专利名称：一种一体化油田注汽分配控制装置的制作方法
一种一体化油田注汽分配控制装置，它用于对油田稠油开采中，对蒸汽注汽井的注汽量分配与控制，是一种机电一体化的控制与测量装置。
对于高粘度的石油开采，需要采用在一些特定的油井(或专用注汽井)注入一定量的高温高压蒸汽，以增加粘稠石油的流动性，便于开采。由于每口井的地质特性不同，对注汽参数要求(主要是注汽流量)也不同。由于产生蒸汽需要较多的能量，现在多使用大型锅炉集中供汽的形式，以提高锅炉的热效率。通过蒸汽分配管路把蒸汽输送到每一口注汽井口，通过分配阀门和流量计量装置把需要流量的蒸汽注入井中。由于供汽锅炉的产汽量有一定的波动误差，再加上锅炉产汽量不能完全根据需要实时调节，都有一个滞后时间，因而每口注汽井的注汽流量不能完全根据需要确定，还必须根据总供汽量的大小进行分配，因此需要经常调整每口注汽井的注汽流量。现在油田注汽流量的分配与控制多采用人工进行，由人工计算分配额并通过电话等传递指令，由操作人员手工调节各注汽分配阀门，这不仅增加了较多的操作工作量，而且控制精度较低，控制响应时间长。
本发明的目的是发明一种机电一体化的可自动对注汽井注汽流量进行分配和控制调节的油田注汽分配控制装置。它可以根据总供气量自动调节计算分配流量，有较高的控制精度，不需要人手工操作分配汽阀的开度。
本发明如附
图1所示。在每一口被控注汽井口部都有一个电动阀门1和相应的阀芯位置传感器2，其特征在于数口被控注汽井分为一组，在每一组的中间有一个标准工业控制介面3，每一个电动阀门1各有一个控制其开闭的适配模块5以及和相应的阀芯位置传感器2相连的测量适配模块6，属于同一组注汽井的适配模块5和6插于同一个标准工业控制介面3中，各组的标准工业控制介面3使用标准串行通讯接口串联并接于可为其它测控制设备所共有的中央控制计算机4的串行通讯接口上。
本发明中，由各个电动阀门1和阀芯位置传感器2组成一个对各注汽井的注汽流量进行控制的执行系统。电动阀门1的开度由阀芯位置传感器2测量。本装置在工作时，中央控制计算机4得到总供汽量信号，通过预先存入计算机的分配策略和对各个注汽井参数进行计算，解算出各注汽井注汽流量所需要的电动阀门1的开度值，并与现在值进行比较。各电动阀门开度的现在值由中央控制计算机4使用扫描的方式，依次送出选通各注汽井所对应的阀芯位置传感器2所连的测量适配模块6的地址选通信号，选通插入相应标准工业控制介面3中的该测量适配模块6，然后接收该模块传回的阀门开度值。对于经过比较之后确定需要调整的电动阀门1，中央控制计算机4先送出该阀控制适配模块5的地址选通信号，由相应的标准工业控制介面3选通该适配模块，然后中央控制计算机4送出相应的电动阀门开度值，由该选通的适配模块5D/A变换后对电动阀门1进行控制。
在本发明中，由于采用了中央控制计算机和标准工业控制介面加执行和测量元件的机电一体化方式，使用计算机进行注汽流量的分配和控制，可以有最佳的分配策略。同时，通过数控的方法直接改变各阀门的开度和测量现有开度值，不仅控制速度响应好、时间短，而且有较高的精度，不需要人员手工对各阀门进行操作，减轻了劳动强度。
本发明适于控制的注汽井数目可以是十几口、几十口、上百口以至更多。注汽井的分组数根据注汽井的地理位置和标准工业控制介面中的插槽数确定。由于一口注汽井要插两个适配模块，因而对于有16个插槽的标准工业控制介面，每组最大井数为8口。每组井数可以小于此数。标准工业控制介面的插槽可以不用插满，为增加其它的测量和控制单元，还可以插入其它的适配模块，如增加温度测量适配模块。标准工业控制介面3距各井的距离不应过大，以减短适配模块到被控元件或传感器之间的连线长度。多个标准工业控制介面3通过一条标准串行通讯电缆相连，各个标准工业控制介面3分配有不同的基地址。使中央控制计算机4可以通过一个标准串行通讯接口进行测控。
本发明的电动阀门1可以使用可控开口量的各种阀。可以是电压控制，也可以是电流控制。阀芯位移传感器2可以使用磁感应测量形式、光电测量形式或电容测量形式。电动阀门1和阀芯位移传感器2已成为标准商品，如美国TARGTROCK公司的产品GENERALSERVICE-MODEL120、MODEL220。适配模块5和测量适配模块6可以使用美国OPTO22公司的AD3和DA3产品。
在本发明中，标准工业控制介面3可以选用美国ME公司(MECHATRONICEQUIPMENTINC.)的I/OK32，或是美国OPTO22公司的PB16AH。中央控制计算机4可以选用美国OPTO22公司的LC4控制器，也可以选用美国ME公司的PCS-1工业过程控制工作站，还可以选用普通PC计算机。
权利要求
1.一种一体化油田注汽分配控制装置，在每一口被控注汽井口部都有一个电动阀门1和相应的阀芯位置传感器2，其特征在于数口被控注汽井分为一组，在每一组的中间有一个标准工业控制介面3，每一个电动阀门1各有一个控制其开闭的适配模块5以及和相应的阀芯位置传感器2相连的测量适配模块6，属于同一组注汽井的适配模块5和6插于同一个标准工业控制介面3中，各组的标准工业控制介面3使用标准串行通讯接口串联并接于可为其它测控制设备所共有的中央控制计算机4的串行通讯接口上。
全文摘要
一种一体化油田注汽分配控制装置，用于稠油油田蒸汽注汽量分配与控制。在每一口注汽井都有一个电动阀门和相应的阀芯位置传感器。其特征在于以数口注汽井分为一组的中间有标准工业控制介面，每一个电动阀和门阀芯位置传感器都有相适配的模块插于控制介面中，各组的控制介面通过电缆串联接于可共有的中央控制计算机串口。使用计算机自动进行注汽流量分配和控制注汽，不仅有较高的精度，而且不需人工手工操作。
文档编号E21B43/24GK1073235SQ9111135
公开日1993年6月16日 申请日期1991年12月11日 优先权日1991年12月11日
发明者石行 申请人:北京市西城区新开通用试验厂