一種數(shù)字式分注測(cè)試調(diào)配系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于油氣井注水技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種數(shù)字式分注測(cè)試調(diào)配系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]油田注水開發(fā)多采用偏心分注工藝或橋式偏心分注工藝，這兩種工藝都基于偏心孔安裝堵塞器的工藝進(jìn)行測(cè)試調(diào)配，都需要對(duì)堵塞器進(jìn)行投撈作業(yè)。
[0003]目前，隨著油田開發(fā)的深入，分層注水工藝需要對(duì)各小層流量定期進(jìn)行測(cè)試，以便掌握注水井各層吸水狀況以及各層系統(tǒng)壓力變化規(guī)律，指導(dǎo)合理調(diào)配測(cè)試周期。而采用鋼絲或者電纜操作時(shí)，工藝操作的反復(fù)投撈次數(shù)多、投撈成功率低，而且水嘴調(diào)配精度差。一次測(cè)調(diào)確定水嘴21開度后，井下地質(zhì)條件變化引起的流量變化量不能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，且要達(dá)到配注量只能在下次測(cè)調(diào)時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)。尤其近年來，大斜度井、深井和采出水回注井逐年增多，無論是采用鋼絲還是電纜測(cè)調(diào)，均需要精細(xì)的機(jī)械式導(dǎo)向、定位、對(duì)接來實(shí)現(xiàn)投撈測(cè)試。同時(shí)，受井斜、井深、采出水水質(zhì)復(fù)雜、配水器導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和測(cè)調(diào)儀器加工精度等因素的影響，在復(fù)雜井型上的測(cè)調(diào)難度更大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服分層注水現(xiàn)有測(cè)試調(diào)配技術(shù)存在的問題，解決常規(guī)工藝在大斜度井、深井和采出水回注井中測(cè)試調(diào)配的難題。
[0005]為此，本發(fā)明提供了一種數(shù)字式分注測(cè)試調(diào)配系統(tǒng)，包括數(shù)字式配水器、井下測(cè)控儀和地面控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述井下測(cè)控儀和地面控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過電纜連接；
所述數(shù)字式配水器設(shè)有無線模塊、中央模塊、流量測(cè)試系統(tǒng)和流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)；
所述井下測(cè)控儀通過無線信號(hào)將地面控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)的流量指令輸送給無線模塊，無線模塊將接收到的信號(hào)傳輸給中央模塊，中央模塊將配注量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；
所述流量測(cè)試系統(tǒng)和流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過流量計(jì)過流通道連接，流量測(cè)試系統(tǒng)和流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)均與中央模塊電連接，所述流量測(cè)試系統(tǒng)將流量測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸給中央模塊，中央模塊將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)并對(duì)比配注量數(shù)據(jù)，當(dāng)流量與配注量不符時(shí)，中央模塊向流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)送指令實(shí)現(xiàn)流量調(diào)配；
井下測(cè)控儀將地面控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)的指令傳送給數(shù)字式配水器的同時(shí)，通過無線模塊讀取數(shù)字式配水器的流量測(cè)量數(shù)據(jù)，并將流量測(cè)量數(shù)據(jù)傳送給地面控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
[0006]所述流量測(cè)試系統(tǒng)設(shè)于數(shù)字式配水器內(nèi)，該流量測(cè)試系統(tǒng)包括對(duì)稱設(shè)于流量計(jì)過流通道內(nèi)壁的孔板、穿過流量計(jì)過流通道引出的導(dǎo)壓管、與導(dǎo)壓管依次連通且互相串聯(lián)的的壓差傳感器、正向單向閥、反向單向閥和波紋管，導(dǎo)壓管有兩條，分別與壓差傳感器、正向單向閥、反向單向閥和波紋管的上下端連通；
所述壓差傳感器的外側(cè)設(shè)有感應(yīng)片，該感應(yīng)片通過電纜與中央模塊連接。
[0007]所述流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)于數(shù)字式配水器內(nèi)，包括電機(jī)、與電機(jī)連接的動(dòng)力傳動(dòng)桿、設(shè)于流量計(jì)過流通道側(cè)壁的水嘴以及設(shè)于流量計(jì)過流通道內(nèi)與動(dòng)力傳動(dòng)桿連接的活動(dòng)筒。
[0008]所述井下測(cè)控儀內(nèi)設(shè)有通訊電路，井下測(cè)控儀的上端設(shè)有電磁感應(yīng)鋼、下端設(shè)有讀取模塊，所述通訊電路通過電纜與電磁感應(yīng)鋼、讀取模塊、地面控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)連接。
[0009]所述地面控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括電腦、與電腦連接的地面控制器，該地面控制器通過電纜與井下測(cè)控儀連接。
[0010]所述數(shù)字式配水器內(nèi)設(shè)有中心管道，所述流量測(cè)試系統(tǒng)、流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)均設(shè)于中心管道之外。
[0011]本發(fā)明還提供了一種數(shù)字式分注測(cè)試調(diào)配方法，包括以下步驟:
步驟I)將工具串下入油井套管:從上到下依次將套管保護(hù)封隔器、數(shù)字式配水器、封隔器、預(yù)置工作筒、單流閥、篩管、絲堵與油管分節(jié)連接后下入套管內(nèi)；
步驟2)開啟數(shù)字式配水器，在中央模塊的指令下，電機(jī)開啟，拖動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)，活動(dòng)筒向下運(yùn)動(dòng)打開水嘴至預(yù)設(shè)位置，對(duì)油氣井進(jìn)行注水；
步驟3)壓力傳感器對(duì)流量進(jìn)行測(cè)試，并將流量測(cè)量數(shù)據(jù)通過感應(yīng)片傳輸給中央模塊，中央模塊將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)并對(duì)比配注量數(shù)據(jù)，當(dāng)流量與配注量不符時(shí)，中央模塊向流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)送指令，將水嘴的開度調(diào)節(jié)到配注需求；
步驟4)在正常注水過程中，中央模塊將感應(yīng)片傳來的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并隨時(shí)通過流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)完成配注調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)試調(diào)節(jié)；
步驟5)當(dāng)配注需要調(diào)整時(shí)，啟動(dòng)地面控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過電纜將井下控制儀送入數(shù)字式配水器的中心管道內(nèi)；
步驟6)井下測(cè)控儀將地面設(shè)置的配注量信息，通過讀取模塊的天線傳輸給數(shù)字式配水器，無線模塊通過其天線接收到信號(hào)后，傳輸給中央模塊，完成無線對(duì)接后，對(duì)油氣井注水量進(jìn)行調(diào)節(jié)；
步驟7)當(dāng)多層段配注需要調(diào)整時(shí)，將井下控制器放置到下一級(jí)的數(shù)字式配水器的中心管道內(nèi)，讀取中央模塊所存儲(chǔ)的流量測(cè)試數(shù)據(jù)，并將流量測(cè)量數(shù)據(jù)通過電纜反饋給地面控制器，地面控制器系統(tǒng)判斷需要調(diào)節(jié)的配水量，并將指令回傳給中央模塊，流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)依據(jù)指令開啟開啟電機(jī)，拖動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)桿伸展運(yùn)動(dòng)，使得活動(dòng)筒上下運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)水嘴開度；步驟8)重復(fù)步驟7)完成各注水層段注水量的調(diào)節(jié)后，收回井下控制器，按照調(diào)整后的配注量重新注水。
[0012]本發(fā)明提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:
1、采用數(shù)字式配水器形成一種全新分注測(cè)試調(diào)配方法，通過數(shù)字式配水器的流量測(cè)試與調(diào)節(jié)系統(tǒng)，以及中央模塊，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)調(diào)、壓力流量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)計(jì)量，擺脫了反復(fù)的機(jī)械投撈工序，徹底解決了以往以往工藝中因反復(fù)投撈作業(yè)帶來的測(cè)試調(diào)配成功率和效率低的問題。
[0013]2、當(dāng)需要改變配注時(shí)，采用電纜攜帶井下控制儀與井下數(shù)字配水器無線對(duì)接進(jìn)行作業(yè)，測(cè)調(diào)結(jié)果與監(jiān)測(cè)歷史數(shù)據(jù)可在地面控制器和電腦數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)中同步顯示，實(shí)現(xiàn)了分層注水連續(xù)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)配注功能，提高了測(cè)調(diào)手段的智能化水平，對(duì)精細(xì)注水具有現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義。
[0014]下面將結(jié)合附圖做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明數(shù)字式配水器5的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明整體實(shí)施的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明地面控制器27的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中:1、注水井口 ；2、套管；3、油管；4、套管保護(hù)封隔器6 ;5、數(shù)字式配水器；6、封隔器；7、預(yù)置工作筒；8、單流閥；9、篩管；10、絲堵；11、流量計(jì)過流通道；12、壓差傳感器；13、正向單向閥；14、反向單向閥；15、波紋管；16、孔板；17、感應(yīng)片；18、導(dǎo)壓管；19、電機(jī)；20、、動(dòng)力傳動(dòng)桿；21、水嘴；22、活動(dòng)筒；23、無線模塊；24、中央模塊；25、電纜；26、電腦；27、地面控制器；28、流量測(cè)試系統(tǒng)；29、流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)；30、中心管道；31、井下控制儀；32、電磁感應(yīng)鋼；33、通訊電路；34、讀取模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0016]實(shí)施例1:
為了克服分層注水現(xiàn)有測(cè)試調(diào)配技術(shù)存在的問題，解決常規(guī)工藝在大斜度井、深井和采出水回注井中測(cè)試調(diào)配的難題。本實(shí)施例提供了一種數(shù)字式分注測(cè)試調(diào)配系統(tǒng)，包括數(shù)字式配水器5、井下測(cè)控儀和地面控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)，井下測(cè)控儀和地面控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過電纜連接；
數(shù)字式配水器5設(shè)有無線模塊23、中央模塊24、流量測(cè)試系統(tǒng)28和流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)29 ;井下測(cè)控儀通過無線信號(hào)將地面控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)的流量指令輸送給無線模塊23，無線模塊23將接收到的信號(hào)傳輸給中央模塊24，中央模塊24將配注量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；
流量測(cè)試系統(tǒng)28和流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)29通過流量計(jì)過流通道11連接，流量測(cè)試系統(tǒng)28和流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)29均與中央模塊24電連接，所述流量測(cè)試系統(tǒng)28將流量測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸給中央模塊24，中央模塊24將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)并對(duì)比配注量數(shù)據(jù)，當(dāng)流量與配注量不符時(shí)，中央模塊24向流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)29發(fā)送指令實(shí)現(xiàn)流量調(diào)配；
井下測(cè)控儀將地面控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)的指令傳送給數(shù)字式配水器5的同時(shí)，通過無線模塊23讀取數(shù)字式配水器5的流量測(cè)量數(shù)據(jù)，并將流量測(cè)量數(shù)據(jù)傳送給地面控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
[0017]實(shí)施例2:
在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，如圖1所示，流量測(cè)試系統(tǒng)28包括對(duì)稱設(shè)于流量計(jì)過流通道11內(nèi)壁的孔板16、穿過流量計(jì)過流通道11引出的導(dǎo)壓管18、與導(dǎo)壓管18依次連通且互相串聯(lián)的的壓差傳感器12、正向單向閥13、反向單向閥14和波紋管15，導(dǎo)壓管18有兩條，分別與壓差傳感器12、正向單向閥13、反向單向閥14和波紋管15的上下端連通。
[0018]壓差傳感器12的外側(cè)設(shè)有感應(yīng)片17，該感應(yīng)片17通過電纜與中央模塊24連接。孔板16鑲嵌在流量計(jì)過流通道11的內(nèi)壁，用來產(chǎn)生壓力損失以便差壓傳感器的計(jì)量，導(dǎo)壓管18從孔板16兩側(cè)的流量計(jì)過流通道11的內(nèi)壁貫穿外壁引出，壓差傳感器12兩端密封有硅油，緩沖壓力沖擊；正向單向閥13、反向單向閥14和波紋管15用來保護(hù)差壓傳感器，當(dāng)過流通道傳來的壓力過大時(shí)，正向單向閥13和反向單向閥14打開以緩解壓力，當(dāng)瞬間壓力變化過大時(shí)，波紋管15開始工作，以保護(hù)差壓傳感器；感應(yīng)片17外貼在壓差傳感器12的外側(cè)，以便將數(shù)據(jù)通過電纜25傳輸給中央模塊24。
[0019]流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)29設(shè)于數(shù)字式配水器5內(nèi)，包括電機(jī)19、與電機(jī)19連接的動(dòng)力傳動(dòng)桿20、設(shè)于流量計(jì)過流通道11側(cè)壁的水嘴21以及設(shè)于流量計(jì)過流通道11內(nèi)與動(dòng)力傳動(dòng)桿20連接的活動(dòng)筒22。電機(jī)19帶動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)桿20伸縮運(yùn)動(dòng)，活動(dòng)筒22在伸縮運(yùn)動(dòng)中