固井液体添加剂的添加系统及方法与流程

1.本发明涉及探勘技术领域，具体涉及一种固井液体添加剂的添加系统及方法。


背景技术：

2.固井是衔接钻井工程和采油工程的关键环节，其是在特定高压条件下，以一定速率向井底泵入设定密度与一定体积水泥浆的作业过程，从而达到封隔井眼内的油层、气层和水层，保护油气井套管，延长油气井寿命，以及提高油气产量等目的。
3.为了保障固井质量，通常会在固井过程中添加相应的液体添加剂，该液体添加剂又可以称为固井液体添加剂。目前常用的固井液体添加剂的添加方式为手动添加方式，即由操作人员在操作台中根据人工经验手动添加。
4.然而，采用现有技术中的固井液体添加剂的添加方式，固井液体添加剂的添加精度低，添加效率低下，人工成本高。


技术实现要素：

5.鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的固井液体添加剂的添加系统及添加方法。
6.根据本发明的一个方面，提供了一种固井液体添加剂的添加系统，所述添加系统包括：添加剂存储装置、添加泵、流量计、流量计校核装置、控制装置、第一阀门、第二阀门、第三阀门、以及第四阀门；
7.所述添加剂存储装置用于存储固井液体添加剂，所述添加剂存储装置通过管线与所述第一阀门的第一端连接；
8.所述添加泵用于泵取固井液体添加剂，所述添加泵的第一端通过管线分别与所述第一阀门的第二端以及所述第四阀门的第一端连接，所述添加泵的第二端通过管线与所述流量计的第一端连接；
9.所述流量计用于检测固井液体添加剂的流量，所述流量计的第二端通过管线分别与所述第二阀门的第一端以及所述第三阀门的第一端连接；所述第二阀门的第二端通过管线与固井液体添加剂的输出口连接；
10.所述流量计校核装置用于对所述流量计进行校核，所述流量计校核装置的第一端通过管线与所述第四阀门的第二端连接，所述流量计校核装置的第二端通过管线与所述第三阀门的第二端连接；
11.所述控制装置分别与所述添加泵、所述流量计、所述流量计校核装置、所述第一阀门、所述第二阀门、所述第三阀门、以及所述第四阀门建立通信连接，所述控制装置用于控制所述第一阀门、所述第二阀门、所述第三阀门、以及所述第四阀门的开启与关闭，以及用于控制所述流量计校核装置对所述流量剂进行校核，以及用于根据清水流量信号以及固井液体添加剂的设定配比调节所述添加泵的转速。
12.在一种可选的实施方式中，在所述添加系统启动后，所述控制装置控制所述第一
阀门开启、所述第二阀门关闭、所述第三阀门开启，所述第四阀门关闭，并控制所述添加泵以预设转速运行，以使所述流量计校核装置承接所述添加泵泵送的固井液体添加剂；其中，所述流量计校核装置包括液体承接容器以及液位计；
13.所述控制装置接收所述流量计校核装置反馈的液位值，并在反馈的液位值达到预设液位阈值时，控制所述添加泵停止运行；
14.所述控制装置控制所述第一阀门关闭、所述第二阀门开启、所述第三阀门关闭、所述第四阀门开启，并控制所述流量校核装置复位零点，以及启动所述添加泵；
15.所述控制装置获取所述流量计发送的流量值，以及获取所述流量计校核装置反馈的液位值，根据所述流量值以及所述液位值确定所述流量计是否校核成功。
16.在一种可选的实施方式中，所述控制装置在确定所述流量计校核成功后，控制所述第一阀门开启，所述第二阀门开启、所述第三阀门关闭、所述第四阀门关闭，以及保持所述添加泵处于启动状态及控制所述流量计复位零点。
17.在一种可选的实施方式中，所述控制装置根据清水流量信号以及固井液体添加剂的设定配比计算固井添加剂的理论添加流量，并根据所述理论添加流量以及添加泵的理论单转流量计算添加泵的初始转速，并控制所述添加泵以所述初始转速运行；
18.所述控制装置获取所述流量计的流量值，根据所述流量值与所述理论单转流量计算出单转流量的误差。
19.在一种可选的实施方式中，若所述单转流量的误差超过第二预设误差阈值，则所述控制装置计算实际单转流量，并根据所述实际单转流量调整所述添加泵的转速。
20.在一种可选的实施方式中，所述添加剂存储装置包括液体承接容器以及液位计，则所述添加剂存储装置还向所述控制装置反馈所述液体承接容器的液位值；
21.所述控制装置根据所述液体承接容器的液位值以及所述流量计的流量值，计算液体承接容器的液位误差，在所述液体承接容器的液位误差超过第三预设误差阈值时，生成预警信号。
22.在一种可选的实施方式中，所述添加系统还包括：过滤器，所述过滤器用于过滤所述固井液体添加剂中的杂质。
23.在一种可选的实施方式中，所述添加系统还包括：安全阀以及压力表；
24.其中，所述压力表用于检测管线的压力值；安全阀用于在所述压力表检测的压力值大于预设压力阈值时进行管线泄压。
25.在一种可选的实施方式中，所述添加系统还包括：阻尼振荡器，所述阻尼振荡器用于缓冲所述添加泵泵取的固井液体添加剂的泵取脉冲。
26.根据本发明的另一方面，提供了一种固井液体添加剂的添加方法，所述添加方法基于上述添加系统执行，所述添加方法包括：
27.控制装置接收输入的固井液体添加剂的设定配比；
28.控制装置控制第一阀门开启、第二阀门关闭、第三阀门开启，第四阀门关闭，并控制添加泵以预设转速运行；
29.控制装置接收流量计校核装置反馈的液位值，并在反馈的液位值达到预设液位阈值时，控制添加泵停止运行；以及控制装置控制第一阀门关闭、第二阀门开启、第三阀门关闭、第四阀门开启，并控制流量校核装置复位零点，以及启动添加泵；
30.控制装置获取流量计发送的流量值，以及获取流量计校核装置反馈的液位值，根据流量值以及液位值确定流量计是否校核成功；
31.若是，启动添加作业。
32.在一种可选的实施方式中，所述启动添加作业进一步包括:若根据流量值以及液位值确定流量计校核成功，则控制所述第一阀门开启，所述第二阀门开启、所述第三阀门关闭、所述第四阀门关闭，以及保持所述添加泵处于启动状态及控制所述流量计复位零点。
33.在一种可选的实施方式中，在所述控制所述第一阀门开启，所述第二阀门开启、所述第三阀门关闭、所述第四阀门关闭，以及保持所述添加泵处于启动状态及控制所述流量计复位零点之后，所述方法还包括：
34.控制装置根据清水流量信号以及固井液体添加剂的设定配比计算固井添加剂的理论添加流量，并根据所述理论添加流量以及添加泵的理论单转流量计算添加泵的初始转速，并控制所述添加泵以所述初始转速运行；
35.所述控制装置获取所述流量计的流量值，根据所述流量值与所述理论单转流量计算出单转流量的误差。
36.在一种可选的实施方式中，若所述单转流量的误差超过第二预设误差阈值，则所述控制装置计算实际单转流量，并根据所述实际单转流量调整所述添加泵的转速。
37.在一种可选的实施方式中，所述控制装置根据所述液体承接容器的液位值以及所述流量计的流量值，计算液体承接容器的液位误差，在所述液体承接容器的液位误差超过第三预设误差阈值时，生成预警信号。
38.根据本技术公开的固井液体添加剂的添加系统及添加方法，能够实现固井液体添加剂的自动添加及连续添加，提升添加效率、降低人工成本及提升添加精度。
39.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
40.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
41.图1示出了本发明实施例提供的一种固井液体添加剂的添加系统的结构示意图；
42.图2示出了本发明实施例提供的又一种固井液体添加剂的添加系统的结构示意图；
43.图3示出了本发明实施例提供的一种控制装置的结构示意图；
44.图4示出了本发明实施例提供的一种固井液体添加剂的添加方法的流程示意图。
具体实施方式
45.下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围
完整的传达给本领域的技术人员。
46.图1示出了本发明实施例提供的一种固井液体添加剂的添加系统的结构示意图。其中，本发明实施例所提供的添加系统可以在固井过程中实现固井液体添加剂的自动化添加。
47.具体地，如图1所示，该添加系统包括：添加剂存储装置11、添加泵12、流量计13、流量计校核装置14、控制装置15、第一阀门16、第二阀门17、第三阀门18、以及第四阀门19。
48.其中，添加剂存储装置11用于存储固井液体添加剂，添加剂存储装置11通过管线与第一阀门16的第一端连接。本技术对该添加剂存储装置的具体结构、材质、形状、数量等不作限定。此外，在存在多种固井液体添加剂的情况下，为避免不同固井液体添加剂之间的干扰，可以为每种固井液体添加剂分别设置相应的添加剂存储装置，从而添加系统中的添加剂存储装置的数目可以与固井液体添加剂的种类数量相匹配。在此应当理解的是，图1是以单个添加剂存储装置为示例，在存在多个添加剂存储装置的情况下，每个添加存储装置具有与其匹配的添加泵、流量计、第一阀门、第二阀门、第三阀门、及第四阀门，及对应的管线；流量计校核装置及控制装置可以复用或不复用，本技术对此不作限定。
49.添加泵12用于泵取固井液体添加剂，添加泵12的第一端通过管线与第一阀门16的第二端连接，添加泵12的第一端还通过管线与第四阀门19的第一端连接，添加泵12的第二端通过管线与流量计13的第一端连接。具体地，在第一阀门16处于开启状态的情况下，添加泵12可以从添加剂存储装置11中抽取添加剂存储装置11中存储的固井液体添加剂，并将固井液体添加剂泵送至后续的管线中。本技术中的添加泵12具体为速率可调的液体泵送装置。此外，本技术对该添加泵12的驱动方式等不作限定，例如该添加泵12可以由液压驱动，也可以由电机驱动等等。
50.流量计13用于检测固井液体添加剂的流量，流量计13的第一端通过管线与添加泵12的第二端连接，流量计13的第二端通过管线与第二阀门17的第一端连接，流量计13的第二端还通过管线与第三阀门18的第一端连接。具体地，流量计13可以检测所处位置处管线中的固井液体添加剂的流量。
51.流量计校核装置14用于对流量计13进行校核，流量计校核装置14的第一端通过管线与第四阀门19的第二端连接，流量计校核装置14的第二端通过管线与第三阀门18的第二端连接。具体地，流量计校核装置14可以在进行固井液体添加剂的添加作业之前，对流量计13进行校核，从而保障添加过程中流量计的精度。
52.第一阀门16的第一端通过管线与添加剂存储装置11连接，第一阀门16的第二端通过管线分别与添加泵12的第一端以及第四阀门19的第一端连接；第二阀门17的第一端通过管线分别与流量计13的第二端以及第三阀门18的第一端连接，第二阀门17的第二端与固井液体添加剂的输出口连接，通过该输出口可以将固井液体添加剂添加至固井水泥浆中；第三阀门18的第一端通过管线分别与流量计13的第二端以及第二阀门17的第一端连接，第三阀门18的第二端通过管线与流量计校核装置14的第二端连接；第四阀门19的第二端通过管线与流量计校核装置14的第一端连接，第四阀门19的第一端通过管线分别与第一阀门16的第二端以及添加泵12的第一端连接。
53.控制装置15分别与添加泵12、流量计13、流量计校核装置14、第一阀门16、第二阀门17、第三阀门18、以及第四阀门19建立通信连接。该通信连接可以为有线连接，也可以为
无线连接。其中，控制装置15用于控制第一阀门16、第二阀门17、第三阀门18、以及第四阀门19的开启与闭合，以及用于控制流量计校核装置14对流量剂13进行校核，以及用于根据清水流量信号以及固井液体添加剂的设定配比调节添加泵16的转速。
54.具体地，控制装置15可以接收设置的固井液体添加剂的设定配比，并实时获取清水流量计检测到的清水流量信号，通过该设定配比、该清水流量信号可以确定出当前需要的固井液位添加剂的流量，继而根据该流量动态调整添加泵12的转速，以使得调整后的转速与当前需要的固井液体添加剂的流量相匹配。
55.由此可见，本实施例中的固井液体添加剂的添加系统可以实现固井液体添加剂的自动添加，提升添加效率以及降低人工成本；而且本添加系统可以动态调整添加泵的转速以使得实际的固井液体添加剂的添加流量与设定配比相适配，实现固井液体添加剂的连续添加以及提升添加精度。
56.在一些可选的实施例中，对流量计13的校核过程如下：
57.在添加系统启动后，控制装置15控制第一阀门16开启、第二阀门17关闭、第三阀门18开启，第四阀门19关闭，并控制添加泵12以预设转速运行，以使流量计校核装置14承接添加泵12泵送的固井液体添加剂。具体地，流量计校核装置14包括液体承接容器以及液位计，该液位计能够检测该液体承接容器中的液位。在添加系统启动后，控制装置15分别向第一阀门16发送开启指令，向第二阀门17发送关闭指令，向第三阀门18发送开启指令，向第四阀门19发送关闭指令，从而各个阀门在接收到相应的控制信号后执行控制信号指令，以使得第一阀门16开启、第二阀门17关闭、第三阀门18开启，第四阀门19关闭。添加泵12运行后，固井液体添加剂从添加剂存储装置11中泵取至管线中，继而依次经过第一阀门16、添加泵12、流量计13、第三阀门18，最终流转至流量计校核装置14中。
58.控制装置15接收流量计校核装置14反馈的液位值，并在该液位值达到预设液位阈值时，控制添加泵12停止运行。流量计校核装置14承接固井液体添加剂，并向控制装置15实时或非实时反馈流量计校核装置14的液位值。控制装置15在检测到流量计校核装置14的液位达到预设液位阈值时，向添加泵12发送停止指令，以中止添加泵的运行，从而流量计校核装置14的液位维持在预设液位阈值。
59.之后，控制装置15控制第一阀门16关闭、第二阀门17开启、第三阀门18关闭、第四阀门19开启，并控制流量校核装置17复位零点，以及启动添加泵12。具体地，待流量计校核装置14的液位维持在预设液位阈值后，控制装置15分别向第一阀门16发送关闭指令，向第二阀门17发送开启指令，向第三阀门18发送关闭指令，向第四阀门19发送开启指令，从而各个阀门在接收到相应的控制信号后执行控制信号指令，以使得第一阀门16关闭、第二阀门17开启、第三阀门18关闭，第四阀门19开启。添加泵12运行后，固井液体添加剂从流量计校核装置14中泵取至管线中，继而依次经过第四阀门19、添加泵12、流量计13、第二阀门17。
60.控制装置15获取流量计13发送的流量值，以及获取流量计校核装置14反馈的液位值，根据该流量值以及该液位值确定流量计是否校核成功。
61.进一步可选的，控制装置15根据流量值以及液位值确定流量计的误差。具体地，在第一阀门关闭、第二阀门开启、第三阀门关闭、第四阀门开启后，记录启动添加泵的时间t1，在t1+
△
t1获取流量计校核装置14反馈的液位值h1，计算该液位值h1与初始液位h(即启动添加泵之前的液位，也可以是预设液位阈值)的差值h-h1，并根据流量计校核装置14的液体
承接容器的横截面积s1获得在
△
t1内流出的固井液体添加剂的体积v1；以及获取在
△
t1内流量计统计的
△
t1的总流量以及管道横截面积s2，继而获得在
△
t1内流经流量计的v2，计算v2与v1之间的误差，该误差便是流量计的误差。
62.进一步判断流量计的误差是否小于第一预设误差阈值，若是，则确定流量计校核成功。若否，则确定流量计校核失败。其中，该第一预设误差阈值可以为2％等等。可选的，在流量计校核失败的情况下，可以再次启动流量计校核过程，以进一步进行校验，也可以自动生成工单，以供人工进行流量计校核。
63.在一些可选的实施例中，控制装置15在确定流量计13校核成功后，进入添加作业过程，此时控制第一阀门16开启，第二阀门17开启、第三阀门18关闭、第四阀门19关闭，并保持添加泵12处于启动状态。从而固井液体添加剂从添加剂存储装置11流出，依次经过第一阀门16、添加泵12、流量计13、以及第二阀门17，进而经过输出口添加至固井水泥浆中。
64.在一些可选的实施例中，控制装置15控制第一阀门16开启，第二阀门17开启、第三阀门18关闭、第四阀门19关闭，并控制流量计13复位零点。并且，控制装置15根据清水流量信号以及固井液体添加剂的设定配比计算固井添加剂的理论添加流量，根据该理论添加流量以及添加泵12的理论单转流量计算添加泵12的初始转速，并控制添加泵12以该初始转速运行。具体地，控制装置15接收清水流量计发送的清水流量值，并且获取预先配置的固井液体添加剂的设定配比，该设定配比具体是固井液体添加剂添加相对于清水流量的比值，例如，配比可以为3％、5％等等。由此根据清水流量信号以及固井液体添加剂的设定配比可以计算出固井添加剂的理论添加流量。进一步地，添加泵12理论上单转一次泵取的固井液体流量值为理论单转流量。根据理论添加流量以及添加泵12的理论单转流量可以计算出添加泵的初始转速，并使添加泵12以该初始转速运行。
65.由于在实际的过程中，理论单转流量与实际单转流量会存在相应的偏差，由此本实施方式中控制装置15还获取流量计13在添加泵12以初始转速运行时的流量值，根据该流量值与理论单转流量计算出单转流量的误差。具体是根据流量值计算实际单转流量，计算实际单转流量与该理论单转流量的误差。
66.在一些可选的实施例中，若该单转流量的误差超过第二预设误差阈值，则控制装置15计算实际单转流量，并根据实际单转流量调整添加泵的转速。具体地，若该单转流量的误差超过第二预设误差阈值，则根据实际单转流量以及理论添加流量得到添加泵的转速，该转速便是调整后的转速，并使添加泵12以该调整后的转速运行。若该单转流量的误差小于第二预设误差阈值，在清水流量不变的情况下保持该初始转速运行。其中，该第二预设误差阈值可以为2％等等。若清水流量发生变化，则根据新的清水流量以及实际单转流量重新确定添加泵12的转速，并调整添加泵12的转速。此外，在调整转速过程中，具体可以采用pid(proportional-integral-derivative，比例-积分-微分)算法确定调整后转速，从而提升调整的连续性以及保障添加系统的稳定性。
67.在一些可选的实施例中，添加剂存储装置11包括液体承接容器以及液位计，其中，液体承接容器用于存储固井液体添加剂，该液位计用于检测液体承接容器中的液位值，并且，如图2所示，添加剂存储装置11还可以与控制装置15建立通信连接，从而添加剂存储装置11可以将检测到的液体承接容器中的液位值实时或非实时地通过该通信连接反馈给控制装置15。
68.进一步地，控制装置15根据液体承接容器的液位值以及流量计13的流量值，计算液体承接容器的液位误差，在液体承接容器的液位误差超过第三预设误差阈值时，生成预警信号。具体地，可以每隔
△
t2时段统计在该
△
t2时段内液体承接容器的液位差值，继而得到在该
△
t2时段内从液体承接容器流出的固井液体添加剂体积v3，以及根据流量计13在该
△
t2时段内的流量值获得在该
△
t2时段内的固井液体添加剂体积v4，计算v4与该v3的误差。若该误差超过第三预设误差阈值，则生成预警信号，从而便于相关人员中止作业进行检修等工作。采用该种方式，能够提升添加精度，以及提升添加系统的稳定性。
69.在一些可选的实施例中，添加系统还包括过滤器，该过滤器用于过滤固井液体添加剂中的杂质。具体地，如图2所示，过滤器20设置于添加泵12与第一阀门16之间，即过滤器20的第一端通过管线与第一阀门的第二端以及第四阀门的第一端连接，过滤器20的第二端通过管线与添加泵20的第一端连接。本实施方式能够通过过滤器对固井液体添加剂中的杂质进行过滤，从而提升添加剂的纯度，提高固井效果。此外过滤器20的设置位置并不局限于图2所示位置，例如还可以将过滤器20设置于添加剂存储装置11与第一阀门16之间等位置。
70.在一些可选的实施例中，添加系统还包括安全阀以及压力表，其中，压力表用于检测管线的压力值，安全阀用于在压力表检测的压力值大于预设压力阈值时进行管线泄压。如图2所示，安全阀21与压力表22设置于添加泵12后的管线中，从而压力表22可以检测对应管线处的压力，该压力表22以及安全阀21可以与控制装置15建立通信连接(图中未示出)，从而控制装置15接收压力表22反馈的压力值，在压力值大于预设压力阈值的情况下向安全阀21发送泄压指令，从而安全阀21执行该泄压指令后使管线泄压。此外，安全阀以及压力表的设置位置并不局限于图2所示位置，例如安全阀以及压力表还可以设置于流量计后的管线中，或添加泵前的管线中，等等。采用本实施方式，能够提升添加系统的安全性以及稳定性。
71.在一些可选的实施例中，添加系统还包括阻尼振荡器，阻尼振荡器用于缓冲添加泵泵取的固井液体添加剂的泵取脉冲。如图2所示，阻尼振荡器23设置于添加泵12与流量计13之间的管线中，阻尼振荡器23可以对添加泵12泵取的固井液体添加剂的泵取脉冲进行缓冲，从而使后续管线中的固井液体添加剂的流动更加稳定及均匀，从而提升添加系统的稳定性以及提升添加剂添加的连续性。其中，本实施方式对阻尼振荡器的驱动方式不作限定，例如可以采用气源驱动等方式，另外阻尼振荡器并不局限于图2所示设置位置，例如阻尼振荡器还可以设置于添加泵与安全阀之间，等等。
72.在一些可选的实施例中，添加系统还包括单向阀，该单向阀用于防止添加剂的逆向流动。如图2所示，单向阀24设置于流量计13与第二阀门17之间，从而能够有效防止添加剂回流，保障添加剂的正常添加。
73.在一些可选的实施例中，控制装置15可以包括本地plc模块，该本地plc模块由一个或多个本地设置的plc(programmable logic controller，可编程逻辑控制器)构成。该本地plc模块可以与添加剂存储装置、添加泵、流量计、流量计校核装置、第一阀门、第二阀门、第三阀门、以及第四阀门建立通信连接，并进行相应控制。
74.进一步可选的，控制装置15还可以包括远程plc模块，该远程plc模块由一个或多个远端设置的plc构成。该远程plc模块也可以与添加剂存储装置、添加泵、流量计、流量计校核装置、第一阀门、第二阀门、第三阀门、以及第四阀门建立通信连接，并进行相应控制。
如图3所示，远程plc模块152与本地plc模块151建立通信连接，远程plc模块152与本地plc模块151可以数据共享、指令互传、数据互备份等等。控制装置15还可以包括plc模块切换开关(图中未示出)，通过该切换开关可以选择当前应用的plc模块，从而在某plc模块发生故障时可以及时切换至另一plc模块，保障添加系统的可靠性。其中，在选择某plc模块处于应用状态时，另一plc模块无法控制添加系统中的其他装置等，并仅具有数据展示功能。
75.进一步可选的，控制装置可以配置有触摸式操作屏，通过在该操作屏的相应操作生成对应的指令。另外，控制装置还可以包括应急手动控制箱，以便于触摸式操作屏失效时可以手动控制来进行添加剂的添加。
76.进一步可选的，如图3所示，控制装置15还可以包括监控模块153，该监控模块153可以包括一个或多个设置于本地的图像采集设备(如摄像头等)，通过该图像采集设备能够采集本地添加系统现场的图像，实现对现场的监控。另外，该图像采集设备可以与本地plc模块或远程plc模块通信，通过本地plc模块或远程plc模块可以调整图像采集设备的采集方位和/或聚焦位置等等。
77.图4示出了本发明实施例提供的一种固井液体添加剂的添加方法的流程示意图。其中，本实施例提供的添加方法基于上述系统执行。
78.如图4所示，该添加方法包括如下步骤：
79.步骤s410，控制装置接收输入的固井液体添加剂的设定配比。
80.可以通过控制装置输入相应的设定配比，本技术对具体输入方式不作限定。
81.步骤s420，控制装置控制第一阀门开启、第二阀门关闭、第三阀门开启，第四阀门关闭，并控制添加泵以预设转速运行。
82.步骤s430，控制装置接收流量计校核装置反馈的液位值，并在反馈的液位值达到预设液位阈值时，控制添加泵停止运行；以及控制装置控制第一阀门关闭、第二阀门开启、第三阀门关闭、第四阀门开启，并控制流量校核装置复位零点，以及启动添加泵。
83.步骤s440，确定流量计是否校核成功；若是，则执行步骤s450。
84.控制装置获取流量计发送的流量值，以及获取流量计校核装置反馈的液位值，根据流量值以及液位值确定流量计是否校核成功；若是则执行步骤s450。若否，则重新启动校核或生成工单，以供进行人工校核。
85.步骤s450，启动添加作业。
86.在一种可选的实施方式中，所述启动添加作业进一步包括：若根据流量值以及液位值确定流量计校核成功，则控制所述第一阀门开启，所述第二阀门开启、所述第三阀门关闭、所述第四阀门关闭，以及保持所述添加泵处于启动状态及控制所述流量计复位零点。
87.在一种可选的实施方式中，在所述控制所述第一阀门开启，所述第二阀门开启、所述第三阀门关闭、所述第四阀门关闭，以及保持所述添加泵处于启动状态及控制所述流量计复位零点之后，所述方法还包括：
88.控制装置根据清水流量信号以及固井液体添加剂的设定配比计算固井添加剂的理论添加流量，并根据所述理论添加流量以及添加泵的理论单转流量计算添加泵的初始转速，并控制所述添加泵以所述初始转速运行；
89.所述控制装置获取所述流量计的流量值，根据所述流量值与所述理论单转流量计算出单转流量的误差。
90.在一种可选的实施方式中，若所述单转流量的误差超过第二预设误差阈值，则所述控制装置计算实际单转流量，并根据所述实际单转流量调整所述添加泵的转速。
91.在一种可选的实施方式中，所述控制装置根据所述液体承接容器的液位值以及所述流量计的流量值，计算液体承接容器的液位误差，在所述液体承接容器的液位误差超过第三预设误差阈值时，生成预警信号。
92.其中，本实施例中的执行过程可参照系统实施例中的描述，本实施例在此不作赘述。
93.由此可见，本实施例中提供的添加方法可以实现固井液体添加剂的自动添加，提升添加效率以及降低人工成本；而且可以动态调整添加泵的转速以使得实际的固井液体添加剂的添加流量与设定配比相适配，实现固井液体添加剂的连续添加以及提升添加精度。
94.需要说明的是，本发明中诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或操作与另一个实体或操作区分，并不代表实体或操作之间存在任何实际的关系或顺序。
95.本发明所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，图中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
96.本发明中的“连接”既包含直接连接，也包含间接连接，如通过一些有源器件、无源器件或电传导媒介进行的连接；还可包括本领域技术人员公知的在可实现相同或相似功能目的的基础上通过其他有源器件或无源器件的连接，如通过开关、跟随电路等电路或部件的连接。
97.这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。实施例中所涉及的效果或优点可因多种因素干扰而可能不能在实施例中体现，对于效果或优点的描述不用于对实施例进行限制。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

技术特征：
1.一种固井液体添加剂的添加系统，其特征在于，所述添加系统包括：添加剂存储装置、添加泵、流量计、流量计校核装置、控制装置、第一阀门、第二阀门、第三阀门、以及第四阀门；所述添加剂存储装置用于存储固井液体添加剂，所述添加剂存储装置通过管线与所述第一阀门的第一端连接；所述添加泵用于泵取固井液体添加剂，所述添加泵的第一端通过管线分别与所述第一阀门的第二端以及所述第四阀门的第一端连接，所述添加泵的第二端通过管线与所述流量计的第一端连接；所述流量计用于检测固井液体添加剂的流量，所述流量计的第二端通过管线分别与所述第二阀门的第一端以及所述第三阀门的第一端连接；所述第二阀门的第二端通过管线与固井液体添加剂的输出口连接；所述流量计校核装置用于对所述流量计进行校核，所述流量计校核装置的第一端通过管线与所述第四阀门的第二端连接，所述流量计校核装置的第二端通过管线与所述第三阀门的第二端连接；所述控制装置分别与所述添加泵、所述流量计、所述流量计校核装置、所述第一阀门、所述第二阀门、所述第三阀门、以及所述第四阀门建立通信连接，所述控制装置用于控制所述第一阀门、所述第二阀门、所述第三阀门、以及所述第四阀门的开启与关闭，以及用于控制所述流量计校核装置对所述流量剂进行校核，以及用于根据清水流量信号以及固井液体添加剂的设定配比调节所述添加泵的转速。2.根据权利要求1所述的添加系统，其特征在于，在所述添加系统启动后，所述控制装置控制所述第一阀门开启、所述第二阀门关闭、所述第三阀门开启，所述第四阀门关闭，并控制所述添加泵以预设转速运行，以使所述流量计校核装置承接所述添加泵泵送的固井液体添加剂；其中，所述流量计校核装置包括液体承接容器以及液位计；所述控制装置接收所述流量计校核装置反馈的液位值，并在反馈的液位值达到预设液位阈值时，控制所述添加泵停止运行；所述控制装置控制所述第一阀门关闭、所述第二阀门开启、所述第三阀门关闭、所述第四阀门开启，并控制所述流量校核装置复位零点，以及启动所述添加泵；所述控制装置获取所述流量计发送的流量值，以及获取所述流量计校核装置反馈的液位值，根据所述流量值以及所述液位值确定所述流量计是否校核成功。3.根据权利要求2所述的添加系统，其特征在于，所述控制装置在确定所述流量计校核成功后，控制所述第一阀门开启，所述第二阀门开启、所述第三阀门关闭、所述第四阀门关闭，以及保持所述添加泵处于启动状态及控制所述流量计复位零点。4.根据权利要求3所述的添加系统，其特征在于，所述控制装置根据清水流量信号以及固井液体添加剂的设定配比计算固井添加剂的理论添加流量，并根据所述理论添加流量以及添加泵的理论单转流量计算添加泵的初始转速，并控制所述添加泵以所述初始转速运行；所述控制装置获取所述流量计的流量值，根据所述流量值与所述理论单转流量计算出单转流量的误差。5.根据权利要求4所述的添加系统，其特征在于，若所述单转流量的误差超过第二预设
误差阈值，则所述控制装置计算实际单转流量，并根据所述实际单转流量调整所述添加泵的转速。6.根据权利要求3所述的添加系统，其特征在于，所述添加剂存储装置包括液体承接容器以及液位计，则所述添加剂存储装置还向所述控制装置反馈所述液体承接容器的液位值；所述控制装置根据所述液体承接容器的液位值以及所述流量计的流量值，计算液体承接容器的液位误差，在所述液体承接容器的液位误差超过第三预设误差阈值时，生成预警信号。7.根据权利要求1-6中任一项所述的添加系统，其特征在于，所述添加系统还包括：过滤器，所述过滤器用于过滤所述固井液体添加剂中的杂质。8.根据权利要求1-6中任一项所述的添加系统，其特征在于，所述添加系统还包括：安全阀以及压力表；其中，所述压力表用于检测管线的压力值；安全阀用于在所述压力表检测的压力值大于预设压力阈值时进行管线泄压。9.根据权利要求1-6中任一项所述的添加系统，其特征在于，所述添加系统还包括：阻尼振荡器，所述阻尼振荡器用于缓冲所述添加泵泵取的固井液体添加剂的泵取脉冲。10.一种固井液体添加剂的添加方法，其特征在于，所述添加方法基于如权利要求1-9中任一项所述的添加系统执行，所述添加方法包括：控制装置接收输入的固井液体添加剂的设定配比；控制装置控制第一阀门开启、第二阀门关闭、第三阀门开启，第四阀门关闭，并控制添加泵以预设转速运行；控制装置接收流量计校核装置反馈的液位值，并在反馈的液位值达到预设液位阈值时，控制添加泵停止运行；以及控制装置控制第一阀门关闭、第二阀门开启、第三阀门关闭、第四阀门开启，并控制流量校核装置复位零点，以及启动添加泵；控制装置获取流量计发送的流量值，以及获取流量计校核装置反馈的液位值，根据流量值以及液位值确定流量计是否校核成功；若是，启动添加作业。

技术总结
本发明公开了一种固井液体添加剂的添加系统及方法。该添加系统包括：添加剂存储装置通过管线与第一阀门第一端连接；添加泵第一端通过管线与第一阀门第二端及第四阀门第一端连接，第二端与流量计第一端连接；流量计第二端通过管线与第二阀门第一端及第三阀门第一端连接；流量计校核装置第一端通过管线与第四阀门第二端连接，第二端通过管线与第三阀门第二端连接；控制装置控制第一阀门、第二阀门、第三阀门及第四阀门的开启与关闭，控制流量计校核装置对流量剂进行校核，及根据清水流量信号以及固井液体添加剂的设定配比调节添加泵的转速。本方案能够实现固井液体添加剂的自动添加及连续添加，提升添加效率、降低人工成本及提升添加精度。提升添加精度。提升添加精度。


技术研发人员：邵振友 李成胜 侯林 王超 刘晓良 郭嘉 黄云瑞 贾学征
受保护的技术使用者：中海油田服务股份有限公司
技术研发日：2023.05.22
技术公布日：2023/7/18