智能间开控制系统-低产井排水采气增产措施
1. 气井积液和间开控制生产
气井在开发生产的中后期，由于能量衰减，产气量下降，都会进入井筒积液状态。井筒积液会造成油压降低、井底压力升高和地层生产压差下降，从而导致产气量进一步下降甚至水淹停产。井筒积液气井必须采取排水采气措施，排出井筒积液，才可恢复气井的生产。排水采气措施有泡排、间歇生产、柱塞排水、气举等等。采用间开控制系统进行间歇控制间开阀，让气井保持进行间歇生产是一种有效的排水采气措施，间歇生产方式具有无污染、易实现、无需人员值守等优点。
2. GIS01-50井口电动智能间开控制系统
中山乐满石油设备有限公司设计生产的GIS01-50井口电动智能间开控制系统主要应用于气井的间歇生产和流量/压力调节，特别适合于无人值守和无电源的井场。间开系统可以实现气井油压套压数据采集，气井的自动开启关闭控制，还可以根据油套压数据或定时来进行自动的启闭间歇控制。GIS01-50井口间开控制系统实现高度集成式设计，阀门/执行器/驱动器即成为一体，替代安装在采气树的角阀位置，其他太阳能板、电池和通讯控制器安装在和间开阀分开的位置。
图1 智能间开控制系统井场布局
图2 间开阀安装示意图
3. 间开控制系统的组成
间开控制系统由控制阀、太阳能板、电池箱、油套压变送器和通讯控制器组成。
（1） 控制阀
控制阀即间开阀，其集成了间开阀、驱动电机、驱动控制板和螺杆执行器。
图2. 智能间开控制系统间开阀
（2） 太阳能板
通过立杆安装在电池箱上。
图3. 智能间开控制系统太阳能板
（3） 电池箱
电池箱包括电池和充放电控制器。
（4） 油套压变送器
油套压变送器通过三通分别和采气树上原有的油套压表连接在一起。
（5） 通讯控制器
安装在太阳能板背面，实现数据采集和通讯控制。
图4. 智能间开控制系统控制器
4. 性能参数
智能间开控制系统应用于井筒积液气井的间开生产控制，该生产方式要求间开控制系统在复压时能彻底关断，使得油压得以恢复，在开井时控制方式灵活使得产气和携液最大化。GIS01-50智能间开控制系统性能参数如下：
压力等级:35MPa
阀门不泄露关断压差≥16MPa
阀门细分调节精度：1%开度
阀门不冻堵最低环境温度：-30℃
阀门可现场手摇控制开关
执行器供电电压：24VDC
执行器推力≥15000N
远程通信方式：中国移动GPRS网络
电池电压：24VDC
5. 系统功能
智能间开控制系统应用于井筒积液气井的间歇控制，维持气井间歇生产状态，控制该系统功能如下：
电脑终端设定开、关阀门
油套压自动控制方式，设定开井油压，压力恢复达到设定值，自动开井。阀门开度根据油压变化自动细分调节。关井根据套压上升幅度，判断开始积液关井。
定时控制方式，设定开井时间、关井时间，自动运行。
无线局域网油套压数据采集
远程监测油套压和阀门开关状态
远程电脑终端设置间开控制参数
6. 间开控制系统的安装和服务
智能间开控制系统的安装十分简单，安全和环保。主要部件间开阀也是法兰连接，直接替换采气树上的针阀即可。整个安装过程无需动火，不使用化学药剂，没有遗留残留物。 具体安装步骤如下：
（1） 间开控制系统安装井场布局
智能间开控制系统的间开阀替代安装在原针阀位置，其他部件安装在井场的外围。
（2） 调节阀的安装
间开阀上有两个法兰，其尺寸是按照常规采气树上的针阀的尺寸设计，可不用动火地卸下法兰连接的针阀，装上间开阀，注意介质方向，在法兰上锁紧螺栓即可。如果采气树上没有针阀的法兰或不愿（或不能）把间开阀安装在针法位置，可以在布局图中流程的位置截断原管线，把间开阀焊接在管线中，注意间开阀标记的介质方向应和流程实际介质方向相同。
（3） 其他部件的安装
在布局图所示位置或井场外围处（尽量接近调节阀）挖一个尺寸和电池箱尺寸箱配合的深约0.45米的坑以及坑和调节阀处之间的深0.3米沟。将电池箱放在坑里，连接立柱，锁紧立柱和电池箱的四个螺栓，最后把连接了中心控制器的太阳能板安装在立柱顶端，对好日照方向，锁紧太阳能板和立柱的螺栓。连接电池箱至中心控制器的五条连线，连接电池箱和调节阀的两条连线并把连线放置在预先挖好的沟里。
（4） 间开控制系统的通讯测试
接通电池箱的总电源，并在中心控制器旁可听到每30秒一次的“滴”声响，说明油套压无线信号传输正常。在网站上查看该系统信号显示在线，说明中心控制器的GPRS通讯系统工作正常。
（5） 间开控制系统的控制测试
在电脑终端设置阀门的开度，查看到现场调节阀的运行行程和设置的一致，说明间开控制系统的间歇控制功能正常。
7. 间开阀的种类和区别
国内各个间开控制系统供应商使用的间开阀各有不同，它们具有不同的特点：
（1） 电动针阀作为间开阀
系统不提供调节阀，就利用采气树原有的针阀，在针阀上加装电动控制装置而实现间歇控制，该方案成本最低的间歇生产方式。针阀是一种调节流量的特种阀门，其关断性能很差，当系统需要关井复压时针阀往往不能关断而漏气。该种间开控制系统的复压效果差，同时也影响了开井时的携液效率，是一种低成本低性能的间歇控制方案。
（2） 气动薄膜阀作为间开阀
气动薄膜阀以套管气为驱动气源，但套管气通常有油污和杂质，即使套管气经过过滤还是会导致杂质油污聚集在薄膜阀的薄膜上，从而导致阀门的开启和关断的间歇控制性能大大下降。为了让薄膜阀正常工作，必须每30天甚至更短时间到井口清理维护薄膜阀，这会给维护工作造成很大的负担和成本。另外薄膜阀因结构的原因，在油压高于7Mpa时，关断性能大幅度下降，间歇控制无法正常进行。
（3） 电动球阀作为间开阀
球阀的价格低廉。电动球阀在关断时，阀体球面结合部的面积最大，水汽会附着在整个球面结合部。在冬季水汽结冰后，阀体球面完全被冻死，电动驱动无法推动阀门再开启，间歇控制也就无法实现。
（4） 高压差防冻控制阀作为间开阀
该阀是深圳乐满油气技术有限公司结合天然气井间开生产方式的工况，克服了气动薄膜阀、电动球阀和电动针阀的缺点，专门为间开控制系统开发设计的细分调节阀。该阀门不泄漏关断压差可达22MPa，细分调节可达1%，免维护时间可达1年之久，经过多个油田井筒积液气井的应用，间歇控制性能十分可靠。