免投捞实时测控注水系统技术方案

本发明专利技术提供一种免投捞实时测控注水系统，该系统包括地面控制器和井下测调配水单元，该井下测调配水单元与注水管连接，并包括至少一个井下测调配水器，该地面控制器连接于该井下测调配水器，并传输设定流量值给该井下测调配水器，该井下测调配水器根据设定流量值调节水嘴开度从而调节注水量，并测量注水层位的流量、压力和温度值，再将测量到的注水层位的流量、压力和温度值反馈给该地面控制器。本发明专利技术中的免投捞实时测控注水系统只需一次管柱施工就可以完成精细分注控制，可自动实时监测小层注水压力和吸水指数，为区块单元的整体开发决策提供依据，尤其可以解决目前油田大斜度井和水平井无法投捞测调的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及适用于油田注水井分层注水的智能化测调系统，特别是涉及到一种免投捞实时测控注水系统。
技术介绍
油田开发中后期，分层注水是解决层间矛盾、保持地层能量、维持油田长期稳产高产的重要手段，其中分层测试和调配是实现注水层精细注水的关键。目前油田注水井常用的测试调配方法主要有以下几种：(1)传统的投捞式测调方法：主要是通过钢丝等工具对井下水嘴进行投捞，它存在的主要缺点包括：①测调实时性差，不能及时的根据井下状况对水嘴进行调节；②配水精度低，不能实现井下精细的注水层注水；③投捞工作量大，而且在大斜度井或水平井施工时，投捞成功率较低。(2)存储式测调方法：这种配水方法在地面提前预设好每一个注水层的注水值，当测得的流量值与预设值相差超过一定范围时，井下控制芯片控制电机转动来调整水嘴开度完成流量调节。它的缺点是：①实时性差，不能及时的发现井下注水量的波动；②无法实时对井下各个层位的压力、温度、流量数据、流量调配过程和流量变化进行直读、监测；③当需要人为改变注水层注水量时，必须取出配水器重新设置或下入其它仪器完成设置，工作量比较大且费时；④这种配水器的电源通常由井下电池提供，成本高，而且供电时间有限，需要定时取出配水器更换电池，工作量大。(3)边测边调配水方法：该方法利用电缆下入井下调配测试仪，对接成功后，通过调节水嘴开度大小，实现井下分层注水，同时实现实时监测的功能，其本身也有缺点：①由于每次测调只进行几个小时后即取出仪器，井下配水器水嘴处于固定状态，若地层压力或注水压力出现波动时，配水器无法实现自动调整，造成注水不准确；②只能实现短时间的流量实时监测，无法实现长期监测；③当需要调节分层流量时，必须先完成仪器对接才能进行调节，工序复杂，工作量大；④对水嘴投捞或调节时，也会面临大斜度井和水平井不易对接等问题。为此我们专利技术了一种新的免投捞实时测控注水系统，解决了以上技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种通过电缆供电，实现井下与地面间数据通信的可长时间在 井下工作的免投捞实时测控注水系统。本专利技术的目的可通过如下技术措施来实现：免投捞实时测控注水系统，该免投捞实时测控注水系统包括地面控制器和井下测调配水单元，该井下测调配水单元与注水管连接，并包括至少一个井下测调配水器，该地面控制器连接于该井下测调配水器，并传输设定流量值给该井下测调配水器，该井下测调配水器根据设定流量值调节水嘴开度从而调节注水量，并测量注水层位的流量、压力和温度值，再将测量到的注水层位的流量、压力和温度值反馈给该地面控制器。本专利技术的目的还可通过如下技术措施来实现：该系统还包括电缆，该地面控制器通过该电缆与该井下测调配水器连接，该电缆采用不锈钢管铠装单芯设计，为该井下测调配水器供电，并进行该地面控制器和该井下测调配水器间数据和控制指令的双向传输。该井下测调配水单元包括了多个井下测调配水器，所述多个井下测调配水器并联连接，测量各个对应注水层位的流量、压力和温度数据。该系统还包括过电缆密封装置，每个井下测调配水器的上方和下方均设置有用于密封相应注水层的该过电缆密封装置，最下一级的该井下测调配水器下方的该过电缆密封装置与该井下测调配水器连为一体作为该电缆的堵头，该过电缆密封装置设置有用于通过注水管的孔。该地面控制器包括第一放大滤波电路、地面控制芯片和输入模块，该输入模块连接于该地面控制芯片，用以输入设定流量值，该地面控制芯片连接于该第一放大滤波电路，将设定流量值进行编码，并将编码后的设定流量值传输给该第一放大滤波电路，该第一放大滤波电路连接于该井下测调配水器，以将编码后的设定流量值进行放大滤波，并将放大滤波后的设定流量值传输给该井下测调配水器。该地面控制器还包括显示模块，该显示模块连接于该地面控制芯片，该第一放大滤波电路接收该井下测调配水器反馈的经第二放大滤波电路进行放大滤波的注水层位的流量、压力和温度数据，该地面控制芯片将第一放大滤波电路接收的注水层位的流量、压力和温度数据进行解码，并将解码后的注水层位的流量、压力和温度数据传输给该显示模块进行显示。该地面控制器还包括电源，该电源连接于该地面控制芯片、该第一放大滤波电路和该井下测调配水器，为该地面控制芯片、该第一放大滤波电路和该井下测调配水器供电。该井下测调配水器包括水嘴、电机、井下控制芯片、第二放大滤波电路，该第二放大滤波电路连接于该地面控制器，并将该地面控制器传输过来的经过放大滤波的设定流量值传输给井下控制芯片，该井下控制芯片连接于该第二放大滤波电路，将设定流量值 进行解码，并根据解码后的设定流量值控制该电机，该电机连接于该井下控制芯片，并在该井下控制芯片的控制下控制该水嘴的开度，进而控制该井下测调配水器的实际流量。该井下测调配水器还包括流量传感器、压力传感器和温度传感器，该流量传感器连接于该井下控制芯片，并采集注水层位的流量数据，并将采集的流量数据传输给该井下控制芯片，该压力传感器连接于该井下控制芯片，并采集注水层位的压力数据，并将采集的压力数据传输给该井下控制芯片，该温度传感器连接于该井下控制芯片，并采集注水层位的温度数据，并将采集的温度数据传输给该井下控制芯片，该井下控制芯片将采集的注水层位的流量、压力、温度数据换算成实际流量值、实际压力值、实际温度值，再将实际流量值、压力值、温度值进行编码，经将编码后的实际流量值、压力值、温度值传输给该第二放大滤波电路，该第二放大滤波电路将编码后的实际流量值、压力值、温度值进行放大滤波，并反馈给该地面控制器。当实际流量值与设定流量值的差值大于或小于允许误差值时，该井下控制芯片控制该电机转动调节该水嘴的开度，从而调节流量大小。本专利技术中的免投捞实时测控注水系统，以电缆为载体，使用一根电缆连接井下单个或多个注水层位的井下测调配水器，同时测得、获取多个层位的流量、压力和温度数据；能够在地面通过电缆实时对井下各个层位的压力、温度、流量数据、流量调配过程和流量变化进行直读、监测，并将各层的数据显示出来；当需要人为改变注水层注水量时，在地面通过电缆向井下测调配水器发送控制命令，对井下各层注水量大小进行人工调整；当分层注水量受压力波动影响而偏离配注时，系统根据误差设定自动控制电机运转开关水嘴，从而调整注水量满足配注要求，不需人工干预；系统可通过不同注水层段间水嘴后压力比较自动判断封隔器密封性，消除了需要下入仪器验封时对管柱工作可靠性的影响因素；在地面通过电缆为井下测调配水器供电，而不是由以往配水器的井下电池提供，缩小了整体体积，延长了配水器在井工作时间，使注水量调配更加可靠。该免投捞实时测控注水系统只需一次管柱施工就可以完成精细分注控制，可自动实时监测小层注水压力和吸水指数，为区块单元的整体开发决策提供依据，该注水系统尤其可以解决目前油田大斜度井和水平井无法投捞测调的问题。附图说明图1为本专利技术的免投捞实时测控注水系统的一具体实施例的结构图；图2为本专利技术的免投捞实时测控注水系统的一具体实施例中井下测调配水器与地面控制器的连接框图。具体实施方式为使本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下：如图1所示，图1为本专利技术的免投捞实时测控注水系统的结构图。该免投捞实时测控注水系统包括地面控制器3、电缆1、与注水管本文档来自技高网...

【技术保护点】
免投捞实时测控注水系统，其特征在于，该免投捞实时测控注水系统包括地面控制器和井下测调配水单元，该井下测调配水单元与注水管连接，并包括至少一个井下测调配水器，该地面控制器连接于该井下测调配水器，并传输设定流量值给该井下测调配水器，该井下测调配水器根据设定流量值调节水嘴开度从而调节注水量，并测量注水层位的流量、压力和温度值，再将测量到的注水层位的流量、压力和温度值反馈给该地面控制器。

【技术特征摘要】
1.免投捞实时测控注水系统，其特征在于，该免投捞实时测控注水系统包括地面控制器和井下测调配水单元，该井下测调配水单元与注水管连接，并包括至少一个井下测调配水器，该地面控制器连接于该井下测调配水器，并传输设定流量值给该井下测调配水器，该井下测调配水器根据设定流量值调节水嘴开度从而调节注水量，并测量注水层位的流量、压力和温度值，再将测量到的注水层位的流量、压力和温度值反馈给该地面控制器。2.根据权利要求1所述的免投捞实时测控注水系统，其特征在于，该免投捞实时测控注水系统还包括电缆，该地面控制器通过该电缆与该井下测调配水器连接，该电缆采用不锈钢管铠装单芯设计，为该井下测调配水器供电，并进行该地面控制器和该井下测调配水器间数据和控制指令的双向传输。3.根据权利要求1所述的免投捞实时测控注水系统，其特征在于，该井下测调配水单元包括了多个井下测调配水器，所述多个井下测调配水器并联连接，测量各个对应注水层位的流量、压力和温度数据。4.根据权利要求3所述的免投捞实时测控注水系统，其特征在于，该免投捞实时测控注水系统还包括过电缆密封装置，每个井下测调配水器的上方和下方均设置有用于密封相应注水层的该过电缆密封装置，最下一级的该井下测调配水器下方的该过电缆密封装置与该井下测调配水器连为一体作为该电缆的堵头，该过电缆密封装置设置有用于通过注水管的孔。5.根据权利要求1所述的免投捞实时测控注水系统，其特征在于，该地面控制器包括第一放大滤波电路、地面控制芯片和输入模块，该输入模块连接于该地面控制芯片，用以输入设定流量值，该地面控制芯片连接于该第一放大滤波电路，将设定流量值进行编码，并将编码后的设定流量值传输给该第一放大滤波电路，该第一放大滤波电路连接于该井下测调配水器，以将编码后的设定流量值进行放大滤波，并将放大滤波后的设定流量值传输给该井下测调配水器。6.根据权利要求5所述的免投捞实时测控注水系统，其特征在于，该地面控制器还包括显示模块，该显示模块连接于该地面控制芯片，该第一放大滤波电路接收该井下测调配水器反馈的经第二放大滤波...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙宝全，李常友，隋春艳，王锋，宋清新，辛林涛，王宏万，于昭东，张卫卫，李永康，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：山东;37