注水井井下流量自動控制裝置的製作方法

2023-08-22 08:34:16 1

專利名稱：注水井井下流量自動控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及油田二次採油過程中的自動控制注水流量的裝置。
背景技術：
目前，國內油藏進入特高含水開發後期，措施增油效果越來越差，穩產難度日益增 大，強化有效的注水是目前改善油藏開發效果的關鍵。油田注水的目的是為了保持油田能 量，保持油層壓力，提高供液能力，降低原油遞減率。注水情況的好壞直接關係到油田的穩 產與否，如果注水不穩定，會導致暴性水淹，油層注水波及不平衡，水驅動程度低。當油井壓 力發生變化時，注水量就會隨之改變， 一般情況下，只能靠人工來調節注水量，對於周期短 的注水井和層間矛盾突出或測試難度大的油井，人工測試的控制精度差，注水量調節難度 大，工作量大，注水倒流和因此引起的地層出砂現象時有發生，此時，需要能自動調節注水 流量的智能注水裝置。

發明內容本實用新型的目的在於提供一種通過在地面讀取注水流量實現自動控制注水井 井下流量的裝置。 為了實現上述目的，本實用新型的技術方案是 —種注水井井下流量自動控制裝置，包括計算機1、地面電路2、井下電路8、電機9 和注水調節閥10。地面電路2與計算機1相連，放置在注水井口，通過無線傳輸方式將計算 機l的指令發送到井下電路8 ;井下電路8安裝在井下儀器短節內，通過無線方式接收地面 計算機1的指令，由電機9控制注水調節閥10自動調節井下注水量。 地面電路2包括地面DSP晶片IC1、編碼器IC2、水流壓力脈衝發生器IC3、流量傳 感器IC4和接口電路IC5，地面DSP晶片IC1為地面電路2的控制核心，地面DSP晶片IC1 與流量傳感器IC4相連，實時監測地面注水流量，地面DSP晶片IC1通過編碼器IC2與水流 壓力脈衝發生器IC3相連，控制水流壓力脈衝發生器IC3產生壓力脈衝發射信號，地面DSP 晶片IC1通過接口電路IC5與計算機1相連。 井下電路8包括井下DSP晶片IC6、解碼器IC7、水流壓力脈衝接收器IC8、水力發 電機IC9和井下供電電路ICIO，井下DSP晶片IC6是井下電路8的控制核心，水流壓力脈衝 接收器IC8通過解碼器IC7與井下DSP晶片IC6相連，接收計算機1的指令，井下DSP晶片 IC6與電機9相連，水力發電機IC9與井下供電電路IC10相連，為井下電路8供電。 本發明的有益效果是 1.本發明的井下電路利用注水水流採用水力發電機發電作為井下電路的電力供 給，這種供電方式不使用下井專用供電電纜，能利用現有資源發電解決電源供給問題，節省 人力、物力，簡化了注水流量監測設備； 2.本發明採用水流壓力脈衝進行地面和井下的通信，能實現單工通信，這種傳輸 方式屬於無線傳輸方式，簡化了現有設備通過電纜傳輸信息；[0011] 3.本發明採用計算機發送指令給地面電路，並由地面電路將指令傳輸到井下，由 井下電路中的DSP晶片控制電機，通過注水調節閥控制注水流量，從而實現了自動控制注 水層流量的目的。

圖1是本發明的結構示意圖。 圖2是本發明的使用狀態示意圖。 圖中l-計算機，2-地面電路，3-注水井井口設備，4-絕緣管，5-注水管，6-套管， 7_扶正器，S-井下電路，9-水力發電機，10-注水調節閥，11-注水孔。
具體實施方式如圖1、圖2所示，注水井井下流量自動控制裝置由計算機1、地面電路2、井下電 路8、電機9和注水調節閥10組成。使用過程中，地面電路2與計算機1相連，放置在注水 井口 ，並與注水井井口設備3相連，通過無線傳輸方式將計算機1的指令發送到井下電路8 ; 井下電路8安裝在井下儀器短節內，通過無線方式接收地面計算機1的指令，由電機9控制 注水調節閥10自動調節井下注水量。 地面電路2包括地面DSP晶片IC1、編碼器IC2、水流壓力脈衝發生器IC3、流量傳 感器IC4和接口電路IC5，地面DSP晶片IC1為地面電路2的控制核心，地面DSP晶片IC1 與流量傳感器IC4相連，實時監測地面注水流量，地面DSP晶片IC1通過編碼器IC2與水流 壓力脈衝發生器IC3相連，控制水流壓力脈衝發生器IC3產生壓力脈衝發射信號，地面DSP 晶片IC1通過接口電路IC5與計算機1相連。 井下電路8包括井下DSP晶片IC6、解碼器IC7、水流壓力脈衝接收器IC8、水力發 電機IC9和井下供電電路ICIO，井下DSP晶片IC6是井下電路8的控制核心，水流壓力脈衝 接收器IC8通過解碼器IC7與井下DSP晶片IC6相連，接收計算機1的指令，井下DSP晶片 IC6與電機9相連，水力發電機IC9與井下供電電路IC10相連，為井下電路8供電。 注水過程中，流量傳感器IC4將採集到的地面注水流量信息發送給地面DSP晶片 IC1，由地面DSP晶片IC1實時監測注水流量。當地面操作員需要對注水層流量進行計算和 分析時，操作員就在計算機l上發出指令，由接口電路(IC5)將指令傳送給地面DSP晶片 (IC1)。地面DSP晶片IC1則通過接口電路IC5將地面實時流量信息發送給計算機1，由計 算機1通過處理軟體計算瞬時注水量、累計注水量，並繪製注水流量曲線。從計算和分析的 結果可以判斷出當天需要增加注水層流量或減少注水層流量或保持注水流量不變。如果是 保持注水流量不變，則不需要進行任何操作。當需要調節(增大或者減小)井下某層注水 量時，則由計算機1發出調節流量指令，通過接口電路IC5發送給地面DSP晶片IC1，由地 面DSP晶片IC1控制編碼器IC2對其進行編碼，然後由水流壓力脈衝發生器IC3產生壓力 脈衝發射信號，通過注水水流將其傳輸到井下，實現了無線傳輸方式。 當水流壓力脈衝接收器IC8通過水流接收到地面電路2中的水流壓力脈衝發生器 IC3發射的壓力脈衝信號後，在井下DSP晶片IC6的控制下，首先由解碼器IC7將進行解碼 後，再將這一指令信息發送給井下DSP晶片IC6。根據接收的命令，由井下DSP晶片IC6發 出控制信號給注水電機9，通過注水調節閥IO控制某注水層流量(增大或減小)，從而實現了井下注水流量的自動調節。此外，注水水流推動水力發電機IC9發電，並通過井下供電電 路IC10給整個井下電路8供電。 現場使用時，注水管5和套管6之間需要有扶正器7，井下電路8放置在專門的儀 器短節內一端通過井下DSP晶片IC6與注水電機9相連，另一端通過水流壓力脈衝接收器 IC8接收地面信號；井下電路8的供電採用注水水流推動水力發電機IC9發電；水力發電機 放置在注水管內。
權利要求一種注水井井下流量自動控制裝置，包括計算機(1)、地面電路(2)、井下電路(8)、電機(9)和注水調節閥(10)，其特徵在於，地面電路(2)與計算機(1)相連，放置在注水井口，通過無線傳輸方式將計算機(1)的指令發送到井下電路(8)；井下電路(8)安裝在井下儀器短節內，通過無線方式接收地面計算機(1)的指令，由電機(9)控制注水調節閥(10)自動調節井下注水量。
2. 根據權利要求1所述的一種注水井井下流量自動控制裝置，其特徵在於，地面電 路(2)，包括地面DSP晶片(IC1)、編碼器(IC2)、水流壓力脈衝發生器(IC3)、流量傳感器 (IC4)和接口電路(IC5)，地面DSP晶片(IC1)為地面電路(2)的控制核心，地面DSP晶片 (IC1)與流量傳感器(IC4)相連，實時監測地面注水流量，地面DSP晶片(IC1)通過編碼器 (IC2)與水流壓力脈衝發生器(IC3)相連，控制水流壓力脈衝發生器(IC3)產生壓力脈衝發 射信號，地面DSP晶片(IC1)通過接口電路(IC5)與計算機(1)相連。
3. 根據權利要求l所述的一種注水井井下流量自動控制裝置，其特徵在於，井下電 路(8)，包括井下DSP晶片(IC6)、解碼器(IC7)、水流壓力脈衝接收器(IC8)、水力發電機 (IC9)和井下供電電路(IC10)，井下DSP晶片(IC6)是井下電路(8)的控制核心，水流壓力 脈衝接收器(IC8)通過解碼器(IC7)與井下DSP晶片(IC6)相連，接收計算機(1)的指令， 井下DSP晶片(IC6)與電機(9)相連，水力發電機(IC9)與井下供電電路(IC10)相連，為 井下電路(8)供電。
專利摘要一種注水井井下流量自動控制裝置，包括計算機、地面電路、井下電路、電機和注水調節閥。地面電路與計算機相連，放置在注水井口，通過無線傳輸方式將計算機的指令發送到井下電路。井下電路安裝在井下儀器短節內，通過無線方式接收地面計算機的指令，由電機控制注水調節閥自動調節井下注水量。
文檔編號E21B43/20GK201448100SQ20092003420
公開日2010年5月5日 申請日期2009年8月13日 優先權日2009年8月13日
發明者黨瑞榮, 宋汐瑾, 李利品 申請人:西安石油大學