[发明专利]一种远程控制天然气井开启与关闭的装置

说明书

技术领域

本发明涉及天然气井采气，具体涉及一种远程控制天然气井开启与关闭的装置。

背景技术

目前，天然气是一种自然的清洁能源，已广泛的应用于居民日常生活、供暖、发电、化学制品等，替代煤炭可极大的减少CO2的排放量，其需求量越来越大。天然气是由天然气井，将地下数千米的原生气，输送至地面，通过管道输送至天然气处理站，经过净化处理后输送至最终用户，所以天然气井是天然气应用的第一道工序。

天然气井设备构成：

天然气井以紧急切断保护阀门为界，紧急切断保护阀门的上游为高压气体管段，压力≤PN25Mpa，下游为低压气体管段，压力≤PN6.3Mpa。手动节流阀门是控制天然气井开启采气和关闭采气的装置。紧急切断保护阀门是天然气井的安全保护装置，当其上游的压力超过4.2Mpa时，紧急切断保护阀门将立即关闭，保护其下游低压气体管道的安全。目前天然气井开启采气和关闭采气，由人工操作手动节流阀门的开启和关闭来控制。

人工开启天然气井采气操作过程：

天然气井开启采气，是由人工操作完成的，通过不断地调节手动节流阀门的开度，将气井的高压力气体降低到输气管道的低压力气体，当气井高压力气体降至工艺要求的输气管道低压力气体时，完成气井的开启采气操作，天然气井处于正常采气生产阶段。气井开启的整个过程必须保证输气管道压力≤4.2Mpa，否则将会引起紧急切断保护阀门的关闭，一旦由于操作不当引起紧急切断保护阀门关闭，气井开启失败。保证天然气井正常开启，是天然气井开启采气的最大难题，目前完全依赖操作人员的经验来完成。

目前人工开关井采气存在的问题：

天然气井随着开采年数的增长，自然产气量会逐年降低，为延长天然气井的采气寿命，提高天然气井的产气量，只能采用间歇采气的工艺方法生产，即：开启天然气井采气生产一定时间后，当地下天然气体压力降低、采气量降低时，关闭天然气井停止采气，待地下天然气体压力恢复后，再开启天然气井进行采气，并不断的往复循环。

根据统计，目前苏里格气田45％的天然气井采用间歇采气工艺生产，并且数量还在逐年增加。目前采用人工现场进行天然气井的开启和关闭，不但增加了员工的劳动强度，而且难以满足生产的需要。

天然气井的开启和关闭过程由操作人员的经验和能力决定，对天然气井开启和关闭作业的标准化及处理气井出现的故障不利。

天然气井气井大多处于人烟稀少的荒漠、荒山地带，道路艰险，野外作业劳动强度大、效率低、人工费用高、存在较高的行车安全等意外事故发生的风险。

当出现雨雪、风沙等恶劣天气，为保证人身安全，不允许操作人员野外现场作业，直接影响生产的正常进行。

在场站设备维修或调节用气量高低峰时，需要同时开启或关闭数百口气井，瞬时需要大量的操作人员，常常因人员及车辆的不足，造成开启和关闭不及时，影响生产的正常进行。

天然气井开采寿命的中后期，采用间歇采气工艺，由于天然气井开启和关闭的能力不足，只能人为的规定天然气井开启和关闭时间的间隔，无法根据天然气井的实际采气能力进行开启和关闭，不能充分利用和开采天然气资源。

发明内容

本发明针对上述问题，提供了一种远程控制天然气井开启与关闭的装置，主要由节流调节阀门、控制软件系统、远程无线通讯系统、太阳能供电系统组成；所述节流调节阀门上设有智能电动控制器；所述控制软件系统设置在远程计算机中；所述太阳能供电系统设置在节流调节阀门外部；所述智能电动控制器连接节流调节阀门；所述控制软件系统通过远程无线通讯系统连接智能电动控制器；所述太阳能供电系统分别连接节流调节阀门、智能电动控制器。

进一步地，所述节流调节阀门包括阀体、智能电动控制器、阀杆、节流罩、阀芯、阀座；所述智能电动控制器设置在节流调节阀门的上部；所述阀杆设置在节流调节阀门的中部；所述节流罩设置在节流调节阀门的下部；所述阀芯设置在阀杆的下方，节流罩的内部；所述阀座设置在节流调节阀门的底部。

更进一步地，所述智能电动控制器采用电机--行星轮传动机构，具有7路4-20mA模拟量传输通道，1路MODBUS总线，能采集、传输油压、套压、管压、流量、阀位的参数，菜单式操作，中文显示；实时采集天然气井的油压、套压、管压、流量的参数，并对采集的参数进行判断、分析、计算，按照预定的控制程序控制阀门的开度，调节控制天然气井开启过程的压力、流量的平稳性。

更进一步地，所述远程无线通讯系统采用GPRS远程通讯的方法，通过终端操作界面，实现控制室对天然气井的集成控制和管理。