處理時(shí)的系統(tǒng)操作；自動(dòng)控制重點(diǎn)是洗井過程中的控制。
[0056](5)口令保護(hù)模塊:多級(jí)口令保護(hù)可以使用戶高度、有效地保護(hù)其技術(shù)機(jī)密，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改，操作方式選擇開關(guān):操作方式選擇開關(guān)像鑰匙一樣可以拔出，當(dāng)鑰匙拔出時(shí)，就不能改變操作方式。這樣就防止非法刪除或改寫用戶程序。
[0057](6)泵壓過高保護(hù)。洗井柱塞泵的泵壓過高有兩種情況:一種是極限壓力超出了洗井柱塞泵的設(shè)計(jì)極限壓力，危及設(shè)備及人員安全，需要極限壓力保護(hù)。極限壓力保護(hù)由入井液動(dòng)力系統(tǒng)的安全閥6-9來控制，該安全閥為剪切銷式安全閥，超壓后剪切銷斷裂，旁路泄流，降低壓力，確保安全；另一種是施工設(shè)計(jì)壓力保護(hù)。按照工藝要求，在施工前通過PLC控制系統(tǒng)面板輸入施工控制壓力值，施工過程中通過入井液壓力傳感器6-8動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)入井液壓力，通過入井液壓力傳感器傳感線路6-7將洗井液的入井壓力信號(hào)傳遞給PLC職能控制中心，PLC職能控制中心結(jié)合水井入井液端與出井液端壓力比較來控制發(fā)動(dòng)機(jī)油丨]調(diào)節(jié)洗井排量或發(fā)出報(bào)警信號(hào)，必要時(shí)切斷發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力。
[0058](7)液位過高報(bào)警保護(hù)。為保證洗井過程進(jìn)出井液體的相對(duì)穩(wěn)定，防止沉降罐內(nèi)液體過多溢出造成污染，在沉降罐罐體頂部設(shè)置了沉降罐液位變送器4-14，通過二級(jí)腔液位傳感器傳感線路4-13采集提供信號(hào)，PLC智能控制系統(tǒng)依據(jù)設(shè)定的液位控制高度與實(shí)際液位高度對(duì)比，設(shè)計(jì)的液位高度分為:低液位、高液位、極限高液位三個(gè)控制液位，當(dāng)液位處于低液位與高液位之間屬于正常工作液位；當(dāng)液位高于高液位，而未達(dá)到極限高液位時(shí)，LPC控制系統(tǒng)一方面通過調(diào)低電控氣動(dòng)節(jié)流閥2-4的開度來調(diào)節(jié)水井出口流量，另一方面同時(shí)通過調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速改變洗井柱塞泵排量，使得洗井過程符合設(shè)計(jì)工藝要求來實(shí)現(xiàn)高液位的控制。當(dāng)液位處于極限高液位時(shí)，表明液體溢出沉降罐的風(fēng)險(xiǎn)非常大，此時(shí)，PLC智能考核系統(tǒng)傳遞降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，并切斷洗井柱塞泵動(dòng)力的命令，實(shí)現(xiàn)極限液位下的自動(dòng)保護(hù)。
[0059]在一實(shí)施例中，智能洗井流程如下:
⑴洗井前管匯連接。根據(jù)洗井工藝要求，按照政洗井和反洗井連接管線要求，將智能水井洗井設(shè)備的高壓軟管分別與水井的油管閘門和套管閘門連接。
[0060]⑵洗井前智能系統(tǒng)的設(shè)置與控制
根據(jù)洗井工藝要求，通過PLC智能控制器觸摸屏設(shè)置洗井參數(shù):洗井的時(shí)間、三階段流量、水井出口壓力、洗井類型、最高洗井壓力、沉降罐液位、發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速等參數(shù)。該參數(shù)作為控制量提供給PLC智能控制器。
[0061]洗井前補(bǔ)液控制部分。由沉降罐罐頂?shù)囊何粋鞲衅鞑杉摅w液位信號(hào)，通過設(shè)置沉降罐的低液位、高液位和極限液位，由PLC控制罐體內(nèi)補(bǔ)液過程。補(bǔ)液由干線來水補(bǔ)充，當(dāng)液位低于設(shè)置的低液位時(shí)，補(bǔ)液閘門以較大開度開啟，給洗井沉降罐補(bǔ)液；當(dāng)液位在低液位與高液位之間，通過PLC控制系統(tǒng)控制補(bǔ)液閘門的開度，降低供液量；當(dāng)液位超過高液位后，補(bǔ)液閘門停止供液；當(dāng)超過極限高位時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，人工停止供液。
[0062]連通閥的開關(guān)控制。連通閥為常閉閥門，即在洗井前，連通閥是關(guān)閉的，當(dāng)液位達(dá)到設(shè)定位置后，電控氣動(dòng)連通閥打開，實(shí)現(xiàn)沉降罐第二腔向沉降罐第三腔供液。當(dāng)罐體內(nèi)液位降低，低于設(shè)定低液位時(shí)，連通閥關(guān)閉，停止沉降罐第二腔向沉降罐第三腔供液。
[0063]在補(bǔ)液過程中，系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)，操作人員將轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到手動(dòng)位置，然后由人工遠(yuǎn)程開啟、關(guān)閉相應(yīng)的控制閥，自動(dòng)程序終止。
[0064]⑶洗井柱塞泵的排空
啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，手動(dòng)打開排空閥低速運(yùn)行洗井柱塞泵，排除流程及泵內(nèi)空氣，泵液正常后逐步關(guān)閉排空閥，洗井柱塞泵在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速情況下泵出液體克服單向閥阻力向井內(nèi)小流量供液。
[0065]⑷智能水井洗井過程控制
①自動(dòng)啟動(dòng)過程(提升洗井排量過程)。洗井柱塞泵排空后小排量向井內(nèi)泵液，此時(shí)打開水井出水閘門。觀察洗井設(shè)備及水井流程有無異常，在確認(rèn)無異常的情況下，具備洗井的外部條件后，切換至自動(dòng)狀態(tài)，按下“開始洗井”按鈕，發(fā)動(dòng)機(jī)開始提速，在設(shè)定的“提速時(shí)間”內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)每提升50轉(zhuǎn)等待0.5s，系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)洗井柱塞泵出口排量、壓力和水井出口壓力、排量，調(diào)整水井出口節(jié)流閥的開度，維持水井出口壓力，如此周而復(fù)始，線性提速至洗井柱塞泵出口排量達(dá)到“第一階段洗井排量”，進(jìn)入正式的洗井第一階段。
[0066]②洗井第一階段(微吐階段)時(shí)間設(shè)置2h，標(biāo)準(zhǔn)要求微吐量控制在3m3/h以內(nèi)，微吐量的大小通過設(shè)置出井壓力來調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開度來調(diào)整微吐量。
[0067]③洗井第二階段(平衡洗井階段)。微吐洗井階段達(dá)到設(shè)置時(shí)間后，智能控制系統(tǒng)自動(dòng)線性提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使洗井柱塞泵排量達(dá)到“第二階段洗井排量”，進(jìn)入恒壓恒流的洗井第二階段。
[0068]④洗井第三階段(穩(wěn)定洗井階段)。平衡洗井階段達(dá)到設(shè)置時(shí)間后，智能控制系統(tǒng)自動(dòng)線性提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使洗井柱塞泵排量達(dá)到“第三階段洗井排量”，進(jìn)入恒壓恒流的洗井第三階段，穩(wěn)定洗井達(dá)到設(shè)定時(shí)間后，對(duì)比檢測(cè)水井進(jìn)出水水質(zhì)和排量一致，洗井合格。
[0069]⑤洗井過程中補(bǔ)液控制。補(bǔ)液閥的開啟與關(guān)閉是根據(jù)沉降罐液位高低由PLC系統(tǒng)自動(dòng)控制，保證沉降罐中的液體量相對(duì)穩(wěn)定，達(dá)到洗井液的過濾和沉降效果最佳。在洗井過程中，由于注水地層的地質(zhì)條件和洗井壓力的變化，洗井罐內(nèi)的液量很難保持穩(wěn)定。為了保證洗井的平穩(wěn)和洗井質(zhì)量，由PLC系統(tǒng)通過自動(dòng)控制洗井罐的液量維持在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。在洗井柱塞泵出口流量大于水井出口流量時(shí)，說明地層漏失，這時(shí)洗井液的一部分注入地層，洗井罐中的液量逐步減少，液量的減少必然引起液面的下降，PLC系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)液位變送器發(fā)送的液位信號(hào)，當(dāng)液面下降到設(shè)計(jì)下位時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)開啟補(bǔ)液閥向洗井罐中補(bǔ)液，補(bǔ)液液量達(dá)到洗井罐設(shè)計(jì)上位時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉補(bǔ)液閥。
[0070]⑥洗井結(jié)束。洗井合格后，按下“減速”，控制系統(tǒng)按照“自動(dòng)啟動(dòng)”反程序進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)減速，但水井出水壓力仍恒壓自控，發(fā)動(dòng)機(jī)降低到怠速后，關(guān)閉水井出水閥門，發(fā)動(dòng)機(jī)媳火，洗井結(jié)束。
[0071 ] ⑦拆卸洗井流程管線，施工結(jié)束。
【權(quán)利要求】
1.智能型自循環(huán)水井洗井設(shè)備，其特征在于，該智能型自循環(huán)水井洗井設(shè)備包括洗井液循環(huán)處理部分和洗井過程智能控制處理部分，該洗井液循環(huán)處理部分包括出井液處理系統(tǒng)和入井液動(dòng)力系統(tǒng)，該出井液處理系統(tǒng)連接于該洗井過程智能控制處理部分，并在該洗井過程智能控制處理部分的控制下將洗井液除砂后，再通過沉降罐進(jìn)行雜質(zhì)分離，并將雜質(zhì)分離后的出井液通過粗濾器粗濾和精濾器精濾，以清潔洗井液，該入井液動(dòng)力系統(tǒng)連接于該洗井過程智能控制處理部分，并在該洗井過程智能控制處理部分的控制下調(diào)節(jié)其發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，以將清潔后的洗井液作為入井液通過洗井泵轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏喝刖狠敵?，?shí)現(xiàn)水井洗井。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型自循環(huán)水井洗井設(shè)備，其特征在于，該洗井液循環(huán)處理部分還包括出井液補(bǔ)液系統(tǒng)，該出井液補(bǔ)液系統(tǒng)連接于該洗井過程智能控制處理部分和該出井液處理系統(tǒng)，并在該洗井過程智能控制處理部分的控制下通過開啟該出井液補(bǔ)液系統(tǒng)中的補(bǔ)液閥在洗井前從水井干線給該出井液處理系統(tǒng)供給清潔循環(huán)液，在洗井過程中出現(xiàn)井外循環(huán)液不足時(shí)，開啟該補(bǔ)液閥從該水井干線向該出井液處理系統(tǒng)給水補(bǔ)充。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型自循環(huán)水井洗井設(shè)備，其特征在于，該洗井液循環(huán)處理部分還包括出井液控制系統(tǒng)，該出井液控制系統(tǒng)連接于該洗井過程智能控制處理部分和該出井液處理系統(tǒng)，該出井液控制系統(tǒng)連接于水井的出液端，將出井液傳輸?shù)皆摮鼍禾幚硐到y(tǒng)，并監(jiān)測(cè)洗井液出井壓力值和流量信號(hào)，在洗井過程智能控制處理部分的控制下調(diào)節(jié)出井液的壓力和排量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能型自循環(huán)水井洗井設(shè)備，其特征在于，該出井液控制系統(tǒng)包括壓力傳感器，電控氣動(dòng)節(jié)流閥，流量傳感器和安全閥，在流程堵塞或系統(tǒng)壓力超過規(guī)定壓力時(shí)，該安全閥打開，以進(jìn)行系統(tǒng)泄壓，該壓力傳感器檢測(cè)出井液的壓力值，并將該壓力值傳輸給該洗井過程智能控制處理部分，該流量傳感器檢測(cè)流量信號(hào)，并將該流量信號(hào)傳輸給該洗井過程智能控制處理部分，該洗井過程智能控制處理部分控制該電控氣動(dòng)節(jié)流閥的開啟，以調(diào)節(jié)出井液的壓力和排量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型自循環(huán)水井洗井設(shè)備，其特征在于，該沉降罐包括沉降罐一級(jí)腔、沉降罐二級(jí)腔和沉降罐三級(jí)腔，該沉降罐一級(jí)腔與該沉降罐二級(jí)腔間通過半罐體高度的隔板分成兩個(gè)半獨(dú)立的沉降腔，以將液體中殘留的顆粒固態(tài)物質(zhì)擋在該沉降罐一級(jí)腔內(nèi)分離，該沉降罐二級(jí)腔與該沉降罐三級(jí)腔之間為全封閉隔板，以控制固態(tài)顆粒及懸浮物進(jìn)入該沉降罐三級(jí)腔，該沉降罐二級(jí)腔與該沉降罐三級(jí)腔之間的液流的流通通過連通管線來完成，該沉降罐二級(jí)腔中具有二級(jí)腔液位傳感器，該二級(jí)腔液位傳感器檢測(cè)該沉降罐二級(jí)腔的液位高度，并將該液位高度傳輸給該洗井過程智能控制處理部分，該洗井過程智能控制處理部分根據(jù)該液位高度控制該連通管線上的連通閥的接通與斷開。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能型自循環(huán)水井洗井設(shè)備，其特征在于，該出井液處理系統(tǒng)還包括二級(jí)腔排空及溢流管線，三級(jí)腔排空及溢流管線和溢流水儲(chǔ)水箱，該二級(jí)腔排空及溢流管線和該三級(jí)腔排空及溢流管線將該沉降罐二級(jí)腔和該沉降罐三級(jí)腔中溢流的液體輸送到該溢流水儲(chǔ)水箱。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能型自循環(huán)水井洗井設(shè)備，其特征在于，該出井液處理系統(tǒng)還包括沉降罐一級(jí)腔排污閥、沉降罐二級(jí)腔排污閥和沉降罐三級(jí)腔排污閥，以排空該沉降罐一級(jí)腔、該沉降罐二 級(jí)腔和該沉降罐三級(jí)腔中的雜物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的智能型自循環(huán)水井洗井設(shè)備，其特征在于，該出井液處理系統(tǒng)還包括沉降罐反沖洗管線，反沖流程總控制閥和反沖流程沉降罐沖洗控制閥，該沉降罐反沖洗管線連接在該洗井泵上，在打開該反沖流程總控制閥和該反沖流程沉降罐沖洗控制閥時(shí)，利用該洗井泵產(chǎn)生的高壓液體清洗該沉降罐一級(jí)腔、該沉降罐二級(jí)腔和該沉降罐三級(jí)腔中的雜物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型自循環(huán)水井洗井設(shè)備，其特征在于，該出井液處理系統(tǒng)還包括洗井液儲(chǔ)水箱，該洗井液儲(chǔ)水箱的前端連接于該粗濾器，以將粗濾后的出井液進(jìn)行儲(chǔ)存與沉淀凈化，該精濾器連接在該洗井液儲(chǔ)水箱的液體輸出端，具有反沖潔凈功能，并采用激光割縫篩管做濾芯，割縫寬度根據(jù)水井過濾雜質(zhì)要求而定。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型自循環(huán)水井洗井設(shè)備，其特征在于，該洗井液循環(huán)處理部分還包括入井液檢測(cè)系統(tǒng)，該入井液檢測(cè)系統(tǒng)位于該出井液處理系統(tǒng)和該入井液動(dòng)力系統(tǒng)之間，以對(duì)入井液質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。
【文檔編號(hào)】E21B21/00GK103912226SQ201310001014
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2013年1月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月5日
【發(fā)明者】崔風(fēng)水, 吳文杰, 何茂林, 張保國, 王代流, 宿峰, 高全新 申請(qǐng)人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司孤島采油廠