(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210798093.1 (22)申请日 2022.07.08 (71)申请人 中海艾普油气测试 （天津） 有限公司 地址 300450 天津市滨 海新区塘沽海 洋科 技园海川路2121号2021 (72)发明人 曹大贵　谭振兴　赵俊　白通洲　 侯佳　张兴华　张亚辉　魏安超　 王飞　 (74)专利代理 机构 北京远大卓悦知识产权代理 有限公司 1 1369 专利代理师 王雪娇 (51)Int.Cl. G05B 19/042(2006.01) E21B 47/00(2012.01) E21F 17/18(2006.01)G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种基于测试数采系统实现地面流程紧急 关断的控制方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于测试数采系统实现 地面流程紧急关断的控制方法， 包括： 测试数据 采集系统采集地面流程节点参数并进行存储及 显示； 根据测试数据采集系统智 能分析策略， 通 过采集的参数判断地面设备及流程是否出现异 常； 当分析的结果符合地面设备及流程异常特征 时进行预警， 并将现场摄像头监控画面切换至相 关数据来源的传感器位置； 通知相关作业人员进 行巡检确认； 当直接发现紧急情况时， 通过测试 数据采集系统控制ESD系统紧急关断地面安全 阀。 通过测试数据采集系统实时获取地面测试流 程关键节点参数和环境参数， 进行分析和判异， 缩短关断系统的操作时间， 保障系统的完好 性。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 115047809 A 2022.09.13 CN 115047809 A 1.一种基于测试 数采系统实现地 面流程紧急关断的控制方法， 其特 征在于， 包括： 通过测试 数据系统采集 地面流程节点参数， 并进行存 储、 显示及分析； 根据测试 数据采集系统， 通过采集的参数判断地 面设备及流 程的情况： 当节流油嘴上下游压差偏离的大于等于15％时， 判定流体持续含砂， 造成节流油嘴浑 浊； 油嘴管汇上 下游压力减小值小于15％时， 油嘴管汇上游流 程出现泄 露； 地面测试系统所在环境出现可燃气体或有 毒有害气体时， 判定地 面流程存在泄 露； 其中， 可燃气体浓度阈值为5％LEL， 硫化氢浓度阈值为5ppm， 一氧化碳浓度阈值为 10ppm， 二氧化 碳浓度阈值 为1000ppm； 对地面流程管路的振动情况进行监测， 监测点选取径向水平和径向垂直两个方向， 管 道固有频率的计算公式为： 式中， λ为管道的固有谐振系数， 管道两端简支的一阶谐振系数λ1＝π， 二阶谐振 λ2＝2π， 管道两端固支的； λ1＝4.73， λ2＝7.85， ls为管道支架间距， 单位为m， J为管道断面惯 性矩， 单 位为m4， E为材料的弹性模量， 单位为kg/m2， g为重力加速度， A为管道截面积， 单位为m2， R为 管道外径， 单位 为m； 对管管路中气体和液体的流量进行监测， 当气体瞬时流量增大且液体瞬时流量降低， 则分离器出现气路管线 窜液的情况； 当气体瞬时流 量减小且液体瞬时流 量增大， 分离器出现液路窜气的情况； 当罐液位持续升高至设定值的80％时， 出口阀门或液位看窗堵塞； 当上述分析的结果符合地面设备及流程异常特征时， 则进行预警， 同时将现场摄像头 监控画面切换至相关数据来源的传感器位置； 通知相关作业人员进行巡检确认， 通过数据 测试数据采集系统控制ES D紧急关断系统紧急关断地 面安全阀。 2.根据权利要求1所述的基于测试数采系统实现地面流程紧急关断的控制方法， 其特 征在于， 所述ES D紧急关断系统包括： 专用关断继电器、 执 行电磁阀、 关断系统 处理器。 3.根据权利要求2所述的基于测试数采系统实现地面流程紧急关断的控制方法， 其特 征在于， 所述测试 数据采集系统的输出端电连接所述专用关断继电器； 所述专用关断继电器的输出端同时电连接执 行电磁阀和所述关断系统 处理器； 所述关断系统 处理器的输出端电联接所述测试 数据采集系统。 4.根据权利要求3所述的基于测试数采系统实现地面流程紧急关断的控制方法， 其特 征在于， 所述地面流程节点参数包括： 井筒套 管压力、 地面流程井口压力、 井口温度、 井口回 压、 分离器压力、 分离器温度、 天然气流量、 天然气温度、 原油流量、 原油温度、 水流量、 计量 罐液位、 作业区域可燃气体浓度、 流 程管线振动数据。 5.根据权利要求4所述的基于测试数采系统实现地面流程紧急关断的控制方法， 其特 征在于， 所述测试数采系统包括： 安全阀、 油嘴管汇、 加热器、 分离器、 计量罐、 输油泵、 燃烧 臂。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115047809 A 2一种基于测试数采系统实现地面流程紧急关断的控制方 法 技术领域 [0001]本发明涉及一种基于测试数采系统实现地面流程紧急关断的控制方法， 属于石 油、 天然气勘探开发领域。 背景技术 [0002]在地面测试流程中， 地面安全阀作为流程的应急关断装置， 出现紧急情况可关闭 该阀以截断流程上游流体， 对流程下游的设备起到安全保护作用。 该阀通过ESD系统(即液 压控制面板和远程关断按钮)进行关断。 通常情况下， 液压控制面板置于地面安全阀旁， 远 程控制按钮设置于钻台、 油嘴管汇、 测试分离器和安全通道等位置， 出现紧急情况， 测试作 业人员可通过上述位置的关断按钮进行远程紧急关断； 但是在紧急情况发生时， 作业人员 可能从事相关设备操作、 流体取样分析等工作， 如再去操作紧急关断装置， 可能造成时间延 误， 致使出现较严重的后果。 同时， 上述紧急关断操作均处于事后管控状态， 即需要作业人 员巡检并及时发现问题， 即发现问题时， 可能已对地面流程设备造成损坏或地层流体的泄 漏。 [0003]现有技术是， 作业人员巡检发现异常情况后再到ESD系统远程控制按钮设置位置 进行操作以关断地 面安全阀， 该技 术存在以下不足： [0004]依赖于现场作业人员的巡检和风险识别， 出现紧急情况时响应时间较慢， 对于高 温高压井、 高产气井等高难度测试作业， 时候 风险控制能力不够； [0005]测试作业设备较多， 高温高压井、 加砂压裂井、 深水深层井测试工艺流程复杂， 无 法完全通过现场作业人员的巡检及时发现问题； 过多的依赖事后的应急处理， 在事前缺 乏 判异及应对措施， [0006]因此， 及时发现并识别地面流程风险及不安全状态， 并快速操作关断系统进行控 制， 是避免出现更为 严重后果的关键 。 发明内容 [0007]本发明设计开发了一种基于测试数采系统实现地面流程紧急关断的控制方法， 通 过测试数据采集系统实时获取地面测试流程关键节点参数和环境参数， 进行分析和判异， 缩短关断系统的操作时间， 保障系统的完好 性。 [0008]本发明提供的技 术方案为： [0009]一种基于测试 数采系统实现地 面流程紧急关断的控制方法， 包括： [0010]通过测试 数据系统采集 地面流程节点参数， 并进行存 储、 显示及分析； [0011]根据测试 数据采集系统， 通过采集的参数判断地 面设备及流 程的情况： [0012]当节流油嘴上下游压差偏离 的大于等于15％时， 判定流体持续含砂， 造成节流油 嘴浑浊； [0013]油嘴管汇上 下游压力减小值小于15％时， 油嘴管汇上游流 程出现泄 露； [0014]地面测试系统所在环境出现可燃气体或有毒有害气体时， 判定地面流程存在泄说　明　书 1/4 页 3 CN 115047809 A 3