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一種油田沉降罐抽水智能控制裝置和方法與流程

文檔序號:12117731閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種油田沉降罐抽水智能控制裝置,包括沉降罐以及其下部連接的排水管,且所述排水管上安裝排水調節(jié)閥,其特征在于:還包括分別安裝在沉降罐內上、中、下三個檢測測量點的電阻檢測傳感器以及與各個電阻檢測傳感器通過傳感器電纜連接的控制器,所述控制器的輸出端通過控制輸出連接線連接所述排水調節(jié)閥并控制其動作;

所述控制器包括MCU處理器模塊,MCU處理器模塊的信號輸入端連接依次連接采集處理模塊、信號放大模塊,MCU處理器模塊內置水位拐點算法模塊和PID調節(jié)算法模塊,MCU處理器模塊的控制輸出端連接控制輸出模塊;其中:

所述電阻檢測傳感器用于對檢測測量點位置的電阻進行檢測,并形成微電流信號;

所述信號放大模塊用于微電流信號的放大;

所述采集處理模塊用于對放大后的電流信號進行采集;

所述水位拐點算法模塊用于信號采集后數(shù)據(jù)處理,找到水位和油層信號的突變拐點,確定罐內水位的位置;

所述PID調節(jié)算法模塊根據(jù)罐內水位計算出排水調節(jié)閥的最佳開度,給出最佳輸出信號值;

所述輸出控制模塊用于將PID調節(jié)算法模塊的輸出信號值轉換為電信號給排水調節(jié)閥。

2.根據(jù)權利要求1所述的油田沉降罐抽水智能控制裝置,其特征在于:所述電阻檢測傳感器內還安裝有溫度傳感器,所述控制器還包括溫度補償模塊;其中:

所述溫度傳感器用于對沉降罐內檢測測量點位置的溫度進行檢測;

所述溫度補償模塊用于根據(jù)溫度傳感器的采集數(shù)據(jù)對檢測測量點電阻的檢測結果進行溫度補償。

3.根據(jù)權利要求1所述的油田沉降罐抽水智能控制裝置,其特征在于:所述MCU處理器模塊還裝有RS485遠傳模塊、時鐘電路、存儲模塊以及電源模塊,其中:

RS485遠傳模塊用于和中控室監(jiān)控系統(tǒng)軟件進行數(shù)據(jù)通訊,將采集數(shù)據(jù)和控制結果輸送給監(jiān)控系統(tǒng)軟件;

時鐘電路用于油田沉降罐抽水智能控制裝置的時間校準;

存儲模塊用于存儲采集到的信號數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù);

電源模塊用于油田沉降罐抽水智能控制裝置的供電。

4. 根據(jù)權利要求1所述的油田沉降罐抽水智能控制裝置,其特征在于:所述 MCU處理器模塊還通過模擬開關裝有編程接口和通訊串口;其中:

模擬開關用于切換編程接口和通訊串口,節(jié)省MCU處理器的引腳資源使用;

編程接口用于油田沉降罐抽水智能控制裝置的編程下載和參數(shù)調試;

通訊串口用于數(shù)據(jù)通訊和參數(shù)調試。

5.根據(jù)權利要求1所述的油田沉降罐抽水智能控制裝置,其特征在于:所述上、中、下三個檢測測量點的電阻檢測傳感器在液位深度方向上間隔不超過0.5米。

6.根據(jù)權利要求1-5任一所述的油田沉降罐抽水智能控制裝置,其特征在于:所述電阻檢測傳感器采用耐油、耐腐蝕合金金屬傳感器;所述傳感器電纜采用具有耐油、耐溫、耐腐蝕性能的電纜;所述控制器采用防爆儀表外殼。

7.一種基于權利要求1-6任一所述油田沉降罐抽水智能控制裝置的控制方法,其特征在于,包括如下步驟:

(1)首先,在沉降罐上、中、下三個檢測測量點布置電阻檢測傳感器,檢測測量點對罐內該監(jiān)測點位置的電阻進行檢測,形成微電流信號;

(2)其次,微電流信號經過放大、采集后,進入MCU處理器模塊對數(shù)據(jù)進行分析,判斷測量點位置介質是純水、油水混合以及純油三者的哪一種;

(3)最后,對結果進行判斷分析,通過PID算法輸出控制信號調節(jié)沉降罐排水調節(jié)閥的通斷,維持罐內水位平穩(wěn)正常。

8.根據(jù)權利要求7所述的控制方法,其特征在于,當下限檢測傳感器信號分析液位處于罐油水混合層或罐上部原油層時,控制器通過PID調節(jié)算法模塊計算并輸出信號控制排水調節(jié)閥關閉或關小信號,使水位逐步控制正常;當下限檢測傳感器1、中間層檢測傳感器都處于罐下部純水層時,控制器通過PID調節(jié)算法模塊計算并輸出信號控制調節(jié)閥開大,降低水位至正常。

9.根據(jù)權利要求7所述的控制方法,其特征在于,當上位機需要數(shù)據(jù)時,控制器可以通過RS485方式進行數(shù)據(jù)上傳。

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