[發明專利]一種模塊化高溫多功能智能井下測控系統

在審

• 申請號: 201410615300.0
• 申請日: 2014-11-05
• 公開（公告）號: CN105589371A
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發明（設計）人: 張健;趙帥;王建平
• 申請（專利權）人: 長春銳利科技有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;E21B47/00
• 代理公司: 吉林省長春市新時代專利商標代理有限公司 22204
• 代理人: 石岱

技術領域

本發明涉及油田井下注采領域以及地質井下測控領域中的井下檢測與控制。

背景技術

注水作為油田穩產增產的重要措施之一，在油田開發中的地位越來越重要。勝利油田分公司目前投入開發油田59個，其中注水開發油田54個（657個開發單元），水驅動用于地質儲量27.93×10⁸噸，占分公司動用儲量的84.4%，勝利油田總注水井數6528口，配注水量67.34×10⁴m³/d，開井4923口，配注水量58.68×10⁴m³/d，開井率75.4%，日注水量55×10⁴m³/d。方案分注井2743口，在油田注水開發的過程中，為了緩解層間、層內和平面矛盾，提高注水效率和波及體積，提高原油采收率和采出程度，國內外許多油田采用了分層注水的開發方式，分層注水技術的研究開發和應用越來越重要。隨著地質探測、海油、陸地石油的開發不斷的深入，對于高溫設備的需求日益加劇，目前新疆吐哈油田、天津大港油田、冀東油田等高溫井越來越多，高溫井下分層注采，精確調節每一層段的注水量對與石油產出極為重要，目前油田調整井下流量的測調設備基本上有單雙流量井下測調儀、雙導向雙流量井下測調儀、橋式同心測調儀、橋式同心測調儀、橋式偏心分層流量測調儀、直讀式偏心驗封儀、分層注水集成式配水系統、驗封測調儀、水嘴投勞儀、井下高溫壓力計、井下流量計等儀器，但是，儀器僅僅工作在125℃左右范圍內，在集成度、高可靠性、多功能上以及通用性上不能滿足日益發展的需要。因而實施模塊化高溫多功能智能井下測控系統對于解決高溫惡劣環境的科學測量與控制、提高原油采收率、降低多種儀器開發成本具重要意義。

發明內容

本發明提供了模塊化高溫多功能智能井下測控系統，以解決井下125℃以上高溫惡劣環境的檢測與控制，同時解決傳統井下儀器電路結構分散、集成度低、可靠性差、體積大、通用性差、功能少、智能化低，維修困難。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

模塊化高溫多功能智能井下測控系統，包括井上供電通訊計算機單元、井下部分。所述的井下部分包括井下高溫供電單元、高溫壓力信號采集單元、高溫溫度信號采集單元、高溫恒流勵磁單元、高溫流量信號單元；高溫直流電機驅動器單元、放大器、井下通訊單元、中央處理單元和存儲器。井下部分安裝在密封探管內，通過絞車電纜連接下到井下。所述高溫壓力信號采集單元、高溫溫度信號采集單元、高溫流量信號單元采集并輸出溫度、壓力、流量模擬信號，該模擬信號通過集成厚膜芯片放大器進行信號放大、濾波、整形、保護處理，通過所述的中央處理單元將放大、濾波、整形和保護處理的模擬信號轉換成數字信號，進行分析處理；處理后的數據存儲在存儲器的同時，通過井下通訊單元進行同軸變頻載波再將信號傳至井上供電通信計算機單元；所述集成厚膜芯片是在陶瓷基片上印制圖形并經過高溫燒結形成無源網絡。

進一步，所述的高溫壓力信號采集單元為高溫傳感器，采用寶石芯體；所述的高溫溫度信號采集單元為高溫溫度傳感器；高溫流量信號單元為高溫流量傳感器所述的高溫恒流勵磁單元為勵磁線圈，采用聚酰亞胺材料。

進一步，壓力、溫度、流量傳感器信號的放大、信號濾波、采集信號讀取、計算機曲線校準擬合為信號采集系統。

進一步，通訊計算機單元具有變頻載波功能，最遠距離可以傳輸9Km。

進一步，所述的供電單元，具有寬電壓輸入，三路電壓輸出，電流文波低與0.1%以及高精密電壓基準5v和10v，精度0.05%。

［0010］再進一步，所述的直流電機驅動單元具有三路電機控制功能，耐壓200V，輸出電流1A，通過中央處理單元控制。

再進一步，所述的電路具有電機位置反饋、電機過流保護、電機過流電源保護、信號采集過壓保護功能。

所述的井上供電通訊計算機單元用于井下設備供電、載波通訊、井下儀器電壓調節、供電保護以及計算機交互；軟件采用模糊PID控制和算法處理。

本發明與現有技術相比，其技術效果顯著。首先，采用厚膜集成芯片將分立元件集成在陶瓷硅板上，電阻、電容植入硅板上，進行封裝處理，從而達到耐高溫、體積小、抗干擾性，其次，整體分成九個模塊，可以選擇性安裝在母板上，更換維修簡單，達到使用單芯片完成每一模塊功能。最后，耐高溫材料的選用可以提高整個系統在井下高溫條件下地穩定性和準確性。

附圖說明