CN102011577A - 一种智能测调控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能测调控制器，包括一具有密闭夹层空间的圆形管筒，所述密闭夹层空间内设置有阀芯、配产嘴、测控单元、驱动单元，电池单元、以及无线传输单元，其中，所述测控单元根据外部指令控制驱动单元驱动阀芯以调节配产嘴的开度；所述电池单元用于为驱动单元提供电能；所述无线传输单元用于与测控单元进行信令交互。本发明所述的智能测调控制器一次入井即可实现自动验、测、调、检过程一次完成，在施工过程根本不用进行投捞作业，它从根本上解决了施工作业利用投捞方式进行配产、测试效率低、工作量大的问题。

Description

一种智能测调控制器

技术领域

本发明涉及一种控制器，尤其涉及一种用于石油工业中油气田开发的智能测调控制器。

背景技术

目前油气田分层开采和分注工艺，大多采用空心、偏心等配水、配产工具与封隔器组合配套使用。

不论油、气井还是注水井，进行分采或分注作业施工，其测井(压力、温度、流量)都是采用人工测试：

利用钢丝连接测试仪器(流量计、压力计等)或电缆井况直读方式，进行人工逐层测试，再将仪器提出井口后读取流量或压力值。最后利用流量软件，计算调配水咀或油、气嘴大小，实现调配生产作业。

将选择好的控制嘴(有级差，直径差为0.2毫米)差别为安装在配产、配注控制器上，并结合专用投捞器对控制器分别进行投捞作业，从而实现分层配注、配产的目的。每口井调配、测试都要进行投捞作业，至少每层调配一次/半年，且成功率只有70％，因此劳动强度很大，效率低、工作量繁重、测试费用高。

发明内容

本发明针对现有技术的弊端，提供一种专门用于油气井分层开采或注水井分层配注的智能测调控制器。

本发明所述的智能测调控制器，包括一具有密闭夹层空间的圆形管筒，所述密闭夹层空间内设置有阀芯、配产嘴、测控单元、驱动单元，电池单元、以及无线传输单元，其中，

所述测控单元根据外部指令控制驱动单元驱动阀芯以调节配产嘴的开度；

所述电池单元用于为驱动单元提供电能；

所述无线传输单元用于与测控单元进行信令交互。

本发明所述的智能测调控制器中，所述圆形管筒包括圆形管筒主体、设置于圆形管筒主体内部的内圆形管筒、设置于内圆形管筒之外的外圆形管筒、设置于内圆形管筒上部的上圆形管筒接头、以及设置于内圆形管筒下部的下圆形管筒接头，所述圆形管筒主体、内圆形管筒、外圆形管筒、上圆形管筒接头、下圆形管筒接头之间形成密闭夹层空间。进一步的，所述上圆形管筒接头具有外螺纹、所述外圆形管筒具有对应的内螺纹，所述上圆形管筒接头与外圆形管筒螺合；所述圆形管筒主体的两端具有外螺纹，所述圆形管筒主体的一端与前述外圆形管筒螺合，圆形管筒主体的另一端与另一外圆形管筒螺合；所述下圆形管筒接头具有外螺纹，该下圆形管筒接头与所述另一外圆形管筒螺合。

本发明所述的智能测调控制器中，所述驱动单元包括电机、固定电机的电机架、以及电机输出平衡轴，所述平衡轴与阀芯连接。进一步的，所述驱动单元包括监控器，该监控器用于监控阀芯的位置信息。

本发明所述的智能测调控制器中，所述电池单元包括电池及固定电池的电池架，所述电池与测控单元电性连接。

本发明所述的智能测调控制器中，所述测控单元包括预制程序的集成电路和信息发射器，所述信息发射器与无线传输单元之间进行通信。

本发明所述的智能测调控制器中，所述圆形管筒内还设置有单流控制阀，该单流控制阀设置在配产嘴进出口处。

本发明所述的智能测调控制器中，所述内圆形管筒或圆形管筒主体设置有过滤装置。

本发明所述的智能测调控制器中，所述无线传输单元包括无线传输探头及牵引该无线传输探头运动的钢线。

本发明所述的智能测调控制器一次入井即可实现自动验、测、调、检过程一次完成，在施工过程根本不用进行投捞作业，它从根本上解决了施工作业利用投捞方式进行配产、测试效率低、工作量大的问题。

附图说明

图1为本发明所述智能测调控制器的结构剖视示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

本发明所述的智能测调控制器，包括：

一具有密闭夹层空间的圆形管筒，所述密闭夹层空间内设置有阀芯、配产嘴、测控单元、驱动单元，电池单元、以及无线传输单元，其中，

所述测控单元根据外部指令控制驱动单元驱动阀芯以调节配产嘴的开度；

所述电池单元用于为驱动单元提供电能；

所述无线传输单元用于与测控单元进行信令交互。

如图1所示，具体而言，本发明所述的智能测调控制器中，所述圆形管筒包括圆形管筒主体10、设置于圆形管筒主体10内部的内圆形管筒12、设置于内圆形管筒12之外的外圆形管筒14、设置于内圆形管筒12上部的上圆形管筒接头1、以及设置于内圆形管筒12下部的下圆形管筒接头8。

所述上圆形管筒接头1具有外螺纹、所述外圆形管筒14具有对应的内螺纹，所述上圆形管筒接头1与外圆形管筒14螺合。所述圆形管筒主体10的两端具有外螺纹，所述圆形管筒主体10的一端与前述外圆形管筒14螺合，至此，所述内圆形管筒12、外圆形管筒14、上圆形管筒接头1、以及圆形管筒主体10构成一个上密闭夹层空间。

而所述圆形管筒主体10的另一端与另一外圆形管筒14螺合；所述下圆形管筒接头8具有外螺纹，该下圆形管筒接头8与所述另一外圆形管筒14螺合，至此，圆形管筒主体10、内圆形管筒12、外圆形管筒14、下圆形管筒接头8构成另一个下密闭夹层空间。该下密闭夹层空间与前述的上密闭夹层空间作用相同，均是用于盛装本发明中所涉及的各个单元组件。

在前述构成的上、下两个密闭夹层空间内，设置了阀芯、配产嘴、测控单元、驱动单元，电池单元、以及无线传输单元。如图1所示，所述测控单元、驱动单元可设置于上密闭夹层空间内，而电池单元则可设置在下密闭夹层空间；所述阀芯、配产嘴5设置于圆形管筒主体10部分，所述无线传输单元则设置于内圆形管筒12内部，该无线传输单元包括无线传输探头13及牵引该无线传输探头13运动的钢线15，通过该钢线15的牵引，可令无线传输探头13往返于地面与本发明所述的智能测调控制器之间。

所述驱动单元可包括电机2、固定电机2的电机架、以及电机输出平衡轴4，所述平衡轴4与阀芯连接。当电机2被驱动时，平衡轴4与之一同运转，并进而带动阀芯运动，这也使得与阀芯连接的配产嘴5被打开或关闭，即该配产嘴5的开度被改变。所述配产嘴5的开度改变可通过设置在配产嘴5进口和出口两处的检测元件6来检测。该驱动单元与内圆形管筒12套装连接，而不用丝扣连接，当电池7被激活后，驱动单元获得能量。

在该驱动单元上进一步设置了用于监控阀芯位置信息的监控器3，该监控器3是与阀芯一起做同步移动，并将反映阀芯位置信息的数据发送至测控单元。在实际生产中，是用电机架将电机2、监控器3固定后，从内圆形管筒12外径处套装，再将测控单元与圆形管筒主体10固定连接。

所述电池单元包括电池7及固定电池的电池架，在本发明中，驱动单元、测控单元、阀芯所需的动力、以及配产嘴开启或关闭的动力均是来自于该电池单元。在实际生产中，根据智能测调控制器的形状构造设计适当的线路，以令电池7可与测控单元电性连接。

所述的测控单元可具体包括预制了程序的集成电路及信息发射器11，所述信息发射器11可与无线传输单元之间进行通信，并根据无线传输单元的命令激活集成电路执行预定的操作。该集成电路的预制程序包括了井下配产、配注的相关参数、配调信息及目的要求等。在该预制程序的干预下，本发明所述智能测调控制器进入自控模式，按入井前植入的指令程序，完成井下自动测、调、检等工艺过程；并将录取数据读取、回放并传送到电脑。分析参数，确定井下配产、配注信息；否则重新植入参数，及时更改操作指令，达到自动调配、配产及自动监控的目的。

为防止内外压力不平衡而发生返吐现象，本发明还在所述圆形管筒内设置有单流控制阀9，该单流控制阀9被设置在配产嘴5出口处。

根据井况功能要求，本发明中还安装了过滤装置。在内圆形管筒12上安装过滤装置，可以实施井口注水，先过滤后注水，保证注水质达标。在圆形管筒主体10上安装过滤装置，则起到防砂效果，防止砂卡配产油、气嘴等。

本发明所述智能测调控制器的工作原理如下：

将井下配产、配注相关参数、配调信息及目的要求等信息参数软件编程后，入井前植入测控单元的集成电路主板上。钢丝连接无线传输探头入井，激活集成电路主板，并使电池供电，预制程序进入自控模式。程序按指令执行命令，分时间段进行验、调、测、检，依次完成不同功能指令。测控单元录取数据，并与无线传输单元对接信号，进行数据交换。再将录取数据在电脑上读取回放，分析参数可行性，决定测调方案。可根据调整参数，重新植入数据，完成井下调配、配产功能，整个施工过程由程序控制，可分阶段实现不同性能及工艺功能：确定开井后首先协助采气、采油井进行自动验管、验管柱串封情况、自动测检(流量、压力、温度)参数、自动调整阀芯开度(油、气及水嘴)达到控制配产及配注产量及流量(即自动调配流体流量值)，监控装置自动监控流量值，信息反馈地面，读取回放并调整参数，起到一次入井自动验、测、调、检工艺过程同时完成。

该智能测调控制器出厂时，配产嘴处于关闭状态。所有操作指令和实现功能要求都由程序控制，在利用信号传输对接方式实现测调、监控功能。

不同井况，设有不同井号、不同编码、不同层位号。在不同井号及不同层位上，入井智能测调控制器都独立设定了编码号，以确保录取、采集数据不发生混淆。确保在不同区域、不同井号、不同目的层的各层信息真实可靠。配注流量参数、时间信息、井号及层段号等都由地面电脑程序植入参数，入井后按程序指令完成施工要求。

本发明所述智能测调控制器的井下控制流程如下：

入井前植入信息(流量参数，井号、层号)及时间初始化。智能测调控制器入井到位。等到检测当压差到设定值，开井验管漏及检验封隔器串封情况，从油管加压座封封隔器。测调控制器此时按程序进入验封状态，采集仪录取验封资料，分阶段，程序进入调配过程，开始进入配产、配注自控模式。指令操作电机开始工作，驱动调节阀芯上下往返移动，调节配产嘴的开度，从而调节流量及产能大小，测控元件随时监控流量及产能变化。一旦发生出现异常情况，可在程序设定时间内，下入无线传输探头对井下测控系统重新录取数据，调整指令，再入井重新调配，使系统恢复正常工作状态。

综上，智能测调控制器一次入井可同时实现自动验管漏、自动调配流量及产能、自动监控井下参数(流量、温度及压力)。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种智能测调控制器，其特征在于：

包括一具有密闭夹层空间的圆形管筒，所述密闭夹层空间内设置有阀芯、配产嘴、测控单元、驱动单元，电池单元、以及无线传输单元，其中，

所述测控单元根据外部指令控制驱动单元驱动阀芯以调节配产嘴的开度；

所述电池单元用于为驱动单元提供电能；

所述无线传输单元用于与测控单元进行信令交互。

2.如权利要求1所述的智能测调控制器，其特征在于，所述圆形管筒包括圆形管筒主体、设置于圆形管筒主体内部的内圆形管筒、设置于内圆形管筒之外的外圆形管筒、设置于内圆形管筒上部的上圆形管筒接头、以及设置于内圆形管筒下部的下圆形管筒接头，所述圆形管筒主体、内圆形管筒、外圆形管筒、上圆形管筒接头、下圆形管筒接头之间形成密闭夹层空间。

3.如权利要求2所述的智能测调控制器，其特征在于，所述上圆形管筒接头具有外螺纹、所述外圆形管筒具有对应的内螺纹，所述上圆形管筒接头与外圆形管筒螺合；所述圆形管筒主体的两端具有外螺纹，所述圆形管筒主体的一端与前述外圆形管筒螺合，圆形管筒主体的另一端与另一外圆形管筒螺合；所述下圆形管筒接头具有外螺纹，该下圆形管筒接头与所述另一外圆形管筒螺合。

4.如权利要求1所述的智能测调控制器，其特征在于，所述驱动单元包括电机、固定电机的电机架、以及电机输出平衡轴，所述平衡轴与阀芯连接。

5.如权利要求4所述的智能测调控制器，其特征在于，所述驱动单元进一步包括监控器，该监控器用于监控阀芯的位置信息。

6.如权利要求1所述的智能测调控制器，其特征在于，所述电池单元包括电池及固定电池的电池架，所述电池与测控单元电性连接。

7.如权利要求1所述的智能测调控制器，其特征在于，所述测控单元包括预制程序的集成电路和信息发射器，所述信息发射器与无线传输单元之间进行通信。

8.如权利要求1所述的智能测调控制器，其特征在于，所述圆形管筒内还设置有单流控制阀，该单流控制阀设置在配产嘴出口处。

9.如权利要求2所述的智能测调控制器，其特征在于，所述内圆形管筒或圆形管筒主体设置有过滤装置。

10.如权利要求1所述的智能测调控制器，其特征在于，所述无线传输单元包括无线传输探头及牵引该无线传输探头运动的钢线。

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