[發明專利]一種用于井下節流器的自動調節系統及其操作方法

在審

• 申請號: 201810301972.2
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN110359888A
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發明（設計）人: 常彥榮;王曉榮;常鵬旭;談泊;馬海賓;茹志娟;李在順;高仕舉;曹毅;李彥彬
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B43/12
• 分類號: E21B43/12;E21B47/06;E21B47/07;E21B47/12
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

本發明公開了一種用于井下節流器的自動調節系統及其操作方法，包括設置在節流器錨定機構上端的測量短節骨架，測量短節骨架上設置有數字信號處理器DSP，數字信號處理器DSP分別與傳感器組和電機組件連接，數字信號處理器DSP和傳感器組之間設置有信號調理和數據采集單元，傳感器組用于采集氣嘴前、后壓力、溫度以及氣嘴開度參數并經過信號調理和采集單元發送至數字信號處理器DSP，數字信號處理器DSP根據接收到的信息控制電機組件通過改變閥芯和閥座間流通面積調節氣嘴的開度實現自動調節。利用井下節流器自動調節系統，只需要一次施工，就可以完成對節流器氣嘴的調節，無需后期人工干預和測量，節約大量人力物力，可以實時有效的做出數據趨勢分析。

技術領域

本發明屬于油氣田采氣技術領域，具體涉及一種用于井下節流器的自動調節系統及其操作方法。

背景技術

在天然氣開采生產過程中，普遍使用的是帶有固定節流氣嘴的活動式和固定式井下節流器，這些節流器都是純機械式的。這種傳統的井下節流器無法實時調節節流器氣嘴的大小，必須通過關井和采取鋼絲繩作業更換不同尺寸的氣嘴來實現不同等級的節流功能，這種工作方式不但延長了作業時間，影響氣井生產，也會增加施工費用，而且工藝過程復雜，費工費時。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種用于井下節流器的自動調節系統及其操作方法，只需要一次下井，無需后期更換節流器氣嘴，減少下井次數、提高生產效率、降低施工作業風險，并適用于在深井和斜井內使用。

本發明采用以下技術方案：

一種用于井下節流器的自動調節系統，包括設置在節流器錨定機構上端的測量短節骨架，測量短節骨架上設置有數字信號處理器DSP，數字信號處理器DSP分別與傳感器組和電機組件連接，數字信號處理器DSP和傳感器組之間設置有信號調理和數據采集單元，傳感器組用于采集氣嘴前、后壓力、溫度以及氣嘴開度參數并經過信號調理和采集單元發送至數字信號處理器DSP，數字信號處理器DSP根據接收到的信息控制電機組件通過改變閥芯和閥座間流通面積調節氣嘴的開度實現自動調節。

具體的，信號調理和數據采集單元設置在電路板上，包括采樣器，采樣器一端與傳感器組連接，另一端依次經過放大器、濾波器、調理器和AD轉換器與數字信號處理器DSP連接。

進一步的，傳感器組包括壓力傳感器、溫度傳感器和霍爾元件，壓力傳感器用于采集氣嘴壓力，溫度傳感器用于采集氣嘴溫度，霍爾元件用于采集氣嘴過流面積，壓力傳感器、溫度傳感器和霍爾元件分別與采樣器連接。

進一步的，壓力傳感器和溫度傳感器包括兩組，對應設置在氣嘴的前端和后端，分別用于采集氣嘴前后的壓力值和溫度值。

進一步的，壓力傳感器采用恒壓激勵電路，溫度傳感器采用恒流激勵電路。

具體的，電機組件包括電機，電機的一端與數字信號處理器DSP電連接，另一端通過減速器與絲杠連接，絲杠上設置的調節桿與軸承連接，通過軸承與錐形結構的閥芯連接。

具體的，數字信號處理器DSP還通過井下信號發送裝置與井上控制單元連接，將發送數據轉化為二進制表示的脈沖串形式發送給井上控制單元用于對井下節流器進行監測。

進一步的，井上控制單元包括井上信號接收單元，井下信號發送裝置通過井上信號接收單元與PC機連接，井上信號接收單元和PC機之間設置有信號解碼單元。

具體的，數字信號處理器DSP還分別與井下電源和數據存儲單元連接。

一種井下節流器自動調節系統的操作方法，包括以下步驟：

S1、在節流器錨定機構上端安裝測量短節骨架，將設置有數字信號處理器DSP和信號調理和數據采集單元的電路板設置在安裝測量短節骨架上；