本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種膜分離制氮裝置單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)。該膜分離制氮裝置單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)主要由依次相連的傳感器組、濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、D/A轉(zhuǎn)換器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)構(gòu)成，所述傳感器組與執(zhí)行機(jī)構(gòu)均與被控對(duì)象相連。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)后冷卻器中氣體溫度的檢測(cè)，并根據(jù)氣體溫度的高低控制后冷卻器的啟動(dòng)和關(guān)閉；實(shí)現(xiàn)了對(duì)過(guò)濾器中氣體潔凈度的檢測(cè)，并將測(cè)得數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)要求進(jìn)行比較，如超出設(shè)計(jì)要求則發(fā)出報(bào)警，以提示需更換過(guò)濾器濾芯。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及一種膜分離制氮裝置單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
氣體鉆井(根據(jù)使用循環(huán)介質(zhì)的不同)一般可分為:空氣鉆井、氮?dú)忏@井、天然氣鉆井、尾氣鉆井等不同種類(lèi)，其中尤以空氣鉆井以空氣的廉價(jià)性、無(wú)限性、易得性而具有別的氣體鉆井形式無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。但對(duì)空氣鉆井，由于空氣中含有大量助燃劑氧氣，當(dāng)使用空氣鉆井至儲(chǔ)層附近時(shí)，很容易與儲(chǔ)層附近的易燃?xì)怏w混合而被點(diǎn)燃繼而產(chǎn)生燃燒或爆炸。氣體鉆井就是采用以氣體為主要循環(huán)流體的欠平衡鉆井技術(shù)。20世紀(jì)30年代的美國(guó)開(kāi)始研究氣體鉆井技術(shù)。但由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平、裝備及認(rèn)識(shí)等原因，沒(méi)有得到規(guī)模化應(yīng)用。直至20世紀(jì)60年代，隨著空氣鉆井馬達(dá)等的問(wèn)世以及各種設(shè)備的不斷完善，氣體鉆井技術(shù)又重新受到人們的重視。氮?dú)忏@井作為氣體鉆井的一種，因其不僅具有氣體鉆井技術(shù)的優(yōu)越性；具有鉆井介質(zhì)的廉價(jià)性、無(wú)限性、而且具有遇可燃?xì)怏w不發(fā)生燃燒或爆炸的安全性及防止腐蝕、延長(zhǎng)鉆頭壽命、提高鉆達(dá)井深的成功率、大大降低鉆探成本等優(yōu)勢(shì)，而成為近幾年油氣開(kāi)發(fā)研究者們非常關(guān)注的課題之一。而制氮設(shè)備作為氮?dú)忏@井中制取鉆井介質(zhì)——氮?dú)獾年P(guān)鍵設(shè)備也就越來(lái)越多的受到人們的重視。近幾年以來(lái)，隨著制膜工藝的不斷發(fā)展，膜分離制氮成為制取氮?dú)獾囊环N新型科學(xué)制氮方法。膜分離法制氮的研究和發(fā)展推動(dòng)了膜分離制氮設(shè)備的發(fā)展，給氮?dú)忏@井注入了新的活力，大大加快了氮?dú)忏@井的推廣應(yīng)用。隨著空氣鉆井技術(shù)的日益成熟，作為其配套使用或者說(shuō)必要輔助手段的氮?dú)忏@井技術(shù)的提高也越來(lái)越受到人們的重視。與空氣鉆井比較，氮?dú)忏@井技術(shù)的關(guān)鍵即氮?dú)馍a(chǎn)設(shè)備。氮?dú)馍a(chǎn)設(shè)備的各項(xiàng)性能指標(biāo)的提高可使氮?dú)忏@井技術(shù)得以更廣泛使用，從而有效地解決儲(chǔ)層或某些特殊工況情況下可能產(chǎn)生的井下燃燒和爆炸以及鉆井施工中的惡性井漏，壓差卡鉆、鉆井速度慢等技術(shù)性難題，能在鉆進(jìn)油氣層井段時(shí)，做到“零污染”，對(duì)于及時(shí)保護(hù)和發(fā)現(xiàn)低壓、低飽和、低滲透率油層(油氣藏)，對(duì)提高油井單井產(chǎn)量和采收率具有顯著效果，并可提高鉆速5-10倍。因此，通過(guò)對(duì)當(dāng)前現(xiàn)有裝置進(jìn)行分析研究，找出其存在的不足和缺點(diǎn)，從而對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，以達(dá)到使其結(jié)構(gòu)布局合理、降低成本、使用維護(hù)方便、能耗低、壓力損失小等技術(shù)指標(biāo)，就顯得尤為重要和迫切。這樣不僅降低了設(shè)備制造成本，降低能量消耗，推動(dòng)膜制氮裝置的更廣泛應(yīng)用，而且為我國(guó)氮?dú)忏@井的普及，油氣開(kāi)采工藝更先進(jìn)、更科學(xué)、取得更高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益提供了生產(chǎn)先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備的基礎(chǔ)。氮?dú)忏@井是欠平衡鉆井技術(shù)的一種，它的循環(huán)流體是干燥氮?dú)狻５獨(dú)忏@井首次使用是在二十世紀(jì)中后期。我國(guó)的氮?dú)忏@井技術(shù)研究始于上個(gè)世紀(jì)八十年代，雖然取得一些成果，但因制氮設(shè)備未能解決，使研究出的成果難以轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，沒(méi)有得到及時(shí)應(yīng)用。上個(gè)世紀(jì)九十年代，隨著制氮工藝的發(fā)展和制氮設(shè)備的研制成功，氮?dú)忏@井技術(shù)的研究與應(yīng)用又一次被廣泛重視起來(lái)。首先是遼河油田試用成功，逐步推廣到勝利、江漢等油田，但當(dāng)時(shí)還未用在欠平衡鉆井上。直到2000年12月，勝利油田鉆井四公司一先進(jìn)鉆井隊(duì)用國(guó)產(chǎn)鉆機(jī)鉆探的云南武定縣云參科研一井，首次采用氮?dú)忏@井技術(shù)鉆進(jìn)，獲得一次成功，開(kāi)了先河。此后，氮?dú)忏@井技術(shù)在吐哈、新疆、四川、遼河、江漢等油田分別獲得成功。2004年至2005年，吐哈油田欠平衡鉆井技術(shù)得到迅速發(fā)展，先后在窿14井、中石化鄂爾多斯D12-1井、紅臺(tái)2-15井、紅臺(tái)2-17井、紅臺(tái)2-4井等8 口井采用欠平衡鉆井技術(shù)，其中有5 口井在儲(chǔ)層段進(jìn)行全過(guò)程欠平衡純氮?dú)忏@井。其中紅臺(tái)2-15井是國(guó)內(nèi)首次進(jìn)行全過(guò)程欠平衡純氮?dú)忏@井，取得顯著效果，獲得的高產(chǎn)油氣流是常規(guī)鉆井的10-15倍。證實(shí)了這項(xiàng)新技術(shù)在油田勘探開(kāi)發(fā)中有良好的經(jīng)濟(jì)效益和廣闊的推廣應(yīng)用前景。盡管當(dāng)前我國(guó)的一些油氣田已經(jīng)采用了氮?dú)忏@井對(duì)油氣井進(jìn)行開(kāi)采，并取得一些成績(jī)，但與國(guó)外相比，目前我國(guó)氮?dú)忏@井的差距仍然較大，這不僅反映在技術(shù)裝備的配套和研制水平上，還反映在工藝方法和基礎(chǔ)理論研究上，而且在多工藝綜合技術(shù)上尚未起步。當(dāng)前階段，隨著制造氮?dú)獾募夹g(shù)在國(guó)內(nèi)外的不斷發(fā)展，尤其膜制氮技術(shù)，以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)脫穎而出，成為氮?dú)忏@井中氮?dú)庵圃斓闹饕夹g(shù)方法，并推動(dòng)了氮?dú)庵圃煸O(shè)備的不斷發(fā)展。我國(guó)的很多油田現(xiàn)用制氮設(shè)備均來(lái)自這些公司。我國(guó)當(dāng)前也有一些公司可生產(chǎn)膜分離制氮設(shè)備，但油氣鉆井用膜分離制氮設(shè)備當(dāng)前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有廠家生產(chǎn)。但無(wú)論外國(guó)設(shè)備還是國(guó)產(chǎn)設(shè)備當(dāng)前階段都有局限于滿(mǎn)足使用要求的設(shè)計(jì)思路，這樣內(nèi)部結(jié)構(gòu)的科學(xué)性、設(shè)備的效率、耗能控制、使用維護(hù)的方便性、某些部件的合理性等問(wèn)題都有待改善和提高，尤其在線(xiàn)檢測(cè)還是該類(lèi)產(chǎn)品的一個(gè)空白。膜分離制氮裝置原機(jī)中的過(guò)濾器對(duì)濾芯是否需要更換，采用的是壓差估計(jì)法-即每個(gè)過(guò)濾器后面安裝一個(gè)壓差表，當(dāng)過(guò)濾器前后壓差達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，就斷定該過(guò)濾器的濾芯已經(jīng)達(dá)不到所要求的精度，其濾芯已需要進(jìn)行更換。這種方法缺乏嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)性，只是從理論角度，大致估計(jì)濾芯的工作狀況。這樣在確保壓縮空氣高潔凈度的設(shè)計(jì)思路下，勢(shì)必造成濾芯更換過(guò)于頻繁，濾芯過(guò)濾資源讓費(fèi)，增大生產(chǎn)成本。另外，該裝置設(shè)計(jì)使用的后冷卻器沒(méi)有溫度控制部分，無(wú)論壓縮空氣溫度高低后冷卻器總是處于降溫狀態(tài)，實(shí)際使用時(shí)將增大生產(chǎn)成本并造成極大的能源讓費(fèi)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種膜分離制氮裝置單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)，該膜分離制氮裝置單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)后冷卻器中氣體溫度的檢測(cè)，并根據(jù)氣體溫度的高低控制后冷卻器的啟動(dòng)和關(guān)閉；實(shí)現(xiàn)了對(duì)過(guò)濾器中氣體潔凈度的檢測(cè)，并將測(cè)得數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)要求進(jìn)行比較，如超出設(shè)計(jì)要求則發(fā)出報(bào)警，以提示需更換過(guò)濾器濾芯。本專(zhuān)利技術(shù)的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):膜分離制氮裝置單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)，主要由依次相連的傳感器組、濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、D/A轉(zhuǎn)換器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)構(gòu)成，所述傳感器組與執(zhí)行機(jī)構(gòu)均與被控對(duì)象相連。所述傳感器組包括溫度傳感器、濕度傳感器、灰塵傳感器、油氣傳感器。所述傳感器組和濾波器之間還設(shè)置有隔離放大器。所述濾波器和A/D轉(zhuǎn)換器之間還設(shè)置有采樣保持器。所述采樣保持器與A/D轉(zhuǎn)換器之間通過(guò)多路開(kāi)關(guān)相連。所述D/A轉(zhuǎn)換器與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間通過(guò)多路開(kāi)關(guān)相連。所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括冷卻器繼電器和三個(gè)報(bào)警器繼電器。綜上所述，本專(zhuān)利技術(shù)的有益效果是:實(shí)現(xiàn)了對(duì)后冷卻器中氣體溫度的檢測(cè)，并根據(jù)氣體溫度的高低控制后冷卻器的啟動(dòng)和關(guān)閉；實(shí)現(xiàn)了對(duì)過(guò)濾器中氣體潔凈度的檢測(cè)，并將測(cè)得數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)要求進(jìn)行比較，如超出設(shè)計(jì)要求則發(fā)出報(bào)警，以提示需更換過(guò)濾器濾芯。附圖說(shuō)明圖1為本專(zhuān)利技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但本專(zhuān)利技術(shù)的實(shí)施方式不僅限于此。實(shí)施例:如圖1所示，本專(zhuān)利技術(shù)涉及的膜分離制氮裝置單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)，主要由依次相連的傳感器組、濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、D/A轉(zhuǎn)換器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)構(gòu)成，所述傳感器組與執(zhí)行機(jī)構(gòu)均與被控對(duì)象相連。所述傳感器組包括溫度傳感器、濕度傳感器、灰塵傳感器、油氣傳感器。所述傳感器組和濾波器之間還設(shè)置有隔離放大器。所述濾波器和A/D轉(zhuǎn)換器之間還設(shè)置有采樣保持器。所述采樣保持器與A/D轉(zhuǎn)換器之間通過(guò)多路開(kāi)關(guān)相連。所述D/A轉(zhuǎn)換器與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間通過(guò)多路開(kāi)關(guān)相連。所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括冷卻器繼電器和三個(gè)報(bào)警器繼電器。單片機(jī):單片機(jī)目前市場(chǎng)上單片機(jī)的型號(hào)和種類(lèi)相當(dāng)繁多，4位機(jī)、8位機(jī)、16位本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
膜分離制氮裝置單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于，主要由依次相連的傳感器組、濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、D/A轉(zhuǎn)換器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)構(gòu)成，所述傳感器組與執(zhí)行機(jī)構(gòu)均與被控對(duì)象相連。
【技術(shù)特征摘要】
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李星月，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：李星月，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：四川;51
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