1.本技术涉及工业自动化技术领域，尤其是涉及一种基于流量的井口自动控制集成系统。
背景技术：
2.天然气井运行过程中，会出现堵塞问题，目前使用的j9九游会真人的解决方案有加入缓蚀阻垢剂和增压疏通等方式。加入缓蚀阻垢剂的前期效果明显，但是随着生产时间的延长，作业频次增加，缓蚀剂与井中杂质、产出液、腐蚀产物等相互作用会在井筒中形成多种堵塞物，从而堵塞井筒。
3.增压疏通多为依靠人工操作进行，可以在一定程度上解决或减轻天然气井井筒的砂堵状况，但是人工操作的排砂时间把握不准确，导致现有的天然气井解堵方法效率较低、效果较差。另外，增加疏通方式多是在地面处关闭阀门，当堵塞处与地面的距离较远时，该方法的效果有限。
技术实现要素：
4.本技术提供一种基于流量的井口自动控制集成系统，通过主动式的检测方式来判断天然气井筒的堵塞位置，同时在堵塞位置处直接进行增压疏通，用以保证生产的正常进行。
5.本技术的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：本技术提供了一种基于流量的井口自动控制集成系统，包括：一种基于流量的井口自动控制集成系统，包括：生产管道；封隔器，设在生产管道内，封隔器将生产管道内的空间分为生产空间和操作空间；油管悬挂器，设在生产管道内且位于操作空间；操作管道，第一端与油管悬挂器连接，第二端穿过封隔器后伸入到生产空间内；绳式收放电机组，设在操作空间内；柔性探测球，与绳式收放电机组的绳索连接且位于生产空间；气压传感器和激光测距传感器，均设在柔性探测球上；调节器，设在柔性探测球内，调节器配置为增大和减小柔性探测球的直径；第一压力传感器，设在操作管道内，绳式收放电机组的绳索抵接在第一压力传感器上；以及控制器，与绳式收放电机组、气压传感器、激光测距传感器和第一压力传感器电连接。
6.在本技术的一种可能的实现方式中，绳式收放电机组的绳索穿过第一压力传感器上的导向孔。
7.在本技术的一种可能的实现方式中，气压传感器和激光测距传感器均位于空腔
内。
8.在本技术的一种可能的实现方式中，气压传感器的数量为一个，气压传感器位于柔性探测球的底部。
9.在本技术的一种可能的实现方式中，激光测距传感器的数量为多个并围绕柔性探测球的轴线均匀设置；激光测距传感器的检测端朝向生产管道的侧壁。
10.在本技术的一种可能的实现方式中，调节器包括：调节底座，设在柔性探测球内；驱动器和导向套，设在调节底座上；柔性拉杆，第一端固定在柔性探测球的内壁上，第二端固定在穿过导向套的驱动器的活塞上。
11.在本技术的一种可能的实现方式中，柔性探测球内设有弧形弹性支撑，弧形弹性支撑与柔性探测球的轴线位于同一平面上。
12.在本技术的一种可能的实现方式中，柔性拉杆的第一端固定在弧形弹性支撑的中间部分上。
13.在本技术的一种可能的实现方式中，还包括：第二压力传感器，设在生产管道上且位于操作空间内；以及气压调节单元，与操作空间连通；其中，第二压力传感器和气压调节单元均与控制器电连接。
14.整体而言，本技术提供的一种基于流量的井口自动控制集成系统，使用主动式的压力及距离综合判定方式来确定天然气井内是否出现了堵塞情况，发生堵塞情况时，通过增压以及瞬排方式对堵塞点进行疏通，这种方式避免了人工操作的繁琐步骤和基于历史数据判断的不准确性，能够保证生产过程的正常进行。
附图说明
15.图1是本技术提供的一种井口自动控制集成系统的结构性示意图。
16.图2是本技术提供的一种柔性探测球内部的结构性示意图。
17.图3是本技术提供的一种第一压力传感器的工作原理示意图。
18.图4是本技术提供的一种控制器的控制原理示意框图。
19.图5是本技术提供的一种未发生堵塞时气压传感器的检测数据变化过程示意图。
20.图6是本技术提供的一种发生堵塞时气压传感器的检测数据变化过程示意图。
21.图7是本技术提供的一种疏通过程的原理性示意图。
22.图8是本技术提供的另一种疏通过程的原理性示意图。
23.图9是本技术提供的一种弧形弹性支撑在柔性探测球内的分布示意图。
24.图10是本技术提供的一种第二压力传感器和气压调节单元的结构性示意图。
25.图中，11、生产室，12、封隔器，13、油管悬挂器，14、操作管道，21、绳式收放电机组，22、柔性探测球，23、气压传感器，24、激光测距传感器，31、第一压力传感器，32、第二压力传感器，33、气压调节单元， 121、生产空间，122、操作空间，221、空腔，311、导向孔，6、控制器，601、输出管道，251、调节底座，252、驱动器，253、导向套，254、柔性拉杆，
具体实施方式
26.以下结合附图，对本技术中的技术方案作进一步详细说明。
27.本技术公开了一种基于流量的井口自动控制集成系统，系统由生产室11、封隔器12、油管悬挂器13、操作管道14、绳式收放电机组21、柔性探测球22、气压传感器23、激光测距传感器24、调节器25、第一压力传感器31和控制器6等组成。
28.请参阅图1，生产室11安装在天然气井口处，生产室11的一端为封闭端，另一端为开放端，生产室11的开放端插入到天然气井口内，封闭端位于天然气井口所在地面以上。生产室11上连接有一根输出管道601，生产过程中，天然气首先进入到生产室11内，然后通过输出管道601流入到后续的处理工序。
29.封隔器12位于生产室11内，封隔器12将生产室11内的空间分为生产空间121和操作空间122两个部分，以地面为参考，生产空间121位于操作空间122的下方。油管悬挂器13安装在生产室11内且位于操作空间122内，油管悬挂器13的作用是固定位于生产室11内的操作管道14。
30.操作管道14的第一端与油管悬挂器13连接，第二端穿过封隔器12后伸入到生产空间121内，用于连通生产空间121和操作空间122。
31.绳式收放电机组21安装在操作空间122内，绳式收放电机组21的绳索与位于生产空间121内的柔性探测球22连接，能够带动柔性探测球22在竖直方向上移动。
32.请参阅图2，柔性探测球22上安装有气压传感器23和激光测距传感器24，气压传感器23的作用是检测生产空间121内的气体压力，激光测距传感器24的作用是检测激光测距传感器24所在位置与生产室11内壁或者井壁之间的距离。
33.应理解，气压传感器23的检测端需要伸出到柔性探测球22外，气压传感器23的检测端与柔性探测球22上伸出孔之间的缝隙使用胶水填充封堵。
34.对于激光测距传感器24，其检测端的前方需要使用具有透光性的材料块进行封堵，该料块使用胶水粘接在柔性探测球22上，目的是隔绝激光测距传感器24与柔性探测球22外部环境的直接接触。
35.还应理解，气压传感器23和激光测距传感器24使用的通讯线缆，从柔性探测球22伸出后与绳式收放电机组21的绳索绑扎在一起，通讯线缆伸出处的通孔同样使用胶水填充封堵。
36.或者，气压传感器23和激光测距传感器24使用无线通讯的方式发送数据。
37.请参阅图1和图3，操作管道14内还安装有一个第一压力传感器31，绳式收放电机组21的绳索抵接在第一压力传感器31上。第一压力传感器31的作用是检测绳式收放电机组21的绳索上的拉力。
38.应理解，绳式收放电机组21的绳索两端分别与绳式收放电机组21和柔性探测球22连接，柔性探测球22的重力施加在绳式收放电机组21的绳索上时，绳式收放电机组21的绳索会对第一压力传感器31施加一个压力，该压力可以反应绳式收放电机组21的绳索上的拉力。
39.在正常的生产过程中，输出管道601处的流量已知，当输出管道601处的流量下降时，意味着天然气井井筒内出现了堵塞问题，此时需要对天然气井井筒进行疏通。
40.绳式收放电机组21首先动作，将柔性探测球22下放到天然气井井筒内，柔性探测
球22沿着天然气井井筒向下运动。该过程中，气压传感器23和激光测距传感器24同时启动，采集柔性探测球22附近的环境参数。
41.当柔性探测球22到达堵塞处上方时，气压传感器23应该能够感知到堵塞处的气压要高于柔性探测球22下探过程中的气压；激光测距传感器24在进行距离检测的过程中，检测值也会小于正常值。
42.对于气压传感器23而言，其检测数据可以通过以下方式得到，井口处的气压值可以通过检测方式得到，气压传感器23的下探深度为已知量，通过井口处的气压值与下探深度（气压损耗量）可以计算出气压传感器23的大致数值范围，当气压传感器23的反馈明显不在计算的数值范围内时，可以推断出此处发生堵塞。
43.另外，气压传感器23和激光测距传感器24的检测数据可以相互印证。同时为了进一步提高判断的准确性，第一压力传感器31也能够进行辅助判定，具体的方式是第一压力传感器31的反馈数值出现了下降，原因是柔性探测球22被堵塞处拦截，无法继续下探，造成绳式收放电机组21中的绳索会由紧绷状态转为松弛状态。
44.通过气压传感器23、激光测距传感器24和第一压力传感器31，可以对管道的堵塞处进行较为准确的判断。
45.请参阅图4，控制器6与绳式收放电机组21、气压传感器23、激光测距传感器24和第一压力传感器31电连接，用以完成对生产室11内或者天然气井内的堵塞情况检测，并通过增压以及瞬排方式对堵塞点进行疏通，用以保证生产过程的正常进行。
46.具体过程如下：绳式收放电机组21按照设定的频率启动，例如每天一次或者每两天一次，绳式收放电机组21启动后，柔性探测球22开始向远离操作管道14的方向移动（下探）。
47.柔性探测球22向远离操作管道14的方向移动时，气压传感器23和激光测距传感器24同时启动，气压传感器23检测柔性探测球22周围环境中的气体压力，激光测距传感器24检测柔性探测球22与生产室11内壁或者天然气井内壁之间的距离。
48.正常情况时，气压传感器23的检测数据如图5所示；发生堵塞时，气压传感器23的检测数据如图6所示。
49.气压传感器23的检测数据和激光测距传感器24的检测数据同时发送给控制器6进行判断，控制器同时参考柔性探测球22的移动距离数据，柔性探测球22的移动距离数据由绳式收放电机组21提供。
50.柔性探测球22下探过程中，柔性探测球22的最大直径小于天然气井井筒的直径。柔性探测球22的最大直径通过柔性探测球22内部的调节器25进行调整。
51.疏通方式有以下几种：第一种疏通方式，请参阅图7，柔性探测球22的最大直径经过调整后可以穿过堵塞区域，穿过堵塞区域后，柔性探测球22停止移动，此时柔性探测球22的直径增加，贴合到天然气井井筒的内壁上或者压在堵塞处。
52.柔性探测球22下方的气压开始上升，柔性探测球22上方的气压基本保持不变，当然，为了提高疏通效果，还可以暂时关闭输出管道601上的阀门。柔性探测球22下方的气压上升幅度达到要求或者柔性探测球22在该位置处等待一段时间后，柔性探测球22的直接会小幅度减小。
53.此时天然气井井筒内的气流速度会迅速增加，借助于气流产生的冲力，能够推动柔性探测球22冲击堵塞处，将堵塞处冲开。判断堵塞处是否被冲开的方式是向上提升柔性探测球22，根据第一压力传感器31的反馈值进行判断。
54.第二种疏通方式，请参阅图8，柔性探测球22的最大直径缩小到允许范围内的最小值时无法穿过堵塞区域，也就是柔性探测球22只能位于堵塞区域的上方。
55.当柔性探测球22停止移动后，柔性探测球22的直径增加并贴合到天然气井井筒的内壁上，此时柔性探测球22下方的气压开始上升，柔性探测球22上方的气压基本保持不变，当然，为了提高疏通效果，还可以暂时关闭输出管道601上的阀门。柔性探测球22下方的气压上升幅度达到要求或者柔性探测球22在该位置处等待一段时间后，柔性探测球22的直接会迅速减小并被拉升至操作管道14处。
56.此时天然气井井筒内的气流速度会迅速增加，借助于气流产生的冲力，能够将堵塞处疏通。第二种疏通方式可以使堵塞处的流通面积增加，此时可以使用第一种疏通方式进行继续疏通。
57.在一些例子中，请参阅图2，调节器25由调节底座251、驱动器252、导向套253和柔性拉杆254组成，调节底座251固定在柔性探测球22内，驱动器252和导向套253均固定在调节底座251上。
58.柔性拉杆254的第一端固定在柔性探测球22的内壁上，第二端固定在穿过导向套253的驱动器252的活塞上。驱动器252的活塞移动时，能够使柔性拉杆254位于导向套253外的部分的长度发生变化，进而实现对柔性探测球22直径的调整。
59.进一步地，请参阅图9，在柔性探测球22内增加了弧形弹性支撑221，弧形弹性支撑221与柔性探测球22的轴线位于同一平面上。此时柔性拉杆254的第一端固定在弧形弹性支撑221上。
60.当柔性探测球22使用图2中的结构形式时，方分别位于柔性探测球22的两个部分上对应位置处的两个弧形弹性支撑221使用插接的方式固定。
61.弧形弹性支撑221的作用是使柔性探测球22在直径变化过程中，各处均能够发生变化（增加或者减小）。
62.在一些可能的实现方式中，柔性拉杆254的第一端固定在弧形弹性支撑221的中间部分上。
63.还需要说明的是，天然气井内的混合物需要经过分离后才能够送入到正常的天然气处理工序（脱水和分离等）中进行处理，然后再输送至用户处。
64.在一些例子中，请参阅图10，增加了第二压力传感器32和气压调节单元33，第二压力传感器32安装在生产室11上且位于操作空间122内，气压调节单元33与操作空间122连通，第二压力传感器32的作用是检测操作空间122内的气体压力并将检测数据发送给控制器6。
65.第二压力传感器32和气压调节单元33均与控制器6电连接，控制器6会根据第二压力传感器32的反馈数据使用气压调节单元33来调整操作空间122内的气体压力，使操作空间122内的气压大于生产空间121内的气压。
66.应理解，当操作管道14位于生产空间121内的一端由封闭状态转为开放状态时，生产空间121会与操作空间122连通，这会导致天然气井的产出物进入到操作空间122内。
67.第二压力传感器32和气压调节单元33正是为了解决该问题，第二压力传感器32的作用是监测操作空间122内的气压，而气压调节单元33的作用是将调节气压用的气体注入到操作空间122内，使操作空间122内的气压大于生产空间121内的气压。
68.在一些可能的实现方式中，气压调节单元33由气罐和压缩机组成，压缩机的输入端与气罐连接，输出端与生产室11连接并与操作空间122连通。
69.在一些可能的实现方式中，气压调节单元33使用惰性气体调节操作空间122的压力。
70.在一些可能的实现方式中，第二压力传感器32和气压调节单元33始终处于工作状态，用以保证操作空间122内的气压始终大于生产空间121内的气压，避免天然气渗入到操作空间122内。
71.在一些例子中，请参阅图3，绳式收放电机组21的绳索穿过第一压力传感器31上的导向孔311，导向孔311的作用是避免绳式收放电机组21的绳索由紧绷状态转为松弛状态时与第一压力传感器31脱离接触。
72.在一些例子中，请参阅图2，柔性探测球22内设有空腔221，气压传感器23和激光测距传感器24均位于空腔221内。空腔221的作用是使气压传感器23和激光测距传感器24的主体部分均位于柔性探测球22内部，有助于延长气压传感器23和激光测距传感器24的使用寿命。
73.在一些可能的实现方式中，气压传感器23的数量为一个，气压传感器23位于柔性探测球22的底部，位于该处可以使气压传感器23的检测数据更加灵敏。
74.在一些可能的实现方式中，激光测距传感器24的数量为多个并围绕绳式收放电机组21的绳索均匀设置，同时激光测距传感器24的检测端朝向生产室11的侧壁。
75.多个激光测距传感器24能够在一个位置处得到多个距离值，这些距离值互相参考，能够反向推导出该处的堵塞情况。具体的方式就是对多个距离值进行均值计算。
76.应理解，天然气井堵塞处并不均匀，因此难以使用一个数值进行判断，因为该数值既可能是天然气井堵塞处的一个最大值，也也能是一个最小值，也可能是位于最大值和最小值之间的一个任意数值。
77.当在一个位置处能够得到同时得到多个距离值时，可以使用均值计算的方式进行推测。同时还要考虑到柔性探测球22在检测过程中的不稳定状态，均值计算的方式能够提高判断的准确率。
78.对于柔性探测球22，需要同时使用重量和形状进行保证，提高柔性探测球22的重量能够降低柔性探测球22在检测过程中的晃动程度；柔性探测球22的形状选用纺锤形，同样可以降低柔性探测球22在检测过程中的晃动程度。
79.应理解，前文中提到的控制器6，可以使用可编程逻辑控制器，例如plc或者dcs，前文中提到的信号传递以及自动化控制涉及到的接线方式属于现有技术，此处不再赘述。
80.还应理解，还可以在柔性探测球22内部增加一个分控制器，分控制器的作用是代替控制器6，与气压传感器23、激光测距传感器24和调节器25进行数据通讯。当然，柔性探测球22内还可以使用独立供电，例如内置蓄电池的方式进行供电。
81.还应理解，可以在生产管道11上加装一个闸板阀，闸板阀位于操作管道14的下方，关闭闸板阀时，可以对柔性探测球22进行检查和更换。在日常的生产过程中，闸板阀处于关
闭状态。
82.本具体实施方式的实施例均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。