页岩气压裂储液罐低压供液自动控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种页岩气压裂储液罐低压供液自动控制系统，包括水池、供水泵、混配撬、上集液管汇和下集液管汇，上集液管汇和下集液管汇并联连接有多个上层液罐和下层液罐，所述上集液管汇与上层液罐之间设有电动蝶阀，所述上层液罐与下层液罐之间设有电动蝶阀，所述下层液罐与下集液管汇上设有电动蝶阀，所述上层液罐和下层液罐内部设有液位计。本发明专利技术可以自动根据罐内液位调控相应阀门开关状态，既能保证供液需求，又能保证罐内液位稳定。又能保证罐内液位稳定。又能保证罐内液位稳定。

【技术实现步骤摘要】
页岩气压裂储液罐低压供液自动控制系统


[0001]本专利技术涉及石油工程
，更具体地说，涉及一种页岩气压裂储液罐低压供液自动控制系统。

技术介绍

[0002]在压裂施工期间，涉及到不同液性液体的供给及切换，且从水池到液罐处均需要人员坐岗。常规模式下通过人力在本地操作手动阀门进行控制，切换速度较慢，液性切换不及时，罐内及水池液位需要人员实时坐岗观察。且液罐阀门较多，开关阀门易出现误操作等。同时有液位控制不当导致漫灌或空罐，抽空水池等现象，不利于施工的稳定性及安全性。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种页岩气压裂储液罐低压供液自动控制系统，可以自动根据罐内液位调控相应阀门开关状态，既能保证供液需求，又能保证罐内液位稳定。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种页岩气压裂储液罐低压供液自动控制系统，包括水池、供水泵、混配撬、上集液管汇和下集液管汇，上集液管汇和下集液管汇并联连接有多个上层液罐和下层液罐，所述上集液管汇与上层液罐之间设有电动蝶阀，所述上层液罐与下层液罐之间设有电动蝶阀，所述下层液罐与下集液管汇上设有电动蝶阀，所述上层液罐和下层液罐内部设有液位计。
[0005]按上述方案，还包括控制柜，控制柜采集记录每个电动蝶阀的位置状态及每个液位计的液位信号，通过PLC控制实现电动蝶阀及液位计的联动控制。
[0006]按上述方案，所述控制柜为每个电动蝶阀提供电源。
[0007]按上述方案，所述控制柜内设有触摸屏，用于显示蝶阀开关状态及每个液罐液位状态。
[0008]按上述方案，所述电动蝶阀通过直流电机驱动，电动蝶阀设置有电动开关。
[0009]按上述方案，所述液位计为静压投掷式液位计。
[0010]实施本专利技术的页岩气压裂储液罐低压供液自动控制系统，具有以下有益效果：
[0011]本专利技术液罐分为上下两层，水池水泵将水供至混配撬配液后通过上层罐体上部的集流管汇进入上层液罐，经上层液罐排出口至下层罐内，最后由下层罐排出口到地面集流管汇后输出到指定设备。其中水泵蝶阀、上部集流管汇、上层液罐排出口、下层液罐排出口均使用电动阀门，配合水池及罐内液位计，通过控制柜计算的液位情况，自动实现阀门的远程控制或自动控制功能，既保障供液正常，也保障罐内液面正常，为页岩气大型压裂的供液提供自动化控制。
附图说明
[0012]下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：
[0013]图1是本专利技术页岩气压裂储液罐低压供液自动控制系统的示意图；
[0014]图2是本专利技术页岩气压裂储液罐低压供液自动控制系统的自动供液流程图。
具体实施方式
[0015]为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。
[0016]如图1
‑
2所示，本专利技术页岩气压裂储液罐低压供液自动控制系统，包括水池、控制柜、供水泵、混配撬、上集液管汇和下集液管汇。
[0017]上集液管汇和下集液管汇并联连接有多个上层液罐和下层液罐，上集液管汇与上层液罐之间设有电动蝶阀，上层液罐与下层液罐之间设有电动蝶阀，下层液罐与下集液管汇上设有电动蝶阀，上层液罐和下层液罐内部设有液位计。
[0018]控制柜采集记录每个电动蝶阀的位置状态及每个液位计的液位信号，通过PLC控制实现电动蝶阀及液位计的联动控制。控制柜为每个电动蝶阀提供电源，本实施例中为24V。
[0019]控制柜内设有触摸屏，用于显示蝶阀开关状态及每个液罐液位状态。
[0020]电动蝶阀用24V直流电驱动，将原本罐体及集流上的蝶阀手柄改变为直流电机驱动，并设置限位，实现蝶阀的电动开关。液位计为静压投掷式液位计，通过液体液位高低产生的压差来计算实际液面高度。
[0021]本专利技术原理如下：
[0022]其原理为：水池清水通过水泵供至混配撬，配置好的压裂液通过管线输送到上层液罐顶部的集流中，顶部集流排出口安装电动蝶阀，结合上层罐液位计计算的液位情况，液位计利用重力公式P＝ρgh，已知压力计承受压强和密度，反推出液面高度，液面高度低于液灌高度50％后自动开启低液位罐对应的电动蝶阀实现补液，自动关闭高液位罐(高度的80％)对应电动蝶阀停止补液，水池水泵根据出口排量及水池液位情况自动开启供水及停水，调整供水排量。也可根据液位，人为远程操作控制蝶阀的开关。同理，根据下层罐液位计监测的液位情况来自动或远程控制上层罐排出蝶阀的开启及关闭(液位计利用重力公式P＝ρgh，已知压力计承受压强和密度，计算液面高度)。根据实际需要的液体类型及下层罐液位来控制下层罐排出口蝶阀的开启或关闭。实现现场供液从水池到液罐的联动控制。
[0023]本专利技术低压供液阀门自动控制系统主要用于水池、混配撬及液罐供液阀门的远程控制及自动联动控制。液罐分为上下两层，水池水泵将水供至混配撬配液后通过上层罐体上部的集流管汇进入上层液罐，经上层液罐排出口至下层罐内，最后由下层罐排出口到地面集流管汇后输出到指定设备。其中水泵蝶阀、上部集流管汇、上层液罐排出口、下层液罐排出口均使用电动阀门，配合水池及罐内液位计，通过控制柜计算的液位情况，自动实现阀门的远程控制或自动控制功能，既保障供液正常，也保障罐内液面正常，为页岩气大型压裂的供液提供自动化控制。
[0024]本专利技术作业方式如下：
[0025]作业前，通过控制软件将罐区分类编组，指定编组内介质。选定需要的液体类型后
开始作业。
[0026]方式一：自动配液功能，当液罐内液体较少，如第一段压裂施工准备或中途压裂停等期间用该功能给液罐补液，以罐内液体液位为控制目标。首先设定补液排量，当编组的液罐内液位低于设定的低液位值时，开始补液，自动开启进液阀，先开启下层罐进液阀(上层罐排出阀)再开上层罐进液阀(上层集流排出阀)。液位高于设定目标值时关闭对应液罐进液阀。当罐内液位低于报警液位时提示低液位报警。高于高液位报警值时提示高液位报警，同时自动闭锁，关闭进液阀。水池水泵根据混配设定排量自动启动供水，同样响应水池液位高低液面。
[0027]方式二：压裂施工期间自动补液功能，该功能根据液位情况实现补液。施工开始后，设定开启补液液位，当液位降低至开启补液液位时自动启动清水泵及混配撬补液，先打开下层罐进液阀(上层罐排出阀)，再开上层罐进液阀(上层集流排出阀)。液位报警功能保持不变。同时会根据罐内液位下降的速度情况自动调节液罐补液阀和排出阀开启度，保障液位稳定。
[0028]方式三：人为主动远程控制，根据人员判断情况对需要补液的液罐及液性人为选择，排量人为确定，按照人员的意识来操作。达到报警液位后自动停泵闭锁。
[0029]方式四：后期结合混砂撬，实现与混砂撬的吸入排量联动，根据读取的混砂撬吸入排量结合罐内监测的液位情况实现自动补液。
[0030]上面结合附图对本专利技术的实施例进行了描述，但是本专利技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种页岩气压裂储液罐低压供液自动控制系统，其特征在于，包括水池、供水泵、混配撬、上集液管汇和下集液管汇，上集液管汇和下集液管汇并联连接有多个上层液罐和下层液罐，所述上集液管汇与上层液罐之间设有电动蝶阀，所述上层液罐与下层液罐之间设有电动蝶阀，所述下层液罐与下集液管汇上设有电动蝶阀，所述上层液罐和下层液罐内部设有液位计。2.根据权利要求1所述的页岩气压裂储液罐低压供液自动控制系统，其特征在于，还包括控制柜，控制柜采集记录每个电动蝶阀的位置状态及每个液位计的液位信号，通过PLC控制实现电动蝶阀及液位...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁发勇，豆瑞杰，张海博，陈然，尹星鑫，宋全友，曾凡骄，胡毅，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务有限公司中石化江汉石油工程有限公司中石化江汉石油工程有限公司井下测试公司，
类型：发明
国别省市：