专利名称：天然气井泡沫排水自动投棒装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种投棒装置，尤其是涉及一种应用于天然气井气井泡沫排水采气工艺中，运行稳定、安全的天然气井泡沫排水自动投棒装置。
背景技术：
天然气井目前均采用人工的方式进行投棒，这种传统的人工投棒方式存在以下缺
(I)投棒成本高由于天然气井分布于野外，并且气井间距离较远，采用人工投棒的方式需要投棒人员将药棒运输到需要泡排气井进行投棒操作，这样工作人员不间断在各个气井之间来回穿梭,耗费人力、物力，使气井运行成本明显增加。(2)安全性低采用人工投棒时，工作人员需要亲自去天然气井处，打开气井进行投棒，而天然气井充满了易燃、易爆的高压天然气，当打开气井时容易产生井漏等安全事故，如果遇到明火极易发生火灾或爆炸；且如果天然气井含有H2S,这样对工作人员的人身安全造成极大的威胁。中国专利申请CN201120431091. 6公开“泡排棒自动投放装置”，该方法通过电磁驱动器吸合和断开带动转盘转动，电磁驱动器每吸合2次，转盘则转动一个工位，当转盘的储棒筒转到与井口连接的法兰通孔位置时，该储棒筒底部的托盘自动下翻打开，泡排棒靠自重掉入气井中，实现泡排棒投放；电磁驱动器稳定性不足，存在转盘、储棒筒转动不到位的隐患；且装置所用泡排棒L300mm,与常规使用泡排棒C>40mm、L400mm不匹配,需特殊制作；泡排棒投放后，井筒内天然气(湿气)进入药品箱，会对泡排棒造成一定程度的腐蚀，影响泡排棒性能，且补充泡排棒时需关闭气井测试阀门进行放空，加大了操作量及危险系数。
实用新型内容本实用新型解决的技术问题是提供一种天然气井泡沫排水自动投棒装置，能够稳定且安全地完成自动投棒作业过程。本实用新型的技术解决方案是一种天然气井泡沫排水自动投棒装置，其中，包括投棒管路，该投棒管路安装于天然气井井口上；其包括药品盒，其内部放置有药棒，并设有投棒机构，该投棒机构连接一控制器；投棒短节，其顶端与所述药品盒底部连通连接，其底端与所述天然气井口连通连接;该投棒短节顶部设有第一阀门，其底部设有第二阀门；所述第一阀门及第二阀门之间的距离大于所述药棒的长度；[0015]控制处理器，与所述控制器、第一阀门及第二阀门电连接，该控制处理器连接一电源。上述的天然气井泡沫排水自动投棒装置，其中，该装置还包括一站控系统，所述控制处理器与该站控系统远程连接，所述电源为一太阳能电源。上述的天然气井泡沫排水自动投棒装置，其中，所述投棒短节于所述第一阀门与第二阀门之间还设有压敏传感器及与所述投棒短节外部连通的第三阀门，所述第三阀门及压敏传感器与所述控制处理器连接。上述的天然气井泡沫排水自动投棒装置，其中，所述药品盒设有圆筒型的壳体，该壳体底部设有一药棒出口，所述投棒机构包括药棒转换盘，为一与所述壳体同心设置的圆形的转盘，且该药棒转换盘靠近边缘处沿圆周设有多个竖直设置的药棒管，且所述药棒管能够与所述药棒出口对应连通；一固定轴，其固定于所述壳体底面中心，所述药棒转换盘的中心经由轴承套设于该固定轴上；电机，固定于所述壳体底部，其输出轴与所述药棒转换盘底部联动设置；所述控制器设置于所述固定轴顶端，设有能够检测所述药棒转换盘转动角度的相位检测器。上述的天然气井泡沫排水自动投棒装置，其中，所述控制处理器设有显示设备、控制面板及报警设备。上述的天然气井泡沫排水自动投棒装置，其中，所述站控系统设有显示设备、控制面板及报警设备。上述的天然气井泡沫排水自动投棒装置，其中，所述第一阀门、第二阀门及第三阀门为电动球阀。由以上说明得知，本实用新型与现有技术相比较，确实可达到如下的功效本实用新型的气井自动投棒装置采用投棒短节和能够自动换药的药品盒，实现了向天然气井的自动投棒作业，并且设置在投棒短节上的各球阀能够保证投棒过程中的压力平衡，保证了安全密封投棒。与单井远传系统联接，在集气站内的计算机平台上实现远程启停操作，利用太阳能做动力，按生产需要，定时定量投放泡排棒，能够完全替代人工投棒。能有效提高气井携液能力，减少工人劳动强度，降低气井的运行成本，保障生产安全，满足不同类型气井实施不同自动投放制度的生产需求。
图1为本实用新型天然气井泡沫排水自动投棒装置的整体结构示意图；图2为本实用新型天然气井泡沫排水自动投棒装置的投棒管路的结构示意图图3为图2的A-A剖视示意图。主要元件标号说明本实用新型1:药品盒11 :药棒管12:控制器14:药棒出口 15:固定轴2:控制处理器3 :投棒短节 31:第一阀门32:第二阀门[0036]33:第三阀门 34:压敏传感器4:站控系统 5:电源6:药棒转换盘8、药棒9:电机
具体实施方式
本实用新型的一种天然气井泡沫排水自动投棒装置，其中，包括投棒管路、控制处理器；所述投棒管路安装于天然气井井口上；该投棒管路包括药品盒及投棒短节；所述药品盒内部放置有药棒，并设有投棒机构，该投棒机构连接一控制器；所述投棒短节顶端与所述药品盒底部连通连接，其底端与所 述天然气井口连通连接；该投棒短节顶部设有第一阀门，其底部设有第二阀门；所述第一阀门及第二阀门之间的距离大于所述药棒的长度；所述控制处理器与所述控制器、第一阀门及第二阀门电连接，该控制处理器连接一电源。为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式
。请参照图1及图3所示，为本实用新型的天然气井泡沫排水自动投棒装置的结构示意图、及投棒管路的结构示意图和其俯视结构示意图，其中，该天然气井泡沫排水自动投棒装置较佳的实施例中，包括投棒管路及控制处理器2。其中，投棒管路安装于天然气井井口上；该投棒管路也就是设置于天然气井上能够完成药棒投放作业过程个一个整体管路结构；该投棒管路包括药品盒I及投棒短节3。所述药品盒I内部放置有药棒8，并设有投棒机构，该投棒机构连接一控制器12 ;投棒机构在控制器12的监控下，对药品盒I内的药棒8进行输送；所述投棒短节3顶端与所述药品盒I底部连通连接，其底端与所述天然气井口连通连接；该投棒短节3顶部设有第一阀门31，其底部设有第二阀门32 ;所述第一阀门31及第二阀门32之间的距离大于所述药棒8的长度；而所述控制处理器2与所述控制器12、第一阀门31及第二阀门32电连接，该控制处理器2连接一电源5。借此，通过控制处理器2对控制器12、第一阀门31及第二阀门32的控制，实现自动投棒作业。第一阀门31及第二阀门32均为常闭阀门；当开始投棒作业时，控制处理器2启动投棒作业程序，使药品盒I内的投棒机构开始输送药棒8,而在输送药棒8的过程中，当控制器12检测到药棒8到达指定位置时，控制器12返回给控制处理器2 —个信号，控制处理器2控制第一阀门31打开，使到达与投棒短节3对应位置的药棒8落入投棒短节3内部，控制处理器2在间隔一设定时间后，关闭第一阀门31，然后打开第二阀门32，从而使药棒8落入天然气井中，在经过另一设定时间后，控制处理器2控制第二阀门32关闭，完成了自动投棒的作业。如图所示，本实用新型的天然气井泡沫排水自动投棒装置，较佳的实施例中，该装置还包括一站控系统4，所述控制处理器2与该站控系统4远程连接；站控系统4能够远程给控制处理器2发送启动和停止的各种命令，从而操控投棒作业的过程。另外，具体的，例如，也可以是在集气站站控系统4添加VB程序，通过Modbus传输协议，控制单井安装的RTU(SPC-1I型)终端。由站控系统4的电脑发出运行指令(DO)，RTU终端接收到后，控制处理器2控制投棒装置开始运行，并反馈信号(DI)至站控系统4的电脑。一般情况下，井口数据利用无线电台(winmax)远程传输技术来实现与站控系统4之间的信号传输。较佳的，本实用新型的天然气泡沫排水自动投棒装置，其所采用的动力电源为一太阳能电源，借此使投棒装置的动力能源更为环保和经济。另外，该投棒装置的电源也可以是其他形式的电源，根据现场运行使用需要进行设置。本实用新型的天然气井泡沫排水自动投棒装置，其较佳的实施方式中，所述投棒短节3于所述第一阀门31与第二阀门32之间还设有压敏传感器34及与所述投棒短节3外部连通的第三阀门33，所述第三阀门33及压敏传感器34与所述控制处理器2连接。如上所述的投棒作业过程中，当第二阀门32打开后，天然气井内的天然气便会流通至投棒短节3中，使投棒短节3内产生一定的压力，同时存储一定量的天然气，若不将这些气体排出，则很可能会在井口周边环境造成污染甚至是破坏。因此，第三阀门33的设置用以将投棒短节3中的天然气根据压敏传感器34检测的投棒短节3内的压力的情况而进行适当的排出，使投棒短节3内的压力及气体均与外界相适应，保证投棒作业的安全和对周边环境的保护。具体的，在如上所述的投棒过程当中，当关闭第二阀门32之后，设置在投棒短节3内的压敏传感器34检测投棒短节3内的气体压力，并将压力信号传输至控制处理器2，当气体压力信号高于一设定值时，控制处理器2发出信号控制第三阀门33打开，使投棒短节3内的气体排放至指定的位置，从而实现对投棒短节3内部气体与外部气体之间的平衡控制。如上所述，本实用新型的天然气井泡沫排水自动投棒装置，较佳的，请再参照图2所示，所述药品盒I设有圆筒型的壳体，该壳体底部设有一药棒出口 14，以使药棒8正好被输送至该药棒出口 14上方时，能够经由该出口而落入投棒短节3中。所述投棒机构包括药棒转换盘6、固定轴15、电机9。所述药棒转换盘6为一与所述壳体同心设置的圆形的转盘，且该药棒转换盘6靠近边缘处沿圆周设有多个竖直设置的药棒管11，药棒管11平行排列于药棒转换盘6边缘，并与药棒转换盘6相互固定，当药棒转换盘6转动时，药棒管11随之转动；且所述药棒管11能够与所述药棒出口 14对应连通，也就是说，转动至药棒出口 14的药棒管11，其将经由上述药棒出口 14而与投棒短节3连通，此时，药棒管11内的药棒便会自动落入投棒短节3内；所述固定轴15，其固定于所述壳体底面中心，所述药棒转换盘6的中心经由轴承套设于该固定轴15上，借此，使药棒转换盘6能够于药品盒I内绕药棒转换盘6转动，使药棒管11能够轮流经过药棒出口 14上方。所述电机9固定于所述壳体底部，其输出轴与所述药棒转换盘6底部联动设置；较佳的，其输出轴穿过所述药品盒I底面，并且经由齿轮组与所述药棒转换盘6底部连接，药棒转换盘6底部也设有齿轮，借此，电动机能够带动药棒转换盘6转动。所述控制器12设置于所述固定轴15顶端，也可以设置于其他位置；该控制器12设有能够检测所述药棒转换盘6转动角度的相位检测器，其主要是监测是否有药棒管11到达与药棒出口 14对应的位置，若是，则给控制处理器2发送一启动信号，以控制第一阀门31打开；若否，则控制处理器2不会打开第一阀门31。较佳的，上述第一阀门31、第二阀门32及第三阀门33为电动球阀。如上所述的本实用新型的天然气井泡沫排水自动投棒装置，较佳的，安装于现场的所述控制处理器2上，设有显示设备，以便于现场工作人员能够全面的了解投棒作业的情况；还设有控制面板，使现场工作人员能够直接于该控制处理器2上对投棒短节3进行操作；以及设有报警装置，以使当投棒作业过程中出现异常情况时，实时报警。所述的报警方式包括声音和灯光报警等等。另外，较佳的，所述站控系统4设有显示设备、控制面板及报警设备，其主要用于监控投棒作业的过程，控制面板可以对控制处理器2远程发送启动和停止的控制命令，报警设备可以使远程操作人员及时的获知现场投棒作业过程中的异常情况。而上述的实施例中，上述的报警主要包括药棒转换盘6的输送位置有误报警、阀门开启和关闭错误报警、投棒短节3内压力超标报警、电源电量不足报警、通信故障报警、药棒不足报警等。该发明实现通过相位控制药棒转换盘6自动精确转动，电动球阀合理打开、关闭，装置整体安全、密封，并且与井口数据远程传输技术结合，具有良好的安全性、稳定性、经济性，适应气田后期生产、工艺需求，减少人工工作量，降低运行成本，利于低产低效气田的经济规模化开发。整套装置安全密封，采用露天撬装安装，通过控制器12控制药棒转换盘6设置药棒投放量，控制电动球阀将药棒投放至井筒并放空投棒短节3，稳定性高。太阳能电池板规格可根据当地日照时长、耗电量、效率、补充系数等参数确定并且能在显示器上现场显示装置运行状态及药棒数量。结合目前气井生产需求，针对现有技术的问题开发研制用于泡沫排水采气的泡沫排水自动投棒装置。该装置利用清洁太阳能提供能量，单井数据远程传输，集气站控制系统实现远程自动投放泡排棒功能，采用相位控制器12控制药棒转换盘6转动，稳定性高，且药棒筒与常规泡排棒规格匹配，不用特殊加工，投棒短节3内天然气第一时间放空，不会影响泡排棒性能。从而有效降低人工工作量，降低生产运行成本，提高泡排工作的安全性，并实现不同类型气井实施不同自动投放制度的“一井一法”管理模式。以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式
，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。
权利要求1.一种天然气井泡沫排水自动投棒装置，其特征在于，包括 投棒管路，该投棒管路安装于天然气井井口上；其包括 药品盒，其内部放置有药棒，并设有投棒机构，该投棒机构连接一控制器； 投棒短节，其顶端与所述药品盒底部连通连接，其底端与所述天然气井口连通连接； 该投棒短节顶部设有第一阀门，其底部设有第二阀门；所述第一阀门及第二阀门之间的距离大于所述药棒的长度； 控制处理器，与所述控制器、第一阀门及第二阀门电连接，该控制处理器连接一电源。
2.如权利要求1所述的天然气井泡沫排水自动投棒装置，其特征在于，该装置还包括一站控系统，所述控制处理器与该站控系统远程连接，所述电源为一太阳能电源。
3.如权利要求1所述的天然气井泡沫排水自动投棒装置，其特征在于，所述投棒短节于所述第一阀门与第二阀门之间还设有压敏传感器及与所述投棒短节外部连通的第三阀门，所述第三阀门及压敏传感器与所述控制处理器连接。
4.如权利要求1所述的天然气井泡沫排水自动投棒装置，其特征在于，所述药品盒设有圆筒型的壳体，该壳体底部设有一药棒出口，所述投棒机构包括 药棒转换盘，为一与所述壳体同心设置的圆形的转盘，且该药棒转换盘靠近边缘处沿圆周设有多个竖直设置的药棒管，且所述药棒管能够与所述药棒出口对应连通； 一固定轴，其固定于所述壳体底面中心，所述药棒转换盘的中心经由轴承套设于该固定轴上； 电机，固定于所述壳体底部，其输出轴与所述药棒转换盘底部联动设置； 所述控制器设置于所述固定轴顶端，设有能够检测所述药棒转换盘转动角度的相位检测器。
5.如权利要求1所述的天然气井泡沫排水自动投棒装置，其特征在于，所述控制处理器设有显示设备、控制面板及报警设备。
6.如权利要求2所述的天然气井泡沫排水自动投棒装置，其特征在于，所述站控系统设有显示设备、控制面板及报警设备。
7.如权利要求3所述的天然气井泡沫排水自动投棒装置，其特征在于，所述第一阀门、第二阀门及第三阀门为电动球阀。
专利摘要一种天然气井泡沫排水自动投棒装置，包括投棒管路及控制处理器。投棒管路安装于天然气井井口上；投棒管路包括药品盒及投棒短节；药品盒内部放置有药棒，并设有投棒机构，该投棒机构连接一控制器；投棒短节顶端与所述药品盒底部连通连接，其底端与所述天然气井口连通连接；该投棒短节顶部设有第一阀门，其底部设有第二阀门；所述第一阀门及第二阀门之间的距离大于所述药棒的长度；控制处理器与所述控制器、第一阀门及第二阀门电连接，该控制处理器连接一电源。借此，本实用新型能够稳定安全地自动完成投棒作业的过程。
文档编号E21B43/22GK202832450SQ20122044457
公开日2013年3月27日 申请日期2012年9月3日 优先权日2012年9月3日
发明者单吉全, 刘峰, 魏克颖, 叶小闯, 吕亚博, 张晓军, 谭军, 杨娇 申请人:中国石油天然气股份有限公司