基于天然氣井采氣的智能控制器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于天然氣井采氣的智能控制器，主要解決了現(xiàn)有天然氣井采氣控制方法測量精度低、人工成本高等問題。該基于天然氣井采氣的智能控制器，包括：信號采集單元，采集氣井套壓、油壓、流量數據，以及控制閥狀態(tài)數據；處理單元，接收并存儲采集數據，根據采集數據發(fā)出對應的控制指令；控制單元，根據處理單元發(fā)出的控制指令控制控制閥開啟或關閉；通訊單元，實現(xiàn)所述智能控制器與監(jiān)控中心的通訊，將采集數據以及控制閥調節(jié)記錄上傳監(jiān)控中心；電源單元，用于供電。本實用新型不僅能實現(xiàn)智能化控制，而且實現(xiàn)方便、控制精度高。
【專利說明】
基于天然氣井采氣的智能控制器
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及天然氣井采氣技術領域，具體的說，是涉及一種基于天然氣井采氣的智能控制器。
【背景技術】
[0002]在天然氣井采氣中，現(xiàn)有技術中，主要采用兩種方式進行控制。第一種為人工控制，即由人工調節(jié)控制閥，使監(jiān)測參數滿足生產工藝要求的前提下達到最大的產氣量，該方法主要存在的缺陷在于，耗費人力、成本高，不能實時記錄采氣過程中采集到的套壓、油壓、流量參數，對于采氣工藝的改進不能提供足夠的數據記錄，其次還有可能因人為因素造成失誤。第二種為時間控制方式，即通過控制器實現(xiàn)對閥門的定時控制，由此實現(xiàn)開井和關井動作，該方法主要存在的缺陷在于，控制方式簡單、粗暴，并未考慮到實際工況，達不到天然氣生產的最佳工藝要求。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一種控制科學合理、實現(xiàn)方便的基于天然氣井采氣的智能控制器。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術方案:
[0005]基于天然氣井采氣的智能控制器，包括:
[0006]信號采集單元，采集氣井套壓、油壓、流量數據，以及控制閥狀態(tài)數據；
[0007]處理單元，接收并存儲采集數據，根據采集數據發(fā)出對應的控制指令；
[0008]控制單元，根據處理單元發(fā)出的控制指令控制控制閥開啟或關閉；
[0009]通訊單元，實現(xiàn)所述智能控制器與監(jiān)控中心的通訊，將采集數據以及控制閥調節(jié)記錄上傳監(jiān)控中心；
[0010]電源單元，用于供電。
[0011]進一步的，還包括人機交互單元，所述人機交互單元包括OLED顯示電路和按鍵電路。顯示電路采用OLED的優(yōu)勢在于，高溫、低溫環(huán)境下可靠工作。
[0012]進一步的，所有單元均集成在機箱上，所述機箱采用防水機箱。機箱采用防水機箱，防護等級達到IP65。
[0013]進一步的，所述信號采集單元包括直流電壓/電流信號采集電路，放大套壓、油壓、流量信號的放大電路和采集控制閥狀態(tài)的開關信號采集電路。
[0014]進一步的，所述處理單元包括CPU、SD卡電路和時鐘電路。CPU優(yōu)選低功耗的微處理器，結合低功耗管理，使控制器待機時低功耗。
[0015]進一步的，所述控制單元為保持型繼電器。采用保持型繼電器在實施控制時，只需對線圈短時間地對線圈施加電源，降低功耗。
[0016]進一步的，所述電源單元包括太陽能板、DC/DC電路和蓄電池。采用太陽能板與蓄電池結合的供電方式，確保了智能控制器工作的穩(wěn)定性。
[0017]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果在于:
[0018](I)本實用新型將采集的氣井套壓、油壓、流量的數據信息與設定好的控制閥開度數據相結合，根據二者的對比結果，控制控制閥打開到對應開度，從而實現(xiàn)氣井采氣的智能控制，有效地解決了現(xiàn)有技術所存在的問題。
[0019](2)采用本實用新型在監(jiān)測到參數異常情況下，可自動控制閘閥關閉，達到安全生產的目的。
[0020](3)本實用新型將套壓、油壓、流量參數和控制閥調節(jié)記錄，定時存貯到SD卡并發(fā)送到監(jiān)控中心，便于采氣工藝流程的分析和研究。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為本實用新型的系統(tǒng)框圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。本實用新型的實施方式包括但不限于下列實施例。
[0023]在天然氣氣井采氣控制技術領域中，現(xiàn)有的時間控制法和人工控制法均存在控制方式簡單、粗暴，無法達到精確控制的問題。本實用新型申請采用智能控制器實現(xiàn)對控制閥的精確控制，將采集的氣井套壓、油壓、流量的數據信息與設定好的控制閥開度數據相結合，實現(xiàn)一一對應的控制方式，智能化程度高、控制精確度高。
[0024]實施例1
[0025]本實施例提供了一種天然氣井采氣控制方法，該控制方法主要包括以下步驟:
[0026](I)預設不同的氣井套壓、油壓、流量所對應的控制閥開度數據的步驟；
[0027](2)采集氣井套壓、油壓、流量數據的步驟；
[0028](3)根據采集的套壓、油壓、流量數據，控制控制閥打開對應的開度。
[0029]其中，步驟(I)中，相應的套壓、油壓、流量數據所對應的控制閥開度并不是唯一確定的，預設不同的氣井套壓、油壓、流量所對應的控制閥開度數據，可以根據實際的工況進行設定。采集氣井套壓、油壓、流量數據通過對應的采集裝置實現(xiàn)，在此不作贅述。
[0030]為了達到安全生產的目的，若采集到的氣井套壓、油壓或流量數據異常，則控制控制閥關閉。氣井套壓、油壓或流量數據的異常與否，可以由工作人員進行預設，根據不同的氣井情況，設置相適應的值或范圍值，若采集的數據與預設值或范圍值不匹配，則認為數據出現(xiàn)異常。
[0031]傳統(tǒng)的氣井采氣控制方法并不涉及到數據的統(tǒng)計和工作，這樣就導致了無法形成有效的案例庫，以供研究和分析，本實施例中，將采集到的氣井套壓、油壓、流量數據以及控制閥調節(jié)記錄進行存儲并發(fā)送至監(jiān)控中心，監(jiān)控中心屬于后臺控制設備，上傳的數據均被保存在監(jiān)控中心里，然后這些數據可以供工作人員分析和研究，或者，通過相應的軟件進行統(tǒng)計、分析。
[0032]與現(xiàn)有的氣井采氣控制方法相比，本實施例所公開的控制方法，可實現(xiàn)完全的智能化控制，不僅無需人工手動控制，而且，控制精度高。
[0033]實施例2
[0034]如圖1所示，本實施例提供了一種智能控制器，該控制器用于實現(xiàn)實施例1所公開的天然氣井采氣控制方法。該智能控制器主要包括六個單元，分別如下:信號采集單元、處理單元、控制單元、通訊單元、人機交互單元和電源單元。其中，信號采集單元、控制單元、通信單元、人機交互單元均與處理單元連接實現(xiàn)通信，電源單元則為每個單元的工作提供電會K。
[0035]為了使得本領域技術人員對智能控制器有更清晰的了解和認識，下面對各單元進行詳細說明:
[0036]信號采集單元，主要用于采集氣井套壓、油壓、流量數據，以及控制閥狀態(tài)數據;具體的說，信號采集單元包括直流電壓/電流信號采集電路、放大電路和開關信號采集電路，其中，直流電壓/電流信號采集電路負責采集套壓、油壓、流量信號，放大電路用于放大套壓、油壓、流量信號，開關信號采集電路則用于采集控制閥狀態(tài)數據。
[0037]處理單元，主要用于接收并存儲采集數據，并根據采集數據發(fā)出對應的控制指令；處理單元包括CPU、SD卡電路和時鐘電路。CPU優(yōu)選低功耗的微處理器，結合低功耗管理，使控制器待機時低功耗。SD卡電路用于數據存儲，優(yōu)選的，其存貯容量為2G以上，可存貯一年的數據。
[0038]通訊單元，主要用于實現(xiàn)所述智能控制器與監(jiān)控中心的通訊，將采集數據以及控制閥調節(jié)記錄上傳監(jiān)控中心;通訊單元優(yōu)選為RS-232串口通訊電路。同時，通過RS-232串口通訊電路可讀取控制閥的開度信息，驗證其與處理單元所發(fā)出的控制開度是否相同，如不相同則再次實施控制，確?？刂泼畹臏蚀_執(zhí)行。
[0039]控制單元，主要用于根據處理單元發(fā)出的控制指令控制控制閥開啟或關閉；控制單元為通斷控制電路，優(yōu)選保持型繼電器，采用保持型繼電器在實施控制時，只需對線圈短時間地對線圈施加電源，降低功耗。
[0040]人機交互單元，主要用于實現(xiàn)人機交互，同時，進行工作、數據的顯示。本實施例中，人機交互單元包括OLED顯示電路和按鍵電路，其中，OLED顯示電路用于顯示，按鍵電路配合外部的按鍵實現(xiàn)操作。顯示電路采用OLED的優(yōu)勢在于，高溫、低溫環(huán)境下可靠工作。
[0041]電源單元，為各單元的工作提供電能。本實施例中，電源單元包括有太陽能板、DC/DC電路和蓄電池。將太陽能板和蓄電池結合使用，太陽能板在有光照時給電池充電，無光照時，則由電池供給電能。由此不僅使用了清潔能源，而且，性能穩(wěn)定可靠，確保了智能控制器工作的穩(wěn)定性和可持續(xù)性。其中，太陽能電板采用12V小功率太陽能板，功率< 10W，蓄電池采用膠體蓄電池，工作溫度-40°070°C。
[0042]基于上述結構，本智能控制器的工作過程如下:
[0043](I)直流電壓/電流信號采集電路采集套壓、油壓、流量信號；
[0044](2)套壓、油壓、流量信號經放大電路處理后送到CPU進行AD轉換；
[0045](3)CPU根據采集到的數據和預先設定的控制邏輯與套壓、油壓、流量的關系確定控制閥的開度值；
[0046](4)CPU經過MODBUS協(xié)議將控制閥的開度值發(fā)送到控制單元，然后由控制單元控制控制閥執(zhí)行開啟動作，使其打開到需要的開度。
[0047]在完成一次控制后，通過開關信號采集電路采集閘閥狀態(tài)，然后通過串口通訊電路讀取控制閥開度，驗證其與控制開度是否相同，如不相同則再次實施控制，確保達到相同。
[0048]本實施例中，各單元集成在一個機箱里，機箱采用不銹鋼防水機箱，防護等級達到IP65。機箱上下蓋采用防水橡膠條防水，進出線孔采用防水接頭。
[0049]按照上述實施例，便可很好地實現(xiàn)本實用新型。值得說明的是，基于上述設計原理的前提下，為解決同樣的技術問題，即使在本實用新型所公開的結構基礎上做出的一些無實質性的改動或潤色，所采用的技術方案的實質仍然與本實用新型一樣，故其也應當在本實用新型的保護范圍內。
【主權項】
1.基于天然氣井采氣的智能控制器，其特征在于，包括: 信號采集單元，采集氣井套壓、油壓、流量數據，以及控制閥狀態(tài)數據； 處理單元，接收并存儲采集數據，根據采集數據發(fā)出對應的控制指令； 控制單元，根據處理單元發(fā)出的控制指令控制控制閥開啟或關閉； 通訊單元，實現(xiàn)所述智能控制器與監(jiān)控中心的通訊，將采集數據以及控制閥調節(jié)記錄上傳監(jiān)控中心； 電源單元，用于供電； 所述處理單元包括CRJ、SD卡電路和時鐘電路;所述控制單元為通斷控制電路。2.根據權利要求1所述的基于天然氣井采氣的智能控制器，其特征在于，還包括人機交互單元，所述人機交互單元包括OLED顯示電路和按鍵電路。3.根據權利要求2所述的基于天然氣井采氣的智能控制器，其特征在于，所有單元均集成在機箱上，所述機箱采用防水機箱。4.根據權利要求1-3任一項所述的基于天然氣井采氣的智能控制器，其特征在于，所述信號采集單元包括直流電壓/電流信號采集電路，放大套壓、油壓、流量信號的放大電路和采集控制閥狀態(tài)的開關信號采集電路。5.根據權利要求1所述的基于天然氣井采氣的智能控制器，其特征在于，所述通斷控制電路為保持型繼電器。6.根據權利要求1-3任一項所述的基于天然氣井采氣的智能控制器，其特征在于，所述電源單元包括太陽能板、DC/DC電路和蓄電池。7.根據權利要求6所述的基于天然氣井采氣的智能控制器，其特征在于，所述蓄電池為膠體蓄電池。
【文檔編號】E21B43/12GK205422662SQ201620134902
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年2月23日
【發(fā)明人】肖華
【申請人】成都科斯賽德科技有限公司