(10)申请公布号
(43)申请公布日 (21)申请号 201510227308.4
(22)申请日 2015.05.07
F15B 1/02(2006.01)
F15B 11/08(2006.01)F15B 21/08(2006.01)E21B 43/00(2006.01)
(71)申请人中国石油化工股份有限公司
地址257000 山东省东营市东营区济南路
125号
申请人中国石油化工股份有限公司胜利油
田分公司石油工程技术研究院
(72)发明人张雷 杭发琴 徐文庆 刘常福
肖姝 贺启强 董元军
(74)专利代理机构济南日新专利代理事务所
37224
代理人
崔晓艳
(54)发明名称
(57)摘要
本发明提供一种液压举升及自动控制装置，
单向阀，蓄能器，后泵/马达，后液控单向阀，井口
液压缸和油箱，该电动机的一端依次连接该前泵
/马达，该前液控单向阀和该蓄能器，该电动机的
另一端依次连接该后泵/马达，该后液控单向阀
和该井口液压缸，该前泵/马达和该后泵/马达分
别连接于该油箱，该控制器连接于该电动机，并控
制该电动机的运行，以使该电动机旋转带动该前
泵/马达和该后泵/马达，驱动液压油，进行动力
传递，以使所述蓄能器蓄能或释放能量，驱动该井
口液压缸中的柱塞上下运行。该液压举升及自动
控制装置可控制液压举升装置自动运行，实现生
产参数调节，为系统运行提供安全防护。(51)Int.Cl.
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书4页 附图1页CN 106194857 A 2016.12.07
C N 106194857
A
1.液压举升及自动控制装置，其特征在于，该液压举升及自动控制装置包括控制器，电动机，前泵/马达，前液控单向阀，蓄能器，后泵/马达，后液控单向阀，井口液压缸和油箱，该电动机的一端依次连接该前泵/马达，该前液控单向阀和该蓄能器，该电动机的另一端依次连接该后泵/马达，该后液控单向阀和该井口液压缸，该前泵/马达和该后泵/马达分别连接于该油箱，该控制器连接于该电动机，并控制该电动机的运行，以使该电动机旋转带动该前泵/马达和该后泵/马达，驱动液压油，进行动力传递，以使所述蓄能器蓄能或释放能量，驱动该井口液压缸中的柱塞上下运行。
2.根据权利要求1所述的液压举升及自动控制装置，其特征在于，该液压举升及自动控制装置还包括高压补油泵和低压补油泵，该高压补油泵分别连接于该液压举升及自动控制装置的高压管线和油箱，该低压
补油泵分别连接于该液压举升及自动控制装置的低压管线和油箱，该控制器连接于该高压补油泵和该低压补油泵，以控制该高压补油泵和该低压补油泵，将该油箱中的液压油泵入该液压举升及自动控制装置的高、低压管线中。
3.根据权利要求2所述的液压举升及自动控制装置，其特征在于，该控制器还检测该高压补油泵和该低压补油泵是否存在故障，并在该高压补油泵或该低压补油泵存在故障时，该控制器进行故障显示及报警。
4.根据权利要求1所述的液压举升及自动控制装置，其特征在于，该液压举升及自动控制装置还包括温度传感器，加热器和风冷器，该温度传感器连接于该油箱，检测该油箱中液压油的温度并将液压油的温度传输给该控制器，该加热器位于该油箱中，该风冷器位于该油箱上方，该控制器分别连接于该温度传感器，该加热器和该风冷器，当该温度传感器检测到液压油的温度低于该控制器设置的设定值下限，该控制器启动该加热器，加热液压油；当高于该控制器设置的设定值上限，该控制器启动该风冷器，降低液压油温度。
5.根据权利要求4所述的液压举升及自动控制装置，其特征在于，该控制器还检测该风冷器是否存在故障，并在该风冷器存在故障时，该控制器进行故障显示及报警。
6.根据权利要求1所述的液压举升及自动控制装置，其特征在于，该液压举升及自动控制装置还包括液位传感器，该液位传感器位于该油箱中，并连接于该控制器，该液位传感器检测该油箱的液位并将检测的
液位值传输给该控制器，当该液位传感器检测到的液位不在该控制器设定的液位范围值内时，该控制器进行故障显示及报警。
7.根据权利要求1所述的液压举升及自动控制装置，其特征在于，该液压举升及自动控制装置还包括蓄能器压力表，该蓄能器压力表连接于该蓄能器和该控制器，检测该蓄能器的压力，并将蓄能器压力传输给该控制器，当该蓄能器压力表检测到的蓄能器压力不在该控制器设定的蓄能器压力范围值内时，该控制器进行故障显示及报警。
8.根据权利要求1所述的液压举升及自动控制装置，其特征在于，该液压举升及自动控制装置还包括井口液压缸压力表，该井口液压缸压力表连接于该井口液压缸和该控制器，检测该井口液压缸的压力，并将井口液压缸压力传输给该控制器，当该井口液压缸压力表检测到的井口液压缸压力不在该控制器设定的井口液压缸压力范围值内时，该控制器进行故障显示及报警。
9.根据权利要求1所述的液压举升及自动控制装置，其特征在于，该液压举升及自动控制装置还包括位移传感器，该位移传感器位于该井口液压缸内，该柱塞的上方，并连接于该控制器，以检测该柱塞的位移，并将柱塞位移信息传输给该控制器，该控制器根据柱塞位
移信息以及该控制器预先设定的运行参数控制该电动机的正反向旋转运行，该控制器还对该柱塞的运行状态进行实时显示。
10.根据权利要求9所述的液压举升及自动控制装置，其特征在于，该控制器预先设定的运行参数包括设定柱塞的冲程和冲次，即该柱塞的行程和运行速度，该电动机正转，该柱塞上行，当该位移传感器检测到该柱塞到达设定的上限值时，该电动机反转，该柱塞下行；当该位移传感器检测到该柱塞到达下限值时，该电动机正转，该柱塞上行；该控制器通过设定的冲刺控制该电动机的转速，从而控制该柱塞的上下运行速度。
11.根据权利要求9所述的液压举升及自动控制装置，其特征在于，当该位移传感器检测到的柱塞位移信息超出该控制器设置的设定冲程时，该控制器进行故障显示及报警。
12.根据权利要求1所述的液压举升及自动控制装置，其特征在于，该液压举升及自动控制装置还包括电磁换向阀，该电磁换向阀分别连接于该前液控单向阀，该后液控单向阀和该油箱，该控制器连接于该电磁换向阀，并通过控制该电磁换向阀对该前液控单向阀和该后液控单向阀进行控制，实现该井口液压缸的该柱塞在任意位置启动和停机。
液压举升及自动控制装置
技术领域
[0001] 本发明涉及石油开采装置，特别是涉及到一种液压举升及自动控制装置。
背景技术
[0002] 在油田生产过程中，压裂、酸化是油水井增产增注的主要措施，压裂酸化时产生的残渣杂质及二次沉淀物等易造成储层裂缝和孔隙堵塞，降低措施效果。为了降低措施对井底地层的二次污染，措施后需尽快返排入井液。目前现场应用的最新油水井返排技术为探井试油连续排液技术，该技术仅采用机械传动方式实现动力传递，在悬点上下运行过程中没有平衡设计，由发热电阻消耗悬点下行时势能做功，系统能耗高。液压举升及自动控制装置采用液压及机械动力传动系统驱动井口举升液压缸，通过液压蓄能器储存杆柱下行势能，在杆柱上行时释放储存能量，帮助电动机做功，实现对井下液体的举升。液压举升及自动控制装置可以充分利用杆柱下行势能，帮助杆柱上行，不仅减少了系统能耗，并且降低了驱动电机的装机功率，实现了油田生产节能降耗的目的。
发明内容
[0003] 本发明的目的是提供一种液压举升及自动控制装置，实现井下液体的举升，以及生产运行过程中生产参数调节、安全防护等目的。
[0004] 本发明的目的可通过如下技术措施来实现：液压举升及自动控制装置，该液压举升及自动控制装置包括控制器，电动机，前泵/马达，前液控单向阀，蓄能器，后泵/马达，后液控单向阀，井口液压缸和油箱，该电动机的一端依次连接该前泵/马达，该前液控单向阀和该蓄能器，该电动机的另一端依次连
接该后泵/马达，该后液控单向阀和该井口液压缸，该前泵/马达和该后泵/马达分别连接于该油箱，该控制器连接于该电动机，并控制该电动机的运行，以使该电动机旋转带动该前泵/马达和该后泵/马达，驱动液压油，进行动力传递，以使所述蓄能器蓄能或释放能量，驱动该井口液压缸中的柱塞上下运行。
[0005] 本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：
[0006] 该液压举升及自动控制装置还包括高压补油泵和低压补油泵，该高压补油泵分别连接于该液压举升及自动控制装置的高压管线和油箱，该低压补油泵分别连接于该液压举升及自动控制装置的低压管线和油箱，该控制器连接于该高压补油泵和该低压补油泵，以控制该高压补油泵和该低压补油泵，将该油箱中的液压油泵入该液压举升及自动控制装置的高、低压管线中。
[0007] 该控制器还检测该高压补油泵和该低压补油泵是否存在故障，并在该高压补油泵或该低压补油泵存在故障时，该控制器进行故障显示及报警。
[0008] 该液压举升及自动控制装置还包括温度传感器，加热器和风冷器，该温度传感器连接于该油箱，检测该油箱中液压油的温度并将液压油的温度传输给该控制器，该加热器位于该油箱中，该风冷器位于该油箱上方，该控制器分别连接于该温度传感器，该加热器和该风冷器，当该温度传感器检测到液压油的温度低于该控制器设置的设定值下限，该控制
器启动该加热器，加热液压油；当高于该控制器设置的设定值上限，该控制器启动该风冷器，降低液压油温度。
[0009] 该控制器还检测该风冷器是否存在故障，并在该风冷器存在故障时，该控制器进行故障显示及报警。
[0010] 该液压举升及自动控制装置还包括液位传感器，该液位传感器位于该油箱中，并连接于该控制器，该液位传感器检测该油箱的液位并将检测的液位值传输给该控制器，当该液位传感器检测到的液位不在该控制器设定的液位范围值内时，该控制器进行故障显示及报警。
[0011] 该液压举升及自动控制装置还包括蓄能器压力表，该蓄能器压力表连接于该蓄能器和该控制器，检测该蓄能器的压力，并将蓄能器压力传输给该控制器，当该蓄能器压力表检测到的蓄能器压力不在该控制器设定的蓄能器压力范围值内时，该控制器进行故障显示及报警。
[0012] 该液压举升及自动控制装置还包括井口液压缸压力表，该井口液压缸压力表连接于该井口液压缸和该控制器，检测该井口液压缸的压力，并将井口液压缸压力传输给该控制器，当该井口液压缸压力表检测到的井口液压缸压力不在该控制器设定的井口液压缸压力范围值内时，该控制器进行故障显示及报警。
[0013] 该液压举升及自动控制装置还包括位移传感器，该位移传感器位于该井口液压缸内，该柱塞的上方，并连接于该控制器，以检测该柱塞的位移，并将柱塞位移信息传输给该控制器，该控制器根据柱塞位移信息以及该控制器预先设定的运行参数控制该电动机的正反向旋转运行，该控制器还对该柱塞的运行状态进行实时显示。
[0014] 该控制器预先设定的运行参数包括设定柱塞的冲程和冲次，即该柱塞的行程和运行速度，该电动机正转，该柱塞上行，当该位移传感器检测到该柱塞到达设定的上限值时，该电动机反转，该柱塞下行；当该位移传感器检测到该柱塞到达下限值时，该电动机正转，该柱塞上行；该控制器通过设定的冲刺控制该电动机的转速，从而控制该柱塞的上下运行速度。
[0015] 当该位移传感器检测到的柱塞位移信息超出该控制器设置的设定冲程时，该控制器进行故障显示及报警。
[0016] 该液压举升及自动控制装置还包括电磁换向阀，该电磁换向阀分别连接于该前液控单向阀，该后液控单向阀和该油箱，该控制器连接于该电磁换向阀，并通过控制该电磁换向阀对该前液控单向阀和该后液控单向阀进行控制，实现该井口液压缸的该柱塞在任意位置启动和停机。
[0017] 本发明中的液压举升及自动控制装置，可以实现液压系统对油井的举升，同时还可以储存载荷下行势能，对举升系统提供平衡，降低系统能耗，减小驱动电机功率；控制器实现了生产参数调节、液压
系统工况监测及调节等功能，提高了液压举升系统运行的自动化程度和安全性能。本发明中的液压举升及自动控制装置，通过控制器控制电动机旋转，驱动液压系统，控制井口液压缸柱塞上下运行，提升与下放井下杆柱；系统智能化程度高，具有可视化操作界面，实时显示系统监控状态，在线调节控制参数；连续不间断对高压补油电机、低压补油电机、液压系统的压力温度等进行监测和控制，保障系统安全稳定运行。
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