一种气动力液压杠杆传动起消泡剂注入装置的制作方法

1.本实用新型属于天然气开采技术领域，尤其涉及一种气动力液压杠杆传动起消泡剂注入装置。


背景技术：

2.申请公布号为cn 114233254 a的一种集成泡排与增压功能的排水采气装置，该专利动力来源是混输泵、抽水泵，没对混输泵、抽水泵的动力形式进行阐明，结构复杂。
3.授权公告号为cn216043665u的一种天然气井泡排剂加注装置，设置有气液增压泵、进气管、分离器以及减压阀，通过在进气管上增加以确保进入分离器以及减压阀，就能确保气液增压泵的气质纯净，压力稳定，排气安全，使得气液增压泵工作更加安全平稳，提高工作效率，降低故障率，节约起泡剂的加注时间，从而节约成本。该专利，重点是储液罐液位控制，动力是气液增压泵，对气动增压泵的乏气排放没有明确，同时分离器的水排放也没有明确，结构复杂。
4.授权公告号为cn 216077063u的一种泡沫排水采气井井口气动注销一体化系统，该专利动力系统包括气、水马达、减速器和液压泵；起泡泵组件和消泡泵组件皆包括：液压马达、程控调速器和液压驱动注液泵。结构及控制相对较复杂。
5.井口加注起泡剂工艺主要为电动、平衡罐重力加注的方式也有气动加注方式。电动系统结构复杂、制造维修成本大，安全保障要求高；现有的平衡罐滴注工艺，流量控制不准；现有气动加注工艺，采用的是气动马达，存在气动马达转速控制难度大等问题。集气站集中消泡，对那些尚未全面开展泡排工艺的区块，消泡工艺配套设备较多、流程改造较复杂、各井泡沫浓度变化大，所需要的消泡剂加注量控制困难。


技术实现要素：

6.本实用新型实施例的目的在于提供一种气动力液压杠杆传动起消泡剂注入装置，旨在解决消泡工艺的驱动系统结构复杂、制造维修成本大的问题。
7.本实用新型实施例是这样实现的，一种气动力液压杠杆传动起消泡剂注入装置，包括机架，还包括：
8.设置在机架上的动力乏气出口截止阀、动力乏气出口单向阀、高压动力气入口截止阀、高压动力气入口单向阀、电磁驱动三通换向阀、高低压气变压气水与液压油分隔器、高压气衡压气水与液压油分隔器、电磁连通阀、伺服调速阀、动力液压缸、控制模块、传动组件起泡剂注入模块和消泡剂注入模块；
9.所述动力乏气出口单向阀的两端分别与动力乏气出口截止阀和电磁驱动三通换向阀连接，所述动力乏气出口截止阀的末端与动力气乏气出口连接，所述电磁驱动三通换向阀分别与高低压气变压气水与液压油分隔器、高压气衡压气水与液压油分隔器和动力乏气出口单向阀连接，所述高压动力气入口单向阀的两端分别与动力气入口截止阀和高压气衡压气水与液压油分隔器连接，所述动力气入口截止阀的末端与高压动力气入口连接，所
述高低压气变压气水与液压油分隔器和高压气衡压气水与液压油分隔器又通过电磁连通阀连接，所述高低压气变压气水与液压油分隔器与动力液压缸的一端连接，所述高压气衡压气水与液压油分隔器通过伺服调速阀与动力液压缸的另一端连接，所述动力液压缸内设置有活塞和活塞连接杆。
10.进一步的技术方案，所述传动组件包括传动杠杆和摆杆，所述传动杠杆转动连接在机架上，所述摆杆固定在传动杠杆上，且摆杆设置在传动杠杆与机架的转动连接处，所述传动杠杆的一端通过耳环与活塞连接杆转动连接。
11.进一步的技术方案，所述控制模块包括数据采集处理模块plc及rtu、动力液缸下限行程开关和动力液缸上限行程开关，所述动力液缸下限行程开关和动力液缸上限行程开关设置在摆杆的两侧，所述数据采集处理模块plc及rtu分别与电磁驱动三通换向阀、电磁连通阀、伺服调速阀、动力液缸下限行程开关和动力液缸上限行程开关连接。
12.进一步的技术方案，所述起泡剂注入模块包括起泡剂高压出口截止阀、起泡剂高压出口单向阀、起泡剂注入液缸、起泡剂注入液缸吸排液单向阀和常压起泡剂入口截止阀，所述起泡剂高压出口截止阀与起泡剂高压出口单向阀连接，所述起泡剂高压出口单向阀与起泡剂注入液缸吸排液单向阀连接，所述起泡剂注入液缸吸排液单向阀与起泡剂注入液缸和常压起泡剂入口截止阀连接，所述起泡剂注入液缸的伸缩端通过耳环与传动杠杆转动连接，所述常压起泡剂入口截止阀与起泡剂入口连接，所述起泡剂高压出口截止阀与起泡剂高压出口连接。
13.进一步的技术方案，所述消泡剂注入模块包括消泡剂高压出口截止阀、消泡剂高压出口单向阀、消泡剂注入液缸、消泡剂注入液缸吸排液单向阀和常压消泡剂入口截止阀，所述消泡剂高压出口截止阀的两端分别与消泡剂高压出口单向阀和电磁驱动三通换向阀连接，所述消泡剂高压出口单向阀与消泡剂注入液缸吸排液单向阀连接，所述消泡剂注入液缸吸排液单向阀分别与消泡剂注入液缸和常压消泡剂入口截止阀连接，所述消泡剂注入液缸的伸缩端通过耳环与传动杠杆转动连接，所述常压消泡剂入口截止阀与消泡剂入口连接。
14.本实用新型实施例提供的一种气动力液压杠杆传动起消泡剂注入装置，采用井口高压气，并且无排放，节能、减少动力投资，特别适合井口无动力电的情况。同时对单井进行起泡剂、消泡剂连续或间歇施工；特别适合于气举泡排复合工艺的起泡剂、消泡剂加注配套施工；同时非常适合平台井多井同时加注起泡剂、消泡剂施工作业，无需分输阀，控制简单精确。高压气流程中的动密封只有电动三通换向阀，且使用改进型的面密封形式，防卡，有效延长换向阀使用寿命。采用气液分隔器，利用改进型的囊式蓄能器分隔动力液压油与井口气、水的作用，从而使动力缸采用液压缸的形式，液压技术成熟，有效延长动力缸的使用寿命。起泡剂、消泡剂定时注入控制，是通过杠杆支点位置粗调，杠杆摆动频率及幅度控制，电动三通换向阀换向及调速阀截流量，流量计量是通过，杠杆摆动频率、幅度及液缸杆在杠杆上的位置系数并结合储罐液位监测资料进行核定，二重计量，精确可靠，当两者存在偏差时，可判断注液泵故障；同时可以通过杠杆摆动频率、幅度判断动力液缸活塞漏失严重程度，当漏失量不大时，可以自动开关动力液缸有杆、无杆腔连通阀恢复两腔室液压油的平衡，并通过云平台及客服端通知工程师在适当的时候更换活塞密封件，不会影响生产。
附图说明
15.图1为本实用新型实施例提供的一种气动力液压杠杆传动起消泡剂注入装置的结构示意图；
16.图2为本实用新型实施例提供的采气树结构示意图。
17.附图中：消泡剂高压出口截止阀101、消泡剂高压出口单向阀102、动力乏气出口截止阀201、动力乏气出口单向阀202、高压动力气入口截止阀301、高压动力气入口单向阀302、电磁驱动三通换向阀4、高低压气变压气水与液压油分隔器5、高压气衡压气水与液压油分隔器6、电磁连通阀7、起泡剂高压出口截止阀801、起泡剂高压出口单向阀802、伺服调速阀9、动力液压缸10、起泡剂注入液缸11、起泡剂注入液缸吸排液单向阀12、消泡剂注入液缸13、消泡剂注入液缸吸排液单向阀14、常压消泡剂入口截止阀15、常压起泡剂入口截止阀16、数据采集处理模块plc及rtu17、传动杠杆18、动力液缸下限行程开关19、摆杆20、动力液缸上限行程开关21、气举泡排反举高压动力气接入点22-1、气举泡排正举高压动力气接入点22-2、利用油压回压压差泡排井高压动力气接入点22-3、起泡剂套管注入接入点及利用套压回压压差高压动力气接入点23-1、气举泡排井正举起泡剂芯管注入接入点23-2、消泡剂及动力气乏气接入生产管线接入点24。
具体实施方式
18.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
19.以下结合具体实施例对本实用新型的具体实现进行详细描述。
20.如图1所示，为本实用新型一个实施例提供的一种气动力液压杠杆传动起消泡剂注入装置，包括机架，还包括：
21.设置在机架上的动力乏气出口截止阀201、动力乏气出口单向阀202、高压动力气入口截止阀301、高压动力气入口单向阀302、电磁驱动三通换向阀4、高低压气变压气水与液压油分隔器5、高压气衡压气水与液压油分隔器6、电磁连通阀7、伺服调速阀9、动力液压缸10、控制模块、传动组件起泡剂注入模块和消泡剂注入模块；
22.所述动力乏气出口单向阀202的两端分别与动力乏气出口截止阀201和电磁驱动三通换向阀4连接，所述动力乏气出口截止阀201的末端与动力气乏气出口连接，所述电磁驱动三通换向阀4分别与高低压气变压气水与液压油分隔器5、高压气衡压气水与液压油分隔器6和动力乏气出口单向阀202连接，所述高压动力气入口单向阀302的两端分别与动力气入口截止阀301和高压气衡压气水与液压油分隔器6连接，所述动力气入口截止阀301的末端与高压动力气入口连接，所述高低压气变压气水与液压油分隔器5和高压气衡压气水与液压油分隔器6又通过电磁连通阀7连接，所述高低压气变压气水与液压油分隔器5与动力液压缸10的一端连接，所述高压气衡压气水与液压油分隔器6通过伺服调速阀9与动力液压缸10的另一端连接，所述动力液压缸10内设置有活塞和活塞连接杆。
23.在本实用新型实施例中，高低压气变压气水与液压油分隔器5和高压气衡压气水与液压油分隔器6均采用改进型的囊式蓄能器，上腔胶囊内进出气、水，下腔进出液压油，起到分隔动力液压油与井口气、水的作用，有效延长动力缸的使用寿命，高低压气变压气水与
液压油分隔器5的上腔胶囊内腔接在高压动力气入口(即高压动力气入口单向阀302)，下腔充有液压油，接在动力液压缸10上腔(即有活塞连接杆的一端)；高压气衡压气水与液压油分隔器6的上腔胶囊内腔接在电磁驱动三通换向阀4的一个接口，通过电磁驱动三通换向阀4周期性的与高压动力气入口(即高压动力气入口单向阀302)相通或与动力气乏气出口(即动力乏气出口单向阀202)相通，高压气衡压气水与液压油分隔器6的下腔(即充排液压油腔)通过伺服调速阀9连接在动力液压缸10下腔(即活塞连接杆的一端)；工作时，高压动力气入口通过向高压动力气入口截止阀301和高压动力气入口单向阀302向高低压气变压气水与液压油分隔器5内提供高压气，控制模块控制电磁驱动三通换向阀4，使高压动力气入口单向阀302与高压气衡压气水与液压油分隔器6的上腔连接，使高低压气变压气水与液压油分隔器5和高压气衡压气水与液压油分隔器6内压力相同，同时控制模块控制伺服调速阀9打开，此时动力液压缸10位于活塞上下腔内的压力相同，由于活塞上端安装有活塞连接杆，使活塞的上端面比下端面的面积小，此时活塞的下端压强比上端面的压强大，产生压强差，压强差推动活塞向上运动，活塞带动活塞连接杆向上运动，然后，控制模块控制电磁驱动三通换向阀4，使动力乏气出口单向阀202与高压气衡压气水与液压油分隔器6的上腔连接，进而使高压气衡压气水与液压油分隔器6上腔的高压气水排出，进而降低高压气衡压气水与液压油分隔器6内的压力，此时动力液压缸10下腔的压力降低，动力液压缸10上腔的高压推动活塞向下运动，活塞带动活塞连接杆上下运动，控制模块控制电磁驱动三通换向阀4实现动力液压缸10的伸缩运动，当高低压气变压气水与液压油分隔器5和高压气衡压气水与液压油分隔器6出现液压油漏失，动力液压缸10回不到规定位置时，打开电磁连通阀7重新分配高低压气变压气水与液压油分隔器5和高压气衡压气水与液压油分隔器6的液压油。
24.如图1所示，作为本实用新型的一种优选实施例，所述传动组件包括传动杠杆18和摆杆20，所述传动杠杆18转动连接在机架上，所述摆杆20固定在传动杠杆18上，且摆杆20设置在传动杠杆18与机架的转动连接处，所述传动杠杆18的一端通过耳环与活塞连接杆转动连接。
25.在本实用新型实施例中，动力液压缸10转动连接机架上，动力液压缸10通过活塞连接杆的伸缩，可以带动传动杠杆18往复摆动，活塞连接杆耳环在传动杠杆18上的位置可以调节，可以通过调节活塞连接杆与传动杠杆18的连接位置，粗调起泡剂、消泡剂注入量。
26.如图1所示，作为本实用新型的一种优选实施例，所述控制模块包括数据采集处理模块plc及rtu17、动力液缸下限行程开关19和动力液缸上限行程开关21，所述动力液缸下限行程开关19和动力液缸上限行程开关21设置在摆杆20的两侧，所述数据采集处理模块plc及rtu17分别与电磁驱动三通换向阀4、电磁连通阀7、伺服调速阀9、动力液缸下限行程开关19和动力液缸上限行程开关21连接。
27.在本实用新型实施例中，动力液缸下限行程开关19和动力液缸上限行程开关21用于获取摆杆20的摆动位置的信息，数据采集处理模块plc及rtu17通过信息控制电磁驱动三通换向阀4、电磁连通阀7和伺服调速阀9的开合，根据动力液缸下限行程开关19和动力液缸上限行程开关21感知的动力液压缸10到达规定的顶底点位置，通过数据采集处理模块plc及rtu17及时控制电磁驱动三通换向阀4周期性的进行换向动作；伺服调速阀9采用电液伺服阀，根据设计排量，数据采集处理模块plc及rtu17处理求出的动力液压缸10往复频率计算的动力液压缸10往复速度及起泡剂、消泡剂实际排量的差值大小，及时调整电液伺服阀
流量，并将流量控制为设计排量。根据动力液缸下限行程开关19和动力液缸上限行程开关21感知的动力液压缸10行程到达顶底位置的时间差值大小，通过数据采集处理模块plc及rtu17判断，动力液压缸10的活塞是否漏失，是否达到动力液压缸10伸出行程，如不能到达设定的顶界位置的情况，如果出现此种情况，即时打开电磁连通阀7，使动力液压缸10的上下腔液压油平衡，并使活塞到达设定的顶界位置；在活塞连接杆缩回行程时，关闭电磁连通阀7，恢复系统运行。并通过rtu、云平台及客户端通知管理人员在适当的时候更换活塞密封件。此外，还有压力、温度、液位、可燃气体浓度等数据采集。
28.所述的plc，如前所述用于装置运行的现场控制，包括压力、温度、液位、可燃气体浓度等超标及时应急处理等。
29.rtu、云平台及客户端，对现场数据进行采集，平台处理，并根据云端软件合理设计起泡剂、消泡剂注入排量，并传至现场plc进行实施；同时将运行数据、通知、报警信息及时传到客户端方便工程师室内下载、存储、分析及生产调度。
30.如图1所示，作为本实用新型的一种优选实施例，所述起泡剂注入模块包括起泡剂高压出口截止阀801、起泡剂高压出口单向阀802、起泡剂注入液缸11、起泡剂注入液缸吸排液单向阀12和常压起泡剂入口截止阀16，所述起泡剂高压出口截止阀801与起泡剂高压出口单向阀802连接，所述起泡剂高压出口单向阀802与起泡剂注入液缸吸排液单向阀12连接，所述起泡剂注入液缸吸排液单向阀12与起泡剂注入液缸11和常压起泡剂入口截止阀16连接，所述起泡剂注入液缸11的伸缩端通过耳环与传动杠杆18转动连接，所述常压起泡剂入口截止阀16与起泡剂入口连接，所述起泡剂高压出口截止阀801与起泡剂高压出口连接。
31.在本实用新型实施例中，起泡剂来自起泡剂储罐，起泡剂注入液缸11转动连接在机架上，耳环在传动杠杆18上的位置可以调节，可以通过调节起泡剂注入液缸13与传动杠杆18的连接位置，控制起泡剂注入比例，传动杠杆18摆动时带动起泡剂注入液缸11工作，使起泡剂经常压起泡剂入口截止阀16、起泡剂注入液缸吸排液单向阀12、起泡剂高压出口单向阀802和起泡剂高压出口截止阀801，从起泡剂高压出口排出。
32.如图1所示，作为本实用新型的一种优选实施例，所述消泡剂注入模块包括消泡剂高压出口截止阀101、消泡剂高压出口单向阀102、消泡剂注入液缸13、消泡剂注入液缸吸排液单向阀14和常压消泡剂入口截止阀15，所述消泡剂高压出口截止阀101的两端分别与消泡剂高压出口单向阀102和电磁驱动三通换向阀4连接，所述消泡剂高压出口单向阀102与消泡剂注入液缸吸排液单向阀14连接，所述消泡剂注入液缸吸排液单向阀14分别与消泡剂注入液缸13和常压消泡剂入口截止阀15连接，所述消泡剂注入液缸13的伸缩端通过耳环与传动杠杆18转动连接，所述常压消泡剂入口截止阀15与消泡剂入口连接。
33.在本实用新型实施例中，消泡剂入口来自起泡剂储罐，消泡剂注入液缸13转动连接机架上，消泡剂注入液缸13的伸缩端通过耳环与传动杠杆18转动连接，耳环在传动杠杆18上的位置可以调节，可以通过调节消泡剂注入液缸13与传动杠杆18的连接位置，控制消泡剂注入比例，传动杠杆18摆动时带动消泡剂注入液缸13工作，使消泡剂经过常压消泡剂入口截止阀15、消泡剂注入液缸吸排液单向阀14、消泡剂高压出口单向阀102、消泡剂高压出口截止阀101、动力乏气出口单向阀202和动力乏气出口截止阀201，从动力气乏气出口排出。
34.如图2所示，作为本实用新型的一种优选实施例，如果是气举泡排复合工艺气井施
工，接在井口气举来气管线上，压力取自气举压力(22-2)；如果是单纯泡排气井施工，且气井套压大于油压的气井，接在套管闸门丝堵处，压力取自套压(22-1、23-1)；如果是单纯泡排气井施工，且气井井口装有气咀截流，接在气咀套前取油压(22-3)；如果是平台多口气井，压力取自同平台压力最高的气井的油压或套压(22-1)，从井口取压口到注入装置的流程包括，高压截止阀、防爆阀、高压管线、至装置上的高压动力气入口、高压截止阀、防爆阀防止天然气泄露。
35.本实用新型上述实施例中提供了一种气动力液压杠杆传动起消泡剂注入装置，工作时，高压动力气入口通过向高压动力气入口截止阀301和高压动力气入口单向阀302向高低压气变压气水与液压油分隔器5内提供高压气，动力液缸下限行程开关19和动力液缸上限行程开关21用于获取摆杆20的摆动位置的信息，数据采集处理模块plc及rtu17通过信息控制电磁连通阀7关闭和伺服调速阀9打开，并控制电磁驱动三通换向阀4，使高压动力气入口单向阀302与高压气衡压气水与液压油分隔器6的上腔连接，使高低压气变压气水与液压油分隔器5和高压气衡压气水与液压油分隔器6内压力相同，同时控制模块控制伺服调速阀9打开，此时动力液压缸10位于活塞上下腔内的压力相同，由于活塞上端安装有活塞连接杆，使活塞的上端面比下端面的面积小，此时活塞的下端压强比上端面的压强大，产生压强差，压强差推动活塞向上运动，活塞带动活塞连接杆向上运动，数据采集处理模块plc及rtu17通过动力液缸下限行程开关19和动力液缸上限行程开关21检测到活塞连接杆处于上限位后，数据采集处理模块plc及rtu17控制电磁驱动三通换向阀4，使动力乏气出口单向阀202与高压气衡压气水与液压油分隔器6的上腔连接，进而使高压气衡压气水与液压油分隔器6上腔的高压气水排出，进而降低高压气衡压气水与液压油分隔器6内的压力，此时动力液压缸10下腔的压力降低，动力液压缸10上腔的高压推动活塞向下运动，活塞带动活塞连接杆上下运动；动力液压缸10通过活塞连接杆的伸缩，可以带动传动杠杆18往复摆动，动杠杆18摆动时带动起泡剂注入液缸11工作，使起泡剂经常压起泡剂入口截止阀16、起泡剂注入液缸吸排液单向阀12、起泡剂高压出口单向阀802和起泡剂高压出口截止阀801，从起泡剂高压出口排出，传动杠杆18摆动时带动消泡剂注入液缸13工作，使消泡剂经过常压消泡剂入口截止阀15、消泡剂注入液缸吸排液单向阀14、消泡剂高压出口单向阀102、消泡剂高压出口截止阀101、动力乏气出口单向阀202和动力乏气出口截止阀201，从动力气乏气出口排出。
36.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。