[发明专利]用于煤层气井排采装置的智能远程控制系统及其控制方法

权利要求书

1.用于煤层气井排采装置的智能远程控制系统，其特征在于：包括煤层气井参数监测设备、数据采集系统、智能排采控制系统和远程监测监控系统；

煤层气井排采装置包括电机、游梁式抽油机、套管、抽油管、排水管线、排气管线、污水池和压缩站，套管垂直设置在煤层气井内，抽油管同轴向设置在套管内，电机与游梁式抽油机的动力输入端传动连接，游梁式抽油机的抽油杆伸入到抽油管内，排水管线的两端分别与污水池和抽油管上部连接，排气管线的两端分别与压缩站和套管的上部连接，排水管线上设置有排水阀，排气管线上设置有排气阀；

煤层气井参数监测设备主要包括气体流量计、液体流量计、井下流压压力传感计、套压压力传感计、温度传感计、液位测试装置和变频器；气体流量计设置在井口的排气管线上，液体流量计设置在井口的排水管线上，井下流压压力传感计和温度传感计均设置在煤层气井中煤层位置，套压压力传感计设置在井口的排气管线上，液位测试装置设置在套管的顶部位置并沿套管与抽油管之间的环形间隙垂直向下监测，变频器安装在电机上；

数据采集系统采用远程终端单元，远程终端单元通过控制电缆分别与气体流量计、液体流量计、井下流压压力传感计、套压压力传感计、温度传感计、变频器和液位测试装置相连接；

智能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根据煤层气井不同地质条件，将煤层气井划分为地应力大、地应力小、产水量小、产水量大、渗透率高和渗透率低不同类型的地质条件，针对不同煤层气井类型建立了不同的排采数学模型，根据煤层气井地质条件选择排采模型；

数据采集系统通过数据线与智能排采控制系统连接，数据采集系统通过GPRS或4G网络与远程监测监控系统连接，远程监测监控系统通过GPRS或4G网络与智能排采控制系统连接。

2.采用如权利要求1所述的用于煤层气井排采装置的智能远程控制系统的远程控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）、根据煤层气地质资料，首先选择煤层气井的排采模型；

（2）、数据采集系统对煤层气井在煤层气排采过程中的井底流压、井底液位、井底温度、套压、产气量和产水量进行实时监测，井下流压压力传感计、液位测试装置、温度传感计、套压压力传感计、气体流量计和液体流量计分别采集井底流压、井底液位、井底温度、套压、产气量和产水量的数据参数并将这些数据参数传输到智能排采控制系统；

（3）、智能排采控制系统通过对数据参数进行分析，给变频器发出调频指令，变频器调整电机转速，调整游梁式抽油机的抽油杆的冲程冲次，从而实现实时流压稳定的升高或降低控制；在特殊情况下，智能排采控制系统控制电机启停机，进行间歇抽采；

（4）、数据采集系统将采集到煤层井排采参数通过GPRS传输到远程监测监控系统，远程监测监控系统接收数据采集系统传输的煤层气井排采数据参数，对煤层气井排采实现实时远程监测监控，实现现场设备的智能化控制；并保存煤层气参数数据，可随时查询，在排采过程中产生故障时进行报警，对抽采数据进行分析。

3.根据权利要求2所述的远程控制方法，其特征在于：气体流量计用于监测产气量的数据；液体流量计用来监测产水量的数据；井下流压压力传感计用来监测井底流体压力的数据；套压压力传感计用来监测套管承受的压力；液位测试装置采用声波测试法，一定时间间隔向液面发射声波，根据反射时间的长短来计算液位变化；温度传感计用于监测井下抽采的温度；变频器主要控制电机转速，主要参数有输出频率、设定频率、电机电压和电机电流。