一种抽油机动力清防蜡剂加注自动化系统及方法与流程

本发明涉及石油天然气开采装备，更具体的是涉及一种抽油机动力清防蜡剂加注自动化系统及方法。

背景技术：

1、油田采油井常出现井筒结蜡或井筒附近地层堵塞，需不定期或连续往井内注入清防蜡剂、解堵剂或热洗井。热洗清蜡：利用原油、热水，经过锅炉车加温后在油井中循环洗井清蜡。化学清蜡：利用不同的化学药剂，注入井筒后产生反应发生热量，清除油井结蜡。电加热清蜡：利用空芯抽油杆，中间下上加热电缆，利用加热装置对油井加热清蜡。该种方法虽然效果较好，但是工艺较复杂，一次性投资较高。这几种工艺方法主要存在以下问题：无自动化控制系统、洗井费用高、工人劳动强度大、工作滞后、效果不稳定的问题。

2、在清防蜡施工方面，申请号为cn92216143.7的中国专利公开了一种用于油田特别是稠油或高凝油田抽油井井筒加热的交流电热抽油杆伴热装置。它由地面供电部分和井下加热部分组成，井下加热电缆及其下端的电加热头分别置于空心抽油杆构成的杆柱及抽油杆短节内，短节内壁与电加热头间充填有导电物质。当接通电源后，井下部分即构成回路，对井筒加热。利用该装置可有效地进行降粘或清防蜡，从而，成为稠油、高凝油井开采的一种理想工具。申请号为cn201620312481.4的中国专利公开了一种油井清防蜡装置，其用于提高油井中原油的温度，防止原油析蜡，它包括：供水机构、循环机构、以及出水机构。供水机构用于为油井清防蜡装置提供大于原油温度的水。循环机构设置在油井内并在油井内延伸预定长度，其与供水机构相连通，以使得水在循环机构内流动，进而使得循环机构为原油提供热量。出水机构与循环机构相连通，以使得循环机构内的水排出。本实用新型通过循环机构将供水机构提供的热水在油井内进行循环流动，以加热油井内待采出的原油，进而使得原油的温度升高，解决原油在温度较低时析蜡的问题。而且相较于电加热方式节约了电能，充分利用了油站内废弃热水的热量。申请号为cn201610231669的中国专利公开了一种油井清防蜡装置及方法，其用于提高油井中原油的温度，防止原油析蜡，它包括：供水机构、循环机构、以及出水机构。供水机构用于为油井清防蜡装置提供大于原油温度的水。循环机构设置在油井内并在油井内延伸预定长度，其与供水机构相连通，以使得水在循环机构内流动，进而使得循环机构为原油提供热量。出水机构与循环机构相连通，以使得循环机构内的水排出。本发明通过循环机构将供水机构提供的热水在油井内进行循环流动，以加热油井内待采出的原油，进而使得原油的温度升高，解决原油在温度较低时析蜡的问题。而且相较于电加热方式节约了电能，充分利用了油站内废弃热水的热量。

3、虽然上述专利能够利用抽油机进行油井清防蜡，但对于原有抽油机系统及采油井口均有大幅改造，结构过于复杂，形式不够合理，解决现有问题较为片面，尤其是油井清防蜡作业的工艺模式，没有工艺创新，仍然需要较大的能源支撑，未解决现有的工艺难题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：为了解决现有清蜡系统结构过于复杂的技术问题，本发明提供一种抽油机动力清防蜡剂加注自动化系统及方法。

2、本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

3、一种抽油机动力清防蜡剂加注自动化系统，包括依次连接的驱动液缸取力系统、动力液缸换力系统、药剂液缸注剂系统和药剂储液罐，还包括电控系统；

4、驱动液缸取力系统用于对液压油抽吸取力；

5、动力液缸换力系统用于将液压油进行排出或吸回；

6、药剂液缸注剂系统用于对药剂储液罐内的清防蜡剂进行抽吸或将其注入采油井口；

7、电控系统与驱动液缸取力系统、动力液缸换力系统、药剂液缸注剂系统连接并能对上述系统进行控制。

8、进一步地，驱动液缸取力系统包括抽油机油梁、传动杆、位置滑块一、接近开关一、驱动液缸、有杆腔液压接口一和无杆腔液压接口一；

9、抽油机油梁与采油井口连接，传动杆的顶端与抽油机油梁连接、底端与驱动液缸中的取力活塞连接，驱动液缸的底部与抽油机的底座连接，位置滑块一安装在传动杆上，接近开关一通过位置滑块一的运动采集上下行程信号，有杆腔液压接口一和无杆腔液压接口一分别开设在驱动液缸的有杆腔体和无杆腔体部位、并与动力液缸换力系统连通。

10、进一步地，传动杆的中部垂直连接有连杆中部导向器，连杆中部导向器远离传动杆的一端与抽油机连接。

11、进一步地，传动杆上设置有用于调节其长度的伸缩结构。

12、进一步地，动力液缸换力系统包括液压油储液罐、储液罐进口、储液罐出口、动力液缸、有杆腔液压接口二、无杆腔液压接口二、位置滑块二和接近开关二；

13、动力液缸的内部设置有换力活塞，换力活塞的底部连接有活塞杆，活塞杆的底端穿过动力液缸并用于驱动药剂液缸注剂系统对清防蜡剂进行抽吸或注入，位置滑块二安装在活塞杆上，接近开关二通过位置滑块二的运动采集上下行程信号；

14、有杆腔液压接口二和无杆腔液压接口二分别开设在动力液缸的有杆腔体和无杆腔体部位，有杆腔液压接口二与有杆腔液压接口一通过连接管一连通，无杆腔液压接口二与无杆腔液压接口一通过连接管二连通，储液罐进口与连接管一连通，储液罐出口与连接管二连通。

15、进一步地，药剂液缸注剂系统包括注液液缸、排液口和吸液口；注液液缸的内部设置有注液活塞，注液活塞与活塞杆的底端连接，排液口与采油井口连通，吸液口与药剂储液罐连通。

16、进一步地，药剂储液罐连接有用于对清防蜡剂保温加热的液罐太阳能集热系统。

17、进一步地，液罐太阳能集热系统包括集热控制器、集热板和加热盘管；加热盘管设置在药剂储液罐的内部、且与集热控制器和集热板连接。

18、进一步地，电控系统包括plc和rtu；

19、plc根据接近开关一和接近开关二的信号反馈，控制储液罐进口和储液罐出口的开闭；

20、rtu经过无线信号远程传输作业数据及用户指令至云平台，再经云平台处理后远程传输数据至客户端或rtu。

21、另外，本发明还提出一种基于上述抽油机动力清防蜡剂加注自动化系统的加注方法，其特征在于，包括以下步骤：

22、当驱动液缸取力系统的取力活塞上行时，驱动动力液缸换力系统的换力活塞上行并将液压油排出至驱动液缸取力系统的驱动液缸中，同时，换力活塞上行带动药剂液缸注剂系统的注液活塞上行，将药剂储液罐中的清防蜡剂吸入药剂液缸注剂系统的注液液缸中；

23、当取力活塞下行时，换力活塞下行并将液压油吸入至动力液缸中，同时，换力活塞下行带动注液活塞下行，将清防蜡剂注入采油井口。

24、本发明的有益效果如下：

25、1.本发明通过驱动液缸取力系统、动力液缸换力系统、药剂液缸注剂系统和药剂储液罐与电控系统的配合，能够在不改造现有采油井口结构的情况下，实现智能化洗井清防蜡，本发明结构简单，易于安装布置，减少了工作费用，并且不会发生洗井液倒灌地层影响油井产量，可实现新能源在油田工艺措施的创新应用，为“碳中和”发展贡献力量。

26、2.本发明的清防蜡剂加注方法对作业排量、温度等参数实时控制，且能够通过远程及程序设置，大幅降低了工人劳动强度。与现有常规工艺相比，本发明无需注剂泵即可实现清防蜡，大幅降低洗井费用及有效延长检泵周期，达到了提质增效的目的。

27、3.本发明通过设置液罐太阳能集热系统，利用太阳能集热和换热有效应对冬季极寒天气作业，并且节约了能源。