[发明专利]煤层气井排采过程中煤粉含量监测控制系统及其工作方法

说明书

煤层气井排采过程中煤粉含量监测控制系统，包括抽采泵、污水池、煤粉含量测试装置、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、变频器、煤粉含量采集系统、排采控制系统和煤粉含量远程监控系统；煤粉含量采集系统通过通信电缆与煤粉含量测试装置连接，煤粉含量采集系统通过GPRS或4G网络与煤粉含量远程监控系统连接；排采控制系统通过数据线与煤粉含量采集系统连接，排采控制系统通过通信电缆分别与变频器、煤粉含量测试装置、第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀连接，煤粉含量远程监控系统通过GPRS或4G网络与排采控制系统连接。本发明能够实现煤层气井排采过程中煤粉含量的监测与监控，减少检泵次数，降低排采人员的劳动强度。

技术领域

本发明涉及煤层气井排采技术领域，具体的说，涉及一种煤层气井排采过程中煤粉含量监测控制系统及工作方法。

背景技术

煤层气是一种非常规天然气资源，煤层气的开发具有降低煤矿瓦斯灾害、利用清洁能源和环境保护等意义。煤层气的产出遵循排水-降压-解吸-扩散-渗流过程，在此理论指导下发展了煤层气井排水采气技术，在煤层气井排采过程中，常伴有煤粉的产出，煤粉含量过大会导致卡泵、抽油杆断脱等故障，所以必须进行检泵作业，频繁作业导致井底压力大幅度波动，对煤储层造成伤害，进而影响煤层气井产量。

煤粉含量是煤层气井排采的重要指标，煤层气现场主要通过观测产出液颜色，并经过静止沉淀后人工读取数据方式求取煤粉含量。该煤粉含量测试方法取样麻烦、操作复杂，且由于测试人员水平差异，难以保证测试结果的准确性，更不能实现煤粉含量的远程监测监控。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种煤层气井排采过程中煤粉含量监测控制系统及工作方法，本发明能够实现煤层气井排采过程中煤粉含量的监测与监控，减少检泵次数，降低排采人员的劳动强度，得出不同排采阶段煤粉产出规律，为煤层气井排采工作制度制定提供依据，实现煤层气井的高产与稳产。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种煤层气井排采过程中煤粉含量监测控制系统，包括设置在煤层气井井筒内底部的抽采泵、污水池、煤粉含量测试装置、煤粉含量采集系统、排采控制系统和煤粉含量远程监控系统；

抽采泵通过第一排水管道与污水池连接，第一排水管道上沿水流方向依次设置有第二排水管道和第一电磁阀，第二排水管道与煤粉含量测试装置连接，第二排水管道上设置有第二电磁阀，煤粉含量测试装置通过第三排水管道与污水池连接，第三排水管道上设置有第三电磁阀，抽采泵上安装有控制抽采泵转速的变频器；

煤粉含量采集系统采用远程终端单元，远程终端单元通过通信电缆与煤粉含量测试装置连接，煤粉含量采集系统通过GPRS或4G网络与煤粉含量远程监控系统连接；

排采控制系统采用可编程自动化控制器，可编程自动化控制器通过数据线与煤粉含量采集系统连接，排采控制系统通过通信电缆分别与变频器、煤粉含量测试装置、第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀连接，煤粉含量远程监控系统通过GPRS或4G网络与排采控制系统连接。

煤粉含量测试装置包括储水箱、密度传感器、过滤桶、煤粉过滤网和质量传感器，第二排水管道和储水箱连接，密度传感器设置在储水箱内，储水箱内上侧部设置有第一液位传感器，过滤桶内上侧部设置有第二液位传感器，煤粉过滤网水平设置在过滤桶内中部上侧且位于第二液位传感器的下方，质量传感器固定连接在过滤桶内底部，煤粉过滤网的中心通过螺母固定连接在质量传感器的顶部，煤粉过滤网的边缘和过滤桶的内壁之间具有间隙，质量传感器的外周设置有用于防水的密封结构，储水箱位于过滤桶的上方，储水箱的底部和过滤桶的顶部之间连接有第四排水管道，第四排水管道上设置有第四电磁阀，过滤桶的侧壁上侧部连接有第五排水管道，第五排水管道和第三排水管道连接，第五排水管道上设置有第五电磁阀，第五排水管道和过滤桶的侧壁连接处位于煤粉过滤网的上方；