注水井調(diào)控系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到油層注水技術(shù)，尤其涉及到一種注水井調(diào)控系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]“向油層中注水，以水驅(qū)油”，是我國油田采油工程中普遍采用的驅(qū)油工藝，為了降低產(chǎn)出液的含水率，提高產(chǎn)油量，需要實時監(jiān)控并適時控制各油層中水的注入量。
[0003]傳統(tǒng)注水工具安裝完畢之后，需要通過作業(yè)更換水嘴的方式來調(diào)整注入量，每調(diào)整一次，至少需要作業(yè)一次，而每次作業(yè)的成本少則數(shù)萬元，多則幾十萬元，使得調(diào)整注入量的工藝的實施成本一直居高不下。
[0004]另外，傳統(tǒng)的注水工藝中，通常是通過地面計量站中的計量儀表的數(shù)據(jù)來掌握注水量，這種方式雖然也可以掌握注入量，但是對于單井來講，所得的數(shù)據(jù)不夠準確，數(shù)據(jù)讀取也極為不便。
[0005]為解決這個問題，技術(shù)人員研發(fā)了電控注水工藝技術(shù)，例如“李光前《電控機械找注水工藝技術(shù)研宄》”和申請?zhí)枮椤?00820219556.X”中公開的《一種可控分層注水、采油、堵水多功能裝置》，基本原理是:用電纜將控制裝置下入井中與井下的注水開關(guān)器(注水裝置，或注水工具)對接，在地面通過電纜向注水開關(guān)器發(fā)出控制指令，控制注水開關(guān)器中的閥的開關(guān)。每調(diào)整一次，便需要下入一次控制裝置。
[0006]現(xiàn)有的電控注水技術(shù)通常存在如下缺點:
[0007]1.控制裝置與安裝在井下的注水開關(guān)器的對接成功率較低，且對接處的零件經(jīng)過幾次使用后便容易損壞，可靠性差較差；
[0008]2、調(diào)整時，便需要停產(chǎn)進行施工，影響生產(chǎn)；
[0009]3、每調(diào)整一次，需要下入一次控制裝置，調(diào)整時，需要打開井口，因此需要吊車、壓井泵車、水車等設(shè)備及相關(guān)設(shè)備操作人員，下入控制裝置時需要動用電纜絞車及相關(guān)設(shè)備操作人員，人力物力成本較高，作業(yè)時間也比較長。
[0010]4、不能測量注水量、井下壓力和溫度狀態(tài)，如需測量需要通過電纜下入其它測量儀器，并且這種測量方式同樣耗費較多的人力物力，且不能實現(xiàn)實時測量。
[0011]鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的上述多種缺陷，本發(fā)明人設(shè)計了本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]為了解決上述技術(shù)問題中的一項或多項，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:
[0013]一種注水井調(diào)控系統(tǒng)，包括位于井上的便攜式計算機，井上的工控機，位于井下的多個注水開關(guān)器以及連接工控機和注水開關(guān)器的單芯電纜，
[0014]所述的注水開關(guān)器包括電控注水機構(gòu)，其中注水開關(guān)器的電控注水機構(gòu)包括設(shè)置在注水開關(guān)器殼體內(nèi)的電機、螺紋套、閥芯、閥座、壓力傳感器、流量傳感器、溫度傳感器以及控制電機動作和壓力流量溫度信號采集傳輸?shù)目刂齐娐钒澹?br>[0015]所述控制電路板包括微控制器，A/D轉(zhuǎn)換器，電機控制器，霍爾傳感器，其中壓力傳感器、流量傳感器、溫度傳感器與A/D轉(zhuǎn)換器通訊，將感測結(jié)果發(fā)送至A/D轉(zhuǎn)換器，經(jīng)由A/D轉(zhuǎn)換器感測結(jié)果信號發(fā)送至微控制器，微控制器對該信號進行進一步處理之后通過單芯電纜傳輸至便攜計算機，
[0016]所述工控機包括微處理器，一人機接口模塊和一通信接口模塊，本地電源，人機接口模塊和通信接口模塊分別與微處理器相互通信，本地電源與微處理器連接以為微處理器提供電源，上述工控機還包括與微處理器連接的一信號驅(qū)動模塊、一高壓電源模塊以及一接收信號預(yù)處理模塊。
[0017]一種注水井調(diào)控系統(tǒng)的控制方法，包括
[0018]步驟1、讀取預(yù)設(shè)參數(shù)并校驗；
[0019]步驟2、通過設(shè)置在井下的傳感器采集井下參數(shù)；
[0020]步驟3、等待指令，若收到指令，則執(zhí)行下一步，若未收到指令，則返回步驟2 ;
[0021]步驟4、校驗指令，若校驗成功則執(zhí)行下一步，若校驗不成功，則返回步驟2 ;
[0022]步驟5，執(zhí)行指令；
[0023]步驟6，向便攜式計算機返回指令處理狀態(tài)；
[0024]重復(fù)執(zhí)行步驟2至步驟6。
[0025]通過上述技術(shù)方案，控制裝置與注水開關(guān)器結(jié)合在一起，在安裝注水開關(guān)器時，同時下入聯(lián)通注水開關(guān)器內(nèi)控制電路與地面工控機之間的單芯電纜。完井后，通過便攜式計算機和工控機來控制注水開關(guān)器中的電機動作，以實現(xiàn)對閥開關(guān)的控制，井下控制電路板采用專用電源電路，耐高溫性能佳，而且，本發(fā)明的便攜式計算機和工控機可對油井閥門進行控制，并實時檢測電機是否過載，本發(fā)明至少可解決如下技術(shù)問題中的一項或多項:
[0026]1、安裝完成后，技術(shù)人員使用計算機和工控機，在地面調(diào)整井下任意層位的閥開關(guān)，動作可靠，成功率尚;
[0027]2、生產(chǎn)過程中即可調(diào)整，不影響生產(chǎn)；
[0028]3、調(diào)整時只需要將工控機連接在固定在井口上的單芯電纜出線頭，便可以進行開關(guān)調(diào)整，全程只需一個人便可完成，無需動用其它設(shè)備和人員，可大大降低生產(chǎn)成本。
[0029]4、調(diào)整迅速，每層的調(diào)整時間只需幾分鐘，一個工作人員，每天可以同時調(diào)整幾十口井，節(jié)約人員和提高工作效率方面的效益十分可觀；
[0030]5、通過設(shè)置在注水開關(guān)器殼體內(nèi)的流量傳感器、壓力傳感器和設(shè)置在電路板上的溫度感應(yīng)元件(溫度傳感器)，可以隨時通過便攜式計算機和工控機采集井下的流量、壓力和溫度數(shù)據(jù)；
[0031]6、實時檢測電機過載情況，電源電路性能穩(wěn)定，采用的電纜接線密封結(jié)構(gòu)密封效果非常好，能確保系統(tǒng)長期可靠運行。
【附圖說明】
[0032]圖1是示出本發(fā)明實施例的注水井調(diào)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖2是示出本發(fā)明注水開關(guān)器結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0034]圖3是示出本發(fā)明實施例的控制電路板的示意圖。
[0035]圖4是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的穩(wěn)壓電源電路的示意圖。
[0036]圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實施方式的井下組件的操作流程圖。
[0037]圖6是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的工控機原理示意圖。
[0038]圖7是示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的水井閥門控制流程圖。
[0039]圖8是示出本發(fā)明的電路板護罩采用電纜接線密封結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0040]下文將參考附圖詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)注意，本發(fā)明的保護范圍不受此處的【具體實施方式】的限制，而是由權(quán)利要求及其等價物具體限定。
[0041]下文將參考說明書附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行具體描述。
[0042]圖1是示出本發(fā)明實施例的注水井調(diào)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0043]圖1中，本發(fā)明的注水井調(diào)控系統(tǒng)包括位于井上的便攜式計算機I，井上的工控機2，該便攜式計算機I與工控機2之間優(yōu)選通過USB連接；位于井下的多個注水開關(guān)器3以及連接工控機和注水開關(guān)器的單芯電纜4。便攜式計算機I用于接收、顯示、存儲數(shù)據(jù)，并可執(zhí)行數(shù)據(jù)運算以及相關(guān)控制，工控機2用于為井下各模塊供電以及通信，注水開關(guān)器3用于控制注水閥的開關(guān)。
[0044]圖2是本發(fā)明注水開關(guān)器結(jié)構(gòu)的示意圖。所述的注水開關(guān)器3主要包括電控注水機構(gòu)，其中注水開關(guān)器3的電控注水機構(gòu)優(yōu)選可包括設(shè)置在注水開關(guān)器3的殼體內(nèi)的電機31、螺紋套32、閥芯33、閥座34、絲杠35、壓力傳感器36、流量傳感器、