智能充氮装置的制作方法

本发明涉及石油装备制造业领域，主要应用于井口安全控制系统和海洋油气生产控制系统用液压动力单元(hpu)。

背景技术：

当今世界上还有不少地区尚未勘探或充分勘探，深部地层及海洋深水部分的油气勘探刚刚开始不久，还会发现更多的油气藏，已开发的油气藏中应用提高石油采收率技术可以开采出的原油数量也是相当大的；这些都预示着油、气开采的科学技术将会有更大的发展，因此人们对采油装备制造业的发展也越发的重视。

油气田的分布地基本都是在沙漠、海洋、山区等交通不便的地方，维护成本极高，蓄能器是井控设备或液压动力单元必需配置的元件，其工作介质氮气是必须满足一定压力才能正常工作。目前的井控设备或液压动力单元都是需要人工现场确认维护，是否需要补偿氮气，给维护工作带来极大成本。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是实时检测氮气压力，实现远程控制，自动补偿氮气压力。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现。

一种智能充氮装置，其特征包含：

氮气瓶，其输出端与蓄能器的输入端连接；

第一压力变送器，设置在蓄能器的输入端，以监测蓄能器内的氮气压力；

控制氮气瓶内氮气输出的第一电磁阀，其设置在氮气瓶的输出端；

plc或rtu，其输入端与第一压力变送器连接，输出端与第一电磁阀连接，

当第一压力变送器监测到蓄能器内的压力低于设定值，通过plc或rtu打开第一电磁阀，将氮气瓶中的氮气增压到蓄能器中。

优选地，所述装置还包含气动增压器，其输入端与所述第一电磁阀连接，输出端与蓄能器的输入端连接；

所述气动增压器与空气源连接，以仪表空气作驱动气体；

所述空气源的输出端设有第二电磁阀，所述第二电磁阀的输出端与气动增压器连接；

所述第二电磁阀与plc或rtu的输出端连接。

优选地，所述装置还包含空气过滤减压阀，其输入端与第二电磁阀连接，输出端与气动增压器连接，以过滤除去空气源的杂质；

所述空气过滤减压阀及气动增压器之间设置第二压力变送器，以监测气动增压器输入端的空气压力；

所述第二压力变送器与plc或rtu的输入端连接。

优选地，所述装置还包含控制蓄能器输入氮气的气动先导阀，其输入端与气动增压器的输出端连接，输出端与所述第一压力变送器连接；

所述气动先导阀与空气源连接，以仪表空气来实现开阀。

优选地，所述装置还包含第三电磁阀，其输入端与空气源连接，输出端与所述气动先导阀连接；

所述第三电磁阀与plc或rtu的输出端连接。

优选地，所述装置还包含溢流阀、单向阀、第三压力变送器，依次设置在气动增压器和气动先导阀之间；

所述第三压力变送器与plc或rtu的输入端连接。

优选地，所述装置还包含所述第四压力变送器，设置在第一电磁阀和氮气瓶之间，以监测氮气瓶内的压力；

第四压力变送器与plc或rtu的输入端连接。

本发明装置的结构简单，以自动化的形式完成现场作业，减少了作业现场的风险，降低了工作成本，提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明装置的的设计方案结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明，但不以任何方式限制本发明的范围。

如附图1所示的智能充氮装置，包含：氮气瓶(1)，其输出端与蓄能器(8)的输入端连接；第一压力变送器(3.4)，设置在蓄能器(8)的输入端，以监测蓄能器(8)内的氮气压力；控制氮气瓶(1)内氮气输出的第一电磁阀(2.3)，其设置在氮气瓶(1)的输出端；plc或rtu，其输入端与第一压力变送器(3.4)连接，输出端与第一电磁阀(2.3)连接；气动增压器(5)，其输入端与所述第一电磁阀(2.3)连接，输出端与蓄能器(8)的输入端连接；所述气动增压器(5)与空气源连接，以仪表空气作驱动气体；所述空气源的输出端设有第二电磁阀(2.1)，所述第二电磁阀(2.1)的输出端与气动增压器(5)连接；所述第二电磁阀(2.1)与plc或rtu的输出端连接。

进一步地，装置还包含空气过滤减压阀(4)，其输入端与第二电磁阀(2.1)连接，输出端与气动增压器(5)连接，以过滤除去空气源的杂质；所述空气过滤减压阀(4)及气动增压器(5)之间设置第二压力变送器(3.1)，以监测气动增压器(5)输入端的空气压力；所述第二压力变送器(3.1)与plc或rtu的输入端连接。

进一步地，装置还包含控制蓄能器(8)输入氮气的气动先导阀(10)，其输入端与气动增压器(5)的输出端连接，输出端与所述第一压力变送器(3.4)连接；所述气动先导阀(10)与空气源连接，以仪表空气来实现开阀。

进一步地，装置还包含第三电磁阀(2.2)，其输入端与空气源连接，输出端与所述气动先导阀(10)连接；所述第三电磁阀(2.2)与plc或rtu的输出端连接。

进一步地，装置还包含溢流阀(6)、单向阀(7)、第三压力变送器(3.3)，依次设置在气动增压器(5)和气动先导阀(10)之间；所述第三压力变送器(3.3)与plc或rtu的输入端连接。

进一步地，装置还包含第四压力变送器(3.3)，设置在第一电磁阀(2.3)和氮气瓶(1)之间，以监测氮气瓶(1)内的压力；所述第四压力变送器(3.3)与plc或rtu的输入端连接。所述第三压力变送器(3.3)监测气动先导阀(10)输入端的氮气压力。

当第一压力变送器(3.4)监测到蓄能器(8)内的压力低于设定值，通过plc或rtu打开第一电磁阀(2.3)、第二电磁阀(2.1)、第三电磁阀(2.2)，将空气源的空气作为气动增压器(5)的驱动气体，使气动增压器(5)将氮气瓶(1)中的压缩氮气增压到蓄能器(8)中，保证氮气压力在一定范围内。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求。

技术特征：

技术总结
本发明是一种智能充氮装置，包含：氮气瓶，其输出端与蓄能器的输入端连接；第一压力变送器，设置在蓄能器的输入端，以监测蓄能器内的氮气压力；控制氮气瓶内氮气输出的第一电磁阀，其设置在氮气瓶的输出端；PLC或RTU，其输入端与第一压力变送器连接，输出端与第一电磁阀连接，当第一压力变送器监测到蓄能器内的压力低于设定值，通过PLC或RTU打开第一电磁阀，将氮气瓶中的氮气增压到蓄能器中。本发明装置的结构简单，以自动化的形式完成现场作业，减少了作业现场的风险，降低了工作成本，提高了工作效率。

技术研发人员：张和权
受保护的技术使用者：美钻深海能源科技研发（上海）有限公司;美钻石油钻采系统（上海）有限公司
技术研发日：2018.12.13
技术公布日：2019.02.19