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一种远程控制 煤层气井产气量的装置和方法

阅读：286发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种远程控制煤层气井产气量的装置和方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种远程控制煤层气井产气量的装置和方法，远程上位控制机发送控制指令，通过无线通信方式发送到4G路由器，并转发至步进电机控制器，步进电机控制器依据控制指令控制步进电机驱动器，对步进电机进行驱动，步进电机带动减速器及连接件转动，从而带动可控圆锥体向指定方向旋转，从而实现了远程对煤层气井产气量的控制。通过本发明，配套了远程传输系统，可以实现远程控制，大幅度降低了人的工作量，拥有全自动的数据采集分析绘图系统，可对煤层气井进行实时分析，最重要的是可远程对现场产气量进行及时调整。，下面是一种远程控制煤层气井产气量的装置和方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种远程控制煤层气井产气量的装置，其特征在于，包括：供电机构、电机控制机构和机械连接机构；其中，所述机械连接机构包括顺次连接的步进电机、减速器、连接件和节流阀；节流阀上设置用于煤层气流通的气体入口和气体出口，设置一可控圆锥体从节流阀顶部的通孔伸入内部，通孔口设置丝扣及密封圈，可控圆锥体侧壁设置螺纹，与丝扣通过螺纹配合的方式相对运动，使可控圆锥体底端封堵气体出口，以实现气体入口和气体出口的封闭和导通；可控圆锥体顶端固定设置丝扣式升降柱塞，通过连接件与减速器固定连接，减速器连接步进电机，从而使步进电机带动减速器和连接件转动，以使丝扣式升降柱塞带动可控圆锥体侧壁的螺纹与丝扣及密封圈上的螺纹配合，使可控圆锥体相对气体出口移动，实现对气体出口的封闭和导通；所述电机控制机构包括步进电机控制器和步进电机驱动器，步进电机控制器连接步进电机驱动器，步进电机驱动器连接步进电机；步进电机控制器通过无线通信方式连接至远程上位控制机，以接收上位控制机的控制信号；供电机构连接电机控制机构的步进电机控制器和步进电机驱动器，以进行供电。
2.根据权利要求1所述的远程控制煤层气井产气量的装置，其特征在于，供电机构包括继电器、直流变压器和蓄电池，直流变压器和蓄电池连接继电器，继电器连接电机控制机构的步进电机控制器和步进电机驱动器。
3.根据权利要求2所述的远程控制煤层气井产气量的装置，其特征在于，电机控制机构的步进电机控制器连接一4G路由器，4G路由器通过无线通信的方式连接远程上位控制机，以接收远程上位控制机的控制信号，并发送至步进电机控制器。
4.根据权利要求3所述的远程控制煤层气井产气量的装置，其特征在于，4G路由器连接供电机构的继电器，进行供电。
5.根据权利要求1所述的远程控制煤层气井产气量的装置，其特征在于，气体入口和气体出口处设置内螺纹，煤层气进气管道和出气管道管口设置外螺纹，气体入口与煤层气进气管道、气体出口与出气管道分别通过螺纹配合的方式固定连接。
6.一种远程控制煤层气井产气量的方法，通过使用如权利要求1-5任意一项所述的远程控制煤层气井产气量的装置进行控制，其特征在于，包括步骤：
远程上位控制机发送控制指令，通过无线通信方式发送到4G路由器，并转发至步进电机控制器，步进电机控制器依据控制指令控制步进电机驱动器，对步进电机进行驱动，步进电机带动减速器及连接件转动，从而带动可控圆锥体向指定方向旋转，从而实现了远程对煤层气井产气量的控制。

说明书全文

一种远程控制煤层气井产气量的装置和方法

技术领域

[0001] 本发明涉及矿井排量控制技术领域，更具体地说，涉及一种远程控制煤层气井产气量的装置和方法。

背景技术

[0002] 煤层气在排采过程中，根据套压、产气量的变化情况，经常需要到现场用锥形阀调整供气量，需要耗费人工成本，并且不能得到及时的调整，人员不能24小时驻站，容易导致套压的急剧变化，影响煤层气井产能。因此，亟须一套可以远程控制现场节流阀的设备，保护煤储层，降低生产成本。

发明内容

[0003] 本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种远程控制煤层气井产气量的装置和方法。

[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种远程控制煤层气井产气量的装置，包括：供电机构、电机控制机构和机械连接机构；其中，所述机械连接机构包括顺次连接的步进电机、减速器、连接件和节流阀；节流阀上设置用于煤层气流通的气体入口和气体出口，设置一可控圆锥体从节流阀顶部的通孔伸入内部，通孔口设置丝扣及密封圈，可控圆锥体侧壁设置螺纹，与丝扣通过螺纹配合的方式相对运动，使可控圆锥体底端封堵气体出口，以实现气体入口和气体出口的封闭和导通；可控圆锥体顶端固定设置丝扣式升降柱塞，通过连接件与减速器固定连接，减速器连接步进电机，从而使步进电机带动减速器和连接件转动，以使丝扣式升降柱塞带动可控圆锥体侧壁的螺纹与丝扣及密封圈上的螺纹配合，使可控圆锥体相对气体出口移动，实现对气体出口的封闭和导通；所述电机控制机构包括步进电机控制器和步进电机驱动器，步进电机控制器连接步进电机驱动器，步进电机驱动器连接步进电机；步进电机控制器通过无线通信方式连接至远程上位控制机，以接收上位控制机的控制信号；供电机构连接电机控制机构的步进电机控制器和步进电机驱动器，以进行供电。

[0005] 其中，供电机构包括继电器、直流变压器和蓄电池，直流变压器和蓄电池连接继电器，继电器连接电机控制机构的步进电机控制器和步进电机驱动器。

[0006] 其中，电机控制机构的步进电机控制器连接一4G路由器，4G路由器通过无线通信的方式连接远程上位控制机，以接收远程上位控制机的控制信号，并发送至步进电机控制器。

[0007] 其中，4G路由器连接供电机构的继电器，进行供电。

[0008] 其中，气体入口和气体出口处设置内螺纹，煤层气进气管道和出气管道管口设置外螺纹，气体入口与煤层气进气管道、气体出口与出气管道分别通过螺纹配合的方式固定连接。

[0009] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种远程控制煤层气井产气量的方法，采用如前述技术方案所述的远程控制煤层气井产气量的装置进行控制，包括步骤：远程上位控制机发送控制指令，通过无线通信方式发送到4G路由器，并转发至步进电机控制器，步进电机控制器依据控制指令控制步进电机驱动器，对步进电机进行驱动，步进电机带动减速器及连接件转动，从而带动可控圆锥体向指定方向旋转，从而实现了远程对煤层气井产气量的控制。

[0010] 区别于现有技术，本发明提供的远程控制煤层气井产气量的装置和方法远程上位控制机发送控制指令，通过无线通信方式发送到4G路由器，并转发至步进电机控制器，步进电机控制器依据控制指令控制步进电机驱动器，对步进电机进行驱动，步进电机带动减速器及连接件转动，从而带动可控圆锥体向指定方向旋转，从而实现了远程对煤层气井产气量的控制。通过本发明，配套了远程传输系统，可以实现远程控制，大幅度降低了人的工作量，拥有全自动的数据采集分析绘图系统，可对煤层气井进行实时分析，最重要的是可远程对现场产气量进行及时调整。附图说明

[0011] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：图1是本发明提供的一种远程控制煤层气井产气量的装置的结构示意图。

[0012] 图2是本发明提供的一种远程控制煤层气井产气量的装置的节流阀的结构示意图。

具体实施方式

[0013] 为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

[0014] 如图1所示，在本发明的远程控制煤层气井产气量的装置包括：供电机构1、电机控制机构2和机械连接机构3；其中，所述机械连接机构3包括顺次连接的步进电机31、减速器32、连接件33和节流阀34；节流阀34上设置用于煤层气流通的气体入口341和气体出口342，设置一可控圆锥体343从节流阀顶部的通孔伸入内部，通孔口设置丝扣及密封圈344，可控圆锥体343侧壁设置螺纹，与丝扣通过螺纹配合的方式相对运动，使可控圆锥体343底端封堵气体出口342，以实现气体入口341和气体出口342的封闭和导通；可控圆锥体343顶端固定设置丝扣式升降柱塞345，通过连接件33与减速器32固定连接，减速器32连接步进电机
31，从而使步进电机31带动减速器32和连接件33转动，以使丝扣式升降柱塞345带动可控圆锥体343侧壁的螺纹与丝扣及密封圈344上的螺纹配合，使可控圆锥体343相对气体出口342移动，实现对气体出口342的封闭和导通；所述电机控制机构2包括步进电机控制器21和步进电机驱动器22，步进电机控制器21连接步进电机驱动器22，步进电机驱动器22连接步进电机31；步进电机控制器21通过无线通信方式连接至远程上位控制机4，以接收上位控制机
4的控制信号；供电机构1连接电机控制机构2的步进电机控制器21和步进电机驱动器22，以进行供电。

[0015] 其中，供电机构1包括继电器11、直流变压器12和蓄电池13，直流变压器12和蓄电池13连接继电器11，继电器11连接电机控制机构2的步进电机控制器21和步进电机驱动器22。

[0016] 其中，电机控制机构2的步进电机控制器21连接一4G路由器5，4G路由器5通过无线通信的方式连接远程上位控制机4，以接收远程上位控制机4的控制信号，并发送至步进电机控制器21。

[0017] 其中，4G路由器5连接供电机构1的继电器11，进行供电。

[0018] 其中，气体入口341和气体出口342处设置内螺纹，煤层气进气管道和出气管道管口设置外螺纹，气体入口341与煤层气进气管道、气体出口342与出气管道分别通过螺纹配合的方式固定连接。

[0019] 如图2所示，节流阀34呈立方体型，相对的两个表面分别沿同一直线相向开设气体入口341和气体出口342，二者不联通，可控圆锥体343从节流阀34本体顶部开设的通孔插入节流阀34本体内，通过侧壁设置的螺纹，可沿通孔上下移动，移动至最低端时，完全对气体出口进行了封闭，在从最低端逐渐上升时，可实现对气体出口的逐渐放大，从而通过控制可控圆锥体343最低端的位置，实现对产气量的控制。通孔口设置丝扣及密封圈344，丝扣的螺纹与可控圆锥体343侧壁设置的螺纹进行配合。

[0020] 步进电机31通过减速器32及连接件33，固定连接至可控圆锥体343顶端固定设置的丝扣式升降柱塞345，步进电机31配合减速器32的工作，实现了连接件33带动丝扣式升降柱塞345及可控圆锥体343的转动。通过控制步进电机31的转动时间及转动速度，可确定可控圆锥体343底端相对气体出口342的位置，从而实现对气体出口342排出煤层气的产气量的控制。通过旋转丝扣式升降柱塞345令可控式圆锥体343上下移动，从而控制气体通过气体出口342的最小截面积，限制气体流量。

[0021] 节流阀34作用与锥形阀类似，可抗气压冲击，优质密封精准不漏气，工作压力范围0.05-1.6Mpa，铝合金材质，可调性好，人为控制可实现0.1m3/h的最低精度调整，尤其适用于煤层气井前期压力高，但供气不足的情况。

[0022] 步进电机31是通过电机控制机构2的步进电机驱动器22控制，步进电机驱动器22受步进电机控制器21控制，步进电机控制器21通过4G路由器5以无线通信的方式连接至远程上位控制机4，远程上位控制机4可为电脑或移动设备。

[0023] 本发明的步进电机31和步进电机驱动器22为57步进电机套装，配套使用。

[0024] 此外，本发明还提供了一种远程控制煤层气井产气量的方法，通过使用如前述技术方案所述的远程控制煤层气井产气量的装置进行控制，包括步骤：远程上位控制机发送控制指令，通过无线通信方式发送到4G路由器，并转发至步进电机控制器，步进电机控制器依据控制指令控制步进电机驱动器，对步进电机进行驱动，步进电机带动减速器及连接件转动，从而带动可控圆锥体向指定方向旋转，从而实现了远程对煤层气井产气量的控制。

[0025] 区别于现有技术，本发明提供的远程控制煤层气井产气量的装置和方法远程上位控制机发送控制指令，通过无线通信方式发送到4G路由器，并转发至步进电机控制器，步进电机控制器依据控制指令控制步进电机驱动器，对步进电机进行驱动，步进电机带动减速器及连接件转动，从而带动可控圆锥体向指定方向旋转，从而实现了远程对煤层气井产气量的控制。通过本发明，配套了远程传输系统，可以实现远程控制，大幅度降低了人的工作量，拥有全自动的数据采集分析绘图系统，可对煤层气井进行实时分析，最重要的是可远程对现场产气量进行及时调整。

[0026] 上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

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