一种用于油井防腐的加药装置的制作方法

本实用新型涉及油田机械领域，特别涉及一种用于油井防腐的加药装置。

背景技术：

CO₂能够溶于原油中，具有溶解气驱、降低原油粘度、降低油水界面张力、使原油体积膨胀的作用，能够提高原油的开采量，故CO₂驱采油技术广泛应用于开采高含水油藏、非均质油藏以及不适合热采的重质油藏。但是CO₂溶于油层中的水后形成弱酸，并且油层中的水含有容易腐蚀金属材质的细菌(如硫酸盐还原菌)，这两种因素极易引起油井内金属材质的管线和设备发生腐蚀，影响油井的正常开采工作。目前主要通过向油井内加注缓蚀剂或者其他防腐蚀的药液来防止油井内的管线和设备发生腐蚀，因此提供一种向油井内加注药液的方法或者装置是十分必要的。

现有技术主要通过油套管放压直接加注、井口套管压平衡罐重力加注以及计量泵加注三种方式向油井内加注防腐药液。其中，油套管放压直接加注为在加注药液前，将油井口的套管阀门打开放压，然后通过管线将储药罐和套管阀门连接，药液通过管线直接注入油井内。井口套管平衡罐重力加注的方式为直接采用管线将储药罐和井口套管阀门连接，药液通过自身的重力进入油井内。计量泵加注为通过管线将计量泵连接在储药罐和油井口的套管阀门之间，通过电机驱动计量泵控制注入油井内药液的加注量。

设计人发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术提供的油套管放压直接加注的方式受油套管压力变化的影响，需要放压后才能加注，并且受天气和人为因素的影响，不能连续加注，不能充分发挥药效；井口套管压平衡罐重力加注的方式受油套管压力的影响，药液加入量不稳定；计量泵加注的方式可控制药液的加入量，但其配套设备价格高，还需要对每口油井进行配备，不利于推广应用。

技术实现要素：

为了解决现有技术的问题，本实用新型实施例提供了一种能够不受油套管压力变化的影响、能够自动化连续加注、加药量稳定、可携带至不同油井加注药液、便于推广应用的用于油井防腐的加药装置。所述技术方案如下：

本实用新型实施例提供了一种用于油井防腐的加药装置，所述装置包括加药箱；伺服计量泵，设置在所述加药箱内，进液口通过输入软管与所述加药箱外的储药罐连通，出液口通过输出软管与连接井口套管阀门的卡扣连接；第一阀门，设置在位于所述加药箱外部的所述输入软管上；第二阀门，设置在位于所述加药箱外部的所述输出软管上；电子控制器，设置在所述加药箱内，通过导线与所述伺服计量泵电连接，用于控制所述伺服计量泵的排液量；电池，设置在所述加药箱内，通过导线与所述电子控制器电连接。

具体地，作为优选，所述加药箱呈方形体结构，上表面上设置有把手，以及用于穿过所述输入软管的通孔；下表面的四个角部分别设置有支脚。

具体地，作为优选，所述把手的外表面上以及所述支脚的下端面上均设置有花纹。

具体地，作为优选，所述电池为充电式电池；所述加药箱的左侧面上设置有与所述电池电连接的充电插口，以及用于缠绕连接充电电源与所述充电插口的充电电缆的电缆绕线轮。

具体地，作为优选，所述加药箱的右侧面上设置有用于缠绕所述输入软管和所述输出软管的软管绕线轮，以及用于穿过所述输出软管的通孔。

具体地，作为优选，所述电子控制器包括设置在所述加药箱前侧壁上的电子显示屏、调整旋钮、以及设置在所述加药箱内部的电路板；所述电路板上设置有处理模块、以及均与所述处理模块电连接的数字显示模块、计时模块、控制模块，所述处理模块还与所述伺服计量泵电连接；所述电子显示屏与所述数字显示模块、所述计时模块电连接，用于显示所述伺服计量泵的排液量和排液时间；所述调整旋钮与所述控制模块电连接，用于控制所述伺服计量泵的排液量。

具体地，作为优选，所述装置还包括：与所述伺服计量泵的出液口连通的安全管线；所述安全管线穿过所述加药箱的壁伸入至所述加药箱外部；所述加药箱外部的所述安全管线上设置有安全阀。

具体地，作为优选，所述装置还包括设置在所述安全管线上的电接点压力表。

具体地，作为优选，所述装置还包括设置在所述输出软管上的单流凡尔。

具体地，作为优选，所述装置还包括第三阀门，所述第三阀门设置在与所述伺服计量泵的出液口和所述第二阀门之间的输出软管相连通的排液管线上，且所述第三阀门位于所述加药箱外。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本实用新型实施例提供的用于油井防腐的加药装置，通过将伺服计量泵、电子控制器、电池设置在加药箱内，在满足能够实现定量化、连续化、稳定加药的前提下，便于移动或携带整个加药装置。通过设置电子控制器和伺服计量泵，便于电子控制器准确地控制伺服计量泵的排液量，在具有不同油套管压力的条件下可连续加注相适宜流量的药液，确保了油井内药液的有效浓度，提高了药液的防腐效果。通过设置电池，为电子控制器提供电能，以驱动伺服计量泵工作。设置第一阀门和第二阀门便于控制药液能否由伺服计量泵的进液口和出液口输入或者输出。可见，本实用新型实施例提供的用于油井防腐的加药装置具有结构简单、不受油套管压力变化的影响、能够自动化连续加注、加药量稳定、可携带至不同油井加注药液、便于推广应用等特点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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他的附图。

图1-1是本实用新型实施例提供的加药箱的正视图；

图1-2是本实用新型实施例提供的加药箱的左视图；

图2是本实用新型实施例提供加药箱内各个零部件的连接关系示意图。

其中，附图标记分别表示：

1 加药箱，

101 把手，

102 支脚，

103 充电插口，

104 电缆绕线轮，

105 软管绕线轮，

2 伺服计量泵，

3 卡扣，

4 第一阀门，

5 第二阀门，

6 电子控制器，

7 电池，

8 安全阀，

9 电接点压力表，

10 第三阀门。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型实施例提供了一种用于油井防腐的加药装置，如附图1-1、附图1-2及附图2所示，该装置包括加药箱1、伺服计量泵2、卡扣3、第一阀门4、第二阀门5、电子控制器6、电池7。其中，伺服计量泵2设置在加药箱1内，进液口通过输入软管与加药箱1外的储药罐连通，出液口通过输出软管与用于连接井口套管阀门的卡扣3连接；第一阀门4设置在位于加药箱1外部的输入软管上；第二阀门5设置在位于加药箱1外部的输出软管上；电子控制器6设置在加药箱1内，通过导线与伺服计量泵2电连接，用于控制伺服计量泵2的排液量；电池7设置在加药箱1内，通过导线与电子控制器6电连接。

以下就本实用新型实施例提供的用于油井防腐的加药装置的工作原理给予描述：

伺服计量泵2为本领域所常见的，包括伺服电机、传动箱、缸体等部件，其中，伺服电机经联轴器与传动箱内的传动部件(例如蜗杆、涡轮、主轴、偏心轮、连杆等)连接，传动部件(如连杆)与设置在缸体内的柱塞连接，通过伺服电机可以控制传动箱内传动部件的运行速度和距离，进而改变柱塞往复运 行的速度和距离(即冲程)，以改变缸体内的压力，改变缸体吸入和排出的液体量。其中，电子控制器6与伺服电机电连接，并向其发送控制信号，而伺服电机能够服从控制信号的要求，并做出相应的动作，当电子控制器6向伺服电机发出增大或减小排液量的控制指令时，伺服电机接收控制指令，并相应地改变传动部件和柱塞的运行速度和距离，进而增大或减小缸体的排液量。在使用时，首先保证第一阀门4、第二阀门5以及油井井口的套管阀门关闭，然后将连接伺服计量泵2进液口的输入软管与储药罐连通，连接伺服计量泵2出液口的输出软管上的卡扣3与油井井口的套管阀门连接，根据目标油井需要加注的药液量，启动并调整电子控制器6，然后打开第一阀门4、第二阀门5、油套管阀门，伺服计量泵2在电子控制器6的控制作用下，可以自动连续化地向目标油井内加注预定量的药液，在加注药液的过程中，不用预先对油套管放压(即该装置不受油套管压力变化的影响)，不受天气及人为因素的影响，并且通过电子控制器6可以控制伺服计量泵2向油井内加注稳定量的药液，确保了油井内药液的有效浓度，提高了药液的防腐效果。待加药完毕后，将该装置与储药罐和套管阀门拆分，由于伺服计量泵2的体积小，质量轻，能够放置在加药箱1内，故便于该装置携带至其他油井处进行加药作业。该装置中的电池7为电子控制器6和伺服计量泵2提供电能。该装置在使用时不需要配备其他配套设备，且可以携带至不同的油井处使用，降低了成本，便于推广使用。

基于上述可知，本实用新型实施例提供的用于油井防腐的加药装置，通过将伺服计量泵2、电子控制器6、充电式电池7设置在加药箱1内，在满足能够实现定量化、连续化、稳定加药的前提下，便于移动或携带整个加药装置。通过设置电子控制器6和伺服计量泵2，便于电子控制器6准确地控制伺服计量泵2的排液量，在具有不同油套管压力的条件下可连续加注相适宜流量的药液，确保了油井内药液的有效浓度，提高了药液的防腐效果。通过设置电池7，为电子控制器6提供电能，以驱动伺服计量泵2工作。设置第一阀门4和第二阀门5便于控制药液能否由伺服计量泵2的进液口和出液口输入或者输出。可见，本实用新型实施例提供的用于油井防腐的加药装置具有结构简单、不受油套管压力变化的影响、能够自动化连续加注、加药量稳定、可携带至不同油井加注药液、便于推广应用等特点。

在本实用新型实施例中，伺服计量泵2可以为意大利COMET科美特高压 公司的TW11025型号的柱塞泵，该泵通过伺服电机控制，有效地解决了低速时低频振动现象，适应能力强，具有排量小、耐高温、防腐等特点。内部设置有伺服计量泵2、电子控制器6、电池7的加药箱1的重量约为8-16公斤，质量小，便于携带至不同的目标油井处进行加药作业。并且伺服计量泵2、电子控制器6、电池7均可拆卸地固定在加药箱1内(例如可以通过螺栓和配套螺母的方式固定)，以避免在移动加药箱1时伺服计量泵2、电子控制器6、电池7碰撞加药箱1的内壁。在油井进行正常开采作业的过程中或者停止作业时，该装置均可用于加药作业。

如附图1-1及附图1-2所示，加药箱1呈方形体结构，上表面上设置有把手101，以及用于穿过输入软管的通孔；下表面的四个角部分别设置有支脚102。方形体结构的加药箱1容易获取，便于加药箱1内部设置伺服计量泵2、电子控制器6、电池7等零部件。设置把手101便于携带，在加药箱1下表面上的四个角处分别设置支脚102便于加药箱1放置在工作面上，避免磨损加药箱1的外壁。为了增大操作人员的手与把手101之间以及支脚102与工作地面之间的摩擦力，在把手101的外表面上以及支脚102的下端面上均设置有花纹。其中，花纹可以为条形花纹、方形花纹、或者不规则形花纹等。加药箱1的材料为具有耐高温高压、防腐蚀、耐二氧化碳、轻质化、且密封效果好的材料，以便于应用于不同的环境中，扩大了该装置的应用范围。

在本实用新型实施例中，为了便于该装置在没有直接电源的条件下工作，电池7可以为充电式电池(例如充电式锂电池)或者为干电池。为了减少电池7的更换操作，优选电池7为充电式电池。如附图1-1及附图1-2所示，加药箱1的左侧面上设置有与电池7电连接的充电插口103，以及用于缠绕连接充电电源与充电插口103的充电电缆的电缆绕线轮104。将充电电缆缠绕在电缆绕线轮104上可以避免安全隐患，在充电时，通过将充电电缆的插头插入充电插口103即可对电池7进行充电。

为了便于输入软管或者输出软管整齐地放置在加药箱1上，以便于加药箱1的携带，如附图1-1所示，加药箱1的右侧面上设置有用于缠绕输入软管和输出软管的软管绕线轮105，以及用于穿过输出软管的通孔。输出软管与加药箱1内的伺服计量泵2的出液口连接，输出软管穿出加药箱1右侧面上的通孔，并缠绕在软管绕线轮105上，与伺服计量泵2的进液口连接的输入软管穿出加药箱1 上表面上的通孔，同样可以缠绕在软管绕线轮105上。

在本实用新型实施例中，为了便于输出软管与井口套管阀门的快速连接，可将与输出软管连接的卡扣3设置为快速卡扣。快速卡扣的一端固定套装在输出软管上，另一端可通过卡接作用快速套装在井口套管阀门上。快速卡扣为本领域技术人员所熟知的零部件，在此不再赘述。

为了延长伺服计量泵2的使用寿命，在储药罐上设置有可视液位计以及过滤器，以便于观察储药罐内的药液量，避免伺服计量泵2空转运行，过滤器可以过滤输入伺服计量泵2内的药液，以避免药液中存在的块状物质堵塞伺服计量泵2。

在本实用新型实施例中，电子控制器6包括设置在加药箱1前侧壁上的电子显示屏、调整旋钮、以及设置在加药箱1内部的电路板；电路板上设置有处理模块、以及均与处理模块电连接的数字显示模块、计时模块、控制模块，处理模块还与伺服计量泵2电连接；电子显示屏与数字显示模块、计时模块电连接，用于显示伺服计量泵2的排液量和排液时间；调整旋钮与控制模块电连接，用于控制伺服计量泵2的排液量。通过顺时针或者逆时针旋转调整旋钮可以使控制信号由控制单元输入处理模块，经过处理模块处理后，向伺服计量泵2的伺服电机发出增大或减小排液量的控制指令，然后伺服电机接收控制指令并作出增大或减小排液量的动作，相应地处理模块将处理后的控制指令信息以及处理后的计时模块的计时信息通过数字显示模块由电子显示屏显示出来，即显示出伺服加药泵2的排液量和排液时间。

为了保证与伺服计量泵2的出液口相连通的输出软管内的压力在安全范围内，如附图2所示，本实用新型实施例提供的装置还包括：与伺服计量泵2的出液口连通的安全管线；安全管线穿过加药箱1的壁伸入至加药箱1外部；加药箱1外部的安全管线上设置有安全阀8。当安全管线的压力超过安全阀8设定的极限压力值时，安全阀8将自动开启泄压，以使输出软管内的压力处于正常的压力范围内，避免发生安全隐患。进一步地，为了保证在安全阀8失灵后，与伺服计量泵2的出液口相连通的输出软管内的压力在安全范围内，本实用新型实施例提供的装置还包括设置在安全管线上的电接点压力表9，电接点压力表9可以显示安全管线内的压力，以进一步地估计输出软管内的压力，当电接点压力表9测得的安全管线内的压力超过设定压力值时将会发出报警信号。其中， 电接点压力表9可以设置在加药箱1内部，也可以设置在加药箱1的外部。电接点压力表9一般与继电器、变频器等电气器件配套使用，电池7为其提供电源。安全阀8和电接点压力表9为本领域中常用的安全阀8和电接点压力表9，在此不再赘述。

本实用新型实施例提供的装置还包括设置在输出软管上的单流凡尔，用于防止药液或者气流等由油套管逆流至伺服计量泵2内，以保证伺服计量泵2正常工作。其中，单流凡尔由凡尔外壳体，以及内部的凡尔球和凡尔球座组成，当药液由伺服计量泵2的出液口输出时，药液通过凡尔，推动凡尔球离开凡尔球座，流通通道打开，流体可以通过，药液可以由单流凡尔的凡尔口流通至油井内；当药液由油井逆流至单流凡尔时，在压力的作用下凡尔球坐在凡尔球座上，流通通道关闭，流体不能通过凡尔，保持流体的单向流动，不能通过凡尔球座流通至伺服计量泵2内。

如附图1-1及附图2所示，本实用新型实施例提供的装置还包括第三阀门10，第三阀门10设置在与伺服计量泵2的出液口和第二阀门5之间的输出软管相连通的排液管线上，且第三阀门10位于加药箱1外。在冬季，为了避免输出软管内的药液结冰，在本实用新型实施例提供的装置不工作时，可通过打开第三阀门10将输出软管内的药液由排液管线排出，以延长输出软管的使用寿命。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。