[發明專利]基于RFID的井下分層注水控制系統

有效

• 申請號: 201110278843.4
• 申請日: 2011-09-20
• 公開（公告）號: CN102305054A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 劉明堯;李兵;周祖德;譚躍剛;陳國良;李俊;李程
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: E21B43/20
• 分類號: E21B43/20
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

技術領域

本發明涉及能源開采裝備技術領域，具體的是涉及基于RFID的井下分層注水控制系統。

背景技術

油田進入注水開發階段時，為了保證油田的壓力將石油驅替出來，要向地層注水，即注水采油技術。注水的井稱為注水井。我國大部分油田為分層分布油藏，油層都是一個獨立封閉的儲油體，各個油層的結構、組成、壓力、溫度、厚度等都存在差異：有的油層質地疏松，其中孔隙大而且多，儲油能力強；有的油層質地致密，其中孔隙少而且小，儲油能力比較弱。這種差異的存在，使得各個油層的吸水能力有比較大的差異。在同樣壓力注水的情況下，孔隙較大的油層比孔隙較小的油層容易吸水，其中的原油比較容易的就被驅散出來，產油量大，但壓力下降也較其他油層快，需要及時補充注水維持地層壓力平衡。但是，由于孔隙較大，注水很容易通過該油層從油井里滲透出來，導致油井里出現出水層，不但使原油產量大幅度下降，對原油進行脫水的成本也將增高。層間差異導致的另一個問題是，當用同樣的壓力注水時，吸水能力強的油層大量進水，吸水能力弱的油層進水很少甚至不進水，導致這些油層里的原油無法開采，造成浪費。針對不同油層注水量的不同，為了使各個油層能夠按開采要求合理、分別注水，減小油層間的不利影響，提高各個油層的采油效率，分層注水采油技術誕生了。顯然，如何有效地控制打開注水油層流道和關閉其他油層流道是非常關鍵的任務。

傳統機械式作業法，將油井管道提出油井，在注水油層流道安裝油嘴，死堵其他油層流道。更換注水油層時，要重新進行機械作業。該方法調換一次油嘴耗資幾萬元，費時費力，當油層數量多于3個時，施工難度很大。采用微處理器控制分層注水是油田發展方向之一，實現地面人員與井下多個油層開關的信息通訊是關鍵。目前國內外利用的油井開采技術主要是利用電線或者電纜、液壓線、光纖傳感技術以及壓力編碼技術。利用電纜或者液壓線控制具有井下工具操作繁瑣，機械結構復雜，在控制多余3個油層的油井時，液壓線過多，安裝復雜，可靠性低，控制難等問題。光纖傳感技術雖然具有通訊距離遠，信號不會衰減，數據可靠性高，不需要井下信號處理電路，系統結構大大簡化等優點，但由于光纖脆性大，特別是井下工具操作頻繁、震動比較大的情況下很容易導致光纖折斷，此外當光纖通過封隔器時，需要額外增加光纖保護裝置，大大增加了機械結構復雜性和成本，降低了井下工具的可靠性。壓力編碼技術雖然可以實現地面與井下的信息的傳輸，但系統由于壓力編碼冗長，成功打一組壓力密碼時間較長，在現場實際井中應用操作難度較大。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對油井分層注水施工提供一種基于RFID的井下分層注水控制系統，能夠實現地面人員對井下各層閥門的有效控制。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種基于RFID的井下分層注水控制系統，包括計算機、射頻寫卡芯片、射頻卡和配水器，其特征在于所述的計算機和射頻寫卡芯片通過URAT串口線連接，施工時，射頻卡和射頻寫卡芯片通過無線通訊連接，所述的配水器包括有：閥門控制電路板、微型電機、減速器、螺桿、絲桿螺母、導向座A、連接桿、導向座B、密封膠圈、內通孔、閥門、外通孔、套管、管壁、主管道，閥門控制電路板由螺釘固定在管壁上，微型電機和閥門控制電路板由導線連接，閥門控制電路板集成了射頻讀卡芯片，射頻讀卡芯片與射頻卡通過無線通訊連接，微型電機的底座由螺釘固定在管壁上，微型電機和減速器由軸套固定連接，減速器的另一端和螺桿由彈性聯軸器連接，螺桿和絲桿螺母由螺紋連接，將圓周運動轉換為直線運動，絲桿螺母和連接桿由螺釘固定連接，導向座A和導向座B由螺釘固定在管壁上，確定連接桿直線位移方向，連接桿的另一端和閥門由螺釘固定連接，密封膠圈將閥門控制電路板、微型電機、減速器、螺桿、絲桿螺母、導向座A、連接桿和導向座B密封起來，外通孔位于套管上，主管道經過內通孔和外通孔與配水器外面的油層相通，其中內通孔和外通孔之間流道由閥門控制暢通或者關閉。