一种智能计量混配预警系统的制作方法

本发明涉及油田三次采油注聚技术领域，具体为一种智能计量混配预警系统。

背景技术：

三次采油技术是一项依靠物理、化学和生物等技术提高原油采收率的油田开发技术。我国多数已开发的油田正在老化，运用三次采油技术是减缓我国多数油田产量递减速度、保持原油稳产的战略需要。聚合物驱是在注入水中加入水溶性高分子聚合物进行混配，再通过增加水相黏度和降低水相渗透率来改善流度比、提高波及系数，从而提高原油采油率。

在石油三次开采过程中，已有工艺主要以两种聚合物母液分散溶解工艺为主，它们分别是风送分散下料装置和水射流分散下料装置。两者都只完成了下料工作，没有聚合物粉料和水的实时动态混配和精准计量的能力，不具备粉料或混合母液的输送溢出预警的功能，从而造成三采驱油配注工艺自动化不完善、配注误差大，故障发现不及时，故障无预警，原材料成本消耗极大，影响驱油效果。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是如何提供一种在石油三次开采过程中，实现注聚的精准计量、自动混配、预警分析，智能处置，从而降低了生产成本，实现精准驱油，增加了采油率，提升了“无人值守”的工业生产能力的一种智能计量混配预警系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种智能计量混配预警系统,其结构包括风送分散下料装置（1）、粉料下料流量自控部件（2）、粉料堵塞预警部件（3）、液体流量自动调节部件（4）、前端控制柜（5）和智能混配平台（6）组成；智能混配平台（6）通过数据分析，将粉料和液体的瞬时流量值通过前端控制柜（5）传给粉料下料流量自控部件（2）和液体流量自动调节部件（4）；粉料下料流量自控部件（2）按指令控制粉料的流速，液体流量自动调节部件（4）按指令控制液体的流速；粉料堵塞预警部件（3）负责实时检测粉料的下料状态，当下料流量达到预警或报警阀值，进行提前预警和报警，并把警情信息传给智能混配平台（6）。

作为优选，风送分散下料装置设置（1）设置在粉料下料流量自控部件（2）的上游包括料剂盛装设备（11）通过上料机构（12）将料剂输送至储料斗（13）后，粉料和液体通过储料斗（13）的出料口（131）进入粉料下料流量自控部件（2）。

作为优选，粉料下料流量自控部件（2）包括螺旋装置（21）、测速传感器（22）、称重传感器（23）、信号变送器（24）、变频调速器（25）、控制调节单元（26）、通讯网关（27）组成，其中螺旋装置（21）上下相对设置，上部螺旋装置设置有与储料斗（13）的出料口（131）连通的进料口。上螺旋出料口与下螺旋进料口上下对齐，采用软橡胶管封闭连接。下料螺旋的前后两端安装有称重传感器（23），上螺旋负责把料仓里的料输送给下螺旋，下螺旋负责物料的称重，并把粉料输送到液体管道接料口里。测速传感器（22）安装在螺旋装置（21）内部与电机接触部位，信号变送器（24）安装在下螺旋支架上，负责将称重传感器（23）和测速传感器（22）的信号传给装在控制柜内的控制调节单元（26），控制调节单元（26）与通讯网关（27）进行数据交互，并控制变频调速器（25）实现电机的转速调节，通讯网关负责采集控制调节单元（26）的数据和转发智能混配平台的数据。

粉料堵塞预警部件（3）是指激光探测传感器，安装在下螺旋出料口和液体管道接料口之间，对粉料的下料状态和流量浓度进行实时监控和预警，激光探测传感器直接通过连接线与通讯网关（27）连接，实现与智能混配平台的信息交互。

粉料下料流量自控部件（2）下螺旋出料口底部对应安装设置有液体管道接料口（7），此连接管道接料口（7）与去熟化罐之间设置有电动闸阀一（8），接料口（7）另一端管道上依次设置有液体流量自动调节部件（4）、电动闸阀二（9）和储水罐（10），储水罐（10）提供配注所需要的水。电动阀二（9）和电动阀一（8）与控制柜内供电系统连接，控制阀的开关。液体流量自动调节部件（4）通过对液体流量的控制，与粉料下料流量自控部件配合，实现精准配注。

作为优选，所述液体流量自动调节部件（4）包括执行机构（41）、智能智能控制终端（42）、流量监测仪（43）组成，执行机构（41）通过电动闸阀三（44）与管道连接，流量监测仪（43）安装在管道另一端，流量监测仪（43）通过连接线与智能控制端（42）连接，负责水等流体介质的计量和控制，同时与智能混配平台交互流量和控制信息。智能控制终端（42）与通讯网关（27）连接，实现与智能混配平台（6）的信息交互，并将控制信号给执行机构（41），执行机构（41）带动电动闸阀三（44）开关，实现流量控制。

智能混配平台（6），包括：管理服务器（61）和智能混配管理软件（62）。智能混配管理软件（62）包括生产数据分析控制模块、趋势曲线查询模块、报警管理模块、报表管理模块、统计报表模块和下料机堵塞报警模块。

前端控制柜（5）包括调节控制单元（26）、变频器（51）和供电单元（52）组成，

智能混配平台（6）为管理服务器（61）控制端，通过连线与通讯网关（27）连接，通讯网关（27）通过连线与控制柜的控制调节单元（26）、粉料堵塞预警部件（3）的激光探测传感器、液体流量自控部件（4）分别连接。调节控制单元（26）通过变频器（51）分别与螺旋装置（21）的上螺旋电机和下螺旋电机分别连接，调节控制单元（26）通过信号变送器（11）与称重传感器（23）和测速传感器（22）分别连接，控制柜（5）的供电单元（52）作为阀门供电开关通过连接线分别与电动闸阀连接。

生产数据分析控制模块通过网关实现粉料下料量、下料速度、变频器数值、液体流量等数据采集，并通过网关实现下料量的设定，下料速度和液体流量的控制。当采集到的数据超出后台设定工作范围是，弹出报警提示。下料机堵塞报警模块通过通讯网关实现激光探测传感器的信号采集。服务器外接音响和警灯，当有报警信号发生时，下料机堵塞报警锚块发出报警信息。趋势曲线查询模块、报警管理模块、报表管理模块、统计报表模块，根据操作人员的查询条件，从系统数据库中提取相关数据，通过界面展示出来。

本发明的工作原理：

螺旋装置输送物料时，称重传感器将称量段上物料的重量信号送入信号变送器，测速传感器将测量出脉冲信号同时送入信号变送器，信号变送器对这两种信号进行初步运算处理后变成数字信号，通过标准的通讯接口传送给智能混配平台，智能混配平台再进行处理及显示，得出当前通过螺旋装置的物料的瞬时流量及累计流量，通过液体流量自动调节部件的混配调节单元，控制注水的流量，形成有效的混配比例，进而达到有效的母液浓度等参数，同时粉料堵塞预警部件在接料口处对下料流的状态进行实时检测，当下料流信号异常时，将报警信息传至智能混配平台，智能混配平台中下料机堵塞报警模块发出报警信号与管理服务器外接的警铃和警灯联动，进行语音喊话、报警灯闪烁、通过网络拨打值班人电话、网络远程报警等方式报警。

本发明通过旋转螺旋作为物料推进、输送的工具，在封闭的管内连续输送物料，同时进行输送过程的控制和计量。在下料口处安装激光探测传感器，对粉料的下料状态和流量浓度进行实时监控和预警。液体输入通路采用电磁流量计和阀体自动调节模块分析控制液体流量，智能混配平台自动监测输送混合液母液的各项参数指标，根据混合液的各项需求指标，智能调节液体与下料的粉料混和配比，最终达到粉料下料智能混配体系。本发明能够有效解决现有技术存在的问题，是对现有技术一次扩展性的技术创新，具有很好的推广和使用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明具体实施例的总体结构示意图；

图2是本发明具体实施例的粉料下料流量自控部件与其它结构连接关系结构示意图；

图3是本发明具体实施例的液体流量自动调节部件与管道连接件的结构关系示意图；

图4是本发明具体实施例的液体流量自动调节部件结构示意图；

图5是本发明具体实施例的粉料堵塞预警部件与其它结构之间的控制关系连接结构示意图；

图6是本发明智能混配平台与其它结构之间的控制或者信号传送连接关系图。

附图标记：

1-风送分散下料装置；11-盛装设备；12-上料机构；13-储料斗；131-出料口；2-粉料下料流量自控部件；21-螺旋装置；22-测速传感器；23-称重传感器；24-信号变送器；25-变频调速器；26-控制调节单元；27-通讯网关；3-粉料堵塞预警部件；4-液体流量自动调节部件；41-执行机构；42-智能智能控制终端；43-流量监测仪；44-电动闸阀三；5-前端控制柜；51-变频器；52-供电单元；6-智能混配平台；61-管理服务器；62-智能混配管理软件；7-管道接料口；8-电动闸阀一；9-电动闸阀二；10-储水罐；11-信号变送器；。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6所示，在本发明具体实施例中一种智能计量混配预警系统,其结构包括风送分散下料装置1、粉料下料流量自控部件2、粉料堵塞预警部件3、液体流量自动调节部件4、前端控制柜5和智能混配平台6组成；智能混配平台6通过数据分析，将粉料和液体的瞬时流量值通过前端控制柜5传给粉料下料流量自控部件2和液体流量自动调节部件4；粉料下料流量自控部件2按指令控制粉料的流速，液体流量自动调节部件4按指令控制液体的流速；粉料堵塞预警部件3负责实时检测粉料的下料状态，当下料流量达到预警或报警阀值，进行提前预警和报警，并把警情信息传给智能混配平台6。

作为优选，风送分散下料装置设置1设置在粉料下料流量自控部件2的上游包括料剂盛装设备11通过上料机构12将料剂输送至储料斗13后，粉料和液体通过储料斗13的出料口131进入粉料下料流量自控部件2。

作为优选，粉料下料流量自控部件2包括螺旋装置21、测速传感器22、称重传感器23、信号变送器24、变频调速器25、控制调节单元26、通讯网关27组成，其中螺旋装置21上下相对设置，上部螺旋装置设置有与储料斗13的出料口131连通的进料口。上螺旋出料口与下螺旋进料口上下对齐，采用软橡胶管封闭连接。下料螺旋的前后两端安装有称重传感器23，上螺旋负责把料仓里的料输送给下螺旋，下螺旋负责物料的称重，并把粉料输送到液体管道接料口里。测速传感器22安装在螺旋装置21内部与电机接触部位，信号变送器24安装在下螺旋支架上，负责将称重传感器23和测速传感器22的信号传给装在控制柜内的控制调节单元26，控制调节单元26与通讯网关27进行数据交互，并控制变频调速器25实现电机的转速调节，通讯网关负责采集控制调节单元26的数据和转发智能混配平台的数据。

粉料堵塞预警部件3是指激光探测传感器，安装在下螺旋出料口和液体管道接料口之间，对粉料的下料状态和流量浓度进行实时监控和预警，激光探测传感器直接通过连接线与通讯网关27连接，实现与智能混配平台的信息交互。

粉料下料流量自控部件2下螺旋出料口底部对应安装设置有液体管道接料口7，此连接管道接料口7与去熟化罐之间设置有电动闸阀一8，接料口7另一端管道上依次设置有液体流量自动调节部件4、电动闸阀二9和储水罐10，储水罐10提供配注所需要的水。电动阀二9和电动阀一8与控制柜内供电系统连接，控制阀的开关。液体流量自动调节部件4通过对液体流量的控制，与粉料下料流量自控部件配合，实现精准配注。

作为优选，所述液体流量自动调节部件4包括执行机构41、智能智能控制终端42、流量监测仪43组成，执行机构41通过电动闸阀三44与管道连接，流量监测仪43安装在管道另一端，流量监测仪43通过连接线与智能控制端42连接，负责水等流体介质的计量和控制，同时与智能混配平台交互流量和控制信息。智能控制终端42与通讯网关27连接，实现与智能混配平台6的信息交互，并将控制信号给执行机构41，执行机构41带动电动闸阀三44开关，实现流量控制。

智能混配平台6，包括：管理服务器61和智能混配管理软件62。智能混配管理软件62包括生产数据分析控制模块、趋势曲线查询模块、报警管理模块、报表管理模块、统计报表模块和下料机堵塞报警模块。

前端控制柜5包括调节控制单元26、变频器51和供电单元52组成，

智能混配平台6为管理服务器61控制端，通过连线与通讯网关27连接，通讯网关27通过连线与控制柜的控制调节单元26、粉料堵塞预警部件3的激光探测传感器、液体流量自控部件4分别连接。调节控制单元26通过变频器51分别与螺旋装置21的上螺旋电机和下螺旋电机分别连接，调节控制单元26通过信号变送器11与称重传感器23和测速传感器22分别连接，控制柜5的供电单元52作为阀门供电开关通过连接线分别与电动闸阀连接。

生产数据分析控制模块通过网关实现粉料下料量、下料速度、变频器数值、液体流量等数据采集，并通过网关实现下料量的设定，下料速度和液体流量的控制。当采集到的数据超出后台设定工作范围是，弹出报警提示。下料机堵塞报警模块通过通讯网关实现激光探测传感器的信号采集。服务器外接音响和警灯，当有报警信号发生时，下料机堵塞报警锚块发出报警信息。趋势曲线查询模块、报警管理模块、报表管理模块、统计报表模块，根据操作人员的查询条件，从系统数据库中提取相关数据，通过界面展示出来。

本发明的工作原理：

螺旋装置输送物料时，称重传感器将称量段上物料的重量信号送入信号变送器，测速传感器将测量出脉冲信号同时送入信号变送器，信号变送器对这两种信号进行初步运算处理后变成数字信号，通过标准的通讯接口传送给智能混配平台，智能混配平台再进行处理及显示，得出当前通过螺旋装置的物料的瞬时流量及累计流量，通过液体流量自动调节部件的混配调节单元，控制注水的流量，形成有效的混配比例，进而达到有效的母液浓度等参数，同时粉料堵塞预警部件在接料口处对下料流的状态进行实时检测，当下料流信号异常时，将报警信息传至智能混配平台，智能混配平台中下料机堵塞报警模块发出报警信号与管理服务器外接的警铃和警灯联动，进行语音喊话、报警灯闪烁、通过网络拨打值班人电话、网络远程报警等方式报警。

本发明通过旋转螺旋作为物料推进、输送的工具，在封闭的管内连续输送物料，同时进行输送过程的控制和计量。在下料口处安装激光探测传感器，对粉料的下料状态和流量浓度进行实时监控和预警。液体输入通路采用电磁流量计和阀体自动调节模块分析控制液体流量，智能混配平台自动监测输送混合液母液的各项参数指标，根据混合液的各项需求指标，智能调节液体与下料的粉料混和配比，最终达到粉料下料智能混配体系。本发明能够有效解决现有技术存在的问题，是对现有技术一次扩展性的技术创新，具有很好的推广和使用价值。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。