CN105178924A - 一种远程控制电磁阀智能开关的*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种远程控制电磁阀智能开关的***，所述***包括：远程测控终端RTU，所述RTU与气井连接，用于采集所述气井的生产数据；控制器，所述控制器通过无线网络与所述RTU连接，用于轮巡获取所述RTU采集的所述气井的生产数据；电磁阀，所述电磁阀设置在所述气井的井口；其中，当所述控制器确定所述第i个气井的生产数据满足预设的条件时，根据所述第i个气井的单井控制类型通过无线网络向第i个RTU发送控制命令；所述第i个RTU根据所述控制命令控制所述第i个电磁阀的开关动作，实现电磁阀的远程智能控制；其中，所述RTU包括n个，所述气井包括n个，所述电磁阀包括n个，所述n为自然数，所述i为1～n的自然数。
Description
技术领域
本发明属于油气田自动化技术领域，尤其涉及一种远程控制电磁阀智能开关的***。
背景技术
随着信息化建设的不断发展深入，为了提高油田生产效率，优化油田生产作业流程，减少员工劳动强度，降低操作成本，油田生产也在逐步向自动化生产方向发展。
比如，在对单井的开关控制过程中，现有技术一般是操作员工通过上位机发送控制命令，经过电台传输至井口远程测控终端(RTU，RemoteTerminalUnit)执行开关井控制命令，远程人工控制单井电磁阀开关，但这种控制方式主要存在以下问题：第一，人工命令发送后，控制指令反馈信号经过气井轮巡采集返回站内速度较慢，不能及时发挥实时控制的功能；第二，随着地产低效井的扩大，对于气井的控制频繁，人为控制频率较高，增加人力成本；第三，人工控制没有井口管线的自动保护，对现场安全生产带来隐患；第四，不同类别的单井控制条件各不相同，人工控制操作难度较大。
基于此，目前亟需一种新型的控制***，以解决现有技术中的上述问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种远程控制电磁阀智能开关的***，用于解决现有技术中不能智能控制油井生产导致工作效率低、生产成本高的技术问题。
本发明提供一种远程控制电磁阀智能开关的***，所述***包括：
远程测控终端RTU，所述RTU与气井连接，用于采集所述气井的生产数据；
控制器，所述控制器通过无线网络与所述RTU连接，用于轮巡获取所述RTU采集的所述气井的生产数据；
电磁阀，所述电磁阀设置在所述气井的井口；其中，
当所述控制器确定所述第i个气井的生产数据满足预设的条件时，通过无线网络向第i个RTU发送控制命令；
所述第i个RTU根据所述控制命令控制所述第i个电磁阀的开关动作，实现电磁阀的远程智能控制；其中，所述RTU包括n个，所述气井包括n个，所述电磁阀包括n个，所述n为自然数，所述i为1～n的自然数。
上述方案中，当确定第i个气井的生产数据不满足预设的条件时，所述控制器还用于：
采集第i+1个气井的生产数据，当确定所述第i+1个气井的生产数据满足预设的条件时，通过无线网络向第i+1个RTU发送控制命令。
上述方案中，所述无线网络包括：数传电台网络、通用分组无线服务技术(GPRS，GeneralPacketRadioService)网络及无线网桥网络。
上述方案中，所述预设的条件为：预设的气井的油压值、套压值及流量值。
上述方案中，所述气井类型包括：试验井、产量低且生产时间长的单井以及产量高的单井。
上述方案中，所述控制器轮巡获取所述RTU采集的所述气井的生产数据包括：
所述控制器向通过无线网络向所述第i个RTU发送第i个读数据命令；所述第i个读数据命令包括：第i个数据读取报文及第i个控制报文；
所述第i个RTU根据所述第i个数据读取报文将所述第i个气井的生产数据发送至所述控制器，当所述控制器确定所述第i个气井的生产数据满足预设的条件时，根据所述第i个控制报文控制所述第i个电磁阀的开关动作；
当所述控制器控制所述第i个电磁阀的开关动作之后，获取第i+1个气井的生产数据，并控制第i+1个电磁阀的开关动作；其中，所述i为1～n的自然数。
上述方案中，所述***还包括：井口高低压保护器；其中，
所述井口高低压保护器用于：检测到气井井口管线压力超出预设的高低压保护值时，对所述井口管线执行切断动作，保障安全生产。
上述方案中，所述控制器具体包括：ControlWave控制器。
本发明提供了一种远程控制电磁阀智能开关的***，所述***包括：远程测控终端RTU，所述RTU与气井连接，用于采集所述气井的生产数据；控制器，所述控制器通过无线网络与所述RTU连接，用于轮巡获取所述RTU采集的所述气井的生产数据；电磁阀，所述电磁阀设置在所述气井的井口；其中，当所述控制器确定所述第i个气井的生产数据满足预设的条件时，通过无线网络向第i个RTU发送控制命令；所述第i个RTU根据所述控制命令控制所述第i个电磁阀的开关动作，实现电磁阀的远程智能控制；其中，所述RTU包括n个，所述气井包括n个，所述电磁阀包括n个，所述n为自然数，所述i为1～n的自然数；如此，可以针对不同单井类型实时智能高效地控制电磁阀的开关，从而达到低产低效井智能生产的目的，节约资源，降低生产成本。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种远程控制电磁阀智能开关的***整体结构示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种远程控制电磁阀智能开关的***整体结构示意图。
具体实施方式
为了可以使低产低效井达到智能生产的目的，提高工作效率，降低生产成本，本发明提供了一种远程控制电磁阀智能开关的***，所述***包括：远程测控终端RTU，所述RTU与气井连接，用于采集所述气井的生产数据；控制器，所述控制器通过无线网络与所述RTU连接，用于轮巡获取所述RTU采集的所述气井的生产数据；电磁阀，所述电磁阀设置在所述气井的井口；其中，当所述控制器确定所述第i个气井的生产数据满足预设的条件时，通过无线网络向第i个RTU发送控制命令；所述第i个RTU根据所述控制命令控制所述第i个电磁阀的开关动作，实现电磁阀的远程智能控制；其中，所述RTU包括n个，所述气井包括n个，所述电磁阀包括n个，所述n为自然数，所述i为1～n的自然数。
下面通过附图及具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
本实施例提供一种远程控制电磁阀智能开关的***，如图1所示，所述***包括：控制器11、RTU12、气井13、电磁阀14；其中，
所述控制器11通过无线网络与远程测控终端RTU12连接，用于轮巡获取所述RTU12采集的气井13的生产数据。所述RTU12与气井13连接，所述气井13井口设置有电磁阀14；其中，
如图2所示，所述RTU12包括n个，分别为第一RTU121直到第nRTU12n；
所述气井13包括n个，分别为第一气井131直到第n气井13n；
所述电磁阀14包括n个，分别为第一电磁阀141直到第n电磁阀14n；
这里，所述控制器11轮巡获取所述RTU12采集的气井13的生产数据包括：所述控制器11首先要获取到第i个气井13的生产数据，确定所述第i个气井13的生产数据满足预设的条件时，远程控制所述第i个电磁阀14的开关动作后，再获取第i+1个气井13的生产数据。
其中，所述生产数据包括：气井13的油压值、套压值、流量值以及气井13的单井控制类型。所述预设的条件为：预设的气井13的油压值、套压值及流量值。所述n为自然数，所述i为1～n的自然数。所述无线网络数传电台网络、GPRS网络及无线网桥网络。
具体地，所述控制器11向通过无线网络向所述第i个RTU12发送第i个读数据命令；所述第i个读数据命令包括：第i个数据读取报文及第i个控制报文；所述第i个RTU12根据所述第i个数据读取报文将所述第i个气井的生产数据发送至所述控制器11，当所述控制器11确定所述第i个气井的生产数据满足预设的条件时，根据第i个气井13的单井控制类型及生产数据生成第i个控制报文，所述第i个RTU12根据所述第i个控制报文控制所述第i个电磁阀14的开关动作，实现第i个电磁阀14的远程智能控制。
其中，所述第i个控制报文中包含所述第i个控制命令；所述单井类型包括：试验井、产量低且生产时间长的单井以及产量高的单井。
比如，如果第i个气井13为试验井时，因试验井压力下降较快、流量较小，那么只能对第i个气井13的第i个电磁阀14进行时序控制，才能达到最佳的生产条件。这里，所述控制报文的程序实现如下：
C＝Z1；
C＝Z2；
其中，C为预先设定的第一变量值，Z1为自动开阀的时间，Z2为自动关阀14的时间。例如，当Z1设为5min时，所述第i个气井13的第i个电磁阀14会在关闭5min后自动开启；当Z2设为5min时，所述第i个气井13的第i个电磁阀14会在开启5min后自动关闭。
而如果第i个气井13为产量低且生产时间长的单井时，通过流量值及套压值对其进行复合控制，所述控制报文的程序实现具体如下：
B>Y1；
B<Q；
其中，B为预先设定的变量值，Y1为自动开阀的套压值，Q为自动关阀的流量值。即当控制器11确定第i个气井13的套压值大于预设的Y1时，向第i个RTU12发送第i个控制报文，所述第i个RTU12根据所述第i个控制报文控制所述第i个电磁阀14开启。
或者，当控制器11确定第i个气井13的流量值小于预设的Q时，向第i个RTU12发送第i个控制报文，所述第i个RTU12根据所述第i个控制报文控制所述第i个电磁阀14关闭。
另外，如果第i个气井13为产量高的单井时，因产量高的单井套压变化平缓，所以只通过套压值进行控制，所述控制报文的程序实现具体如下：
A>X1；
A<X2；
其中，A为预先设定的变量值，X1为预设的自动开阀的套压值，X2为预设的自动关阀的套压值。即当控制器11确定第i个气井13的套压值大于预设的X1时，向第i个RTU12发送第i个控制报文，所述第i个RTU12根据所述第i个控制报文控制所述第i个电磁阀14开启。比如，当X1为4MPa时，当第i个气井13的套压值大于4MPa，控制器11控制第i个电磁阀14开启。
或者，当控制器11确定第i个气井13的套压值小于预设的X2时，向第i个RTU12发送第i个控制报文，所述第i个RTU12根据所述第i个控制报文控制所述第i个电磁阀14关闭。比如，当X2为3MPa时，当第i个气井13的套压值小于3MPa，控制器11控制第i个电磁阀14关闭。
这里，当所述控制器11控制所述第i个电磁阀的开关动作之后，按照同样的方法获取第i+1个气井13的生产数据，并控制第i+1个电磁阀14的开关动作。这样可以保证能实时快速地控制每个气井13的生产状态。
进一步地，当所述控制器11确定第i个气井13的生产数据不满足预设的条件时，所述控制器11按照与采集第i个气井13的生产数据同样的方法采集第i+1个气井13的生产数据，判断所述第i+1个气井13的生产数据是否满足预设的条件，当确定所述第i+1个气井13的生产数据满足预设的条件时，根据第i+1个气井13的单井控制类型生成第i+1个控制报文，所述第i+1个RTU12根据所述第i+1个控制报文控制所述第i+1个电磁阀14的开关动作，实现第i+1个电磁阀14的远程智能控制。
这里，所述***还包括：井口高低压保护器15；所述井口高低压保护器15包括n个；其中，所述井口高低压保护器15与气井13的井口连接，当所述井口高低压保护器15检测到气井井口管线压力超出预设的高低压保护值时，无论当前气井13是否处于正常生产状态，所述井口高低压保护器15对所述井口管线执行紧急切断动作，使井口管线压力下降至与下游管线压力基本一致，保障安全生产。
实际应用中，所述控制器11具体可以包括：ControlWave控制器、可编程逻辑控制器(PLC，ProgrammableLogicController)。
本发明提供的远程控制电磁阀智能开关的***主要包括以下优点：
(1)运行稳定。该***对97口井进行远程控制，运行1年以来，有效率为92％。
(2)工作效率高。现有技术中的人工控制开关井，以每天有200口气井远程开关为例，每口井执行开关时间为5分钟，至少需要2名工作人员每天工作8小时的重复点击工作；而该***完全脱离了人为控制，只需要1名工作人员2小时定期审核开关井状态，工作效率提高了8倍。
(3)自动化水平高。所述远程控制电磁阀智能开关的***从根本上解决了气井输气管线自控调节问题，并可根据气井生产的不同需求，根据气井流量、压力、时间等不同生产状态进行实时的动态响应控制，提高了管线自动化水平。
(4)安全系数高。所述远程控制电磁阀智能开关的***增加了管线安全系数，同时高效合理安排气井开关井时率，保障气井正常生产。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种远程控制电磁阀智能开关的***，其特征在于，所述***包括：
远程测控终端RTU，所述RTU与气井连接，用于采集所述气井的生产数据；
控制器，所述控制器通过无线网络与所述RTU连接，用于轮巡获取所述RTU采集的所述气井的生产数据；
电磁阀，所述电磁阀设置在所述气井的井口；其中，
当所述控制器确定所第i个气井的生产数据满足预设的条件时，通过无线网络向第i个RTU发送控制命令；
所述第i个RTU根据所述控制命令控制所述第i个电磁阀的开关动作，实现电磁阀的远程智能控制；其中，所述RTU包括n个，所述气井包括n个，所述电磁阀包括n个，所述n为自然数，所述i为1～n的自然数。
2.如权利要求1所述的***，其特征在于，当确定第i个气井的生产数据不满足预设的条件时，所述控制器还用于：
采集第i+1个气井的生产数据，当确定所述第i+1个气井的生产数据满足预设的条件时，通过无线网络向第i+1个RTU发送控制命令。
3.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述无线网络包括：数传电台网络、通用分组无线服务技术GPRS网络及无线网桥网络。
4.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述预设的条件为：预设的气井的油压值、套压值及流量值。
5.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述气井类型包括：试验井、产量低且生产时间长的单井以及产量高的单井。
6.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述控制器轮巡获取所述RTU采集的所述气井的生产数据包括：
所述控制器向通过无线网络向所述第i个RTU发送第i个读数据命令；所述第i个读数据命令包括：第i个数据读取报文及第i个控制报文；
所述第i个RTU根据所述第i个数据读取报文将所述第i个气井的生产数据发送至所述控制器，当所述控制器确定所述第i个气井的生产数据满足预设的条件时，根据所述第i个控制报文控制所述第i个电磁阀的开关动作；
当所述控制器控制所述第i个电磁阀的开关动作之后，获取第i+1个气井的生产数据，并控制第i+1个电磁阀的开关动作；其中，所述i为1～n的自然数。
7.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括：井口高低压保护器；其中，
所述井口高低压保护器用于：检测到气井井口管线压力超出预设的高低压保护值时，对所述井口管线执行切断动作，保障安全生产。
8.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述控制器具体包括：ControlWave控制器。
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