一种远程监控智能收球装置及其控制方法与流程

本发明属于采油设备技术领域，尤其涉及一种远程监控智能收球装置及其控制方法。

背景技术：

目前，采油作业领域中，为有效回收集输油管线中投放的橡胶清蜡球，需安装使用一种或手动操作或自动控制的专用收球装置。但就目前普遍使用的此类收球装置而言，手动操作的设备大多存在劳动强度大、操作过程繁琐、作业人员投入多等缺陷；自动控制的设备均存在故障率高、收球成功率低、切球、卡球、维修维护困难等缺点。甚至一些使用方宁愿选择‘笨重、繁琐’的手动收球装置，也不愿使用故障频频的自动控制收球装置，面对此种情况，不仅造成了社会资源的浪费，也无法实现油田着重推广的数字化控制生产，脱离了时代需求。因此，提出一种可有效解决以上问题的远程监控智能收球装置相当必要。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术中手动操作的设备存在劳动强度大、操作过程繁琐、作业人员投入多等缺陷；自动控制的设备均存在故障率高、收球成功率低、切球、卡球、维修维护困难等缺点。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种远程监控智能收球装置及其控制方法。

本发明是这样实现的，一种远程监控智能收球装置，所述远程监控智能收球装置设置有：

用以支撑整体设备，并安装有用以接收和储存设备收取的清蜡球及附带的一些油液、蜡质接油盒的底座；

通过后端电机带动后端丝杆转动，并在第一导向螺栓的作用下，推动推球柱塞作直线运动；通过前端电机带动前端丝杆转动，并在第二单向螺栓的作用下，密封柱塞作直线运动的执行机构；

通过电机、蜗轮蜗杆减速机为整体设备提供动力的动力机构；

通过利用控制柜控制电机的启动和关闭，利用限位器总成通过定位，限制柱塞做精确运动，并通过485通讯将信号上传至中控室或移动终端，进行远程控制及运行状态监控的控制机构。

进一步，所述底座由钢结构框架和接油盒组成，接油盒采用可拉取的抽屉式结构安装于底座内。

进一步，所述执行机构设置有后端本体总成，后端本体总成与前端本体总成通过连接法兰总成定位连接，并通过密封圈进行密封；

后端本体总成内部安装有后端电机连接板、后端定位环、推球柱塞、后端丝杆、第一向螺栓、防盗堵盖，防盗堵盖上设置有o型密封圈；

后端本体总成上安装有进口法兰短节、出口法兰短节、第一限位机构、第二限位机构、第三限位机构，出口法兰短节上设置有不锈钢滤网。

进一步，所述后端电机连接板安装有后端电机减速机，后端电机减速机通过后端定位环进行同轴定位，后端电机减速机与后端丝杆连接，后端丝杆与推球柱塞通过螺纹连接。

进一步，所述推球柱塞上设置有限位感应磁铁、四道密封油封、两道孔用格莱圈。

进一步，所述执行机构设置有前端本体总成，前端本体总成内部安装有密封柱塞、第二导向螺栓、前端丝杆、前端定位环、前端电机连接板；前端本体总成上安装有第四限位机构、第五限位机构。

进一步，所述前端电机连接板安装有前端电机减速机，前端电机减速机通过前端定位环进行同轴定位；

前端电机减速机与前端丝杆连接，前端丝杆与密封柱塞通过螺纹连接；

密封柱塞上设置限位感应磁铁、三道密封油封、一道孔用格莱圈。

进一步，所述动力机构主要由电机、蜗轮蜗杆减速机组成；

控制机构主要由限位器总成及控制柜组成，控制柜包括有防爆接线箱，控制操作面板及plc控制系统，并可通过485通讯将信号上传至中控室。

进一步，所述限位器总成上设置有接近开关、调节备母、0型密封圈、壳体；

壳体通过55°锥管螺纹与本体上的限位机构密封连接，接近开关通过螺纹与壳体连接，并通过o型密封圈密封。

本发明另一目的在于提供一种所述远程监控智能收球装置的远程监控智能收球装置控制方法，所述远程监控智能收球装置控制方法，包括：

初始状态时，推球柱塞上的限位感应磁铁与后端本体总成上的第一限位机构对应并限位，密封柱塞上的限位感应磁铁与前端本体总成上的第四限位机构对应并限位；此时，油液通过进口法兰短节进入设备内部，通过出口法兰短节上的不锈钢滤网进行过滤，使随油液而来的清蜡球、蜡质、垢质等杂物滞留与设备本体内，过滤后的干净油液通过出口法兰短节进入下道工艺流程；

运行状态时，通过控制箱的程序控制，前端电机减速机不运行，密封柱塞保持位置不动，后端电机减速机运行，并通过后端丝杆、第一导向螺栓的共同作用，使推球柱塞运行，此时推球柱塞的右端会推动设备内滞留的清蜡球及杂质一起运行，直至推球柱塞上的感应磁铁与后端本体总成上的第二限位机构对应并限位停止，此时后端电机减速机停止运行，推球柱塞停止运动，并通过推球柱塞上的密封油封、孔用格莱圈的共同作用密封，使系统不泄压、不漏油；

在控制箱的程序控制下，前端电机减速机运行，并通过前端丝杆与第二导向机构的共同作用，使密封柱塞运行，直至密封柱塞上的限位感应磁铁与前端本体总成上的第五限位机构对应并限位停止，此时前端电机减速机停止运行，密封柱塞停止运动，并通过密封柱塞的密封油封、孔用格莱圈进行密封；

在控制箱的程序控制下，后端电机减速机再次运行，并通过后端丝杆、第一导向螺栓的共同作用，使推球柱塞推动清蜡球及杂质一起运行，直至推球柱塞上的感应磁铁与后端本体总成上的第三限位机构对应并限位停止，至此时，清蜡球及杂质会被推至后端本体总成上开设的漏孔落入底座的接油盒内，完成收球；

当收球完成后，需要设备再次回复至初始状态，只需要通过控制程序，以上述过程反方向运行即可；

在设备运行的一整个过程中，由推球柱塞和密封柱塞上设置的多道密封圈进行密封，保护设备不泄压、不漏油；清蜡球至受推球柱塞上端面的接触推力，避免出现卡球、夹球、切球现象；柱塞运行由限位机构控制定位，不受设备内油液、杂质影响，定位精确，运行平稳；

控制柜满足防爆要求，控制操作面板及plc控制系统，并可通过485通讯将信号上传至中控室，进行远程控制及运行状态监控；同时控制系统还可通过扫描二维码的方式进入控制程序，用以手机端远程控制及运行状态监控，满足油田数字化生产控制的要求。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：

本发明通过设置有执行机构、动力机构和控制机构，可以解决手动操作的设备存在劳动强度大、操作过程繁琐、作业人员投入多等缺陷；自动控制的设备均存在故障率高、收球成功率低、切球、卡球、维修维护困难等缺点。本发明设备安装简单，只需将进、出口与使用现场管线通过法兰连接即可。

本发明中钢结构框架主要作用为支撑整套设备，便于设备安装运输及后期操作维护；接油盒采用可拉取的‘抽屉’式结构安装于底座内，用于接收和存储设备收取的清蜡球及附带的一些油液、蜡质等。本发明当后端电机运行时，带动后端丝杆转动，并在第一导向螺栓的作用下，推动推球柱塞作直线运动。本发明当前端电机运行时，带动前端丝杆转动，并在第二单向螺栓的作用下，密封柱塞作直线运动。本发明通过出口法兰短节上的不锈钢滤网的过滤作用，使随油液而来的清蜡球、蜡质、垢质等杂物滞留与设备本体内，过滤后的干净油液通过出口法兰短节进入下道工艺流程。本发明通过推球柱塞上的密封油封、孔用格莱圈的共同作用密封，使系统不泄压、不漏油。本发明由推球柱塞和密封柱塞上设置的多道密封圈进行密封，保护设备不泄压、不漏油；本发明清蜡球至受推球柱塞上端面的接触推力，不会出现卡球、夹球、切球现象；本发明柱塞运行由限位机构控制定位，不受设备内油液、杂质影响，定位精确，运行平稳。本发明可通过485通讯将信号上传至中控室，进行远程控制及运行状态监控；还可通过扫描二维码的方式进入控制方式，用以手机端远程控制及运行状态监控，极大的满足油田数字化生产控制的要求。

附图说明

图1是本发明实施例提供的远程监控智能收球装置结构示意图。

图2是本发明实施例提供的执行机构示意图。

图3是本发明实施例提供的执行机构俯视图。

图4是本发明实施例提供的推球柱塞结构示意图。

图5是本发明实施例提供的防盗堵盖和密封柱塞结构示意图。

图6是本发明实施例提供的密封柱塞结构示意图。

图7是本发明实施例提供的出口法兰短节和不锈钢滤网结构示意图。

图8是本发明实施例提供的限位器总成结构示意图。

图中：1、底座；2、执行机构；3、动力机构；4、控制机构；5、后端电机连接板；6、后端定位环；7、后端本体总成；8、推球柱塞；9、后端丝杆；10、第一导向螺栓；11、防盗堵盖；12、密封柱塞；13、连接法兰总成；14、密封圈；15、第二导向螺栓；16、前端本体总成；17、前端丝杆；18、前端定位环；19、前端电机连接板；20、进口法兰短节；21、出口法兰短节；22、第一限位机构；23、第二限位机构；24、第三限位机构；25、第四限位机构；26、第五限位机构；27限位感应磁铁；28、四道密封油封；29、两道孔用格莱圈；30、o型密封圈；31、限位感应磁铁；32、三道密封油封；33、一道孔用格莱圈；34、不锈钢滤网；37、接近开关；36、调节备母；37、0型密封圈；38、壳体。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种远程监控智能收球装置及其控制方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。

本发明提供的远程监控智能收球装置业内的普通技术人员还可以采用其他的步骤实施，图1的本发明提供的远程监控智能收球装置仅仅是一个具体实施例而已。

如图1所述，本发明实施例提供的远程监控智能收球装置中底座1上侧安装有执行机构2，执行机构2左端安装有动力机构3，执行机构2右端安装有控制机构4。

底座1包括：底座框架、接油盒；执行机构2包括：后端电机连接板5、后端定位环6、后端本体总成7、推球柱塞8、后端丝杆9、第一导向螺栓10、防盗堵盖11、密封柱塞12、连接法兰总成13、密封圈14、第二导向螺栓15、前端本体总成16、前端丝杆17、前端定位环18、前端电机连接板19、进口法兰短节20、出口法兰短节21、第一限位机构22、第二限位机构23、第三限位机构24、第四限位机构25、第五限位机构26；动力机构3包括：电机、蜗轮蜗杆减速机；控制机构4包括：限位器、控制柜。

如图1所示，底座1主要由钢结构框架和接油盒组成，钢结构框架主要作用为支撑整套设备，便于设备安装运输及后期操作维护。接油盒采用可拉取的‘抽屉’式结构安装于底座内，用于接收和存储设备收取的清蜡球及附带的一些油液、蜡质等。当设备投用一段时间后，操作人员只需拉出接油盒，对其内的清蜡球进行收取，将杂质倒入污油回收池即可。

如图2-图8所示，执行机构2设置有后端本体总成7，后端本体总成7内部安装有后端电机连接板5、后端定位环6、推球柱塞8、后端丝杆9、第一向螺栓10、防盗堵盖11；后端本体总成7上还安装有进口法兰短节20、出口法兰短节21、第一限位机构22、第二限位机构23、第三限位机构24。

执行机构2设置有前端本体总成16，前端本体总成16内部安装有密封柱塞12、第二导向螺栓15、前端丝杆17、前端定位环18、前端电机连接板19；前端本体总成16上还安装有第四限位机构25、第五限位机构26。

后端本体总成7与前端本体总成16通过连接法兰总成13定位连接，并通过密封圈14进行密封；后端电机连接板5安装有后端电机减速机；后端电机减速机通过后端定位环6进行同轴定位，后端电机减速机与后端丝杆9连接，后端丝杆9与推球柱塞8通过螺纹连接。当后端电机运行时，带动后端丝杆9转动，并在第一导向螺栓10的作用下，推动推球柱塞8作直线运动。

前端电机连接板19安装有前端电机减速机，前端电机减速机通过前端定位环18进行同轴定位；前端电机减速机与前端丝杆17连接，前端丝杆17与密封柱塞12通过螺纹连接；当前端电机运行时，带动前端丝杆17转动，并在第二单向螺栓15的作用下，密封柱塞12作直线运动。

推球柱塞8上设置有限位感应磁铁27、四道密封油封28、两道孔用格莱圈29；防盗堵盖11上设置有o型密封圈30；密封柱塞12上设置限位感应磁铁31、三道密封油封32、一道孔用格莱圈33；出口法兰短节21上设置有不锈钢滤网34。

动力机构主要由电机、蜗轮蜗杆减速机组成。同样的，液压执行机构、气动执行机构、链传动等具有相同作用的机构均可应用为本设备的动力机构；控制机构主要由限位器总成及控制柜组成。控制柜通过程序控制电机的启动和关闭，限位器总成通过定位，限制柱塞做精确运动。

控制柜包括有防爆接线箱，控制操作面板及plc控制系统，并可通过485通讯将信号上传至中控室，进行远程控制及运行状态监控。特别的，本控制系统还可通过扫描二维码的方式进入控制程序，用以手机端远程控制及运行状态监控，极大的满足油田数字化生产控制的要求。

限位器总成上设置有接近开关35、调节备母36、0型密封圈37、壳体38。壳体38通过55°锥管螺纹与本体上的限位机构密封连接，接近开关35通过螺纹与壳体38连接，并通过o型密封圈37密封，调节备母36用于调节接近开关35的高度。

本发明的工作原理为：设备安装简单，只需将进、出口与使用现场管线通过法兰连接即可。同时选用大口径管体作为进、出口及前、后端本体，本应用例所选进出口管径为dn80，本体管径为dn125。

初始状态(未收球状态)时，推球柱塞8上的限位感应磁铁27与后端本体总成7上的第一限位机构22对应并限位，密封柱塞12上的限位感应磁铁31与前端本体总成16上的第四限位机构25对应并限位；此时，油液通过进口法兰短节20进入设备内部，通过出口法兰短节21上的不锈钢滤网34的过滤作用，使随油液而来的清蜡球、蜡质、垢质等杂物滞留与设备本体内，过滤后的干净油液通过出口法兰短节21进入下道工艺流程，特别的，本应用例设置的设备内部空间至少可存15只清蜡球；

运行状态(收球状态)时，通过控制箱的程序控制，前端电机减速机不运行，密封柱塞12保持位置不动，后端电机减速机运行，并通过后端丝杆9、第一导向螺栓10的共同作用，使推球柱塞8运行，此时推球柱塞8的右端会推动设备内滞留的清蜡球及杂质一起运行，直至推球柱塞8上的感应磁铁27与后端本体总成7上的第二限位机构23对应并限位停止，此时后端电机减速机停止运行，推球柱塞8停止运动，并通过推球柱塞8上的密封油封28、孔用格莱圈29的共同作用密封，使系统不泄压、不漏油。

然后在控制箱的程序控制下，前端电机减速机运行，并通过前端丝杆17与第二导向机构15的共同作用，使密封柱塞12运行，直至密封柱塞12上的限位感应磁铁31与前端本体总成16上的第五限位机构26对应并限位停止，此时前端电机减速机停止运行，密封柱塞12停止运动，并通过密封柱塞12的密封油封32、孔用格莱圈33进行密封。

然后，在控制箱的程序控制下，后端电机减速机再次运行，并通过后端丝杆9、第一导向螺栓10的共同作用，使推球柱塞8推动清蜡球及杂质一起运行，直至推球柱塞8上的感应磁铁27与后端本体总成7上的第三限位机构24对应并限位停止，至此时，清蜡球及杂质会被推至后端本体总成7上开设的漏孔落入底座1的接油盒内，完成收球。

当收球完成后，需要设备再次回复至初始状态，只需要通过控制程序，以上述过程反方向运行即可。

在设备运行的一整个过程中，由推球柱塞8和密封柱塞12上设置的多道密封圈进行密封，保护设备不泄压、不漏油；清蜡球至受推球柱塞8上端面的接触推力，不会出现卡球、夹球、切球现象；柱塞运行由限位机构控制定位，不受设备内油液、杂质影响，定位精确，运行平稳。

控制柜全部满足防爆要求，控制操作面板及plc控制系统，并可通过485通讯将信号上传至中控室，进行远程控制及运行状态监控。同时，本控制系统还可通过扫描二维码的方式进入控制程序，用以手机端远程控制及运行状态监控，极大的满足油田数字化生产控制的要求。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。