一种数字式分注智能控制系统技术方案

本发明专利技术属于油气井注水技术领域，具体提供了一种数字式分注智能控制系统，包括油管和安装在油管上的数字式配水器，还包括地面控制器、试井车、电缆和井下控制器；所述地面控制器与试井车相接并设置在井外地面上，所述电缆的一端盘绕在试井车上，另一端与井下控制器连接，所述井下控制器活动置于油管内。该发明专利技术采用数字式配水器形成一种全新的注水调配模式，通过井下控制器和数字式配水器的无线对接方式，摆脱投捞仪器机械导向与侧向定位、堵塞器反复投放与打捞等作业工序，实现分层注水直读监测、智能配注和自动验封等功能，解决常规工艺在大斜度井、深井和采出水回注井精细化配水和测试调配的难题，提升精细分层注水工艺技术水平。

【技术实现步骤摘要】
一种数字式分注智能控制系统
本专利技术属于油气井注水
，具体涉及一种数字式分注智能控制系统。
技术介绍
数字式分注智能控制系统是一种全新的注水调配系统，能够真正实现精细化注水。随着油田开发的深入，需要对各小层流量定期进行测试，以便掌握注水井各层吸水状况以及各层系统压力变化规律，指导合理调配测试周期，提高注水有效性，达到精细注水的目标。目前，国内油田主要采用分层注水方式开发，现有成熟的分层注水技术主要包括空心分注技术、同心集成分注技术、桥式偏心分注技术和常规偏心分注技术；而成熟的配套测调技术主要有钢丝作业测调技术和电缆作业测调技术。其中，空心分注技术和同心集成分注技术是采用空心配水器或集成式配水器进行分层配水，采用钢丝作业携带流量计测试流量，通过更换安装在中心通道配水芯子上的水嘴进行流量调节；而在更换下层水嘴时要先捞出上层配水芯子，投捞工作量会随分注层数增加而急剧增加，不适用于分层过多的井，此两种分注技术只能进行合层压降测试。桥式偏心分注技术和常规偏心分注技术都是在配水器侧向偏心孔内安装带有固定水嘴的堵塞器或可调式堵塞器实现注水，测试调配时需要采用钢丝或电缆作业。钢丝作业时需要反复投捞更换固定水嘴，工作量大，投捞仪器侧向定位对接成功率低，同时，水嘴大小具有非连续性，调配精度差；测调仪调节臂和可调水嘴对接侧向动力传递结构复杂，动力传递效率低，对接成功率低，并且可调水嘴结构复杂、调节精度差、易堵塞。尤其近年来，大斜度井、深井和采出水回注井逐年增多，无论是采用钢丝还是电缆测调，均需要采用偏心作业，需要精细的机械式导向、定位、对接来实现投捞测试。同时，受井斜、井深、采出水水质复杂、配水器导向机构和测调仪器加工精度等因素的影响，在复杂井型上分注和测调难度更大，无法真正实现精细化注水。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中分层注水存在的不足，本专利技术提供了一种数字式分注智能控制系统，采用数字式配水器形成一种全新的注水调配模式，通过井下控制器和数字式配水器的无线对接方式，摆脱投捞仪器机械导向与侧向定位、堵塞器反复投放与打捞等作业工序，实现分层注水直读监测、智能配注和自动验封等功能，解决常规工艺在大斜度井、深井和采出水回注井精细化配水和测试调配的难题，提升精细分层注水工艺技术水平。本专利技术的技术方案如下：提供了一种数字式分注智能控制系统，包括油管和安装在油管上的数字式配水器，还包括地面控制器、试井车、电缆和井下控制器；所述电缆置于试井车上，所述电缆的一端与地面控制器的信号输入端连接，另一端与井下控制器的信号输出端连接，所述地面控制器的信号输出端与电脑相连，所述井下控制器活动置于油管内。该系统还包括地面装置，所述地面装置包括防喷管和注水井口，注水井口安装在所述油管的最上端，防喷管安装在所述注水井口上。该系统还包括井下装置，所述井下装置包括套管、套管保护封隔器、封隔器、预置工作筒、单流阀、筛管和丝堵，所述套管设置在油管的外周，套管保护封隔器、封隔器、预置工作筒、单流阀、筛管和丝堵从上到下依次与油管分节相接，并固定于套管内。上述数字式配水器有多个，且与油管分节连接。上述数字式配水器包括上接头、设置在上接头上的入水口、供电装置一、中心管、供电装置二、流量计、流量调节计、中央控制CPU、验封仪、压力测试仪、下接头以及设置在下接头上的出水口；所述中心管固定于上接头和下接头之间，流量计焊接在中心管中段外部，且流量计和中心管通过流量计过流通道连通，入水口连通中心管与流量计过流通道；所述供电装置一与供电装置二上端均插装在上接头下端，所述流量计上下两端均连接有导压管，导压管连接在流量计过流通道上；所述流量调节计、中央控制CPU、验封仪、压力测试仪环绕在中心管下段周围，其下端均插装在下接头的上端面上，所述流量调节计和压力测试仪分别与中央控制CPU电连接。上述下接头的上端面上还设置有无线模块安装座、拆卸工艺孔和紧固螺钉,所述拆卸工艺孔和紧固螺钉相邻，所述无线模块安装座置于验封仪与紧固螺钉之间。上述流量调节计与供电装置一电连接；所述流量计、中央控制CPU、验封仪、压力测试仪与供电装置二电连接。上述井下控制器包括外筒、与外筒上端连接的护帽，以及与外筒下端连接的塑护管，所述外筒内由上至下依次设置有电缆头插座、磁钢护管、电路骨架、编码电路、通信电路和无线通信模块，所述无线通信模块的信号输出端与编码电路信号输入端电连接，所述编码电路信号输出端与通信电路信号输入端电连接，所述通信电路信号输出端与地面控制器电连接；所述电缆头插座与电缆连接；所述磁钢护管内设置有磁钢、线圈组件和垫片；所述电路骨架上设置有电源模块，所述电源模块与电缆头插座电连接，所述编码电路和通信电路并行连接在电路骨架和无线通信模块之间，所述编码电路、通信电路和无线通信模块均与电源模块电连接；所述无线通信模块下端连接有转接头。上述地面控制器包括支架、箱体、控制面板、内部基板；所述控制面板安装在箱体前端，控制面板上设置有解码指示灯、输出按钮、电流按钮、电压按钮、增益按钮、极性转化钮、电缆匹配钮、显示屏、电源按钮、USB接口；所述内部基板通过螺钉固定在箱体的底座上，所述箱体后端设置有电缆插座、电源插座和电脑连接座。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术采用数字式配水器形成一种全新的注水调配模式，通过井下控制器和数字式配水器的无线对接方式，摆脱投捞仪器机械导向与侧向定位、堵塞器反复投放与打捞等作业工序，解决了以往工艺反复投捞作业带来的测试调配成功率和效率低的问题。(2)本专利技术测试调配过程采用电缆携带井下控制器进行作业，测调结果在地面控制器和电脑数据采集处理系统同步显示，实现了分层注水直读监测和智能配注功能，提高了测调成功率及效率。(3)本专利技术可以长期监测分注井况，数字式配水器每隔一段时间进行一次数据采集，并将数据存储在中央控制CPU中，当井下控制器进入数字式配水器建立无线通讯后，数据将会通过电缆传递给地面控制器，通过电脑分析各项数据，对精细注水具有现实的知道意义。(4)本专利技术实现了自动验封功能，由于数字式配水器集成了流量调节系统和压力监测系统，只需要关闭分层注水水嘴短节就可以实现封隔器验封。以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。附图说明图1是本专利技术数字式分注智能控制系统装配结构示意图。图2是本专利技术数字式分注智能控制系统的数字式配水器结构示意图。图3是图2中A-A处剖面示意图。图4是图2中B-B处剖面示意图。图5是本专利技术数字式分注智能控制系统的井下控制器结构示意图。图6是本专利技术数字式分注智能控制系统的地面控制器结构示意图。图7是图6中C-C处剖面示意图。附图标记说明：1、电脑；2、地面控制器；3、试井车；4、电缆；5、防喷管；6、注水井口；7、套管；8、油管；9、套管保护封隔器；10、井下控制器；11、数字式配水器；12、封隔器；13、预置工作筒；14、单流阀；15、筛管；16、丝堵；17、上接头；18、入水口；19、供电装置一；20、中心管；21、供电装置二；22、导压管；23、流量计；24、流量计护套；25、流量调节计；26、中央控制CPU；27、验封仪；28、压力测试仪；29、出水口；30、下接头；31、流量计过流通道；32、电池筒；33、无线模块安装座；34、拆卸工艺孔；35、紧固螺钉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字式分注智能控制系统，包括油管（8）和安装在油管（8）上的数字式配水器（11），其特征在于：还包括地面控制器（2）、试井车（3）、电缆（4）和井下控制器（10）；所述电缆（4）置于试井车（3）上，所述电缆（4）的一端与地面控制器（2）的信号输入端连接，另一端与井下控制器（10）的信号输出端连接，所述地面控制器（2）的信号输出端与电脑(1)相连，所述井下控制器（10）活动置于油管（8）内。

【技术特征摘要】
1.一种数字式分注智能控制系统，包括油管（8）和安装在油管（8）上的数字式配水器（11），其特征在于：还包括地面控制器（2）、试井车（3）、电缆（4）、井下控制器（10）、地面装置和井下装置；所述电缆（4）置于试井车（3）上，所述电缆（4）的一端与地面控制器（2）的信号输入端连接，另一端与井下控制器（10）的信号输出端连接，所述地面控制器（2）的信号输出端与电脑(1)相连，所述井下控制器（10）活动置于油管（8）内；所述数字式配水器（11）包括上接头（17）、设置在上接头（17）上的入水口（18）、供电装置一（19）、中心管（20）、供电装置二（21）、流量计（23）、流量调节计（25）、中央控制CPU（26）、验封仪（27）、压力测试仪（28）、下接头（30）以及设置在下接头（30）上的出水口（29）；所述中心管（20）固定于上接头（17）和下接头(30)之间，流量计（23）焊接在中心管（20）中段外部，且流量计（23）和中心管（20）通过流量计过流通道（31）连通，入水口（18）连通中心管（20）与流量计过流通道（31）；所述供电装置一（19）与供电装置二（21）上端均插装在上接头（17）下端，所述流量计（23）上下两端均连接有导压管（22），导压管（22）连接在流量计过流通道（31）上；所述流量调节计（25）、中央控制CPU（26）、验封仪（27）、压力测试仪（28）环绕在中心管(20)下段周围，其下端均插装在下接头（30）的上端面上，所述流量调节计（25）和压力测试仪（28）分别与中央控制CPU（26）电连接；所述的地面装置包括防喷管（5）和注水井口（6），注水井口（6）安装在所述油管（8）的最上端，防喷管（5）安装在所述注水井口（6）上；所述的井下装置包括套管（7）、套管保护封隔器（9）、封隔器（12）、预置工作筒（13）、单流阀（14）、筛管（15）和丝堵（16），所述套管（7）设置在油管（8）的外周，套管保护封隔器（9）、封隔器（12）、预置工作筒（13）、单流阀（14）、筛管（15）和丝堵（16）从上到下依次与油管（8）分节相接，并固定于套管（7）内；所述地面控制器（2）包括支架（37）、箱体（38）、控制面板（53）、内部基板（67）；所述控制面板（53）安装在箱体（...

【专利技术属性】
技术研发人员：王子建，巨亚锋，罗必林，于九政，毕福伟，申晓莉，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11