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CN105888643A - 一种用于页岩气井产出水自动排放、计量的系统及其使用方法 - Google Patents

一种用于页岩气井产出水自动排放、计量的系统及其使用方法 Download PDF

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刘乔平
夏峰
喻建川
谢利江
朱党辉
彭楚翱
刘丹
胡恩涛
管红玉
陈晨
杨博文
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Abstract

本发明公开了一种用于页岩气井产出水自动排放、计量的系统及其使用方法，其包括有连通于页岩气井的分离器与污水罐之间的储水罐，该储水罐与分离器之间具有上水电磁阀开关，该储水罐与污水罐之间具有下水电磁阀开关，其中，储水罐上还设置有可实时监测该储水罐水位的液位变送器；同时包括有PLC，该PLC分别与液位变送器、上水电磁阀开关、下水电磁阀开关、显示屏连接；通过液位变送器针对储水罐的高低水位，由PLC控制各开关的开启及关闭，从而实现产出水的自动排放、计量，一方面提高了气井分离器排液可靠性，另一方面提高了气井产出水计量准确度，促进了气井动态分析，为气井制定合理的生产制度提供理论依据，保障页岩气井的高效开发。

Description

一种用于页岩气井产出水自动排放、计量的系统及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种用于页岩气井产出水自动排放、计量的系统及其使用方法。
背景技术
目前页岩气井分离器分离出的水主要采用疏水阀进行自动排放，该设备主要依靠浮球在浮力作用下上下移动并带动阀片进行开关，由于阀内阀片易被液体中的杂质卡住，导致阀片关不严或打不开等情形，进而导致疏水阀串气或分离器内水不能及时排出进入集气管网等问题。
因浮球上下移动过程中疏水阀的开关程度是逐渐变化的，导致疏水阀排出的水流量不稳定，产出水流量计计量误差较大，造成气井生产动态分析困难。目前页岩气井一般选用电磁流量计、涡轮流量计等进行产出水计量，同时也根据气井产水量的不同选用不同的量程，但产出水计量误差仍较大，部分产水量较大的集气站不得不采用污水罐液位计量，不利于现场实现无人值守。
发明内容
针对上述现有技术中的不足之处，本发明旨在提供一种用于页岩气井产出水自动排放、计量的系统及其使用方法，一方面提高了气井分离器排液可靠性，另一方面提高了气井产出水计量准确度，促进了气井动态分析，为气井制定合理的生产制度提供理论依据，保障页岩气井的高效开发。
为了实现上述目的，本发明的技术方案：
一种用于页岩气井产出水自动排放、计量的系统，其包括有连通于页岩气井的分离器与污水罐之间的储水罐，该储水罐与所述分离器之间具有上水电磁阀开关，该储水罐与所述污水罐之间具有下水电磁阀开关，其中，所述储水罐上还设置有可实时监测该储水罐水位的液位变送器；
还包括有PLC，该PLC的一输入端口与所述液位变送器的输出端相连接，该PLC的输出端口分别连接有所述上水电磁阀开关、所述下水电磁阀开关及显示屏。
进一步的，所述储水罐为一具有容积的疏水阀。
进一步的，所述储水罐并联有一旁通阀门，该旁通阀门的进口端连接于所述分离器与上水电磁阀开关之间；该旁通阀门的出口端连接于所述下水电磁阀开关与所述污水罐之间；
所述PLC的输出端口还连接有该旁通阀门。
进一步的，所述PLC为西门子S7-300系列PLC。
一种用于页岩气井产出水自动排放、计量的系统的使用方法，其包括步骤有，
S1、由分离器来水，PLC控制所述下水电磁阀开关、旁通阀门关闭、控制所述上水电磁阀开关打开，由所述储水罐进行储水，所述液位变送器监测该储水罐的水位；
S2、当所述液位变速器监测该储水罐内的水达到设定高水位后，由PLC控制所述上水电磁阀开关关闭、控制所述下水电磁阀开关打开，由所述储水罐进行排水，所述液位变速器监测该储水罐的水位；
S3、当所述液位变送器监测该储水罐内的水达到设定低水位后，由PLC控制所述下水电磁阀开关关闭、控制所述上水电磁阀开关打开，由所述储水罐再次进行储水，以此重复；
S4、所述PLC通过所述液位变送器对设定高水位与设定低水位之间的水位差，再乘以所述储水罐的排水次数，即可计算出排水总量并在所述显示屏中显示。
进一步的，当需维修或清洗所述储水罐或所述上水电磁阀开关、所述下水电磁阀开关时，PLC控制所述上水电磁阀开关关闭、控制所述旁通阀门开启即可。
本发明的有益效果：结构简单，操作便捷，一方面提高了气井分离器排液可靠性，另一方面提高了气井产出水计量准确度，促进了气井动态分析，为气井制定合理的生产制度提供理论依据，保障页岩气井的高效开发。
附图说明
图1是本发明的结构示意简图；
图2是本发明的控制框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例及附图来进一步详细说明本发明。
一种如图1、图2所述用于页岩气井产出水自动排放、计量的系统，其包括有连通于页岩气井的分离器与污水罐之间的储水罐11，该储水罐11与分离器之间具有上水电磁阀开关10，该储水罐11与污水罐之间具有下水电磁阀开关12，其中，储水罐11上还设置有可实时监测该储水罐11水位的液位变送器13；
该系统还包括有PLC16，比如采用西门子S7-300系列PLC，该PLC16的一输入端口与液位变送器13的输出端相连接，该PLC16的输出端口分别连接有上水电磁阀开关10、下水电磁阀开关12及显示屏17。
本发明通过在现有页岩气井产出水自动排放的基础之上进行改进研发，针对以往对产出水排放所具有的排放不及时、排水不稳定、计量误差大等情形，设计具有液位变送器13的储水罐11，及该储水罐11进出口端的上水电磁阀开关10、下水电磁阀开关12进行配合排水，操作便捷，一方面提高了气井分离器排液可靠性，另一方面提高了气井产出水计量准确度，促进了气井动态分析，为气井制定合理的生产制度提供理论依据，保障页岩气井的高效开发。
本例中，该储水罐11为一具有容积15的疏水阀，即把疏水阀当作储水罐用，并在该疏水阀上加装远传的液位变送器13，用于液位控制。
同时，储水罐11上并联有一旁通阀门14，该旁通阀门14的进口端连接于分离器与上水电磁阀开关10之间；该旁通阀门14的出口端连接于下水电磁阀开关12与污水罐之间；PLC16的输出端口还连接有该旁通阀门14，通过PLC16控制旁通阀门14的开启及关闭。在进行维修或对储水罐11或上水电磁阀开关10、下水电磁阀开关12进行维护时，可通过该旁通阀门14进行排水，保证整个产出水排放的正常运作。
该系统的使用方法，包括步骤有，
S1、由分离器来水，PLC16控制下水电磁阀开关12、旁通阀门14关闭、控制上水电磁阀开关10打开，由储水罐11进行储水，液位变送器13监测该储水罐11的水位；
S2、当液位变速器13监测该储水罐11内的水达到设定高水位后，由PLC16控制上水电磁阀开关10关闭、控制下水电磁阀开关12打开，由储水罐11进行排水，液位变速器13监测该储水罐11的水位；
S3、当液位变送器13监测该储水罐11内的水达到设定低水位后，由PLC16控制下水电磁阀开关12关闭、控制上水电磁阀开关10打开，由储水罐11再次进行储水，以此重复；
S4、PLC16通过液位变送器13对设定高水位与设定低水位之间的水位差，再乘以储水罐11的排水次数，即可计算出排水总量并在显示屏17中显示。
对于自动排放，由液位变送器13实时监测储水罐11中的水位，并在PLC16内事先设定储水罐11中的高水位、低水位基准，当液位变送器13监测至储水罐11中的水位在该设定高水位、设定低水位位置时，由PLC16控制相应的上水电磁阀开关10、下水电磁阀开关12开启或关闭，进而实现分离器流至该储水罐11中的水自动排出至污水罐中。
而计量功能，则是通过储水罐11的排水次数与设定高低水位差，在PLC16中进行乘法运算得出。
最后，当需维修或清洗储水罐11或上水电磁阀开关10、下水电磁阀开关12时，PLC16控制上水电磁阀开关10关闭、控制旁通阀门14开启即可，以保证整个页岩气井的正常运作。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种用于页岩气井产出水自动排放、计量的系统，其特征在于：包括有连通于页岩气井的分离器与污水罐之间的储水罐(11)，该储水罐(11)与所述分离器之间具有上水电磁阀开关(10)，该储水罐(11)与所述污水罐之间具有下水电磁阀开关(12)，其中，所述储水罐(11)上还设置有可实时监测该储水罐(11)水位的液位变送器(13)；
还包括有PLC(16)，该PLC(16)的一输入端口与所述液位变送器(13)的输出端相连接，该PLC(16)的输出端口分别连接有所述上水电磁阀开关(10)、所述下水电磁阀开关(12)及显示屏(17)。
2.根据权利要求1所述一种用于页岩气井产出水自动排放、计量的系统，其特征在于：所述储水罐(11)为一具有容积(15)的疏水阀。
3.根据权利要求1所述一种用于页岩气井产出水自动排放、计量的系统，其特征在于：所述储水罐(11)并联有一旁通阀门(14)，该旁通阀门(14)的进口端连接于所述分离器与上水电磁阀开关(10)之间；该旁通阀门(14)的出口端连接于所述下水电磁阀开关(12)与所述污水罐之间；
所述PLC(16)的输出端口还连接有该旁通阀门(14)。
4.根据权利要求1所述一种用于页岩气井产出水自动排放、计量的系统，其特征在于：所述PLC(16)为西门子S7-300系列PLC。
5.一种根据权利要求3所述用于页岩气井产出水自动排放、计量的系统的使用方法，其特征在于：包括步骤有，
S1、由分离器来水，PLC(16)控制所述下水电磁阀开关(12)、旁通阀门(14)关闭、控制所述上水电磁阀开关(10)打开，由所述储水罐(11)进行储水，所述液位变送器(13)监测该储水罐(11)的水位；
S2、当所述液位变速器(13)监测该储水罐(11)内的水达到设定高水位后，由PLC(16)控制所述上水电磁阀开关(10)关闭、控制所述下水电磁阀开关(12)打开，由所述储水罐(11)进行排水，所述液位变速器(13)监测该储水罐(11)的水位；
S3、当所述液位变送器(13)监测该储水罐(11)内的水达到设定低水位后，由PLC(16)控制所述下水电磁阀开关(12)关闭、控制所述上水电磁阀开关(10)打开，由所述储水罐(11)再次进行储水，以此重复；
S4、所述PLC(16)通过所述液位变送器(13)对设定高水位与设定低水位之间的水位差，再乘以所述储水罐(11)的排水次数，即可计算出排水总量并在所述显示屏(17)中显示。
6.根据权利要求5所述用于页岩气井产出水自动排放、计量的系统的使用方法，其特征在于：当需维修或清洗所述储水罐(11)或所述上水电磁阀开关(10)、所述下水电磁阀开关(12)时，PLC(16)控制所述上水电磁阀开关(10)关闭、控制所述旁通阀门(14)开启即可。
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