CN202531153U - 一种煤层气选井装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种煤层气选井装置，包括多通阀，所述多通阀包括：多个单井入口、一个计量出口，一个汇集出口、传动轴、中间旋转阀枕和分流总成箱体；所述传动轴连接所述中间旋转阀枕，所述中间旋转阀枕接通所述计量出口和所述多个单井入口中的被选中的一个单井入口；所述分流总成箱***于所述多个单井入口的上方，所述分流总成箱体接通所述汇集出口和所述多个单井入口中的未被选中的单井入口。本实用新型解决了现有选井装置不适合气体密封的技术问题，能够更好的针对煤层气的特点进行密封。

Description

一种煤层气选井装置

技术领域

本实用新型涉及石油化工领域的油、气井的计量技术，特别是涉及一种煤层气选井装置。

背景技术

在石油生产过程中，需要在油田计量站上对多口油井进行轮流计量，目前采用的主要方式是通过多通阀从多路油井管路中选择一路作为计量通路。

多通阀又称多通分配阀，由电动机构、阀体、阀座以及控制箱组成，控制箱也可与计量器控制箱合在一起。电动机构由电机、减速机以及检测元件组成。

图1为现有技术的油井多通阀的剖视图，图2为图1中的多孔平面体的视图，参考图1、图2所示，其工作过程如下：通过(电动或手动)动力带动中间旋转芯子2旋转转动到某角度时，使得浮动选通环4对准多孔平面体3上的某一进油口，实现中间旋转芯子2内部公共导流计量孔道与多孔平面体3某一个进油孔连通，实现计量集输选通。而其于多孔平面体3进油孔来液汇集从下腔体7的底部侧面出口处流出进入集输管道。内六方螺母环用来调整弹性件5的弹性力以便保持浮动选通环4与多孔平面体3之间的结合密封，弹性件5为波纹弹簧。

图1、图2的多通阀中，其密封芯子和壳体间的密封结构仅仅适合于液体的选通，对于煤气计量领域，较以往液体介质类型上有所不同，煤层气属于易燃、易爆气体，其结构设计上对密封的要求应该非常高。另外，煤气层远程选井装置的多数应用场合是山地地带，山峦重叠，沟壑纵横，高差悬殊，地形复杂。现场无供电设备，因此还需要考虑设备运行供电以及数据远传方式等问题。

因此，如何提供一种适合于气体密封的煤层气选井装置，是煤气井计量领域有待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的是提供一种煤层气选井装置，能够更好的针对煤层气的特点进行密封，解决现有选井装置不适合气体密封的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种煤层气选井装置，包括多通阀，所述多通阀包括：多个单井入口、一个计量出口，一个汇集出口、传动轴、中间旋转阀枕和分流总成箱体；

所述传动轴连接所述中间旋转阀枕，所述中间旋转阀枕接通所述计量出口和所述多个单井入口中的被选中的一个单井入口；

所述分流总成箱***于所述多个单井入口的上方，所述分流总成箱体接通所述汇集出口和所述多个单井入口中的未被选中的单井入口。

优选地，上述的煤层气选井装置中，所述多通阀还包括：

多通体，接通所述多个单井入口；

多通板，位于所述多通体的上方，接通所述多个单井入口；

所述中间旋转阀枕通过与所述多通板对接来选中一个单井入口。

优选地，上述的煤层气选井装置中，所述中间旋转阀枕与所述多通板接触的一端设置有内密封套；所述中间旋转阀枕接通所述计量出口的一端设置有中心套。

优选地，上述的煤层气选井装置中，每个单井入口连接一路单井管路，所述汇集出口连接汇管；

所述计量出口连接计量管路，所述计量管路连接气体流量计后接入所述汇管；

每个单井管路在接入所述单井入口之前的位置上设置有三通阀，所述三通阀连接所述汇管。

优选地，上述的煤层气选井装置中，还包括多通阀控制机构，所述多通阀控制机构包括：

光电编码器，用于指示多通阀的选通位置；

可编程逻辑控制器，用于实现数据采集、逻辑运算和多通阀控制；

GPRS无线传输模块，用于将所述多通阀控制机构的数据远程传输给上位机监控***。

优选地，上述的煤层气选井装置中，还包括太阳能供电装置，连接所述多通阀控制机构；

所述太阳能供电装置包括：太阳能电池板、蓄电池、逆变器和控制***。

优选地，上述的煤层气选井装置中，所述数据采集包括流量、压力和温度信号的采集，信号的类型为RS485接口信号和Modubus-RTU协议信号。

优选地，上述的煤层气选井装置中，所述传动轴连接220伏交流电机。

优选地，上述的煤层气选井装置中，所述多个单井入口的数量为11个。

优选地，上述的煤层气选井装置中，所述中间旋转阀枕中的气体通路的两端的高度低于所述气体通路中间段的高度。

本实用新型实施例至少存在以下技术效果：

1)分流总成箱体106位于多个单井入口101的上方，更有利于各单井的煤气顺畅的进入分流总成箱体106中，而且，需要密封的接口都不在最顶端，所以接口处的压力不是最大，更有利于煤气密封。

2)中间旋转阀枕104的形状为“n”形，其中的气体通路的两端的高度低于所述气体通路中间段的高度，这样，两端接口处的压力不是最大，更有利于煤气密封。

3)执行机构只有一台电机，因此故障点少，可靠性高；

4)不需要计量时，可以将11路气井通过三通阀全部导向汇流出口，使计量工艺更加灵活方便。

5)本实用新型通过光电编码器和可编程逻辑控制器的配合，通过继电器对电机的动作进行控制，从而控制多通阀的选通位置，进而能实现全自动选井。

6)本实用新型还通过GPRS无线传输模块进行远程监控，能够适应偏远山区无人值守的情况。

附图说明

图1为现有技术的多通阀的剖视图；

图2为图1中的多孔平面体的视图；

图3为本实用新型提供的多通阀的外形结构图；

图4为本实用新型提供的多通阀的剖视图；

图5为本实用新型提供的电气控制***图；

图6为本实用新型提供的控制流程框图；

图7为本实用新型提供的控制装置和太阳能供电装置的安装位置图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对具体实施例进行详细描述。

本实用新型实施例提供了一种煤层气选井装置，包括多通阀，图3为本实用新型提供的多通阀的外形结构图，图4为本实用新型提供的多通阀的剖视图，如图3、图4所示，所述多通阀包括：多个单井入口101、一个计量出口102，一个汇集出口103、传动轴109、中间旋转阀枕104和分流总成箱体106；

所述传动轴109连接所述中间旋转阀枕104，所述中间旋转阀枕104接通所述计量出口102和所述多个单井入口中的被选中的一个单井入口；

所述分流总成箱体106位于所述多个单井入口101的上方，所述分流总成箱体106接通所述汇集出口103和所述多个单井入口中的未被选中的单井入口。

可见，本实用新型中，分流总成箱体106位于多个单井入口101的上方，未被单独计量的单井气体在上方的分流总成箱体106中汇集，并通过所述汇集出口103流出。所以，与现有液体选井装置的原理性区别，就是流动方向的不同，因为液体具有一定重力，最好的方式是由上向下流动，所以液体汇集区域都在单井入口的下方，而煤气比空气轻，具有向上的趋势，把作为汇集区域的分流总成箱体106设置在上方，更有利于各单井的煤气顺畅的进入分流总成箱体106中，而且，需要密封的接口都不在最顶端，所以接口处的压力不是最大，更有利于煤气密封。

如图4所示，所述中间旋转阀枕104的形状为“n”形，其中的气体通路的两端的高度低于所述气体通路中间段的高度，这样，两端接口处的压力不是最大，更有利于煤气密封。

其中，所述多通阀还包括：

多通体107，接通所述多个单井入口101；

多通板108，位于所述多通体107的上方，接通所述多个单井入口101；

所述中间旋转阀枕104通过与所述多通板108)接来选中一个单井入口。

其中，之所以分为多通体107、多通板108两个多孔结构，是因为多通板108需要与中间旋转阀枕104对接，产生摩擦，因此材料要求耐磨一些。

其中，中间旋转阀枕104与所述多通板108接触的一端设置有内密封套110；所述中间旋转阀枕104接通所述计量出口102的一端设置有中心套111。

其中，每个单井入口连接一路单井管路，所述汇集出口103连接汇管；

所述计量出口连接计量管路，所述计量管路连接气体流量计后接入所述汇管；

每个单井管路在接入所述单井入口之前的位置上设置有三通阀，所述三通阀连接所述汇管。因此，在检修多通阀时候，可以让单井管路直接连通汇管，方便检修。

如图7所示，本实用新型还包括多通阀控制机构702，所述多通阀控制机构702包括：

光电编码器，用于指示多通阀的选通位置；

可编程逻辑控制器，用于实现数据采集、逻辑运算和多通阀控制；

GPRS无线传输模块，用于将所述多通阀控制机构的数据远程传输给上位机监控***。

图5为本实用新型提供的电气控制***图；图6为本实用新型提供的控制流程框图；如图5、图6所示，L、N与220V交流电源相接，其中N为零线。SA为电源启动开关，继电器线圈KM11的两端分别与零线和可编程控制器(PLC)的输出相接。当PLC输出高电平时，KM11得电，其相应的触点KM1闭合，单相异步电动机旋转；输出低电平时，KM11失电，其相应的触点KM1断开，电动机停止。通过计算机输入井号，电动机旋转表示正在选井，电动机停止表示按照输入的井号已经选到欲计量的气井。

因此，本实用新型通过光电编码器和可编程逻辑控制器的配合，通过继电器对电机的动作进行控制，从而控制多通阀的选通位置，进而能实现全自动选井。

本实用新型还通过GPRS无线传输模块进行远程监控，能够适应偏远山区无人值守的情况。

如图7所示，本实用新型还包括太阳能供电装置701，连接所述多通阀控制机构；所述太阳能供电装置包括：太阳能电池板、蓄电池、逆变器和控制***。可满足多通阀动作2次/天，动作时间2分钟/次；3个阴雨天***连续工作。因此，对于山区没有正常电力供应的地区，采用太阳能供电装置可以保障电力供应，保障煤层气选井装置的可靠和有效。

其中，所述数据采集包括流量、压力和温度信号的采集，信号的类型为RS485接口信号和Modubus-RTU协议信号。所述传动轴109连接电机114，所述电机为220伏交流电机。

所述多个单井入口的数量为11个。当然，也可以根据需要选择为8、9或其他数目。

如图4所示，多通阀各组成部件如下：

多个单井入口101、汇集出口102、计量出口103、中间旋转阀枕104、中体盖105、分流总成箱体106、多通体107、多孔平面体108、传动轴109，内密封套110、中心套111、下轴承套和轴承压盖112。

传动轴109带动中间旋转阀枕104转动，中间旋转阀枕104的下端多孔平面体108对准来选择一路单井连接计量出口103；其余的单井连接汇集出口102。

本实用新型中，通过RS 485通讯接口与GPRS DTU无线传输模块配合实现数据的远传。为了很好地自适应复杂的应用环境，提高***工作的稳定性，GPRS DTU提供宽范围供电。提供支持标准RS232/RS485接口电平，接口速率可从300bps-115200bp s自由设置，7或8位数据位，1-2位停止位，奇偶校验功能，可选的硬件流控制。GPRS DTU上电后可以自动拨号接入GPRS网络并且保持实时在线，如果意外掉线，能够自动发现并自动重新拨号登录GPRS网络。GPRS DTU支持动态域名。GPRS DTU内置TCP/IP协议，无须后台计算机的支持即可打包数据，实现TCP、UDP或FTP传输。

数据终端设备(DTU)提供用于连接用户设备的RS232/485串行接口。***公司的无线公用数据传输网络，即GPRS-1X网络，为智能设备提供透明的数据传输通道。数据中心通过命令接收或发起，接收并处理数据终端的数据，组网示意图如下图所示。

多通阀和GPRS DTU之间采用RS485通讯方式，通过GPRS DTU无线透明传输到监控中心，监控中心的计算机需要能够上网，可以是具有固定的IP地址或动态域名，如果是动态域名监控中心的计算机还需要安装一个域名解析软件，该软件能够保证当外网IP地址发生变化时GPRS DTU仍然能够将数据准确的传到该计算机上。

由上可知，本实用新型实施例具有以下优势：

1)分流总成箱体106位于多个单井入口101的上方，更有利于各单井的煤气顺畅的进入分流总成箱体106中，而且，需要密封的接口都不在最顶端，所以接口处的压力不是最大，更有利于煤气密封。

2)中间旋转阀枕104的形状为“n”形，其中的气体通路的两端的高度低于所述气体通路中间段的高度，这样，两端接口处的压力不是最大，更有利于煤气密封。

3)执行机构只有一台电机，因此故障点少，可靠性高；

4)不需要计量时，可以将11路气井通过三通阀全部导向汇流出口，使计量工艺更加灵活方便。

5)本实用新型通过光电编码器和可编程逻辑控制器的配合，通过继电器对电机的动作进行控制，从而控制多通阀的选通位置，进而能实现全自动选井。

6)本实用新型还通过GPRS无线传输模块进行远程监控，能够适应偏远山区无人值守的情况。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种煤层气选井装置，包括多通阀，其特征在于，

所述多通阀包括：多个单井入口(101)、一个计量出口(102)，一个汇集出口(103)、传动轴(109)、中间旋转阀枕(104)和分流总成箱体(106)；

所述传动轴(109)连接所述中间旋转阀枕(104)，所述中间旋转阀枕(104)接通所述计量出口(102)和所述多个单井入口中的被选中的一个单井入口；

所述分流总成箱体(106)位于所述多个单井入口(101)的上方，所述分流总成箱体(106)接通所述汇集出口(103)和所述多个单井入口中的未被选中的单井入口。

2.根据权利要求1所述的煤层气选井装置，其特征在于，所述多通阀还包括：

多通体(107)，接通所述多个单井入口(101)；

多通板(108)，位于所述多通体(107)的上方，接通所述多个单井入口(101)；

所述中间旋转阀枕(104)通过与所述多通板(108)对接来选中一个单井入口。

3.根据权利要求2所述的煤层气选井装置，其特征在于，所述中间旋转阀枕(104)与所述多通板(108)接触的一端设置有内密封套(110)；所述中间旋转阀枕(104)接通所述计量出口(102)的一端设置有中心套(111)。

4.根据权利要求1、2或3所述的煤层气选井装置，其特征在于，每个单井入口连接一路单井管路，所述汇集出口(103)连接汇管；

所述计量出口连接计量管路，所述计量管路连接气体流量计后接入所述汇管；

每个单井管路在接入所述单井入口之前的位置上设置有三通阀，所述三通阀连接所述汇管。

5.根据权利要求4所述的煤层气选井装置，其特征在于，还包括多通阀控制机构，所述多通阀控制机构包括：

光电编码器，用于指示多通阀的选通位置；

可编程逻辑控制器，用于实现数据采集、逻辑运算和多通阀控制；

GPRS无线传输模块，用于将所述多通阀控制机构的数据远程传输给上位机监控***。

6.根据权利要求5所述的煤层气选井装置，其特征在于，还包括太阳能供电装置，连接所述多通阀控制机构；

所述太阳能供电装置包括：太阳能电池板、蓄电池、逆变器和控制***。

7.根据权利要求5所述的煤层气选井装置，其特征在于，所述数据采集包括流量、压力和温度信号的采集，信号的类型为RS485接口信号和Modubus-RTU协议信号。

8.根据权利要求5所述的煤层气选井装置，其特征在于，所述传动轴(109)连接220伏交流电机。

9.根据权利要求5所述的煤层气选井装置，其特征在于，所述多个单井入口的数量为11个。

10.根据权利要求1所述的煤层气选井装置，其特征在于，所述中间旋转阀枕(104)中的气体通路的两端的高度低于所述气体通路中间段的高度。

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