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专利名称：全自动智能清蜡装置

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202111645961.4

专利申请（专利权）人：吉林石油装备技术工程服务有限公司
权利人地址：吉林省松原市宁江区长宁北街599号

专利发明（设计）人：高中伟,?于海波,?叶晓峰,?陈殿丽,?陈国辉,?孙文博,?赵媛媛,?聂德元,?杜丽颖,?李东旭,?虞鑫

专利摘要：本发明提供的全自动智能清蜡装置，包括PLC、锅炉、锅炉控制系统、蒸汽包、真空泵、水泵、储液箱、多级离心泵、真空压力表、多个电动阀门，多个电动开关、水箱、小水箱和声光报警器，所述水泵、锅炉、小水箱之间连接有两位三通阀，所述小水箱和储液箱内部均设置有液位计及液位开关。本发明操作者可以远离设备，在井口现场遥控操作设备实现各种控制操作便捷，即使在手动模式下，各类设备可以根据设定的安全模式实现自动调节各类阀门的开度和自动启停，可以实现根据井口的具体需要自动控制蒸汽温度和流量，实现了全自动作业，达到了设备可以无人值守，本发明可实现自动吸污和回注作业，避免造成返排液的浪费，增加了设备的整体功能。

主权利要求：全自动智能清蜡装置
技术领域
[0001] 本发明涉及油田数据采集和系统分析技术领域，具体为全自动智能清蜡装置。
背景技术
[0002] 随着时代的进步，开云优惠体育网页版入口的高速发展，普通的手动机械化生产设备或机械化仪器已经满足不了企事业单位的生产需求，所以手工机械向自动化机械发展是企事业单位的重要发展方向。
[0003] 油田作为国家的大型企业，也在随着时代的发展不断发展，采油面积扩大，开采的油井不断增多，对洗井清蜡设备的需求也不断增加。而传统的人工机械式清蜡操作不但需要人力控制，还要依靠操作人员的经验和熟练程度才能达到预期的效果，而且使用手动操作周期长、精准度低，人为因素多，健康、安全和环境等方面相关问题也随之增多，且现有清蜡车的锅炉启停需要人为控制，不能实现自动控制，容易产生高温、烧坏锅炉故障，蒸汽的发生不能随着井口需要的变化实现蒸汽量的变化，同时清蜡车的功能较为单一，对井口的返排液不能实现自动回收，更无法实现自动回注，也不能实现对设备的遥控控制。
发明内容
[0004] (一)解决的技术问题
[0005] 针对现有技术的不足，本发明提供了全自动智能清蜡装置，解决了现有且现有清蜡车的锅炉启停需要人为控制，不能实现自动控制，容易产生高温、烧坏锅炉故障，蒸汽的发生不能随着井口需要的变化实现蒸汽量的变化，同时清蜡车的功能较为单一，对井口的返排液不能实现自动回收，更无法实现自动回注，也不能实现对设备的遥控控制的问题。
[0006] (二)技术方案
[0007] 为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：全自动智能清蜡装置，包括PLC、锅炉、锅炉控制系统、蒸汽包、真空泵、水泵、储液箱、多级离心泵、真空压力表、多个电动阀门，多个电动开关、水箱、小水箱和声光报警器，所述水泵、锅炉、小水箱之间连接有两位三通阀，所述小水箱和储液箱内部均设置有液位计及液位开关，所述小水箱和储液箱内部的液位计及液位开关均与声光报警器电连接；多个所述电动阀门包括电动排气阀、蒸汽调节阀、伴热管阀门、电动吸污阀、电动进水阀和电动排水阀，所述PLC与多个电动阀门连接；所述PLC、多个电动开关和锅炉控制系统集中设置在一个操作柜内部集中操作控制，所述操控柜的表面设置有集中操控面板，且操控面板表面设有一键启停按钮，所述操控柜还连接有无线遥控开关，本设计结合现有热油(水)清蜡车的工作原理，在不改变基本工作原理的前提下，热油(水)清蜡车的手动操做闸门开关改为电动闸门，将闸门的电动开关、锅炉控制系统、各类电源开关集中在一个操作箱内集中操作控制，其中的多个电动开关是现有带的热油(水)清蜡车的手动闸门的替换，从而能够实现自动控制和远程遥控控制，液位开关、真空压力表、传感器等设备分布在车体不同部位，与PLC建立连接传输信号，PLC通过接受的信号控制各个电源开关及电动阀门。
[0008] 其中多个电动阀门还包括水泵进水阀、锅炉排空阀、储液罐泄水阀等，以便位置各个设备的使用功能。
[0009] 优选的，所述储液箱外表面环绕有伴热管，所述伴热管阀门位于伴热管表面，所述锅炉与蒸汽包连接，所述蒸汽包连接有排气通道，通过排气通道排出的热气对井口有蜡处进行加热，使其融化以便通过电动自动操控清蜡车或远程操控清蜡车的各个电动阀门或电动开关使得清蜡车上的机械设备或电子设备启动对蜡进行清理，所述伴热管与蒸汽包连接，由于北方冬季温度达到零下，所以冬季应采取防冻措施。在冬季工作时，应打开储液箱伴热管阀门，防止储液箱内液体冻结。
[0010] 优选的，所述水箱的出水端连接有滤清器，并通过管道与水泵连接，所述小水箱与真空泵连接，所述电动排气阀与真空泵连接，水泵原本只为锅炉供水，现在在水泵与锅炉之间加入一个两位三通的阀门目的是为小水箱进行自动注水。此两位三通阀门为1进2出，进口连接水泵，出口分别连接小水箱和锅炉，可将水箱的对注入小水箱，再将小水箱中的水注入水环式真空泵，使真空泵能够正常使用。
[0011] 优选的，所述真空泵和储液箱之间通过管道连接，且电动吸气阀和真空压力表位于真空泵和储液箱之间的管道处，且真空压力表处设置有压力传感器，能够对储液箱内部压力进行判断并反馈给PLC，真空泵吸气阀前真空压力表达到0.04Mpa的压力时，通过传感器传给PLC，同时触发储液箱吸污阀打开，可自动对井口的反排液进行回收。
[0012] 优选的，所述储液箱的一侧与电动吸污阀连接，所述储液箱与多级离心泵之间通过管道连接，且储液箱与多级离心泵之间的管道上连接有电动进水阀，所述多级离心泵的出液端的管道上连接电动排水阀，多级离心泵的作用是将储液箱内污水通过离心作用力排放到高于储液箱位置的油井生产管线内，此时的储液箱的吸污阀门是打开状态，作为储液箱的进气口，从而实现反排液的回注。
[0013] 优选的，所述无线遥控开关由发射遥控器和接收开关组成，所述发射遥控器与接收开关无线信号连接，无线遥控开关的发射部分是利用无线电信号对远方的各种机构进行控制的遥控设备。这些信号被远方的接收设备接收后，可以指令或驱动其它各种相应的机械或者电子设备，去完成各种操作，如闭合电路、开动电机，之后再由这些电动机械进行需要的操作，遥控的范围在50米以内。
[0014] 优选的，所述蒸汽包的排气通道与蒸汽调节阀连接，其中排气通道处还设置有远红外测量传感器，远红外测量器能够自动对井口的大小进行测量并将信号反馈给PLC，通过PLC控制蒸汽调节阀的开口大。员愀菥诘拇笮〉鹘谂懦龅恼羝。
[0015] (三)有益效果
[0016] 本发明提供了全自动智能清蜡装置。
[0017] 具备以下有益效果：
[0018] 1、本发明操作者可以远离设备，在井口现场遥控操作设备实现各种控制操作便捷，即使在手动模式下，各类设备可以根据设定的安全模式实现自动调节各类阀门的开度和自动启停，还可以实现根据井口的具体需要自动控制蒸汽温度和流量，实现了全自动作业，达到了设备可以无人值守。
[0019] 2、本发明可实现自动吸污和回注作业，避免造成返排液的浪费，增加了设备的整体功能。
附图说明
[0020] 图1为全自动智能清蜡装置的系统控制原理图；
[0021] 图2为全自动智能清蜡装置的数据采集原理图；
[0022] 图3为全自动智能清蜡装置蒸汽发生流程图；
[0023] 图4为全自动智能清蜡装置的废液回收控制流程图；
[0024] 图5为全自动智能清蜡装置为真空泵注水控制流程图；
[0025] 图6为全自动智能清蜡装置为废液回收控制流程图；
[0026] 图7为全自动智能清蜡装置为废液回注控制流程图。
具体实施方式
[0027] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0028] 实施例：
[0029] 如图1?2所示，本发明实施例提供一种全自动智能清蜡装置，包括PLC、锅炉、锅炉控制系统、蒸汽包、真空泵、水泵、储液箱、多级离心泵、真空压力表、多个电动阀门，多个电动开关、水箱、小水箱和声光报警器，所述水泵、锅炉、小水箱之间连接有两位三通阀，所述小水箱和储液箱内部均设置有液位计及液位开关，所述小水箱和储液箱内部的液位计及液位开关均与声光报警器电连接；多个所述电动阀门包括电动排气阀、蒸汽调节阀、伴热管阀门、电动吸污阀、电动进水阀和电动排水阀，所述PLC与多个电动阀门连接；所述PLC、多个电动开关和锅炉控制系统集中设置在一个操作柜内部集中操作控制，所述操控柜的表面设置有集中操控面板，且操控面板表面设有一键启停按钮，所述操控柜还连接有无线遥控开关，本设计结合现有热油(水)清蜡车的工作原理，在不改变基本工作原理的前提下，热油(水)清蜡车的手动操做闸门开关改为电动闸门，将闸门的电动开关、锅炉控制系统、各类电源开关集中在一个操作箱内集中操作控制，其中的多个电动开关是现有带的热油(水)清蜡车的手动闸门的替换，从而能够实现自动控制和远程遥控控制，液位开关、真空压力表、传感器等设备分布在车体不同部位，与PLC建立连接传输信号，PLC通过接受的信号控制各个电源开关及电动阀门，其中多个电动阀门还包括水泵进水阀、锅炉排空阀、储液罐泄水阀等，以便位置各个设备的使用功能。
[0030] PLC的自动控制说明
[0031] 本次设计中涉及的输入信号有遥控开关信信号，压力信号，液位信号、锅炉电脑控制系统的温度压力信号等。需要输出的动作有开关各设备电源，开关各电动阀门，开关报警系统。
[0032] 如图1?2所示
[0033] 1、输入信号中手动/自动、无线遥控信号均可根据需要控制输出信号。
[0034] 2、锅炉电脑控制系统显示的蒸汽及压力信号传给PLC，通过PLC触发蒸汽调节阀打开；
[0035] 3、停炉信号发出时锅炉排空阀打开，将锅炉内剩余水排出，此处也可手动控制；
[0036] 4、小水箱液位达到标准线时，声光报警器触发(可手动关闭)，同时水泵两位三通调节阀(水泵调节阀)自动转向锅炉方向。
[0037] 5、真空泵的电动吸气阀(真空吸气阀)前真空压力表达到0.04Mpa的压力时，通过压力传感器传给PLC，同时触发储液箱的电动吸污阀(储液箱吸污阀)打开。
[0038] 6、储液箱液位达到上限时，触发声光报警器，同时真空泵的电动吸气阀(真空吸气阀)关闭，后触发真空泵关闭、同时触发多级离心泵(多级泵)的电动进水阀(多级泵进水阀)和电动排水阀(多级泵排水阀)打开，后触发多级离心泵工作。此时，排水工作可切换为手动控制。
[0039] 7、储液箱液位达到下限时，触发多级离心泵关闭，同时关闭多级离心泵的电动进水阀和电动排水阀。
[0040] 8、工作结束后，可通过PLC检查真空泵的电动吸气阀和电动排气阀；多级泵的电动进水阀和电动排水阀是否为关闭状态，如果有未关闭的阀门，PLC可以自动将其关闭。
[0041] 蒸汽系统
[0042] 如图1和3所示，所述储液箱外表面环绕有伴热管，所述伴热管阀门位于伴热管表面，所述锅炉与蒸汽包连接，所述蒸汽包连接有排气通道，通过排气通道排出的热气对井口有蜡处进行加热，使其融化以便通过电动自动操控清蜡车或远程操控清蜡车的各个电动阀门或电动开关使得清蜡车上的机械设备或电子设备启动对蜡进行清理，所述伴热管与蒸汽包连接，由于北方冬季温度达到零下，所以冬季应采取防冻措施。在冬季工作时，应打开储液箱伴热管阀门，防止储液箱内液体冻结。
[0043] 真空泵注水
[0044] 如图1?4所示，所述水箱的出水端连接有滤清器，并通过管道与水泵连接，所述小水箱与真空泵连接，所述电动排气阀与真空泵连接，水泵原本只为锅炉供水，现在在水泵与锅炉之间加入一个两位三通阀(水泵调节阀)目的是为小水箱进行自动注水。此两位三通阀门为1进2出，进口连接水泵，出口分别连接小水箱和锅炉，可将水箱的对注入小水箱，再将小水箱中的水注入水环式真空泵，使真空泵能够正常使用，其逻辑运行图如图5所示。
[0045] 废液回收系统
[0046] 所述真空泵和储液箱之间通过管道连接，且电动吸气阀和真空压力表位于真空泵和储液箱之间的管道处，且真空压力表处设置有压力传感器，能够对储液箱内部压力进行判断并反馈给PLC，真空泵吸气阀前真空压力表达到0.04Mpa的压力时，通过传感器传给PLC，同时触发储液箱吸污阀打开，可自动对井口的反排液进行回收。
[0047] 将小水箱中的水注入水环式真空泵，使真空泵能够正常使用，真空泵开始工作前将电动吸气阀与排气阀打开，当真空压力表达到0.04Mpa时，储液罐变为真空罐，自动打开真空储液箱的电动吸污阀，利用真空罐的真空压力将油污吸入罐内，其逻辑运行图如图6所示。
[0048] 废液回注
[0049] 所述储液箱的一侧与电动吸污阀连接，所述储液箱与多级离心泵(多级泵)之间通过管道连接，且储液箱与多级离心泵之间的管道上连接有电动进水阀，所述多级离心泵的出液端的管道上连接电动排水阀，多级离心泵的作用是将储液箱内污水通过离心作用力排放到高于储液箱位置的油井生产管线内，此时的储液箱的吸污阀门是打开状态，作为储液箱的进气口，从而实现反排液的回注，真空泵的作用是将储液箱变成真空状态，再由储液箱内外压力差进行吸污，其逻辑运行图如图7所示。
[0050] 所述无线遥控开关由发射遥控器和接收开关组成，所述发射遥控器与接收开关无线信号连接，无线遥控开关的发射部分是利用无线电信号对远方的各种机构进行控制的遥控设备。这些信号被远方的接收设备接收后，可以指令或驱动其它各种相应的机械或者电子设备，去完成各种操作，如闭合电路、开动电机，之后再由这些电动机械进行需要的操作，遥控的范围在50米以内。
[0051] 所述蒸汽包的排气通道与蒸汽调节阀连接，其中排气通道处还设置有远红外测量传感器，远红外测量器能够自动对井口的大小进行测量并将信号反馈给PLC，通过PLC控制蒸汽调节阀的开口大。员愀菥诘拇笮〉鹘谂懦龅恼羝。
[0052] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个引用结构”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0053] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

专利地区：吉林

专利申请日期：2021-12-29

专利公开日期：2024-01-09

专利公告号：CN114233244B