油井冲击式加药装置的制作方法

本实用新型涉及一种石油油井采油辅助设施，特别涉及一种油井冲击式加药装置，属于采油辅助设备技术领域。

背景技术：

在油层高温高压条件下，蜡溶解在原油中。原油流入井筒后，在从井底上升到井口的流动过程中，其压力和温度逐渐降低。当温度和压力降到蜡析出点时，蜡就从原油中析出，使井筒结蜡。此外，油井腐蚀是所有油井在生产中都必须面临的普遍问题，油井腐蚀会导致油管、抽油杆和泵等设备的使用寿命大大缩减，造成很大的直接经济损失；而因腐蚀导致的油井停产、维修作业等间接经济损失更是难以计算。

针对油井结蜡和腐蚀两大问题，油田常规的解决方法是向油井油套环空连续投加药剂，以解决结蜡、结垢、腐蚀等问题，延长油井检泵周期。

目前油田油井加药主要为人工周期性投加方式，但是周期性投加在一些井的应用上存在一定局限性：⑴套压高的井：当油井套管气较多造成套压较高时，需放套管气降套压后才能加药，而放过多套管气容易造成安全环保隐患，同时会影响油井正常生产，已被禁止。⑵特殊工艺要求井：有些三高原油井特别是电加热杆井进行化学降粘降凝工艺实施时，井筒中需要持续保持有效浓度，而周期性投加存在药剂浓度衰减问题，又大大增加人工成本，不能实现药效。

井口加药使用连续点滴加药方式更为普遍，采用人工手动调节阀门，减小或增大液流通过面积的方式对油井进行点滴加药，若开大时，化学药剂会很快流完，若将阀门控制小时，油井得不到充分的加药量，使工作效率低且难以掌握。此外，化学药剂因长时间滞留在药箱内，会发生变质后余留在桶内产生结晶体、沉淀、絮状物，易造成阀门堵塞。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种油井冲击式加药装置，可以解决加药管易堵塞的问题，确保加药的总体连续性，避免油井因加药不及时造成油井负荷上升；解决了点滴加药的过程中存在的点滴量控制难，调节频繁，劳动强度大，工作效率低，现场管理难度大的问题。

为解决以上技术问题，本实用新型的一种油井冲击式加药装置，包括加药箱和加药泵，所述加药箱和加药泵位于共同底座上，所述加药泵的上方设有控制柜，所述加药泵的入口管与所述加药箱的底部相连，所述入口管的管口设有喇叭口，所述喇叭口上安装有球形滤网，所述加药泵的出口安装有出口阀，所述出口阀的出口连接有向下弯曲的U形管，所述U形管的底部连接有泄放管，所述泄放管的下端安装有排污阀，所述U形管的出口安装有加药电磁阀，所述加药电磁阀的出口安装有加药管，所述加药管与油井套管闸门相连接；所述加药泵和加药电磁阀受控于控制系统，所述控制系统安装于所述控制柜中且包括主回路和控制回路，所述主回路包括依次串联的加药泵开关（QF2）、主接触器（KM1）的主触头（KM1-1）、热继电器（FR）和加压泵电机（M1）；所述控制回路的相线与零线之间依次串联有停止按钮（SB1）、启动按钮（SB2）、热继电器（FR）的辅助常闭触头（FR-1）和第一中间继电器（KA1）的线圈，第一中间继电器的第一常开触头（KA1-1）并联在启动按钮（SB2）的两端，第一中间继电器的第二常开触头（KA1-2）与主接触器（KM1）的线圈串联后连接在停止按钮（SB1）的下桩头与零线之间；所述停止按钮（SB1）的下桩头与零线之间串联有第一中间继电器的第三常开触头（KA1-3）与可编程时间继电器（KT1）的线圈；所述停止按钮（SB1）的下桩头与零线之间还串联有可编程时间继电器的触头（KT1-1）与加药电磁阀的线圈。

相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果：加药箱清理不及时或药液长时间处于较低温度环境中，其底部容易产生结晶体、沉淀、絮状物等，一旦进入管线容易造成堵塞，如果在入口管的管口直径增设滤网，将会减小入口管的进液流量；本装置在加药箱内入口管的管口增加喇叭口和球形滤网，在充分过滤的同时确保足够的药剂进入加药管道中。通过加药电磁阀的通断比来控制加药量，可以保证加药电磁阀打开时的液流通过面积大，有效避免阀门堵并结合U形管沉降排污，确保加药出水管线畅通。U形管可以使进入管线的少量结晶体或者沉淀物沉降在U形管的底部，并进入泄放管中，可以定时打开排污阀将其排出。合上加药泵开关QF2，当按下启动按钮SB2时，第一中间继电器KA1的线圈得电，第一中间继电器的第一常开触头KA1-1吸合自保，第一中间继电器的第二常开触头KA1-2闭合使主接触器KM1的线圈得电，主接触器的主触头KM1-1闭合使加压泵电机M1启动；此时第一中间继电器的第三常开触头KA1-3闭合使可编程时间继电器KT1的线圈得电，可编程时间继电器的触头（KT1-1）周期性闭合或断开，使加药电磁阀的线圈周期性得电或失电，加药电磁阀周期性打开和关闭，满足油井正常点滴加药，实现油井加药调节的无人化管理。按下停止按钮SB1，第一中间继电器KA1的线圈失电，第一中间继电器的第二常开触头KA1-2断开使主接触器KM1的线圈失电，主接触器的主触头KM1-1断开使加压泵电机M1停止运行；如果运行电流过大使加压泵电机M1过热，热继电器FR的辅助常闭触头FR-1断开使第一中间继电器KA1的线圈失电，使加压泵电机M1停止运行。第一中间继电器的第三常开触头KA1-3断开使可编程时间继电器KT1的线圈失电，加药电磁阀保持关闭。

作为本实用新型的改进，所述加药箱的下部安装有加热棒（BR）和温度传感器（ST）；所述主回路还包括依次串联的加热棒开关（QF3）、加热棒接触器（KM2）的主触头（KM2-1）和所述加热棒（BR）；所述停止按钮（SB1）的下桩头与零线之间串联有温控器（WK）的常开触头与加热棒接触器（KM2）的线圈，所述温控器（WK）受控于所述温度传感器（ST）探测的温度。合上加热棒开关QF3，当温度传感器ST探测到药液的温度低于设定值时，温控器WK的常开触头闭合，使加热棒接触器KM2的线圈得电，加热棒接触器的主触头KM2-1闭合，加热棒BR得电对药液进行加热；反之当温度传感器ST探测到药液的温度高于设定值时，温控器WK的常开触头断开，使加热棒接触器KM2的线圈失电，加热棒接触器的主触头KM2-1断开，加热棒BR则停止加热。

作为本实用新型的进一步改进，所述加药箱的侧壁安装有液位计，所述液位计包括低液位传感器（SW1），所述第一中间继电器（KA1）的线圈回路中串联有所述低液位传感器的常闭触头（SW1-1）。操作人员可以通过液位计直接观察加药箱的液位，当药箱里的药剂液位处于低液位以上时，低液位传感器的常闭触头处于接通状态；当加药箱里的药剂液位下落至低液位时，低液位传感器的常闭触头SW1-1断开，使第一中间继电器KA1的线圈不能得电，加压泵电机M1无法运行。

作为本实用新型的进一步改进，所述低液位传感器的常开触头（SW1-2）与第二中间继电器（KA2）的线圈串联后连接在停止按钮（SB1）的下桩头与零线之间，第二中间继电器的常开触头（KA2-1）与低液位报警灯（L4）串联后连接在停止按钮（SB1）的下桩头与零线之间，所述低液位报警灯（L4）的两端并联有电铃（DL）。当加药箱里的药剂液位下落至低液位时，低液位传感器的常开触头SW1-2闭合，第二中间继电器KA2的线圈得电，第二中间继电器的常开触头KA2-1闭合，低液位报警灯L4亮起，同时电铃DL发出声响，提醒操作者向加药箱内加注药液。

作为本实用新型的进一步改进，所述停止按钮（SB1）的下桩头与零线之间串联有加热棒接触器的辅助常开触头（KM2-2）和加热工作指示灯（L3）。加热棒BR工作的同时，加热棒接触器的辅助常开触头KM2-2闭合，加热工作指示灯L3亮起，向操作者发出信号。

作为本实用新型的进一步改进，所述停止按钮（SB1）的下桩头与零线之间连接有电源指示灯（L1），所述停止按钮（SB1）的下桩头与零线之间还串联有主接触器的辅助常开触头（KM1-2）和加药工作指示灯（L2）。主接触器KM1的线圈得电时，主接触器的辅助常开触头KM1-2闭合，使加药工作指示灯L2亮起。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本实用新型。

图1为本实用新型油井冲击式加药装置的结构示意图。

图2为本实用新型油井冲击式加药装置的电气原理图。

图中： 1.加药箱；1a.液位计；1b.球形滤网；2.加药泵；2a.入口阀；2b.出口阀；3.控制柜；4.共同底座；5.U形管；6.泄放管；6a.排污阀；7.加药电磁阀；8.加药管；9.油井套管闸门；M1.加压泵电机；BR.加热棒；SW1.低液位传感器；ST.温度传感器；WK.温控器；QF1.总开关；QF2.加药泵开关；QF3.加热棒开关；QF4.控制回路开关；SB1.停止按钮；SB2.启动按钮；FR.热继电器； KM1.主接触器；KM2.加热棒接触器；KA1.第一中间继电器；KA2.第二中间继电器；KT1.可编程时间继电器；L1.电源指示灯；L2.加药工作指示灯；L3.加热工作指示灯；L4.低液位报警灯；DL.电铃。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的油井冲击式加药装置包括加药箱1和加药泵2，加药箱1和加药泵2位于共同底座4上，加药泵2的上方设有控制柜3，加药泵2的入口管通过入口阀2a与加药箱1的底部相连，入口管的管口设有喇叭口，喇叭口上安装有球形滤网1b，加药泵2的出口安装有出口阀2b，出口阀2b的出口连接有向下弯曲的U形管5，U形管5的底部连接有泄放管6，泄放管6的下端安装有排污阀6a，U形管5的出口安装有加药电磁阀7，加药电磁阀7的出口安装有加药管8，加药管8与油井套管闸门9相连接。

加药箱1清理不及时或药液长时间处于较低温度环境中，其底部容易产生结晶体、沉淀、絮状物等，一旦进入管线容易造成堵塞，如果在入口管的管口直径增设滤网，将会减小入口管的进液流量；本装置在加药箱1内入口管的管口增加喇叭口和球形滤网1b，在充分过滤的同时确保足够的药剂进入加药管道中。通过加药电磁阀7的通断比来控制加药量，可以保证加药电磁阀7打开时的液流通过面积大，有效避免阀门堵并结合U形管5沉降排污，确保加药出水管线畅通。U形管5可以使进入管线的少量结晶体或者沉淀物沉降在U形管5的底部，并进入泄放管6中，可以定时打开排污阀6a将其排出。

加药泵2和加药电磁阀7受控于控制系统，控制系统安装于控制柜3中且包括主回路和控制回路，主回路包括依次串联的加药泵开关QF2、主接触器KM1的主触头KM1-1、热继电器FR和加压泵电机M1.

控制回路的通断由控制回路开关QF4控制，控制回路的相线与零线之间依次串联有停止按钮SB1、启动按钮SB2、热继电器FR的辅助常闭触头FR-1和第一中间继电器KA1的线圈，第一中间继电器的第一常开触头KA1-1并联在启动按钮SB2的两端，第一中间继电器的第二常开触头KA1-2与主接触器KM1的线圈串联后连接在停止按钮SB1的下桩头与零线之间；停止按钮SB1的下桩头与零线之间串联有第一中间继电器的第三常开触头KA1-3与可编程时间继电器KT1的线圈；所述停止按钮SB1的下桩头与零线之间还串联有可编程时间继电器的触头KT1-1与加药电磁阀7的线圈。

合上总开关QF1和加药泵开关QF2，当按下启动按钮SB2时，第一中间继电器KA1的线圈得电，第一中间继电器的第一常开触头KA1-1吸合自保，第一中间继电器的第二常开触头KA1-2闭合使主接触器KM1的线圈得电，主接触器的主触头KM1-1闭合使加压泵电机M1启动；此时第一中间继电器的第三常开触头KA1-3闭合使可编程时间继电器KT1的线圈得电，可编程时间继电器的触头KT1-1周期性闭合或断开，使加药电磁阀7的线圈周期性得电或失电，加药电磁阀7周期性打开和关闭，满足油井正常点滴加药，实现油井加药调节的无人化管理。

按下停止按钮SB1，第一中间继电器KA1的线圈失电，第一中间继电器的第二常开触头KA1-2断开使主接触器KM1的线圈失电，主接触器的主触头KM1-1断开使加压泵电机M1停止运行；如果运行电流过大使加压泵电机M1过热，热继电器FR的辅助常闭触头FR-1断开使第一中间继电器KA1的线圈失电，使加压泵电机M1停止运行。第一中间继电器的第三常开触头KA1-3断开使可编程时间继电器KT1的线圈失电，加药电磁阀7保持关闭。

加药箱1的下部安装有加热棒BR和温度传感器ST；主回路还包括依次串联的加热棒开关QF3、加热棒接触器KM2的主触头KM2-1和加热棒BR；停止按钮SB1的下桩头与零线之间串联有温控器WK的常开触头与加热棒接触器KM2的线圈，温控器WK受控于温度传感器ST探测的温度。合上加热棒开关QF3，当温度传感器ST探测到药液的温度低于设定值时，温控器WK的常开触头闭合，使加热棒接触器KM2的线圈得电，加热棒接触器的主触头KM2-1闭合，加热棒BR得电对药液进行加热；反之当温度传感器ST探测到药液的温度高于设定值时，温控器WK的常开触头断开，使加热棒接触器KM2的线圈失电，加热棒接触器的主触头KM2-1断开，加热棒BR则停止加热。

加药箱1的侧壁安装有液位计1a，液位计1a包括低液位传感器SW1，第一中间继电器KA1的线圈回路中串联有低液位传感器的常闭触头SW1-1。操作人员可以通过液位计1a直接观察加药箱1的液位，当药箱里的药剂液位处于低液位以上时，低液位传感器的常闭触头处于接通状态；当加药箱1里的药剂液位下落至低液位时，低液位传感器的常闭触头SW1-1断开，使第一中间继电器KA1的线圈不能得电，加压泵电机M1无法运行。

低液位传感器的常开触头SW1-2与第二中间继电器KA2的线圈串联后连接在停止按钮SB1的下桩头与零线之间，第二中间继电器的常开触头KA2-1与低液位报警灯L4串联后连接在停止按钮SB1的下桩头与零线之间，低液位报警灯L4的两端并联有电铃DL。当加药箱1里的药剂液位下落至低液位时，低液位传感器的常开触头SW1-2闭合，第二中间继电器KA2的线圈得电，第二中间继电器的常开触头KA2-1闭合，低液位报警灯L4亮起，同时电铃DL发出声响，提醒操作者向加药箱1内加注药液。

停止按钮SB1的下桩头与零线之间串联有加热棒接触器的辅助常开触头KM2-2和加热工作指示灯L3。加热棒BR工作的同时，加热棒接触器的辅助常开触头KM2-2闭合，加热工作指示灯L3亮起，向操作者发出信号。

停止按钮SB1的下桩头与零线之间连接有电源指示灯L1，停止按钮SB1的下桩头与零线之间还串联有主接触器的辅助常开触头KM1-2和加药工作指示灯L2。主接触器KM1的线圈得电时，主接触器的辅助常开触头KM1-2闭合，使加药工作指示灯L2亮起。

以上所述仅为本实用新型之较佳可行实施例而已，非因此局限本实用新型的专利保护范围。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。