[發明專利]用于煤層氣井排采裝置的智能遠程控制系統及其控制方法

在審

• 申請號: 201810513217.0
• 申請日: 2018-05-25
• 公開（公告）號: CN108756820A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 李全中;蔡永樂;張軍亮;郭威;董文強;宋宇飛;甕亥亥;孫銘康;黃世琦
• 申請（專利權）人: 山西工程技術學院
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;E21B47/047;E21B47/06;E21B47/07;E21B47/00;G05B19/05
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙) 41131
• 代理人: 朱俊峰

用于煤層氣井排采裝置的智能遠程控制系統，包括煤層氣井參數監測設備、數據采集系統、智能排采控制系統和遠程監測監控系統；煤層氣井參數監測設備主要包括氣體流量計、液體流量計、井下流壓壓力傳感計、套壓壓力傳感計、溫度傳感計、液位測試裝置和變頻器；本發明還公開了用于煤層氣井排采裝置的智能遠程控制系統的遠程控制方法。本發明具有針對不同地質類型煤層氣井和不同階段排采特點，實現了不同類型煤層氣井的智能排采；實現了煤層氣井排采的遠程實時監測監控，遠程用戶可以在遠程查看查詢和保存詳細的實時數據和歷史數據；用戶可以對變頻器進行參數設定和指令控制，包括現場操作和遠程控制。

技術領域

本發明屬于煤層氣開發技術領域，具體涉及用于煤層氣井排采裝置的智能遠程控制系統及其控制方法。

背景技術

合理的排采強度是確保煤層氣井穩產、高產的關鍵。如果排采強度過大，則會引起速敏和應力敏感，使得儲層嚴重傷害，造成低產；如果排采強度過低，將造成開發成本增加。

煤層氣排采以不傷害煤儲層為原則，傳統的煤層氣井排采根據煤層氣井產氣量、產水量、套壓、動液面和井底壓力等煤層氣井參數變化，選擇合適的排采工作制度。但我國煤層氣開發過程中，對排采設備的控制以手動調整、人工調參為主。存在以下問題，傳統排采設備需要專業人員進行現場調整控制，工作強度大，且效率低，生產成本較高；煤層氣井位置分散，井距較遠，人工獲取氣井生產數據難度大，現場采集信息周期長、成本高、準確性差，不能滿足生產需要；排采人員難以實現對煤層氣井排采參數的實時記錄與監測監控，出現異常情況時，難以對煤層氣井排采制度及時調整，對煤儲層造成嚴重傷害，增加設備的維修成本。

發明內容

本發明為了解決現有技術中的不足之處，提供用于煤層氣井排采裝置的智能遠程控制系統及其控制方法，其可實現煤層氣井數據采集、數據實時顯示、排采控制和智能排采等功能，提高煤層氣排采的自動化程度、安全性和可控性，降低排采人員的勞動強度，實現煤層氣井的穩產和高產。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：用于煤層氣井排采裝置的智能遠程控制系統，包括煤層氣井參數監測設備、數據采集系統、智能排采控制系統和遠程監測監控系統；

煤層氣井排采裝置包括電機、游梁式抽油機、套管、抽油管、排水管線、排氣管線、污水池和壓縮站，套管垂直設置在煤層氣井內，抽油管同軸向設置在套管內，電機與游梁式抽油機的動力輸入端傳動連接，游梁式抽油機的抽油桿伸入到抽油管內，排水管線的兩端分別與污水池和抽油管上部連接，排氣管線的兩端分別與壓縮站和套管的上部連接，排水管線上設置有排水閥，排氣管線上設置有排氣閥；

煤層氣井參數監測設備主要包括氣體流量計、液體流量計、井下流壓壓力傳感計、套壓壓力傳感計、溫度傳感計、液位測試裝置和變頻器；氣體流量計設置在井口的排氣管線上，液體流量計設置在井口的排水管線上，井下流壓壓力傳感計和溫度傳感計均設置在煤層氣井中煤層位置，套壓壓力傳感計設置在井口的排氣管線上，液位測試裝置設置在套管的頂部位置并沿套管與抽油管之間的環形間隙垂直向下監測，變頻器安裝在電機上；

數據采集系統采用遠程終端單元，遠程終端單元通過控制電纜分別與氣體流量計、液體流量計、井下流壓壓力傳感計、套壓壓力傳感計、溫度傳感計、變頻器和液位測試裝置相連接；

智能排采控制系統采用可編程自動化控制器，可編程自動化控制器根據煤層氣井不同地質條件，將煤層氣井劃分為地應力大、地應力小、產水量小、產水量大、滲透率高和滲透率低不同類型的地質條件，針對不同煤層氣井類型建立了不同的排采數學模型，根據煤層氣井地質條件選擇排采模型；

數據采集系統通過數據線與智能排采控制系統連接，數據采集系統通過GPRS或4G網絡與遠程監測監控系統連接，遠程監測監控系統通過GPRS或4G網絡與智能排采控制系統連接。

用于煤層氣井排采裝置的智能遠程控制系統的遠程控制方法，包括以下步驟：