一种式排水采气设备及系统的制作方法

1.本发明涉及气井排水采气技术领域，特别是涉及一种式排水采气设备及系统。

背景技术：

2.气井的排水采气就是解决气井井筒及井底附近地层积液过多或产水的问题。原理就是用高压气源从气井套管注入井中，再从油管返出地面，把井筒中的液体举出地面再采气或边举液边采气。授权公告号为cn 104790917 b的中国发明专利公开了智能柱塞式排水采气装置，其包括管体，管体内设有：控制装置，从上到下包括依次电气连接的压力传感器、控制电路板和电池组，压力传感器设置在压力导入口的内壁下方；阀门装置，从上到下包括设有电机开关滑块的螺杆电机、上部设有开关密封接口的开关密封组件，密封组件内设有贯穿其上下的气液通道，第一气液口设置在开关密封接口和螺杆电机之间，第二气液口设置在管体的下部；橡胶密封套，设于第一气液口的下方，套装在管体的外侧面上。
3.上述的技术方案存在以下技术缺陷：此发明只能通过阀门控制装置控制阀门的分离货或闭合，无法测量井下的液位高度，同时通过电池组进行供电需要进行换电，操作较为繁琐。
4.授权公告号为cn 212359724 u的中国实用新型专利公开一种气井柱塞气举排水采气的控制系统，包括设置于采气树套管上的气压传感器，油管上的油压传感器，燃气生产管线上的电磁阀和流量计，以及设置在防喷管上的位置探测装置；数据采集控制模块的输入端连接所述气压传感器、油压传感器、流量计和位置探测装置，输出端连接至电磁阀；还包括与数据采集控制模块连接的第一远程终端单元；第二远程终端单元与第一远程终端单元无线连接，并连接至数据处理器，由于地层内部的总压力一定，油、套压差反映了井筒积液量，本实用新型通过油套压差设定气井的开、关井压力，并通过比较套压与设定的开井、关井压力的大小来控制气井的开关，明显降低了人为管理难度。
5.上述的技术方案存在以下技术缺陷：通过油液和套压的压差反映井筒积液量，采用设备较多，设备的成本较高。
6.因此，针对现有技术不足，提供一种式排水采气设备及系统以解决现有技术不足甚为必要。

技术实现要素：

7.本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种式排水采气设备及系统，该式排水采气设备及系统通过液位检测机构与双向电机的配合在排水气井内进行上下往复运动，通过式排水采气系统计算得出积液深度和积液量，当积液量达到一定值的时候进行气举排水，液位检测机构进行无线充电续航，实现了气井排水采气的自动化，同时通过简单的结构配合可以实时掌握气井内的积水深度及积水量，省掉了大量的人力资源和时间，减少了设备成本。
8.本发明的上述目的通过如下技术手段实现。
9.提供一种式排水采气设备及系统，包括主控，主控分别电性连接高压气井、排水气井、双向电机、液位检测机构和检测充电桩，高压气井上设置有高压电控阀，高压气井外部安装气举管道，气举管道经过排水气井连接至排水收集器上，排水气井上设有低压电控阀门，排水气井的井口设有置物台，置物槽上安装有双向电机，双向电机的驱动端连接滚珠丝杠，滚珠丝杠上安装有滑动块，滑动块上安装有液位检测机构，排气水井的井口上方地面处安装检测充电桩。
10.具体而言的，液位检测机构包括上触板，上触板安装在置物台的底端，液位检测机构在滑动块上安装检测块，检测块的顶部安装有上触片，检测块在其底部设有两个下触头，下触头采用金属材料，下触头连接至检测块内部的检测电路主板上。
11.优选的，双向电机上安装有电机控制模块，双向电机与检测充电桩电性连接，液位检测机构上安装有检测控制模块，液位检测机构上安装有无线充电模块，无线充电模块与检测充电桩配合充电，电机控制模块和检测控制模块均与主控进行电性连接。
12.具体而言的，滚珠丝杠的底端设有限位片和导电片,当检测器被限位片限位时,下触头正好触碰到导电片。
13.进一步的，本发明实施例并提供了一种式排水采气设备的系统，包括主控,主控分别电性连接电机控制模块、检测控制模块、高压电控阀门、低压电控阀门和检测充电桩，主控上设有主控单元，主控单元分别连接电机控制单元、检测控制单元、阀门控制单元和充电检测单元，高压电控阀门上和低压电控阀门上分别安装高压压力表和低压压力表，高压压力表和低压压力表与阀门控制单元电性连接。
14.进一步的，电机控制单元上设有电机方向控制模块和电机开关控制模块，检测控制模块通过下触头遇水形成电流回路，反馈至检测控制单元，主控单元通过接收检测控制单元的信号控制电机控制单元。
15.优选的，阀门控制单元通过接收高压压力表和低压压力表的电信号，反馈至主控单元，主控单元通过计算产生指令，指令发送至高压电控阀门和低压电控阀门。
16.进一步的，主控单元通过液位检测机构的反馈可计算出排水气井的积水液位深度和积水量。
17.具体而言的，滑动块的运动速度为v，上触片和下触头的高差为h1，上触片距离井口的距离为h2，上触片离开上触板的时间为t1，下触头接触水的时间为t2，井口的半径为r，则排水气井的积水液位的深度为v(t2-t1)+h1+h2，排水气井的积水量为[v(t2-t1)+h1+h2]*πr2。
[0018]
优选的，高压压力表大于低压压力表的1.5倍且小于2倍时，主控单元控制高压电控阀门和低压电控阀门的开启进行气举。
[0019]
本发明通过液位检测机构与双向电机的配合在排水气井内进行上下往复运动，通过式排水采气系统计算得出积液深度和积液量，当积液量达到一定值的时候进行气举排水，液位检测机构进行无线充电续航，实现了气井排水采气的自动化，同时通过简单的结构配合可以实时掌握气井内的积水深度及积水量，省掉了大量的人力资源和时间，减少了设备成本。
附图说明
[0020]
利用附图对本发明作进一步的说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。
[0021]
图1是本发明一种式排水采气设备及系统的设备结构图。
[0022]
图2是本发明一种式排水采气设备及系统的a处放大示意图。
[0023]
图3是本发明一种式排水采气设备及系统的b处放大示意图。
[0024]
图4是本发明一种式排水采气设备及系统的系统框图。
[0025]
从图1至图4中，包括：
[0026]
1、主控；
[0027]
2、高压气井；
[0028]
3、排水气井；
[0029]
4、双向电机；
[0030]
5、液位检测机构；
[0031]
6、排水收集器；
[0032]
7、检测充电桩；
[0033]
8、高压电控阀；
[0034]
9、气举管道；
[0035]
10、低压电控阀门；
[0036]
11、置物台；
[0037]
12、滚珠丝杠；
[0038]
13、滑动块；
[0039]
14、电机控制模块；
[0040]
15、检测控制模块；
[0041]
16、无线充电模块；
[0042]
17、上触板；
[0043]
18、上触片；
[0044]
19、下触头；
[0045]
20、限位片；
[0046]
21、导电片；
[0047]
22、检测块。
具体实施方式
[0048]
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
[0049]
实施例1。
[0050]
如图1-4所示，一种式排水采气设备及系统，包括主控1，主控1分别电性连接高压气井2、排水气井3、双向电机4、液位检测机构5和检测充电桩7，高压气井2上设置有高压电控阀8，高压气井2外部安装气举管道9，气举管道9经过排水气井3连接至排水收集器6上，排水气井3上设有低压电控阀门10，排水气井3的井口设有置物台11，置物槽上安装有双向电机4，双向电机4的驱动端连接滚珠丝杠12，滚珠丝杠12上安装有滑动块13，滑
动块13上安装有对井下液位进行检测且进行自动充电的液位检测机构5，排气水井的井口上方地面处安装配合液位检测机构5充电的检测充电桩7。
[0051]
主控1通过同时控制高压气井2、排水气井3、双向电机4、液位检测机构5、排水收集器6和检测充电桩7来实现自动化的排水气井3的液位检测及排水，高压气井2通过汽机管道将高压气体输送至排水气井3的内部，排水气井3境地的积液被高压气体顶出，流入至排水收集器6的内部，双向电机4通过置物台11固定在排水气井3的顶部，滚珠丝杠12通过双向电机4进行驱动旋转，滑动块13随之滚珠丝杠12的旋转进行上下的位移，液位检测机构5随之测量积液深度，检测充电桩7可对液位检测涉设备和双向电机4进行充电,通过有线连接双向电机4对双向电机4进行充电，通过无线充电模将液位检测机构5块进行无线充电。
[0052]
液位检测机构5包括上触板17，上触板17安装在置物台11的底端，液位检测机构5在滑动块13上安装检测块22，检测块22的顶部安装有上触片18，检测块在其底部设有两个下触头19，下触头19采用金属材料，下触头19连接至检测块内部的检测电路主板上。
[0053]
液位检测机构5负责检测井下的液位高度，液位检测机构5安装在滑动块上，通过检测块22的内部安装检测电路主板，记录也为检测机构离开上触板18的时间，同时当下触头19接触水时检测块内部通电，得到接触液面顶部的时间，通过检测块22内部的液位检测模块传送给主控1，通过参数计算得到液面高度。
[0054]
当液位检测机构5不进行运动时，其处在滚珠丝杠12的最顶端，上触片18与上触板17形成电流回路，向主控1反馈信号，当液位检测机构5进行工作时，液位检测机构5箱井下位移，下触头19触碰到水时形成电流回路，向主控1反馈电信号，通过位移时间和速度等参数主控单元可直接计算出液位深度和积液量。
[0055]
双向电机4上安装有电机控制模块14，双向电机4与检测充电桩7电性连接，液位检测机构5上安装有检测控制模块15，液位检测机构5上安装有无线充电模块16，无线充电模块16与检测充电桩7配合充电，电机控制模块14和检测控制模块15均与主控1进行电性连接。
[0056]
电机控制模块14通过主控1连接可控制双向电机4的旋转方向和旋转开关，检测控制模块15连接主控1实现液位检测机构5对液位深度的检测，双向电机4通过有线连接检测充电桩7进行供电，液位检测机构5通过无线充电模块16与检测充电桩7连接进行无线充电。
[0057]
检测充电桩7内安装24v/2.1a输出无线发射模块，与液位检测机构5内的24v/2.1a输出无线接收模块相配合实现对液位检测器的供电。
[0058]
滚珠丝杠12的底端设有限位片20和导电片21,当液位检测机构5被限位片20限位时,下触头19正好触碰到导电片21。
[0059]
滚珠丝杠12的底端设有的导电片21是防止下触头19触碰到井底的位置物体上发生损坏，限位片20也防止了液位检测机构5的损坏。
[0060]
本发明实施例并提供了一种式排水采气设备的系统，包括主控1,主控1分别电性连接电机控制模块14、检测控制模块15、高压电控阀8门、低压电控阀门10和检测充电桩7，主控1上设有主控单元，主控单元分别连接电机控制单元、检测控制单元、阀门控制单元和充电检测单元，高压电控阀8门上和低压电控阀门10上分别安装高压压力表和低压压力表，高压压力表和低压压力表与阀门控制单元电性连接。
[0061]
主控1控制电机的旋转方向和电机的开关，接收检测控制模块15的反馈信号得到检测控制模块15的位移时间，位移速度，从而得到位移距离，推导出井底的积液深度，算出井底积液量，然后通过主控1控制高压电控阀8门和低压电控阀门10的开启和关闭实现排水工作，通过高压压力表和低压压力表反馈井内压力，对开启阀门的时间有更精准的把控。
[0062]
电机控制单元上设有电机方向控制模块和电机开关控制模块，检测控制模块15通过下触头19遇水形成电流回路，反馈至检测控制单元，主控单元通过接收检测控制单元的信号控制电机控制单元。
[0063]
电机方向控制模块控制双向电机4的旋转方向，使得主控单元可控制液位检测机构5的上升和下降，电机开关控制模块可控制电机的开启和关闭，通过控制也实现了液位检测机构5运动时间的采集计算，检测控制模块15在下触头19遇水时将电信号反馈至主控单元上，实现液位检测机构5在液位处的时间的采集。
[0064]
阀门控制单元通过接收高压压力表和低压压力表的电信号，反馈至主控单元，主控单元通过计算产生指令，指令发送至高压电控阀8门和低压电控阀门10。
[0065]
阀门控制单元降高压压力表和低压压力表测得的压力信号传递给主控单元，主控单元将开启或关闭指令反馈给阀门控制单元，实现高压电控阀8门和低压电控阀门10的条件开启。
[0066]
主控单元通过液位检测机构5的反馈可计算出排水气井3的积水液位深度和积水量。
[0067]
主控单元通过液位检测机构5的反馈数据计算积水液位深度和积水量，实现对排水气井3的井底积液的预估，更准确的掌握井底情况。
[0068]
滑动块13的运动速度为v，上触片18和下触头19的高差为h1，上触片18距离井口的距离为h2，上触片18离开上触板17的时间为t1，下触头19接触水的时间为t2，井口的半径为r，则排水气井3的积水液位的深度为v(t2-t1)+h1+h2，排水气井3的积水量为【v(t2-t1)+h1+h2】*πr2。
[0069]
高压压力表大于低压压力表的1.5倍且小于2倍时，主控单元控制高压电控阀8门和低压电控阀门10的开启进行气举。
[0070]
高压气井2的压力需要大于排水气井3的压力大的1.5倍才可开启阀门，否则压力不够无法将积液完全从气井中排出，同时压力不宜过大，防止排出的过程发生危险。
[0071]
本发明通过液位检测机构5与双向电机4的配合在排水气井3内进行上下往复运动，通过式排水采气系统计算得出积液深度和积液量，当积液量达到一定值的时候进行气举排水，液位检测机构5进行无线充电续航，实现了气井排水采气的自动化，同时通过简单的结构配合可以实时掌握气井内的积水深度及积水量，省掉了大量的人力资源和时间，减少了设备成本。
[0072]
工作原理：首先主控1控制液位检测机构5进行定时检测，通过主控1发送指令给电机控制单元，使得电机控制模块的控制双向电机4的开关和速度，双向电机4旋转带动滚珠丝杠12旋转，同时滑动块13的内部安装丝母，随滚珠丝杠12螺旋配合进行位移，当液位检测机构5的下触头19触碰到水时形成电流回路，通过检测控制模块将电信号反馈至主控1，此时主控1通过参数计算，得到液面高度，当液面高度达到预设值时，主控
1发送信号给高压电控阀门和低压电控阀门，实现井内排水工作，同时液位检测机构1再进行测量，达到排水标准高度后，将高压电控阀门和低压电控阀门进行关闭，反复循环实现对气井的而自动排水功能。
[0073]
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

技术特征：

1.一种式排水采气设备，其特征在于：包括主控，所述主控分别电性连接高压气井、排水气井、双向电机、液位检测机构和检测充电桩，所述高压气井上设置有高压电控阀，所述高压气井外部安装气举管道，所述气举管道经过所述排水气井连接至所述排水收集器上，所述排水气井上设有低压电控阀门，所述排水气井的井口设有置物台，所述置物台上安装有双向电机，所述双向电机的驱动端连接滚珠丝杠，所述滚珠丝杠上安装有滑动块，所述滑动块上安装有对井下液位进行检测且进行自动充电的液位检测机构，所述排气水井的井口上方地面处安装配合所述液位检测机构充电的检测充电桩。2.根据权利要求1所述的一种式排水采气设备，其特征在于：所述液位检测机构包括上触板，所述上触板安装在所述置物台的底端，所述液位检测机构在所述滑动块上安装检测块，所述检测块的顶部安装有上触片，所述检测块在其底部设有两个下触头，所述下触头采用金属材料，所述下触头连接至所述检测块内部的检测电路主板上。3.根据权利要求1所述的一种式排水采气设备，其特征在于：所述双向电机上安装有电机控制模块，所述双向电机与所述检测充电桩电性连接，所述液位检测机构上安装有检测控制模块，所述液位检测机构上安装有无线充电模块，所述无线充电模块与所述检测充电桩配合充电，所述电机控制模块和所述检测控制模块均与所述主控进行电性连接。4.根据权利要求1所述的一种式排水采气设备，其特征在于：所述滚珠丝杠的底端设有限位片和导电片,当所述检测器被所述限位片被限位时,所述下触头正好触碰到所述导电片。5.根据权利要求1～4中任意一项所述的一种式排水采气设备的系统，其特征在于：包括主控,所述主控分别电性连接电机控制模块、检测控制模块、高压电控阀门、低压电控阀门和检测充电桩，所述主控上设有主控单元，所述主控单元分别连接电机控制单元、检测控制单元、阀门控制单元和充电检测单元，所述高压电控阀门上和所述低压电控阀门上分别安装高压压力表和低压压力表，所述高压压力表和所述低压压力表与所述阀门控制单元电性连接。6.根据权利要求5所述的一种式排水采气设备的系统，其特征在于：所述电机控制单元上设有电机方向控制模块和电机开关控制模块，所述检测控制模块通过所述下触头遇水形成电流回路，反馈至所述检测控制单元，所述主控单元通过接收所述检测控制单元的信号控制所述电机控制单元。7.根据权利要求5所述的一种式排水采气设备的系统，其特征在于：所述阀门控制单元通过接收所述高压压力表和所述低压压力表的电信号，反馈至所述主控单元，所述主控单元通过计算产生指令，指令发送至所述高压电控阀门和所述低压电控阀门。8.根据权利要求5所述的一种式排水采气设备的系统，其特征在于：所述主控单元通过液位检测机构的反馈可计算出所述排水气井的积水液位深度和积水量。9.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：所述滑动块的运动速度为v，所述上触片和所述下触头的高差为h1，所述上触片距离井口的距离为h2，所述上触片离开所述上触板的时间为t1，所述下触头接触水的时间为t2，井口的半径为r，则所述排水气井的积水液位的深度为v(t2-t1)+h1+h2，所述排水气井的积水量为[v(t2-t1)+h1+h2]*πr2。10.根据权利要求5所述的一种式排水采气设备的系统，其特征在于：所述高压压
力表大于所述低压压力表的1.5倍且小于2倍时，所述主控单元控制所述高压电控阀门和所述低压电控阀门的开启进行气举。

技术总结

该一种式排水采气设备及系统，包括主控，主控分别电性连接高压气井、排水气井、双向电机、液位检测机构和检测充电桩，滑动块上安装有对井下液位进行检测且进行自动充电的液位检测机构，排气水井的井口上方地面处安装配合液位检测机构充电的检测充电桩，本发明通过液位检测机构与双向电机的配合在排水气井内进行上下往复运动，通过式排水采气系统计算得出积液深度和积液量，当积液量达到一定值的时候进行气举排水，液位检测机构进行无线充电续航，实现了气井排水采气的自动化，同时通过简单的结构配合可以实时掌握气井内的积水深度及积水量，省掉了大量人力资源和时间，减少了设备成本。减少了设备成本。减少了设备成本。