[發明專利]一種井下精細分層注水控制裝置及其方法

有效

• 申請號: 202010000100.X
• 申請日: 2020-01-01
• 公開（公告）號: CN110984930B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 劉偉;劉均;桑喜新;閆文迪;郭宇鵬;劉慧巖;張志成
• 申請（專利權）人: 東北石油大學
• 主分類號: E21B43/20
• 分類號: E21B43/20
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所 23118
• 代理人: 曹愛華

本發明涉及的是一種井下精細分層注水控制裝置及其方法，其中井下精細分層注水控制裝置包括上位機、測調儀、井下智能配水器，上位機與測調儀通過電纜連接，上位機在地面上，井下智能配水器在深井作業環境中，測調儀則是連接上位機與配水器的紐帶，當通訊開始時，三者組成一套井下精細分層注水的智能控制模式，通過測調儀對井下智能配水器的休眠喚醒、數據采集、目標流量設置、實時流量監測、注水壓力顯示和啟動智能控制來實現分層注水同步動態測調控制，確保地層保持比較精確的儲層注水量。本發明采用分層注水模式、智能控制模式控制方式，通過上位機與井下精細分層注水控制系統配合完成遠程實時控制，提升注水管理可靠性。

技術領域：

本發明涉及的是分層注水技術領域，具體涉及的是一種井下精細分層注水控制裝置及其方法。

背景技術：

現在的精細分層注水技術是在生產井內安裝壓力、溫度、流量監控設備，并能夠對監控數據進行綜合分析，通過流量控制設備在地面對油層流出、流入的液流進行控制。從電能供應角度劃分，現有配水分注工藝包括兩種形式，一種是有纜式，井下電控設備通過電纜與地面主機連接，從地面可以隨時傳遞信號控制井下裝置的各種操作，同時將井下數據傳遞到地面。這種方式可實現遠程遙控，但由于增加了電纜，增加了成本，且維護一次工作周期長。另一種形式是無纜式，井下配水器預置電池，給配水器的電機供電，電機帶動水嘴來控制各油層的配水情況，借助壓力波來進行信號傳輸，但是預制于井下的電池電量有限，電量使用完后，必須把整節管柱取出，工作量大，配水器工作壽命短。

發明內容：

本發明的一個目的是提供井下精細分層注水控制裝置，這種井下精細分層注水控制裝置用于解決井下電控設備成本高、維護周期長或電池不能充電，使用后取出工作量大的問題，本發明的另一個目的是提供井下精細分層注水控制方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：這種井下精細分層注水控制裝置包括上位機、測調儀、井下智能配水器，上位機設置于地面上，上位機中安裝實時監控測調系統，上位機與測調儀通過電纜連接，井下智能配水器設置在井下油管中；測調儀設置電力載波模塊、測調儀無線通訊模塊、測調儀核心控制電路板、卡爪電機、卡爪、原邊線圈，電力載波模塊與實時監控測調系統進行通訊，測調儀核心控制電路板控制卡爪電機運轉，原邊線圈設置于測調儀下部，測調儀下端安裝磁鋼；

井下智能配水器包括上接頭、外殼，外殼內設置充電組、連接體、走水管、電池組、配水器核心控制電路板、渦輪流量計、磁耦合傳動數控堵塞器、溫度傳感器、下接頭，充電組設置于外殼上部，上接頭與外殼密封腔相連通處裝有流量控制閥；下接頭中裝有水嘴嘴前壓力計、嘴后壓力計和配水器無線通訊模塊；配水器主體上部安裝上壓力傳感器，下部安裝下壓力傳感器和溫度傳感器；液流從外殼上的入口進入配水器腔體內部，從出口處流出再進入連接體內部水道，液流經入水流道進入渦輪流量計管道，對流經液流量進行測量，再進入配水器主體內部水道，通過磁耦合傳動數控堵塞器入水口進入磁耦合傳動數控堵塞器內部，經磁耦合傳動數控堵塞器的調節，流水從磁耦合傳動數控堵塞器主體上的出水口流出完成配水過程；

測調儀下放時，霍爾傳感器檢測到磁鋼，卡爪電機控制卡爪張開卡在井下智能配水器上，固定測調儀的位置；

充電組包括副邊線圈，原邊線圈直徑小于副邊線圈直徑，電池組充電時，隨著測調儀的下放，原邊線圈同軸套入副邊線圈中，實現非接觸電磁耦合充電。

上述方案中原邊線圈、副邊線圈均采用螺線管式。

上述方案中配水器主體上端通過連接體與外殼連接，外殼內設置耳板，連接體通過螺栓組固定在耳板上，連接體與外殼之間設置O型密封圈組，連接體中心設置流道。

上述方案中渦輪流量計上下兩端均設置多組O型密封圈組。

一種井下精細分層注水控制方法：

步驟一：井下智能配水器下井