一种页岩气采出水集输自动化系统及控制方法与流程

本发明涉及页岩气开发的采出水集输，具体涉及一种页岩气采出水集输自动化系统及控制方法。

背景技术：

1、页岩气井在采气生产过程中，随页岩气从地层深处开采出来的还有液体，被称为采出水。采出水一般需要集中运输至专门的处理站处理达标后才能外排，每日的采出水量受采气平台内气井数量、气井生产阶段、所在地层等因素影响。采出水存在污染土壤、水源的环保风险，因此采用全流程密闭管道输送，集气站内需要配置相应的采出水管线流程直至出站进入工区的采出水集输管网。采气平台由专门的采气队管理，分离器、采出水罐液位超上限时需要人工现场手动操作，特别是气井投产初采出水量较大时需要人工24小时在分离器处值守避免溢出。

2、目前页岩气开发的采出水集输系统存在人力耗费多、耗费时间长、环保风险大的问题，暂时无法实现采出水集输系统的自动化和少人化。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种页岩气采出水集输自动化系统及控制方法，以解决现有技术中的人力耗费多、耗费时间长、环保风险大的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种页岩气采出水集输自动化系统，包括分离器电磁阀、plc控制柜、配电变频柜和打水泵，所述配电变频柜的内部放置变频器，plc控制柜通过变频器信号线与配电变频柜相连，所述配电变频柜通过打水泵控制线与打水泵相连，所述plc控制柜通过分离器电磁阀信号线与分离器电磁阀相连，所述分离电磁阀设置在采出水管线上，所述打水泵设置在采出水管线上，打水泵与分离电磁阀之间设置采出水罐。

3、进一步的，配电变频柜上通过螺栓安装有启/停旋钮、变频/工频旋钮和就地/远程旋钮，启/停旋钮通过启/停信号线与plc控制柜相连。

4、进一步的，打水泵通过法兰连接有出站管线，打水泵与采出水罐通过采出水管线进行联通，采出水罐以焊接方式固定在采出水罐底座上，采出水罐上以焊接方式固定采出水罐液位计，采出水罐液位计通过采出水罐液位计信号线与plc控制柜相连。

5、进一步的，采出水管线为多通管线，采出水管线上还设置有分离器和采气树，分离器与采出水罐通过采出水管线联通，分离器与采气树通过采出水管线联通。

6、进一步的，分离器上通过焊接的方式固定分离器液位计。

7、一种页岩气采出水集输自动化系统的控制方法，它包括分离器自动排污和采出水罐自动打水两个控制步骤：

8、所述分离器自动排污的步骤为：

9、s11、设置分离器的液位数据范围，通过分离器液位计对分离器的液位进行测量；

10、s12、当分离器液位超上限，开启分离器电磁阀，当分离器液位未超上限，保持分离器电磁阀关闭，工作结束；

11、s13、分离器电磁阀开启后，分离器液位计判断分离器的液位是否下降；

12、s14、当分离器液位下降，判断分离器液位是否超下限，当分离器液位未下降，系统预警，通知人员现场排查是否分离器液位计或分离器电磁阀故障，工作结束；

13、s15、当分离器液位超下限，关闭分离器电磁阀，工作结束；当分离器液位未超下限，回到s13，周期为5s；

14、所述采出水罐自动打水的步骤为：

15、s21、设置采出水罐的液位数据范围，通过水罐液位计对采出水罐的液位进行测量；

16、s22、当采出水罐液位超上限，启动打水泵，当采出水罐液位未超上限，保持打水泵停止状态，工作结束；

17、s23、启动打水泵后，通过水罐液位计判断采出水罐的液位是否下降；

18、s24、当采出水罐液位下降，判断采出水罐液位是否超下限，当采出水罐液位未下降，停止打水泵，系统预警，通知人员现场排查；

19、s25、当采出水罐液位超下限，停止打水泵，工作结束；当采出水罐液位未超下限，回到s13，周期为5s；

20、进一步的，s22中的采出水罐液位超上限后，手动设置变频器频率，变频器可自动记忆最后的设定值。

21、进一步的，s24中的系统预警，通知人员现场排查后，将就地/远程旋钮旋转至“就地”档位，再排查水罐液位计、变频器、打水泵的故障。

22、基于上述技术方案，本发明可以产生如下有益效果：

23、本发明提供的一种页岩气采出水集输自动化系统及控制方法，本发明通过在分离器出口的采出水管线上安装分离器电磁阀，可以实现在液位超过上限时自动开启分离器电磁阀进行排水，可以适应气井初期、中期、末期等不同生产阶段的采出水量，适应性强。

24、通过将打水泵、变频器、配电变频柜信号接入plc控制柜，可以实现采出水罐液位超上限时自动启动打水泵进行打水，节约了每次巡井人员至少30min的打水时间。

25、以上功能的实现，降低了现场采气队的劳动强度和时间，可适应不同气井数量、不通生产阶段的采出水量差异，实现了集气站内页岩气采出水集输系统的自动化。

技术特征：

1.一种页岩气采出水集输自动化系统，其特征在于，包括分离器电磁阀（4）、plc控制柜（5）、配电变频柜（6）和打水泵（13），所述配电变频柜（6）的内部放置变频器（10），plc控制柜（5）通过变频器信号线（17）与配电变频柜（6）相连，所述配电变频柜（6）通过打水泵控制线（11）与打水泵（13）相连，所述plc控制柜（5）通过分离器电磁阀信号线（21）与分离器电磁阀（4）相连，所述分离电磁阀（4）设置在采出水管线（22）上，所述打水泵（13）设置在采出水管线（22）上，打水泵（13）与分离电磁阀（4）之间设置采出水罐（16）。

2.根据权利要求1所述的一种页岩气采出水集输自动化系统，其特征在于，所述配电变频柜（6）上通过螺栓安装有启/停旋钮（7）、变频/工频旋钮（8）和就地/远程旋钮（9），启/停旋钮（7）通过启/停信号线（18）与plc控制柜（5）相连。

3.根据权利要求1所述的一种页岩气采出水集输自动化系统，其特征在于，所述打水泵（13）通过法兰连接有出站管线（12），打水泵（13）与采出水罐（16）通过采出水管线（22）进行联通，采出水罐（16）以焊接方式固定在采出水罐底座（15）上，采出水罐（16）上以焊接方式固定采出水罐液位计（14），采出水罐液位计（14）通过采出水罐液位计信号线（19）与plc控制柜（5）相连。

4.根据权利要求1所述的一种页岩气采出水集输自动化系统，其特征在于，所述采出水管线（22）为多通管线，采出水管线（22）上还设置有分离器（2）和采气树（1），分离器（2）与采出水罐（16）通过采出水管线（22）联通，分离器（2）与采气树（1）通过采出水管线（22）联通。

5.根据权利要求4所述的一种页岩气采出水集输自动化系统，其特征在于，所述分离器（2）上通过焊接的方式固定分离器液位计（3）。

6.一种页岩气采出水集输自动化系统的控制方法，根据权利要求1至5任一项所述的一种页岩气采出水集输自动化系统实现，其特征在于，它包括分离器自动排污和采出水罐自动打水两个控制步骤：

7.根据权利要求6所述的一种页岩气采出水集输自动化系统的控制方法，其特征在于，所述s22中的采出水罐（16）液位超上限后，手动设置变频器（10）频率，变频器（10）可自动记忆最后的设定值。

8.根据权利要求6所述的一种页岩气采出水集输自动化系统的控制方法，其特征在于，所述s24中的系统预警，通知人员现场排查后，将就地/远程旋钮（9）旋转至“就地”档位，再排查水罐液位计（14）、变频器（10）、打水泵（13）的故障。

技术总结本发明公开了一种页岩气采出水集输自动化系统及控制方法，包括分离器电磁阀、PLC控制柜、配电变频柜和打水泵，所述配电变频柜的内部放置变频器，PLC控制柜通过变频器信号线与配电变频柜相连，所述配电变频柜通过打水泵控制线与打水泵相连，所述PLC控制柜通过分离器电磁阀信号线与分离器电磁阀相连，所述分离电磁阀设置在采出水管线上，所述打水泵设置在采出水管线上，打水泵与分离电磁阀之间设置采出水罐。本发明通过页岩气采出水集输自动化系统及控制方法解决了现有技术中的人力耗费多、耗费时间长、环保风险大的技术问题。技术研发人员：吴学兵,周成香,高茂萍,杨骏,肖开程,冯旻祎,李俊,龚佳全,季宝林受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27