一种无人值守撬装式注水装置自动运行控制系统的制作方法

1.本发明属于油田设备技术领域，具体涉及一种无人值守撬装式注水装置自动运行控制系统。


背景技术：

2.在油田采油时，需要不断地从外部往采油层注水，以便石油聚集，提高采油效率，因此，需要修建注水泵站。目前随着国内大多数油田均进入注水开发期，并且随着油田的不断滚动扩边开发，注水井数较少的开发试验小区块和边远小区块越来越多。为了适应边远区块注水开发的需要现有技术中存在多种注水系统，主要包括小型简易注水系统、撬装式注水系统以及采用注水站供水、井场增压技术的等等多种注水系统，这些注水系统通常采用人工手动调节的方式进行相应的调节，控制效果需要操作人员凭经验进行相关的调节，不仅调节效率低而且操作精度低易造成注水量的不准确。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术存在的人工操作精准度低、效率低的问题，本发明提供了一种无人值守撬装式注水装置自动运行控制系统，其具有自动注水、无人值守、精准度更高等特点。
4.本发明所采用的技术方案为：
5.一种无人值守撬装式注水装置自动运行控制系统，包括：主控模块、通信模块、进液监测模块和出液监测模块；
6.所述通信模块、所述进液监测模块和所述出液监测模块分别和所述主控模块连接；
7.所述进液监测模块设置于增压泵的进液口处，用于获取进液口的液体压力值；
8.所述出液监测模块设置于增压泵的出液口处，用于获取出液口的液体压力值；
9.所述主控模块通过所述通信模块和服务器连接，用于获取用户设定的压力值，并基于用户定的压力值和出液口的液体压力值对增压泵的变频器进行调节，以使增压泵出液口的液体压力保持用户设定的压力值；
10.所述主控模块还用于将进液口的液体压力值和出液口的液体压力值发送至服务器供用户进行监测。
11.进一步的，所述进液监测模块和所述出液监测模块均包括和所述主控模块连接的压力变送器。
12.进一步的，所述进液监测模块和所述出液监测模块还包括和所述主控模块连接的液体流量计。
13.进一步的，所述进液监测模块还包括和所述主控模块连接的进液电动闸阀，所述出液监测模块还包括和所述主控模块连接的出液电动闸阀。
14.进一步的，所述无人值守撬装式注水装置自动运行控制系统还包括和所述主控模
块连接的震动位移传感器，用于对增压泵曲轴箱振动位移进行监测。
15.进一步的，所述无人值守撬装式注水装置自动运行控制系统还包括和所述主控模块连接的温度监测模块，用于对增压泵的电机轴承和电机定子的温度进行监测。
16.进一步的，所述温度监测模块中的传感器均采用pt100热电偶传感器。
17.进一步的，所述无人值守撬装式注水装置自动运行控制系统还包括和所述主控模块连接的油温变送器和液位计，分别用于对增压泵的润滑油泵的油温和油量进行监测。
18.进一步的，所述无人值守撬装式注水装置自动运行控制系统还包括和所述主控模块连接的摄像头和烟感传感器，用于撬房内外的环境的监测和报警。
19.进一步的，所述无人值守撬装式注水装置自动运行控制系统还包括和所述主控模块连接的键盘和显示器，用于系统参数的设置和查看。
20.本发明的有益效果为：通过进液监测模块对进液口的液体压力值进行监测；出液监测模块对出液口的液体压力值进行监测；主控模块通过通信模块和服务器连接，用于获取用户设定的压力值，并基于用户定的压力值和出液口的液体压力值对增压泵的变频器进行调节，以使增压泵出液口的液体压力保持用户设定的压力值；并将进液口的液体压力值和出液口的液体压力值发送至服务器供用户进行监测。实现了油田注水的自动化控制，控制效率更高节省人力。提升了注水设备的智能化水平和运行效率。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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他的附图。
22.图1是根据一示例性实施例提供的无人值守撬装式注水装置自动运行控制系统的原理图；
23.图2是根据一示例性实施例提供的无人值守撬装式注水装置自动运行控制系统的另一原理图；
24.图3是根据一示例性实施例提供的无人值守撬装式注水装置自动运行控制系统的再一原理图。
25.图中1
‑
服务器；2
‑
通信模块；3
‑
进液监测模块；4
‑
主控模块；5
‑
出液监测模块；6
‑
温度监测模块；7
‑
油温变送器；8
‑
液位计；9
‑
摄像头；10
‑
烟感传感器；11
‑
显示器；12
‑
键盘。
具体实施方式
26.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
27.参照图1所示，本发明的实施例提供了一种无人值守撬装式注水装置自动运行控制系统，包括：主控模块4、通信模块2、进液监测模块3和出液监测模块5；
28.通信模块2、进液监测模块3和出液监测模块5分别和主控模块4连接；
29.进液监测模块3设置于增压泵的进液口处，用于获取进液口的液体压力值；
30.出液监测模块5设置于增压泵的出液口处，用于获取出液口的液体压力值；
31.主控模块4通过通信模块2和服务器1连接，用于获取用户设定的压力值，并基于用户定的压力值和出液口的液体压力值对增压泵的变频器进行调节，以使增压泵出液口的液体压力保持用户设定的压力值；
32.主控模块4还用于将进液口的液体压力值和出液口的液体压力值发送至服务器1供用户进行监测。
33.具体的，用户可通过自己的智能手机等智能终端和服务器1进行连接，进而实现和主控模块4的通信连接，这样用户即可通过用户的终端实现和主控模块4的通信，以对注水装置进行远程控制，主控模块4通过采集排液出口压力变送器的压力值，通过主控模块内部的pid计算，根据设定的出口压力目标值，控制变频器运行频率，从而控制电动机转速，实现泵出口压力的恒定；同时根据设定的每天注水量和注水时间(峰谷电运行，设定峰谷电时、峰电低频运转、谷电高频运转)控制设备的运行和停止，并且能够实现设备的就地和远程的一键启动和停止控制，进而实现设备的自动化运行。
34.同时通过对进液口的液体压力的采集能够实现对进液口的压力信息的采集，进而实现对增压泵进液口的监控，能够对进液的压力实时进行监控，在出现压力异常如断流等情况时能够第一时间进行相应的报警，从而提醒用户异常情况的发生，避免对设备的损坏，保证设备的正常运行。
35.作为上述实施例可行的实现方式，进液监测模块3和出液监测模块5均包括和主控模块4连接的压力变送器。
36.进液监测模块3和出液监测模块5还包括和主控模块4连接的液体流量计。
37.进液监测模块3还包括和主控模块4连接的进液电动闸阀，出液监测模块5还包括和主控模块连接的出液电动闸阀。
38.其中进液电动闸阀采用dn80,pn160/开关型/法兰连接/材质a105/带配对法兰，进液涡轮流量计采用dn80,pn160/法兰对夹式连接/带就地显示及远传(瞬时流量+累计流量)/量程4
‑
40方/小时，出液电动闸阀采用dn50 pn420/调节型材质a105，排液压力变送器带就地显示及远传/0
‑
60mpa。
39.参照图2和图3所示，在本发明的一些具体实施例中，还包括和主控模块4连接的震动位移传感器，用于对增压泵曲轴箱振动位移进行监测。
40.还包括和主控模块4连接的温度监测模块6，用于对增压泵的电机轴承和电机定子的温度进行监测。其中温度监测模块6中的传感器均采用pt100热电偶传感器。
41.还包括和主控模块连接的油温变送器7和液位计8，分别用于对增压泵的润滑油泵的油温和油量进行监测。
42.其中主控模块可采用具有以太网接口的西门子系列plc，其中增压泵压力、润滑油温度、液位、流量数据通过具有一进两出作用的信号隔离栅采集，保证系统的正常运行。
43.由润滑油泵、旋转式过滤器、润滑油电接点压力表、油温变送器和油位开关可构成强制润滑冷却系统。曲轴箱油温、泵进液压力、泵排液压力、曲轴箱振动位移、泵进液流量采用变送器信号，信号类型为dc 24v 0
‑
20ma；填料刺漏、曲轴箱油压和油位信号为开关量信号；电机轴承温度2个和电机定子温度3个，信号类型为pt100。
44.增压泵的主电机采用变频器驱动，主电机轴流风机和强制润滑系统油泵电机采用工频接触器驱动，开关型进液电动阀、调节型回流口电动阀、电加热器、照明开关和通风开关。
45.还包括和主控模块连接的摄像头9和烟感传感器10，用于撬房内外的环境的监测和报警。
46.可通过泵房周围安装电子周界报警和视频摄像头(泵房内摄像头2只，泵房外广角摄像头一只)，当有人员入侵时，报警喇叭自动播放警告，警告内容可根据需要提前录制，中控室人员根据视频监控，也可以远程喊话。
47.还包括和主控模块连接的键盘12和显示器11，用于系统参数的设置和查看。
48.在本发明的另一些具体实施例中，为实现设备无人值守运行的可靠性和安全性，系统具有完备的保护和报警功能如：泵出口超压报警、泵入口低压报警，油温、油位、油压报警，曲轴箱震动超限保护，电流过载、过流、缺相、短路等保护，撬房内安装烟感报警器，当出现烟感报警时，系统停机并发出警报，并且在当其中任意一个信号值超出正常设定值后，系统报警(报警停机，根据设定)，同时将报警类型记录并远传至甲方设备中控平台。
49.其中对应采集的数据有：注水泵进口压力、出口压力；瞬时流量和累计流量；润滑油温度、润滑油压力、润滑油液位；曲轴箱震动位移数值；电机轴承温度、电机绕组温度；填料刺漏情况；运行电流及频率。
50.其中通过显示器显示的数据包括：系统触摸屏采用信捷触摸屏；注水泵进口压力、出口压力；瞬时流量和累计流量；润滑油温度、润滑油压力、润滑油液位；曲轴箱震动位移数值；电机轴承温度、电机绕组温度；填料刺漏情况；运行电流及频率可根据现场需要灵活组态。
51.在用户侧的智能终端中所显示的内容包括：采用工控机安装组态软件的方式，现场参数进行远程传输显示；注水泵进口压力、出口压力；瞬时流量和累计流量；润滑油温度、润滑油压力；曲轴箱震动位移数值；电机轴承温度、电机绕组温度、电机运行电流及频率；将以上数据传送至控制中心显示，便于实时了解运行数据，并能启动、停止注水泵操作。
52.系统所实现的报警包括：填料刺漏报警、高油温报警、低油位报警、润滑油压力超限报警、泵入口低压报警、出口超压报警、泵震动超限报警、变频故障报警、电机轴承及绕组温度超限报警等；以上功能出报警外，还具有能够生成报警记录，方便查询。实现超压、超温、超低液位、填料刺漏、电流异常等自动停泵。
53.关于摄像头的设置可在泵撬和控制撬内安装摄像头(泵撬内2个摄像头、泵房外1只广角摄像头)，通过图像实时监测撬内设备运行情况。
54.对于撬装式的注水设备，在其周边还可设置电子周界报警功能，当有人员进入设定区域自动报警提示监控中心，同时撬内音箱自动播放警告提示音。
55.泵撬及控制间内各安装空调和排风扇一部。泵撬内部设置有lgd照明灯，泵撬外四角均设置照明灯便于夜晚安全作业。泵撬内壁悬挂吸音板(内置吸音棉)，撬外1米处噪音小于90db。
56.本发明上述实施例所提供的无人值守撬装式注水装置自动运行控制系统，提升设备本质安全水平。装置具备周界防范、入侵报警、语音提升、感烟报警、刺漏保护、超限保护等安全保护功能。提升设备智能化水平和运行效率。具备一键启停、远程控制、恒压恒流注
水、峰谷电量自动调调节等功能，彻底实现无人值守。
57.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
58.上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。
59.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。