[发明专利]基于PLC控制的高压气井环空自动泄压补压系统及控制方法

说明书

本发明提供了基于PLC控制的高压气井环空自动泄压补压系统及控制方法，其包括防爆型压力传感器Ⅰ，常开防爆型手动截止阀Ⅰ，常闭防爆型手动截止阀Ⅰ，70MPa防爆型电动截止阀Ⅰ，防爆型压力传感器Ⅱ，常开防爆型手动截止阀Ⅱ，常闭防爆型手动截止阀Ⅱ，70MPa防爆型电动截止阀Ⅱ，防爆型压力传感器Ⅲ，常开防爆型手动截止阀Ⅲ，常闭防爆型手动截止阀Ⅲ，70MPa防爆型电动截止阀Ⅲ，防爆型压力传感器Ⅳ等。其能够结合油气井生产具体工况自动评估各个环空压力安全范围，实现环空压力的实时监测与自动控制，确保气井在安全压力范围内开采，避免因环空带压问题而造成安全事故。

技术领域

本发明属于石油机械领域，涉及基于PLC控制的高压气井环空自动泄压补压系统及控制方法。

背景技术

天然气能源具有优质、高效、清洁的特点，近年来得到了广泛应用。随着天然气的开采深度不断增加，高压气井的环空带压问题日益突出。CO₂和H₂S等腐蚀性气体进入油套环空，腐蚀套管内壁。且套管长时间承受高压，存在天然气窜漏至地层、泄漏至井口的风险。为了解决这个问题，当环空压力达到最大许用压力时，需对环空进行泄压操作，当环空压力过低时，也需对环空进行补压操作。

中国发明专利CN204082070U公开了一种套管头自动补压、环空泄压装置，装置具有自动补压、泄压的功能，且泄压速度可以调节。中国发明专利CN204899812U公开了一种环空补压泄压自动控制设备，设备能够实时监测环空压力，通过泄压和补压自动将环空压力限制在安全阈值范围内。上述两个发明都能实现补压、泄压的功能，但还存在以下问题：缺乏配套使用的环空压力评估系统，需人工评估各个环空所能承受的极限压力，结果误差较大、计算效率不是很高，未对泄压后产生的有毒气体进行处理，未处理的有毒气体会对环境产生危害，系统容错率低，若设备中电磁阀出现故障无法启动，则无法进行泄压、补压操作。

发明内容

针对现有环空压力技术的不足，本发明提供基于PLC控制的高压气井环空自动泄压补压系统及控制方法。

基于PLC控制的高压气井环空自动泄压补压系统，包括防爆型压力传感器Ⅰ，常开防爆型手动截止阀Ⅰ，常闭防爆型手动截止阀Ⅰ，70MPa防爆型电动截止阀Ⅰ，防爆型压力传感器Ⅱ，常开防爆型手动截止阀Ⅱ，常闭防爆型手动截止阀Ⅱ，70MPa防爆型电动截止阀Ⅱ，防爆型压力传感器Ⅲ，常开防爆型手动截止阀Ⅲ，常闭防爆型手动截止阀Ⅲ，70MPa防爆型电动截止阀Ⅲ，防爆型压力传感器Ⅳ，常开防爆型手动截止阀Ⅳ，常闭常开防爆型手动截止阀Ⅳ，70MPa防爆型电动截止阀Ⅳ，常闭防爆型手动截止阀Ⅴ，70MPa防爆型电动截止阀Ⅴ，单向阀，溢流阀，高压柱塞泵，常闭防爆型手动截止阀Ⅵ，70MPa防爆型电动截止阀Ⅵ，不锈钢过滤器，先导式减压阀，密封式储液罐，脱硫化氢罐，防喷燃烧头，防爆变频电机，PLC控制器，液位报警装置，A管路部分，B管路部分，C管路部分，D管路部分。

其中，所述的密封式储液罐的其一管路与脱硫化氢罐连接，脱硫化氢罐上安装有防喷燃烧头。

A管路部分、B管路部分、C管路部分、D管路部分并联，其一端与密封式储液罐的其二管路连接，其二管路上安装有先导式减压阀。

A管路部分包括防爆型压力传感器Ⅳ、常开防爆型手动截止阀Ⅳ、常闭防爆型手动截止阀Ⅳ、70MPa防爆型电动截止阀Ⅳ，A管路部分另一端为A环空接口，A环空接口与防爆型压力传感器Ⅳ一端连接，防爆型压力传感器Ⅳ另一端与常开防爆型手动截止阀Ⅳ一端连接，常闭防爆型手动截止阀Ⅳ与70MPa防爆型电动截止阀Ⅳ并联并与常开防爆型手动截止阀Ⅳ另一端连接。